JP5635999B2

JP5635999B2 - 離型剤組成物及びそれを用いた鋳造方法

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Publication number: JP5635999B2
Application number: JP2011545115A
Authority: JP
Inventors: 正則高尾; 有松木; 真石川
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: WO2011070840A1; JPWO2011070840A1

Description

本発明は、金属の鋳造等に用いる離型剤組成物及びこの離型剤組成物を用いた鋳造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、配合されたナノカーボン材料が極めて少量であるにもかかわらず、金属の鋳造等に用いたときに、優れた離型性を有する離型剤組成物、及びこの離型剤組成物を用いた鋳造方法であって、鋳造品の離型面の荒れ等を十分に抑えることができる鋳造方法に関する。

アルミダイカスト鋳造等の金型鋳造では、金型と、溶湯が固化してなる鋳造品との溶着を防止し、鋳造品を傷付けることなく容易に金型から取り出すため、成形サイクルごとに金型の成形面に離型剤が塗布される。この離型剤は水性型と油性型とに大別され、いずれの離型剤においても、潤滑成分として、高融点で熱分解性の低い（耐熱性の高い）ワックス類、エステル類、シリコーンオイル、グラファイト及びケイ酸塩等が含有される。また、耐熱性の観点で種々の無機粉体が固体潤滑剤として用いられる。そして、水性離型剤の場合は、潤滑成分を界面活性剤を用いて乳化させ、エマルションにして用いられる。一方、油性離型剤の場合は、潤滑成分を石油系等の溶剤に溶解又は分散させて用いられる。

鋳造では、６００℃以上の高温になるアルミ溶湯等の溶湯と金型との接触面に、強固な離型被膜を形成させるために、熱分解温度の高い潤滑剤が必要とされ、各種の固体潤滑剤が配合された離型剤が用いられている。このように、耐熱性は離型剤に要求される重要な特性の１つであり、この観点で、例えば、グラファイトが最適な潤滑剤として多用されている。また、固体潤滑剤として、酸化アルミニウムの微粒子が配合された離型剤も知られている（例えば、特許文献１参照。）。更に、固体潤滑剤として、シリコーン樹脂が配合された離型剤も知られている（例えば、特許文献２参照。）。

また、離型剤に配合された固体潤滑剤を安定化させ、潤滑剤として十分に機能させるための最大要因の一つとして、固体潤滑剤の微粒子化が挙げられるが、一般的な分散剤を用いたとき、及び攪拌する等の機械的分散では、従前より用いられている固体潤滑剤では、通常、数μｍから数十μｍ程度が限界である。そこで、近年、潤滑性等の作用に着目し、金属加工分野において、フラーレンが用いられるようになり、例えば、特定の油系媒体に酸化防止を目的としてフラーレンを添加した潤滑剤組成物が知られている（例えば、特許文献３参照。）。また、溶融金属の充填前に金型のキャビティ面にフラーレンを付着させて炭素皮膜を形成し、この炭素皮膜上に離型剤を塗布する鋳造方法も知られている（例えば、特許文献４参照。）。更に、摺動表面にフラーレン類を用いて潤滑用膜を形成する、又は金型表面に離型のためのフラーレン膜を形成する等の膜形成方法も知られている（例えば、特許文献５参照。）。

特開２００１−７１０９２号公報特開２００７−１８５６７８号公報特開２００５−３３６３０９号公報特開２００７−１４４４９９号公報特開２００６−３０６０１０号公報

しかし、グラファイトは、優れた潤滑性能を有するものの、作業環境の悪化、離型面への黒色粉末の付着等の問題があり、脱グラファイトが望まれているのが現状である。また、特許文献１、２に記載された固体潤滑剤の他、従来の固体潤滑剤の多くは粒子径が大きく、金型の成形面に形成される離型被膜中に均一に分散させることは容易ではない。そのため、固体潤滑剤が有する作用が十分に発揮されず、局所的な被膜破断により離型抵抗が不安定化することがあり、鋳造品等の離型面に荒れなどが発生することもある。

一方、特許文献３には、フラーレンを酸化防止剤として添加することが開示されているに過ぎず、離型剤のその他の性質とフラーレンとの相関についての技術的知見は開示されていない。また、特許文献４、５に記載の方法では、金型の成形面等にフラーレン膜を形成しているに過ぎず、フラーレンを離型剤に含有させること、及びその作用効果については全く言及されていない。

本発明は、配合されたナノカーボン材料が極めて少量であるにもかかわらず、金属の鋳造等に用いたときに、優れた離型性を有する離型剤組成物、及びこの離型剤組成物を用いた鋳造方法であって、鋳造品の離型面の荒れ等を十分に抑えることができる鋳造方法を提供することを目的とする。

本発明は以下のとおりである。
１．液状媒体中にナノカーボン材料を含有する離型剤組成物であって、上記液状媒体と上記ナノカーボン材料との合計を１００質量％とした場合に、該ナノカーボン材料の含有量は０．００００５〜０．０１質量％であり、上記離型剤組成物は界面活性剤を含有し、上記ナノカーボン材料を１００質量部とした場合に、該界面活性剤の含有量は５０〜１５０質量部であることを特徴とする離型剤組成物。
２．上記ナノカーボン材料が非水溶性のナノカーボン材料である上記１．に記載の離型剤組成物。
３．上記ナノカーボン材料がフラーレンである上記１．又は２．に記載の離型剤組成物。
４．上記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を希釈剤により希釈してなる離型剤組成物であって、上記液状媒体、上記ナノカーボン材料及び上記希釈剤の合計を１００質量％とした場合に、該ナノカーボン材料の含有量が０．００００００５〜０．００５質量％であることを特徴とする離型剤組成物。
５．上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を用いて被鋳造材を鋳造することを特徴とする鋳造方法。
６．上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を金型の成形面に付着させる付着工程と、上記金型内に液状の上記被鋳造材を充填し、上記被鋳造材を金型内で固化させる固化工程と、上記金型内から上記被鋳造材の固化物を取り出す取出工程と、をこの順に備える上記５．に記載の鋳造方法。
７．上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を金型の成形面に付着させ、該金型の該成形面に上記ナノカーボン材料を含有する離型被膜を形成する上記５．又は６．に記載の鋳造方法。

固体潤滑剤として極めて少量のナノカーボン材料を含有する本発明の離型剤組成物によれば、鋳造品（固化物）等の離型性を向上させることができるともに、鋳造品等の離型面の荒れなどを十分に抑えることができる。
また、ナノカーボン材料が非水溶性のナノカーボン材料である場合は、離型性がより向上し、且つ鋳造品等の離型面の荒れなどがより十分に抑えられる離型剤組成物とすることができる。
更に、ナノカーボン材料がフラーレンである場合は、特に優れた離型性を有し、且つ鋳造品等の離型面の荒れなどが特に十分に抑えられる離型剤組成物とすることができる。
また、分散剤を含有するため、ナノカーボン材料をより均一に分散させることができ、より優れた離型性を有し、且つ鋳造品等の離型面の荒れなどがより十分に抑えられる離型剤組成物とすることができる。
水等の希釈剤により希釈されてなる他の本発明の離型剤組成物によれば、ナノカーボン材料が微量であるにもかかわらず、離型性が十分に向上し、且つ鋳造品等の離型面の荒れなども十分に抑えられる。
本発明の鋳造方法によれば、離型面に荒れ等のない高品質の鋳造品を効率よく製造することができる。
また、本発明又は他の本発明の離型剤組成物を金型の成形面に付着させる付着工程と、金型内に液状の被鋳造材を充填し、被鋳造材を金型内で固化させる固化工程と、金型内から被鋳造材の固化物を取り出す取出工程と、をこの順に備える場合は、高品質の鋳造品をより効率よく製造することができる。
更に、離型剤組成物を金型の成形面に付着させ、金型の成形面にナノカーボン材料を含有する離型被膜を形成する場合は、離型被膜が容易に形成され、優れた離型性が発現されて、離型面に荒れ等のない高品質の鋳造品をより効率よく製造することができる。

以下、本発明を詳しく説明する。
（１）離型剤組成物
本発明の離型剤組成物は、液状媒体中にナノカーボン材料を含有する離型剤組成物であって、液状媒体とナノカーボン材料との合計を１００質量％とした場合に、ナノカーボン材料の含有量が０．００００５〜０．０１質量％であり、離型剤組成物は界面活性剤を含有し、ナノカーボン材料を１００質量部とした場合に、界面活性剤の含有量は５０〜１５０質量部であることを特徴とする。
また、他の本発明の離型剤組成物は、本発明の離型剤組成物を希釈剤により希釈してなり、液状媒体、ナノカーボン材料及び希釈剤の合計を１００質量％とした場合に、ナノカーボン材料の含有量が０．００００００５〜０．００５質量％であることを特徴とする。

上記「ナノカーボン材料」の種類、構造及び形状は特に限定されない。このナノカーボン材料としては、例えば、フラーレン、カーボンナノチューブ［炭素により形成される六員環ネットワーク（グラフェンシート）が単層又は多層の同軸管状になった物質であり、単層のシングルウォールナノチューブ及び多層のマルチウォールナノチューブとがある。］、カーボンナノファイバ、ヘリカルカーボンナノファイバ、カーボンナノ粒子（ナノホーンを含む。）、窒化炭素膜ナノチューブ、窒化炭素膜（ナノ）ファイバ、窒化炭素膜ナノ粒子、表面に窒化ホウ素炭素薄膜が形成されたカーボンナノチューブ、表面に窒化ホウ素炭素薄膜が形成されたカーボン（ナノ）ファイバ、及び表面に窒化ホウ素炭素薄膜が形成されたカーボンナノ粒子が挙げられる。これらのナノカーボン材料は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用することもできる

ナノカーボン材料は、炭素骨格に官能基を有する誘導体であってもよい。例えば、ナノカーボン材料は、炭素骨格に官能基を有するフラーレン誘導体等であってもよい。この官能基としては、例えば、アルキル基、アラルキル基等の疎水性基、及びヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基等の親水性基などが挙げられる。これらの官能基は１種のみでもよく、２種以上の異なる官能基でもよい。

また、ナノカーボン材料は非水溶性でもよく水溶性でもよい。ここで、「非水溶性」とは、例えば、０〜１００℃の温度範囲での水に対する溶解度が１％以下、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．１％以下であることを意味する。非水溶性のナノカーボン材料としては、例えば、官能基を有さないフラーレン及びカーボンナノチューブ等のナノカーボン材料が挙げられる。また、水溶性のナノカーボン材料としては、例えば、水溶性高分子等を用いて水溶化されたナノカーボン材料が挙げられる。ナノカーボン材料としては非水溶性のナノカーボン材料が好ましく、非水溶性のナノカーボン材料を用いた場合、より優れた離型性を有する離型剤組成物とすることができる。ナノカーボン材料は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用することもできる。

ナノカーボン材料としては、特にフラーレンを用いることができる。このフラーレンを構成するフラーレン骨格の種類及び構造は特に限定されない。フラーレン骨格の炭素数は、通常、偶数であり、例えば、６０〜１３０の偶数、好ましくは６０〜１２０の偶数、更に好ましくは６０〜１００の偶数である。フラーレンとしては、例えば、骨格炭素数６０、７０、７６、７８、８２、８４、９０、９４及び９６の骨格炭素数６０〜９６のフラーレン、並びにこれらより多くの骨格炭素を有する高次のフラーレンが挙げられ、骨格炭素数６０のフラーレンが好ましい。

フラーレンは１種のみ用いてもよく、異なる種類の２種以上のフラーレンを併用することもできる。例えば、全量が骨格炭素数６０のフラーレンであってもよく、骨格炭素数６０のフラーレンを主成分とし、異なる種類の少なくとも１種のフラーレンを含有する混合物であってもよい。この異なる種類のフラーレンは特に限定されないが、例えば、前記の炭素数６０〜９６のフラーレン（炭素数６０のものは除く。）、並びにこれらより多くの骨格炭素を有する高次のフラーレンが挙げられる。骨格炭素数６０のフラーレンを主成分とする２種以上のフラーレンの混合物としては、骨格炭素数６０のフラーレンと他のフラーレンとの合計を１００質量％とした場合に、例えば、骨格炭素数６０のフラーレンを５０〜９９質量％、好ましくは６０〜９８質量％、より好ましくは７０〜９５質量％、更に好ましくは７５〜９０質量％含有するフラーレン混合物が挙げられる。具体例としては、例えば、上記割合の骨格炭素数６０のフラーレンを含有し、且つ骨格炭素数７０のフラーレンを０．５〜３０質量％、好ましくは１．５〜２５質量％、より好ましくは３〜２０質量％、更に好ましくは８〜１５質量％含有するフラーレン混合物が挙げられる。

ナノカーボン材料の含有量は、液状媒体とナノカーボン材料との合計を１００質量％とした場合に、０．００００００５〜０．０１質量％とすることができ、好ましくは０．０００００５〜０．０１質量％、より好ましくは０．００００１〜０．０１質量％、更に好ましくは０．００００５〜０．０１質量％、特に好ましくは０．０００１〜０．００５質量％である。ナノカーボン材料の含有量が０．００００００５〜０．０１質量％であれば、また、０．０００１〜０．００５質量％とより少量であっても、優れた離型性を有する離型剤組成物とすることができる。尚、本発明の離型剤組成物は、水等により１００〜２００倍に希釈して用いられるのが一般的である。そのため、希釈前の離型剤組成物の含有量の下限値は、０．００００５〜０．００００２５質量％とすることができ、通常、これを希釈して上記の範囲のナノカーボン材料が含有される希釈された離型剤組成物として用いられる。

更に、本発明の離型剤組成物では、ナノカーボン材料が微量であっても、優れた離型性を有する離型剤組成物とすることができる。即ち、ナノカーボン材料の含有量は、液状媒体とナノカーボン材料との合計を１００質量％とした場合に、０．００００５〜０．００５質量％、特に０．００００５〜０．００１質量％とすることができる。このようにナノカーボン材料の含有量が極めて少量であれば、離型性に優れるとともに、より透明性の高い優れた外観を有する離型剤組成物とすることができ、且つナノカーボン材料が金型表面に堆積することによる金型の汚れも防止される。また、ナノカーボン材料は極めて高価であるため、微量の配合で優れた離型性が発現される本発明の離型剤組成物は、実用上、極めて有用である。

ナノカーボン材料が配合される上記「液状媒体」の種類は特に限定されない。この液状媒体としては、水、水を含有する水系媒体（水の他、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の炭素数１〜３の低級アルコール等が含有される。）、前記の低級アルコール並びに油系媒体が挙げられ、本発明の離型剤組成物は、液状媒体が水系媒体である水性離型剤組成物であってもよく、液状媒体が油系媒体である油性離型剤組成物であってもよい。

油系媒体の種類は特に限定されない。この油系媒体としては、例えば、油脂及び合成潤滑油等が挙げられる。油脂としては、牛脂、豚脂、ナタネ油、ヤシ油、パーム油、及びヌカ油等、並びにこれらの油脂に水素添加してなる水素添加油などが挙げられる。また、合成潤滑油としては、上記の油脂から得られる脂肪酸、脂肪酸とアルコールとのエステル、ポリブテン等のポリ−α−オレフィン、ポリエチレングリコール及びポリオールエステル等のポリオール類、その他のポリエーテル又はポリエステル、並びに高級アルコールなどが挙げられる。更に、油系媒体としては、灯油、軽油、スピンドル油、マシン油、ニュートラル油、タービン油、シリンダー油、及び流動パラフィン等の鉱物油を用いることもできる。これらの油系媒体は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用することもできる。

液状媒体は、水、水系媒体又は前記の低級アルコールと油系媒体との混合媒体でもよく、この場合、油系媒体の含有量は特に限定されない。離型剤組成物が水性である場合、離型剤組成物を１００質量％とした場合に、油系媒体の含有量は、通常、０．１〜３０質量％であり、好ましくは０．５〜２５質量％、より好ましくは１〜２０質量％、更に好ましくは１〜１０質量％である。また、離型剤組成物が油性である場合、離型剤組成物を１００質量％とした場合に、油系媒体の含有量は、通常、５０質量％以上、１００質量％未満であり、好ましくは６０〜９５質量％、より好ましくは６５〜９０質量％、更に好ましくは７０〜９０質量％である。

本発明の離型剤組成物では、液状媒体にナノカーボン材料をより均一に分散させ、含有させるために、１種又は２種以上の分散剤が含有される。液状媒体にナノカーボン材料が均一に分散され、含有されていると、油膜破断による離型性の不安定化が抑えられ、且つ鋳造品等の成型品の離型面の荒れ等も抑えられるため好ましい。この分散剤としては、例えば、ヒドロキシステアリン酸重合物、マレイン化ポリブテン、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル、及び各種の界面活性剤等が挙げられるが、本発明では、界面活性剤が用いられる。界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤及び陽イオン性界面活性剤のいずれをも用いることができる。これらの界面活性剤は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用することもできる。

非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン（エチレン及び／又はプロピレン）アルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール（又はポリエチレンオキシド）と高級脂肪酸（例えば、炭素数１２〜１８の直鎖又は分岐脂肪酸）とを用いてなるポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンとポリエチレングリコールと高級脂肪酸（例えば、炭素数１２〜１８の直鎖又は分岐脂肪酸）とを用いてなるポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、並びにその他のエステル系高分子化合物などが挙げられる。これらの非イオン性界面活性剤は、油系媒体の乳化又は可溶化にも用いることができる。

また、陰イオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩、及びジチオリン酸エステル塩等が挙げられる。更に、両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸型及びベタイン型のカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、並びにリン酸エステル塩等が挙げられる。また、陽イオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン塩、及び第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
分散剤を含有させる場合、その含有量は、ナノカーボン材料を１００質量部とした場合に、５０〜１５０質量部である。

離型剤組成物には、上記の分散剤の他、一般に離型剤組成物に配合されて用いられる各種の添加剤のうちの１種又は２種以上を必要に応じて適宜含有させることができる。このような添加剤としては、例えば、（１）油性剤（カルボン酸エステル、ヒンダードエステル及びアルキルアミン等）、（２）有機系金属塩（ジチオリン酸亜鉛及びジチオカルバミン酸モリブデン等）、（３）他の固体潤滑剤（グラファイト、二硫化モリブデン、フッ化グラファイト及びポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系固体潤滑剤など）、（４）シリコーンオイル、（５）酸化防止剤、（６）防錆剤、並びに（７）防食剤などが挙げられる。

他の固体潤滑剤を用いる場合、フッ化グラファイト及びフッ素系固体潤滑剤等は作業環境への影響は殆どなく、特に問題ないが、例えば、グラファイトは黒色の汚れの発生等により作業環境の悪化をもたらすことがある。そのため、他の固体潤滑剤を用いるときは、その種類及び配合量等に留意することが好ましい。例えば、グラファイト及び二硫化モリブデンでは、これらの他の固体潤滑剤の含有量は、離型剤組成物を１００質量％とした場合に、１質量％以下、好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下である。

また、離型剤組成物には、通常、極圧添加剤は用いられないが、含有させてもよい。極圧添加剤（例えば、硫黄系及びリン系の極圧添加剤）を含有させる場合、その含有量は、離型剤組成物を１００質量％とした場合に、１質量％以下、特に０．５質量％以下、更に０．１質量％以下と少量であることが好ましい。

本発明の離型剤組成物は、希釈することなくそのまま用いることができる。また、必要に応じて、希釈剤で稀釈して他の本発明の離型剤組成物（以下、「希釈離型剤」という。）として用いることもできる。この希釈離型剤を調製する場合、希釈剤としては、水、油系媒体及び／又は前記の低級アルコール、特に水が用いられる。更に、希釈倍率は特に限定されないが、通常、１．５〜３００倍、特に２〜３００倍、更に５〜３００倍とすることができ、好ましくは１０〜３００倍、より好ましくは５０〜２５０倍であり、更に好ましくは１００〜２５０倍である。また、希釈離型剤におけるナノカーボン材料の含有量は、液状媒体、ナノカーボン材料及び希釈剤の合計を１００質量％とした場合に、０．００００００５〜０．００５質量％（０．００５〜５０ｐｐｍ）であり、好ましくは０．００００５〜０．００５質量％（０．５〜５０ｐｐｍ）、より好ましくは０．０００１〜０．００１質量％（１〜１０ｐｐｍ）である。

更に、この希釈離型剤では、ナノカーボン材料がより微量であっても、優れた離型性を有する希釈離型剤とすることができる。即ち、ナノカーボン材料の含有量は、液状媒体、ナノカーボン材料及び希釈剤の合計を１００質量％とした場合に、０．００００００５〜０．０００５質量％（０．００５〜５ｐｐｍ）、特に０．０００００５〜０．０００３質量％（０．０５〜３ｐｐｍ）、更に０．００００５〜０．０００１質量％（０．５〜１ｐｐｍ）とすることができる。このようにナノカーボン材料の含有量が極めて少量であれば、離型性に優れるとともに、特に優れた外観を有し、且つ金型の汚れも防止される希釈離型剤とすることができるとともに、コストの面でも有利である。従って、本発明の離型剤組成物は、通常、希釈剤により、上記の倍率、好ましくは１０〜３００倍、より好ましくは５０〜２５０倍、更に好ましくは１００〜２５０倍に希釈され、希釈離型剤として使用される。
尚、この希釈離型剤では、本発明の離型剤組成物を水等により希釈して用いることを除いて、その他の事項については、本発明の離型剤組成物に係る記載をそのまま適用することができる。

離型剤組成物及び希釈離型剤の調製方法は特に限定されず、ナノカーボン材料を液状媒体に分散させ、含有させることができればよい。分散に用いる機器としては、スリーワンモータ等の通常の分散機器が挙げられる。また、ビーズミル、高速攪拌機、ホモミキサ、超音波ホモジナイザ等の強力な攪拌、分散が可能な分散機器を用いて、ナノカーボン材料を微細化させるとともに、液状媒体に分散させ、含有させることもできる。このように高性能の分散機器を用いることにより、離型剤組成物及び希釈離型剤を効率よく調製することができる。いずれの機器を用いるにしても、ナノカーボン材料がより均一に分散され、より均質な離型剤組成物及び希釈離型剤となるように、分散機器を選定し、且つ分散条件を設定することが好ましい。更に、このような調製方法において、水等の液状媒体にナノカーボン材料が分散され、エマルションが形成されてから、剪断力を加えると、乳化破壊を起こすおそれがある。そのため、例えば、油性成分と、界面活性剤等の分散剤とを混合して混合物を調製し、その後、この混合物にナノカーボン材料を配合し、分散させて、予備分散液を調製し、次いで、この予備分散液を水等に配合し、乳化させるとともに、ナノカーボン材料を分散させる方法が好ましい。

離型剤組成物及び希釈離型剤は、型を用いた金属材料及びプラスチック等の非金属材料の成形、特に金属材料の成形の用途において用いることができる。金属材料の型成形としては、鋳造及び型鍛造が挙げられ、離型剤組成物及び希釈離型剤は特に鋳造における離型剤として有用である。また、成形に用いる金属材料も特に限定されず、ジュラルミン等のアルミニウム合金、鉄、銅、黄銅等の銅合金などが挙げられる。更に、非金属材料の型成形としては、射出成形等が挙げられ、成形に用いる非金属材料も特に限定されず、ポリアミド、ポリエステル等の各種の熱可塑性樹脂などが挙げられる。

（２）鋳造方法
本発明の鋳造方法は、本発明の離型剤組成物又は希釈離型剤を用いて被鋳造材を鋳造することを特徴とする。

上記「被鋳造材」の材質及び形状は特に限定されない。この被鋳造材は、金属材料でもよく、プラスチック等の非金属材料でもよい。被鋳造材の材質としては、具体的には、（１）鉄、鋳鉄、鋼（炭素鋼及びステンレス鋼等）、並びに鉄合金、（２）ニッケル、チタン、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛，銅等の非鉄金属、並びにインコネル（ニッケル基合金）、チタン合金等の非鉄金属の合金、（３）ポリアミド、ポリエステル等の各種の熱可塑性樹脂などが挙げられる。

離型剤組成物及び希釈離型剤を供給する方法は特に限定されない。離型剤組成物及び希釈離型剤は、例えば、鋳造に用いる金型等の成形型の成形面に対して噴霧する（ノズルから液状で供給する）、又は塗布する［手づけ給油（ブラシ塗り及び油差しを用いる等）］などの方法により供給することができる。

本発明の鋳造方法において、被鋳造材を鋳造するための具体的な方法及び条件は特に限定されない。例えば、離型剤組成物又は希釈離型剤を金型の成形面に噴霧又は塗布等の方法により付着させる付着工程と、金型内に液状の被鋳造材（金属の溶湯等）を充填し、被鋳造材を金型内で固化させる固化工程と、金型内から被鋳造材の固化物（鋳造品）を取り出す取出工程と、をこの順に備える鋳造方法が挙げられる。また、この鋳造方法では、離型剤組成物又は希釈離型剤を金型の成形面に付着させ、金型の成形面にナノカーボン材料を含有する離型被膜を形成させることができる。これにより、十分な離型性が発現され、離型面に荒れ等のない鋳造品を製造することができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
（１）水性離型剤組成物の調製
ナノカーボン材料として、市販のフラーレン混合物（フロンティアカーボン社製、商品名「ナノムミックスＳＴＦ」）を用いた。水性離型剤組成物は、先ず、油性成分と分散剤である界面活性剤（ナノカーボン材料を１００質量部とした場合に、１００質量部配合した。）とを、スリーワンモータ（ＨＥＩＤＯＮ社製、型式「ＢＬ１２００」、汎用型４枚羽根、回転数７００ｒｐｍ）により攪拌して、混合物を調製し、その後、この混合物に所定量のナノカーボン材料を配合し、上記と同様にしてスリーワンモータにより５分間攪拌し、混合して予備分散液を調製し、次いで、ナノカーボン材料が表１に記載の含有量となるように、予備分散液を水に配合し、上記と同様にしてスリーワンモータにより攪拌し、乳化させ、調製した。次いで、これらの水性離型剤組成物を水道水により質量で２００倍に希釈して試料液（希釈離型剤）を調製した。更に、ナノカーボン材料の代わりにグラファイト（粒子径；８μｍ）を用いて同様にして試料液を調製した。

（２）離型性試験
鋼板に、上記（１）で調製した試料液をスプレー塗布して離型被膜を形成し、その後、離型被膜面に内径７６ｍｍの円筒体を載せた。次いで、円筒体の内部にアルミ合金の溶湯を注入した。そして、溶湯が固化した後、円筒体を水平方向に牽引し、ロードセルにより離型抵抗を測定した。結果を表１に併記する。尚、試験条件は表２に記載のとおりである。

表１によれば、希釈離型剤におけるフラーレンの含有量が０．００００００５質量％（０．００５ｐｐｍ）から０．００００５質量％（０．５ｐｐｍ）という極めて少量であっても、固体潤滑剤を含有していない場合、及びグラファイトを０．００００５質量％（０．５ｐｐｍ）含有している場合、と比べて離型抵抗が低く、優れた離型性を有していることが分かる。

（３）離型剤組成物の外観
殆ど無色透明の油性離型剤に前記のフラーレン混合物を配合し、外観を観察した。その結果、配合量が０．１質量％である場合は、同量のグラファイトを配合したときと同様に黒色の不透明な離型剤組成物となった。また、配合量が０．０１質量％である場合は、茶褐色であり、これより少量であるときは、透明感のある淡色の離型剤組成物となった。このように、ナノカーボン材料の含有量が極めて少ない本発明の離型剤組成物及び希釈離型剤は、十分に透明であり、優れた外観を有していた。

（４）金型の成形面の汚れ
金型の成形面への離型剤組成物の成分の堆積（汚れの発生）を非堆積性試験により評価した。その結果，フラーレン混合物を１質量％配合し、水で６５倍に希釈した場合（含有量は０．０１５質量％になる。）、堆積量が多かった。一方、０．１質量％配合し、水で６５倍に希釈した場合（含有量は０．００１５質量％になる。）、堆積量はフラーレン混合物を配合しないときと同等であり、成分の堆積が極めて少なく、汚れが殆ど発生していなかった。このように、ナノカーボン材料の含有量が極めて少量である本発明の離型剤組成物では、汚れの発生が十分に抑えられ、また、ナノカーボン材料の含有量が微量である希釈離型剤では、汚れの発生が殆どないことが分かる。

尚、本発明は、上記の実施例の記載に限られず、目的、用途等に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることができる。例えば、調製した離型剤組成物を水で希釈せず、そのまま用いた場合、外観等の若干の低下はみられるものの、優れた離型性を有する離型剤組成物とすることができる。

本発明は、アルミダイカスト鋳造等、各種の金属等の金型鋳造などに利用することができる。

Claims

液状媒体中にナノカーボン材料を含有する離型剤組成物であって、
上記液状媒体と上記ナノカーボン材料との合計を１００質量％とした場合に、該ナノカーボン材料の含有量は０．００００５〜０．０１質量％であり、
上記離型剤組成物は界面活性剤を含有し、上記ナノカーボン材料を１００質量部とした場合に、該界面活性剤の含有量は５０〜１５０質量部であることを特徴とする離型剤組成物。
上記ナノカーボン材料が非水溶性のナノカーボン材料である請求項１に記載の離型剤組成物。
上記ナノカーボン材料がフラーレンである請求項１又は２に記載の離型剤組成物。
請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を希釈剤により希釈してなる離型剤組成物であって、
上記液状媒体、上記ナノカーボン材料及び上記希釈剤の合計を１００質量％とした場合に、該ナノカーボン材料の含有量が０．００００００５〜０．００５質量％であることを特徴とする離型剤組成物。
請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を用いて被鋳造材を鋳造することを特徴とする鋳造方法。
請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を金型の成形面に付着させる付着工程と、
上記金型内に液状の上記被鋳造材を充填し、該被鋳造材を金型内で固化させる固化工程と、
上記金型内から上記被鋳造材の固化物を取り出す取出工程と、をこの順に備える請求項５に記載の鋳造方法。
請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の離型剤組成物を金型の成形面に付着させ、該金型の該成形面に上記ナノカーボン材料を含有する離型被膜を形成する請求項５又は６に記載の鋳造方法。