JPH04337390A - ダイカスト用水性離型剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はダイカスト用水性離型剤
に関する。アルミニウム合金や亜鉛合金等を射出成形す
るダイカストでは、これら金属類の溶湯を成形型内へ射
出するに先立ち、該成形型内に離型剤が塗布される。本
発明は、上記のような離型剤であって、成形型から継続
して高品質の成形品を取り出すことができ、しかも作業
環境や公害上の問題を引き起こすことのない、高温潤滑
性のダイカスト用水性離型剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイカスト用離型剤としては、鉱
物油や動植物油をベースとした潤滑成分に、耐熱性や極
圧性付与剤として脂肪酸、ワックス、パラフィン、グリ
ース又はシリコン等を加え、更にはピグメントとして黒
鉛、アルミニウム粉末又は硫化モリブデン等を加えて、
通常はこれらを適当な乳化剤を用いてエマルジョン化し
たものが使用されている。

【０００３】ところが、これら従来のダイカスト用離型
剤には、例えば６００〜７５０℃のアルミニウム溶湯を
成形型内へ高速高圧で射出して成形するという苛酷なダ
イカスト条件下において、次のような重大な欠点がある
。１）本質的な耐熱性不足によって、該ダイカスト用離
型剤の分解生成物（タール状物質）が成形型内周面に付
着残留してこれが成形品に転着したり、該分解生成物が
成形型内周面に遂次付着堆積してこれが成形品の寸法精
度を著るしく阻害したりする。そしてこれらは結局、焼
付き、湯じわ、巣、圧もれ等の成形不良を引き起こす。 ２）また同様に本質的な耐熱性不足によって、該ダイカ
スト用離型剤を成形型へ塗布する際や成形後に成形型を
型開きする際に多量の油煙が発生して作業環境を著るし
く悪化する。しかも該ダイカスト用離型剤は通常エマル
ジョンの形態でスプレー塗布されるのであるが、かかる
スプレー塗布の際に飛散したものによってダイカストマ
シン周辺が油で汚染され、このように飛散したり或いは
タレたりしたものが結局は冷却水等に混入して公害排水
となる。加えて必然に、成形型内周面やダイカストマシ
ン周辺の面倒な清掃作業を頻繁に強いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、鉱物油や動植物油を潤滑成分のベースとす
る従来のダイカスト用離型剤では、成形型から継続して
高品質の成形品を取り出すことができず、しかも作業環
境や公害上の問題を引き起こす点である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして本発明者らは、
上記のような課題を解決するべく研究したが、従来のよ
うに鉱物油や動植物油を潤滑成分のベースとすることに
よって得られる単純な油性効果ではどうしても上記のよ
うな課題を解決することができなかった。そこで更に追
究した結果、特定のポリシロキサン化合物で主形成され
た微粒子がコロイド状に懸濁した水性懸濁液を用いるこ
とによって得られる該微粒子の滑性効果を利用するのが
正しく好適であることを見出した。

【０００６】すなわち本発明は、下記のポリシロキサン
化合物で主形成された微粒子がコロイド状に懸濁した水
性懸濁液からなることを特徴とするダイカスト用水性離
型剤に係る。

【０００７】ポリシロキサン化合物：下記の式１で示さ
れる構成単位の１種又は２種以上から構成され、且つｎ
が１以下の構成単位を１５モル％以上含有するポリシロ
キサン化合物。

【０００８】

【式１】

【０００９】［但し、Ｒはケイ素原子に直接結合した炭
素原子を有する、同時に同一又は異なる非置換又は置換
の炭化水素基。ｎは０〜３の整数。］

【００１０】式１で示される構成単位は、ＳｉＯ２、Ｒ
ＳｉＯ３／２、Ｒ２ＳｉＯ、Ｒ３ＳｉＯ１／２で示され
る構成単位のいずれかであり、本発明におけるポリシロ
キサン化合物は、かかる構成単位の１種又は２種以上か
ら構成され、且つ該構成単位のうちでＳｉＯ２で示され
る構成単位及び／又はＲＳｉＯ３／２で示される構成単
位を１５モル％以上含有するものである。

【００１１】ＳｉＯ２で示される構成単位及び／又はＲ
ＳｉＯ３／２で示される構成単位の総和が１５モル％以
上、好ましくは５０モル％以上含有するポリシロキサン
化合物で主形成された微粒子は、固体の球状粒子であっ
て、離型剤として優れた滑性効果を発揮する。ＳｉＯ２
で示される構成単位及び／又はＲＳｉＯ３／２で示され
る構成単位の総和が１５モル％未満のポリシロキサン化
合物で主形成された微粒子は、固体の不定形粒子や油状
物を含有したものとなり、離型剤として所期の滑性効果
を発揮しない。

【００１２】上記のようなポリシロキサン化合物の構成
単位において、Ｒはケイ素原子に直接結合した炭素原子
を有する、同時に同一又は異なる非置換又は置換の炭化
水素基である。非置換炭化水素基である場合のＲとして
は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アル
キルアリール基、アラルキル基等が挙げられるが、なか
でも、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数１〜４
のアルキル基又はフェニル基が有利に選択される。また
置換炭化水素基である場合のＲとしては、置換基として
ハロゲン、エポキシ基、シアノ基、ウレイド基等を有す
る置換炭化水素基が挙げられるが、なかでも、γ−グリ
シドキシプロピル基、β−（３，４−エポキシ）シクロ
ヘキシルエチル基、γ−クロロプロピル基、トリフルオ
ロプロピル基等が有利に選択される。これらの非置換炭
化水素基と置換炭化水素基とは任意の比率にすることが
できる。

【００１３】次に本発明におけるポリシロキサン化合物
で主形成された微粒子がコロイド状に懸濁した水性懸濁
液の製造方法について説明する。先ず、加水分解によっ
てシラノール基を形成し得る化合物（以下、シラノール
基形成性化合物という）を水系媒体中で酸又はアルカリ
等の加水分解触媒存在下に加水分解してシラノール化合
物を生成させる。次に、該シラノール化合物を無機酸又
は有機酸等の縮重合触媒の存在下に縮重合すると、ポリ
シロキサン化合物で主形成された微粒子がコロイド状に
懸濁した水性懸濁液を得る。

【００１４】上記シラノール基形成性化合物としては、
各種のアルコキシシラン、クロルシラン、ハイドロジェ
ンシラン、アシロキシシラン、シクロシロキサン化合物
等が挙げられ、これらのシラノール基形成性化合物に含
まれるアルコキシル基、クロル基、ハイドロジェン基、
アシロキシ基等の反応性基が加水分解によってシラノー
ル基となるのであるが、本発明においては、前述するよ
うに、加水分解によってシラノール基が１分子中に３又
は４個形成されるようなシラノール基形成性化合物を用
いる全シラノール基形成性化合物中で１５モル％以上と
なるように用いることが必須である。

【００１５】加水分解によってシラノール基が１分子中
に３個形成されるシラノール基形成性化合物としては、
各種のものが挙げられるが、メチルトリメトキシシラン
、メチルジクロルメトキシシラン、メチルジクロルハイ
ドロジェンシラン、メチルジクロルシラノール等のシラ
ン化合物が有利に使用できる。また加水分解によってシ
ラノール基が１分子中に４個形成されるシラノール基形
成性化合物としては、これも各種のものが挙げられるが
、テトラエチルシリケート（テトラエトキシシラン）、
テトラクロルシラン等のシラン化合物が有利に使用でき
る。

【００１６】用いる全シラノール基形成性化合物中で８
５モル％以下となるように用いるその他のシラノール基
形成性化合物としては、これも各種のものが挙げられる
が、１）ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジクロル
シラン、ジメチルジハイドロジェンシラン、ジメチルク
ロルシラノール等の、１分子中に２個のシラノール基が
形成されるシラン化合物、２）オクタメチルシクロテト
ラシロキサン等の、１分子中に２個のシラノール基が形
成されるシクロシロキサン化合物、３）トリメチルメト
キシシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルハイ
ドロジェンシラン等の、１分子中に１個のシラノール基
が形成されるシラン化合物が有利に使用できる。

【００１７】シラノール基形成性化合物として、グリシ
ジル基、ウレイド基、アミノ基等の極性基で置換された
炭化水素基を有するシラノール基形成性化合物を全シラ
ノール基形成性化合物中で５〜３０モル％となるように
用いると、得られる水性懸濁液は安定性に優れたものに
なる。かかるシラノール基形成性化合物としては、これ
も各種のものが挙げられるが、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメト
キシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルトリメト
キシシラン等が有利に使用できる。

【００１８】本発明における水性懸濁液を製造するには
、前述したように、ポリシロキサン化合物の原料である
シラノール基形成性化合物を水系媒体中で加水分解し、
生成したシラノール化合物を縮重合する。ここで用いる
水系媒体は、水を３０重量％以上、好ましくは９０重量
％以上含有する均一溶媒である。水以外に併用できる溶
媒としては、エタノール、イソプロパノール、アセトン
、テトラヒドロフラン等の水溶性溶媒が挙げられる。

【００１９】かくして得られる水性懸濁液はここに含ま
れる微粒子の濃度が５〜５０重量％となるようにしたも
のが製造上及び安定性の上から有利である。また該水性
懸濁液にダイカスト用水性離型剤としてより優れた性能
を発揮させるためには、ここに含まれる微粒子は、その
粒子径分布を可及的に狭くした、平均粒子径が０．０１
〜０．３μｍの均等な球状のものが好ましく、平均粒子
径が０．０２〜０．２μｍの均等な球状のものが更に好
ましい。そのためには、前述したようなシラノール化合
物の縮重合の際に界面活性剤を適宜選択して用いるのが
有利である。

【００２０】本発明のダイカスト用水性離型剤は、その
具体的使用に際して、これを適宜の濃度となるように水
で希釈し、スプレー等の方法によって金型に塗布する。 この際、界面活性剤、消泡剤、防錆剤等を適宜併用する
こともできる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の構成及び効果をより具体的に
するため、試験区分１として実施例及び比較例を、また
試験区分２として評価例を挙げる。尚、各例において部
は重量部を、％は重量％を表わす。また種々の物性値及
び特性は次のように測定又は評価したものである。

【００２２】平均粒子径：微粒子がコロイド状に懸濁し
た水性懸濁液を動的光散乱法により電気泳動光散乱光度
計ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）を用いて測定した。

【００２３】形状：微粒子がコロイド状に懸濁した水性
懸濁液（有効濃度０．１％希釈）を試料板に薄く塗布し
た後、乾燥し、金蒸着して、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観
察評価した。

【００２４】・試験区分１（実施例及び比較例）・・実
施例１ 撹拌機を備えた反応容器にイオン交換水１０８０ｇ及び
酢酸０．２ｇを仕込み、２０℃で撹拌しながら、メチル
トリメトキシシラン１２９２ｇ（９．５０モル）、テト
ラエチルシリケート８３ｇ（０．４０モル）及びγ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン５２９ｇ（１．
６７モル）を添加した後、３０℃で３０分間保持して、
生成したシラノール化合物の透明な溶液を得た。

【００２５】別の撹拌機を備えた反応容器にイオン交換
水４７５ｇ及びドデシルベンゼンスルホン酸５０ｇを仕
込み、内温が８０〜８５℃になるまで加熱した。加熱し
た溶液を撹拌しながら、上記で得たシラノール化合物の
透明な溶液３００ｇを約２時間かけて滴下した。滴下終
了後、１５分熟成し、更に１時間かけて撹拌しながら徐
冷して、炭酸ナトリウム水溶液でＰＨ７となるように中
和した。そして中和したものを７０℃まで加熱し、副生
アルコールを減圧下に留去して、微粒子がコロイド状に
懸濁した水性懸濁液からなるダイカスト用水性離型剤（
実施例１）を得た。水性懸濁液中の微粒子は球状であり
、その平均粒子径は０．０５μｍ、その濃度は１３．８
％であった。

【００２６】実施例１のダイカスト用水性離型剤の場合
と同様にして実施例２〜５及び比較例１のダイカスト用
水性離型剤を得た。これらの内容を表１にまとめて示し
た。

【００２７】

【表１】

【００２８】注）表１において、 Ｓ−１〜Ｓ−５の欄の数値：シラノール基形成性化合物
の仕込みモル％ Ｓ−１：テトラエチルシリケート Ｓ−２：オクタメチルテトラシクロシロキサンＳ−３：
メチルトリメトキシシラン Ｓ−４：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
Ｓ−５：γ−アミノプロピルトリメトキシシラン＊１：
粒子径１００μｍ以上の粗大粒子が存在する

【００２９
】・試験区分２（評価例）ダイカスト用アルミニウム合
金（ＡＤＣ−１２）を用い、次の条件下で農業用機械の
ギヤーケースをダイカストした。 使用機械：２０００トンダイカストマシーン溶湯温度：
平均７２０℃ 射出圧力：１５００ｋｇ／ｃｍ２程度 ダイカスト中の金型温度：（湯流れ先端側）１２０℃金
型：中子が上下左右、主型が固定及び可動の６面開きの
もの

【００３０】射出に先立ち、金型内周面全域に濃度０．
８％に調整したダイカスト用離型剤を均一スプレー塗布
した。ダイカスト用離型剤の内容及びダイカストの結果
を表２にまとめて示した。各評価例は、従来のダイカス
ト用離型剤を用いた評価例７〜９を除き、いずれも１０
００個づつダイカストしたときの不良率（％）、カス堆
積の厚さ（ｍｍ）及び中子抜けずの回数（回）で示した
。 但し、ダイカストを途中で中止した評価例７〜９につい
ては、そのときまでの同様の数値で示した。尚、不良率
の項目は製品の外観を肉眼観察し、またカス堆積は金型
にカスが最も堆積した部分のその厚さ（ｍｍ）を測定し
、更に中子抜けずは金型を開いても中子が抜けない場合
にこれをバーナーで加熱して抜き出した回数を示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】注）表２において、 Ｒ−１：鉱物油３７．５部、シリコン油２０部及び非イ
オン界面活性剤４２．５部からなるダイカスト用離型剤
のエマルジョン Ｒ−２：鉱物油２５部、カルナバワックス３７．５部、
非イオン界面活性剤１８．５部、エチレングリコール１
７．５部及び防錆剤１．５部からなるダイカスト用離型
剤のエマルジョン Ｒ−３：ポリジメチルシロキサン（２５℃における粘度
１万センチストークス）８５部及び非イオン界面活性剤
１５部からなるダイカスト用離型剤のエマルジョン

【０
０３３】

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、成形型から継続して高品質の成形品を取り出す
ことができ、しかも作業環境や公害上の問題を引き起こ
すことがないという効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記のポリシロキサン化合物で主形成
   された微粒子がコロイド状に懸濁した水性懸濁液からな
   ることを特徴とするダイカスト用水性離型剤。ポリシロ
   キサン化合物：下記の式１で示される構成単位の１種又
   は２種以上から構成され、且つｎが１以下の構成単位を
   １５モル％以上含有するポリシロキサン化合物。 【式１】 ［但し、Ｒはケイ素原子に直接結合した炭素原子を有す
   る、同時に同一又は異なる非置換又は置換の炭化水素基
   。ｎは０〜３の整数。］