JPH0484643A - アルミニウムダイキヤスト離型用エマルジョン組成物 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、アルミニウムダイキャスト離型用のオルガノ
ポリシロキサンエマルジョン組成物に関する。

［従来の技術］ アルキル基、アラルキル基、カルボキシアルキル基また
はカルボン酸エステル基で変性されたベインタプルなオ
ルガノポリシロキサンは、アルミニウムダイキャスト用
離型剤として不可欠な離型剤であり、特に、自動車工業
では広く使用されている。

ところが、一般にオルガノポリシロキサンは、耐熱性が
あり、離型性が良好なことから、特に複雑なアルミニウ
ムダイキャスト製品をキャスチングしようとした場合、
金型表面への塗布量が多くなるのが常である。

しかも、アルミニウムの熔融温度か６６０°Ｃと高いた
め、オルガノポリシロキサンを可燃性溶媒により希釈す
ることはできす、水で希釈するか、水に乳化して金型に
吹きつけている。

さらには、エマルジョンの腐敗や黴の発生や錆の発生を
防止するため、各種の防腐剤ないし防黴剤、防錆剤が添
加されている。

オルガノポリシロキサンを水に乳化するための乳化剤と
しては、ポリオキシアルキレン型非イオン系界面活性剤
や高級脂肪酸のす）　ＩＪウム塩、ドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム塩、ポリオキシアルキレンラウリル
硫酸カリウム塩等のアニオン系界面活性剤がよく使用さ
れる。防腐剤ないし防黴剤としては、安息香酸のナトリ
ウム塩やカリウム塩、ソルビン酸のナトリウム塩やカリ
ウム塩、デヒドロ酢酸す）　ＩＪウム塩がよく使用され
、防錆剤として安息香酸ナトリウムや亜硝酸す）　ＩＪ
ウム塩等がよく使用されている。

ところが、市販のポリオキシアルキレン誘導物系の非イ
オン系界面活性剤は、その合成触媒残渣である水酸化す
）　ＩＪウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化
物がカルボン酸により中和して生成した塩を含宵してい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ アルミニウムダイキャスト離型用の従来のオルガノポリ
シロキサンエマルジョンは、分子中にアルカリ金属を含
んだり、不純物としてアルカリ金属を含む界面活性剤や
防腐剤ないし防黴剤や防錆剤を使用しているので、熔融
したアルミニウムと接触すると、ナトリウム塩、カリウ
ム塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリ等は分解し、酸化
されてＮａ２０１　Ｒ２０等となり、これらアルカリ金
属酸化物がアルミニウム表面と反応してＮａ２ＡＩＯ３
、Ｋ２Ａ１０ｇ等の化合物となるため、アルミニウム成
形物の表面がざらついたり、凹凸ができたり、曇ってし
まうという問題があった。

そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、アルミニウム
ダイキャスト離型用のオルガノポリシロキサンエマルジ
ョン組成物の不揮発分中のアルカリ金属含有量をその酸
化的重量換算て２０００ｕ以下に押さえることにより、
アルミニウム成形物表面の荒れや凹凸の発生あるいは光
沢消失が起こらなくなることを見い出し、本願発明に到
達した。

本発明の目的は、アルミニウムダイキャスト離型用に使
用しても、アルミニウム成形物表面の荒れや凹凸の発生
がなく、光沢消失のない、オルガノポリシロキサンエマ
ルジョン組成物を提供することにある。

問題点を解決するための手段とその作用］−１−記した
目的は、 ［式中、Ｒは炭素原子数７以下の１価脂肪族炭化水素基
またはフェニル基であり（たたし、分子中のＲの少なく
とも５０モル％はメチル基である）、Ｒ１は炭素原子数
８以上のアルキル基もしくはアラルキル基または式−Ｒ
２ＣＯＯＨ，−Ｒ”ＣＯＯＲ４もしくＬｔ−Ｒ６００Ｃ
Ｒ８で示される基であり（式中Ｎ　　Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５
は２価炭化水素基であり、　Ｒ４、Ｒ６は１価炭化水素
基である）、ＡはＲまたはＲ１であり（ただし、ＸがＯ
のときはＲである）、ＸはＯ〜５０の整数、ｙは１０〜
４５０の整数、Ｘ十ｙは１０〜５００の整数であり、ｘ
＜ｙであるコで示されるオルガノポリシロキサンを主成
分とするエマルジョンであり、不揮発成分中のアルカリ
金属の含有量がその酸化物重量に換算して２０００−以
下であることを特徴とする、アルミダイキャスト離型用
エマルジョン組成物により解決される。

これを説明するに、 ＲＲＩＲ （式中、Ｒ，Ｒ１、ＡｌＸＮ　　Ｙは前述どおりである
）で示されるオルガノポリシロキサンは、離型性を付与
するための成分であり、本発明のエマルジョン組成物の
主成分である。

Ｒは炭素原子数７以下の１価炭化水素基であり、これに
はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のような
アルキル基、フェニル基、シクロヘキシル基、ビニル基
が例示される。離型性の点で好ましくは分子中のＲの少
なくとも５０モル％はメチル基であり、より好ましくは
すべてメチル基である。Ｒ５はペインタプル性、離型性
、他の有機系原料との相溶性を上げるため炭素原子数８
以上のアルキル基もしくはアラルキル基、または、式％
式％ ６００　ＣＲ６で示される基である。式中Ｎ　　Ｒ２、
Ｒ３、Ｒ６は２価炭化水素基であり、Ｒ４およびＲ６は
１価炭化水素基である。ペインタプル性や他の有機物と
の相溶性の点から　Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６は好ましくはアル
キレン基であり、Ｒ２、Ｒ３＋Ｒ’およびＲ５＋Ｒ”に
おける炭素原子数の合計は１０以上が好ましい。ＡはＲ
またはＲ１であり、Ｘが○のときに限りＲである。

（式中、Ｒ７は炭素原子数８以」二のアルキル基もしく
はアラル基である）で示される単位、−３ｊＯ−で示さ
れる単位、−５ｉＯ−で示される２ＣＯＯＨ Ｒ３ＣＯＯＲ’ 単位、 式　　　ＣＨ３ ５ＸＯ−で示される単位が例示され、これＲ６００ＣＲ
６ ら単位の２種または３種が同一分子中に存在してもよい
。Ｘが大きすぎるとペインタプル性が乏しくなり、塗料
等をはじく原因となるため、ＸはＯ〜５０の範囲である
。ｙはペイ、ンタプル性の点から１０以」二であり、乳
化性の点から４５０以下であり、　（ｘ＋ｙ）が５００
を越えると粘度が大きすぎて、乳化が困難となるため、
　（Ｘ十ｙ）は５００までの範囲内であり、ペインタプ
ル性からｘ＜ｙである。Ｒ１のうちでは、式−Ｒ’Ｃ０
ＯＨ，−Ｒ３ＣＯＯＲ’もしくは−Ｒ６００ＣＲ６で示
される基であって、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５がアルキレン基で
あり、Ｒ′１１　Ｒ６がアルキル基であり、Ｒ２Ｒ３＋
Ｒ’１　Ｒ６＋Ｒ６における炭素原子数が１０以上のオ
ルガノポリシロキサンは金型表面に配向し、離型性が一
段と向上するため、特に好ましい。

上記の式で示されるオルガノポリシロキサンは、例えば
メチル水素ポリシロキサンまたはジメチルシロキサン・
メチル水素シロキサン共重合体に塩化白金酸等の触媒を
使用して、例えば弐ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＨ２）ｌ［１ｃＨ
３で示されるα−オレフィン、スチレンもしくはα−メ
チルスチレン、弐ＣＲ２”　ＣＨ（ＣＲ２）８ＣＯＯＨ
で示される不飽和脂肪酸、式ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＨｓ）ｅ
ｃＯＯｃ３Ｈ７もしくはＣＨ２”ＣＨＣＨ２００Ｃ＋＋
Ｈ２３で示される不飽和脂肪酸エステル類を付加するこ
とにより容易に合成できる。このオルガノポリシロキサ
ンは、例えばノニオン系活性剤単独、アニオン系活性剤
単独またはアニオン系界面活性剤と７ニオン活性剤の２
種、ノニオン系活性剤とカチオン系活性剤の２種と共に
水を加え、ホモミキサー　コロイドミル、ライミキサー
ホモゲナイザー等の乳化機を用いて、エマルジョン化さ
れる。

乳化剤としては、例えば、ポリキシアルキレンアルキル
エーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルフェノール
エーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルエステル類
、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシアルキレ
ンソルビタンアルキルエステル類、ポリエチレングライ
コール、ポリエチレングライコールうな非イオン系界面
活性剤；　ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ塩、ラウ
リル硫酸ソーダ、ポリオキシンチレンモノアルキルエー
テルの硫酸エステル塩、アルキルナフチルスルホン酸塩
等が例示される。

カチオン系界面活性剤としては、オクチルトリメチルア
ンモニウムヒドロキシド、ドデシルトリメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウ
ムヒドロキシド、オクチルジメチルベンジルアンモニウ
ムヒドロキシド、デシルジメチルベンジルアンモニウム
ヒドロキシド、ジドデシルジメチルアンモニウムヒドロ
キシド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムヒドロキ
シド、牛脂トリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヤシ
油トリメチルアンモニウムヒドロキシドのような第４級
アンモニウムヒドロキシドおよびこれらの塩が例示され
る。非イオン系界面活性剤は、高級アルコール、アルキ
ルフェノールあるいは高級脂肪酸にアルキレンオキサイ
ドを付加させたものが一般的であるが、この付加反応用
触媒として水酸化カリウムや水酸ナトリウムが５００〜
１５０００（９）も使用され、付加反応終了後、コハク
酸、酪酸、酢酸のカルボン酸等で中和されるが、中和塩
が残存している。そこで本発明のエマルンヨン組成物用
としては中和塩を徹底的に濾過するか、中和塩を吸着剤
（珪藻土と活性炭の併用等）で吸着後、残液を濾過して
アルカリ金属塩を除去あるいは減じたものが好ましい。

アニオン系界面活性剤はカリウム塩やナトリウム塩が一
般的であるので、上述のノニオン系界面活性剤を主体と
して、小量の併用に＋２− 留めるか、アンモニウム塩型アニオン系界面活性剤を使
用するとよい。また、非イオン系界面活性剤とカチオン
系界面活性剤の併用も仔用である。これらアルミダイキ
ャスト離型用のオルガノポリシロキサンエマルジョン組
成物には防腐剤ないし防黴剤と防錆剤も添加されるのが
常である。これら添加剤としては、安息香酸のナトリウ
ム塩やカリウム塩、ソルビン酸のナトリウム塩やカリウ
ム塩、デヒドロ酢酸のナトリウム塩やカリウム塩、亜硝
酸す）　ＩＪウム塩等がよく知られているが、前述した
ようにすトリウムやカリウムのようなアルカリ金属はダ
イキャストされるアルミニウム成形物に有害なので、ア
ルミニウムダイキャスト離型用オルガノポリシロキサン
エマルジョン組成物の不揮発物中のアルカリ金属重量が
、その酸化物重量として２０００−以下になるような添
加量、好ましくは１０００（９）以下になるような添加
量を選択するか、防腐剤ないし防黴剤としてアルカリ金
属を含有しないものを選択することが好ましい。

零ＲＤＡのアルミニウムダイキャスト離型用エマルジョ
ン組成物は、一般には前述の式で示されるオルガノポリ
シロキサンを３０〜５５重量％、乳化剤を５〜９重量％
、防腐剤ないし防黴剤と防錆剤それぞれを０．３〜０．
５重量％、水を６４．７〜３７，５重量％配合後、ホモ
ゲナイザー　コロイドミル、ラインミキサー　ホモミキ
サーあるいはツル−ター等の乳化機を用いて乳化溶解す
ることにより容易に製造することができる。本発明のア
ルミニウムダイキャスト用エマルジョン組成物には、本
発明の目的を損わない限り、着色剤、鉱物油、高級脂肪
酸、増粘剤、アルミニウム粉末、黒鉛等を添加すること
もてきる。本発明のアルミニウムダイキャスト離型用エ
マルジョン組成物は、通常スプレーマシンを用い、アル
ミニウムダイキャスト用金型表面に均一に吹きつけて使
用される。

［実施例コ 次に、本発明を実施例により説明する。実施例中、部と
あるものは重量部を意味し、エマルジョン組成物中のカ
リウムとナトリウムをＫ　２０とＮ　ａ　２０に換算し
た総重量は、原子吸光分析法により測定した。粘度は２
５°Ｃにおける値である。

実施例に使用したオルガノポリシロキサンの構造式と粘
度は、下記の通りである。

ＣＨ３ＣＨ３ Ｃ（ＣＨ３ｈＳｊＯ（ＳｊＯ）４８（ＳｊＯ）２ｓｉ（
ＣＨ３）３ＣＩ２Ｈ２６ＣＩ＋ｌＨ２＋１ＣＯＯＨ２０
５０ｔンチストークスＣ＋　２Ｈ２６ＣＨ２−ＣＨＣｏ
ｏＣＩ　２　Ｈ２ｓＣＨ３１１５０ｔンチスト一クス 記号　　　　構造式 ％式％） 実施例と比較例中、オルガノポリシロキサンエマルジョ
ン組成物は下記の項目について、下記の方法により評価
した。

防錆性：２００ｃｃのマヨネーズビンに１５　ｏ　ｃｃ
のオルガノポリシロキサンエマルジョン組成物を入れ、
長さ３　ａｍ、　　直径物２．５ｍｍの軟鉄製の釘３本
を沈め、１力月間放置し、次のように防錆性を判定した
。

○：全く錆の発生なし。

△：部分的に錆の発生が、やや認め られる。

×：はぼ全面に錆の発生があり、錆 の沈降もある。

ペインタプル性：オルガノポリシロキサンエマルジョン
組成物を、水で５０倍に希釈し、簡易型スプレーガンを
用いてクレーコート紙に均一に吹き付け、室温で乾燥後
、油性の太書き用マジックインキで定規を使って等間隔
で紙を引き、線のかすれた具合いを、次のように判定し
た。

○：線のかすれは全くなく、均一に マジックインクが付着している。

６１部分的に僅かに線のかすれがあ り、やや不均一なマジックイン クの付着となっている。

×：マジックインクのかすれが大。

離型性：内径５　ｃＩＩＸ　５　ｃπ、深さ５１１酊で
あり、底を鏡面仕上した金型に、水で５倍に希釈したオ
ルガノポリシロキサンエマルジョン組成物を吹き付け、
約３５０°Ｃに予熱し、電気炉で約７５０℃で熔融させ
たアルミニウムの湯を該金型に注ぎ込み、除冷後、金型
からアルミニウム片を引きはがし、はがれの程度で離型
性を評価した。

○：型離れ性良好 △：やや型離れ性が悪い ×：型離れが困難 アルミニウムの表面状態ニアルミニウム片の、金型の鏡
面仕上した底面と接触していた部分の表面状態を観察し
、次のように判定した。

◎：非常に平滑であり鏡面状をして いる。

Ｏ：光沢は消失しておらず、平滑で ある。

△：やや光沢が消失し、僅かに凹凸 がある。

×：やや凹凸があり、ざらつき感が あり、光沢も消失している。

エマルジョンの安定性：２００ｃｃのマヨネーズビンに
オルガノポリシロキサンエマルジョン組成物を１８０ｃ
ｃ入れ、３力月間２５°Ｃの室温中に放置して安定性を
調べた。

エマルジョンの防腐性ないし防黴性：オルガノポリシロ
キサンエマルジョン組成物５ｋｇを、１０Ωのポリエチ
レン製ビンに入れ、３５℃の室温中に６力月間放置し、
腐敗臭と黴の発生を観察した。

実施例１ オルガノポリシロキサンＡを５０部、乳化剤としてポリ
オキシエチレン（６モル）ラウリルエーテル４０部（酢
酸カリウムを１．０重量％含有）、ポリオキシエチレン
（４，５モル）ラウリル硫酸エステルナトリウム塩０゜
１５部、防腐剤ないし防黴剤としてｐ−安息香酸メチル
０．５部およびオルソフェニルフェノール０．１部、防
錆剤として亜硝酸アンモニウム０．５Ｍ、安息香酸アン
モニウムＯ，３部、水４４．４５部を混合し、コロイド
ミル型乳化機て乳化し、オルガノポリシロキサンエマル
ジョン組成物（試料Ｎｏ、１）を作製した。このエマル
ジョン組成物について、防錆性、ペインダブル性、アル
ミニウム成形物税型時の離型性、アルミニウム片の表面
状態、エマルジョンの安定性およびエマルジョンの防腐
性ないし防黴性を評価した。本エマルジョン組成物の不
揮発分中のカリウムとナトリウムのに２０とＮ　ａ　２
０換算の総重量は４２８（９）であった。

比較例１ 実施例１において、ｐ−安息香酸メチル０゜５部の替り
に安息香酸ナトリウム０．５部、亜硝酸アンモニウム０
．５部の替わりに亜硝酸ナトリウム０．５部に使用した
他は実施例１と同じ条件でオルガノポリシロキサンエマ
ルジョン組成物（試料Ｎｏ、２）を作製し、同様に評価
した。本エマルジョン組成物の不揮発分中のカリウムと
ナトリウムのに２０と２Ｏ Ｎａ２０換算の総重量は５３６４（９）であった。

比較例２ 式（ＣＨａ）ａｓ　ｉ　Ｏ［（ＣＨ３）２５　ｉ　Ｏ］
　２ｅＩ］５ｉ（ＣＨａ）ａで示され、粘度１ｏｏｏセ
ンチストークスのジメチルボリア０キサンを比較例１と
全く同様に乳化してオルガノポリシロキサンエマルジョ
ン組成物（試料Ｎｏ、３）を作製し、実施例１と同様に
評価した。本エマルジョン組成物中のナトリウムとカリ
ウムのＫ　２０とＮａａＯ換算の総重量は５３８４Ｉ！
１＠であった。

以」−の評価結果を第１表に揚げた。本発明のエマルジ
ョン組成物は、アルミダイキャスト用離型剤として最も
大切な離型性、ペインタプル性、アルミニウム成形物の
表面状態とも良好であり、その他、防錆性、エマルジョ
ンの安定性、防腐性ないし防黴性とも良好であり、アル
ミダイキャスト離型用として非常に好適であった。

第１表 実施例２ オルガノポリシロキサンＢを５０部、乳化剤としてポリ
オキシエチレン（６モル）ラウリルエーテル（酢酸カリ
ウムを１．０重量％含有）を４部とポリオキンエチレン
（９，５モル）ノニルフェノールエーテル（酢酸ナトリ
ウムを０．８重量％含有）を２．５部、防腐剤ないし防
黴剤として英国アイ・シー・アイ社製の商品名コスモン
ルＣＱ（ポリへキサメチレンビグアナイドハイドロクロ
ライド）を０２部、防錆剤として亜硝酸ナトリウムを０
１部および水を４２．８部混合し、コロイドミル型乳化
機を使って乳化してオルガノポリシロキサンエマルジョ
ン組成物（試ＦＩＮｏ。

４）を作製した。本エマルション組成物不揮発分中のカ
リウムとナトリウムのＩ〈２０とＮａ、　２０換算の総
重量は１２４８（９）てあった。

比較例３ 実施例２において、亜硝酸す）・リウム０．１部の替り
に０．３部を使用し、他は実施例２と同じ条件でオルガ
ノポリシロキサンエマルジョン組成物（試料Ｎｏ、５）
を作製した。

本エマルジョン組成物の不揮発分中のカリウムとすトリ
ウムのＫ　２０とＮａ２Ｏ換算の総重量は２８１０（９
）であった。

比較例４ 実施例２において亜硝酸すトリウム０．１部の替りに０
．５部を使用し、その他は実施例２と同じ条件でオルガ
ノポリシロキサンエマルジョン組成物（試料Ｎｏ、６）
を作製した。

本エマルジョン組成物の不揮発分中のカリウムとナトリ
ウムのに２０とＮａ２Ｏ換算の総重量は４３６５囮であ
った。

これらのエマルジョン組成物３種について、実施例１と
同様に評価しその結果を第２表に揚げた。第２表に示し
たように、本発明のエマルジョン組成物は、防錆性、ペ
インダル性、離型性、アルミニウムの表面状態および防
腐性ないし防黴性とも良好であり、アルミニウムダイキ
ャスト用離型剤として非常に好適であった。

第２表 これらエマルジョン組成物について、ペインダブル性、
離型性およびアルミニウムの表面状態を評価してその評
価結果を第３表に揚げた。第３表に示すように、本発明
の３皿のエマルジョン組成物はアルミダイキャスト用離
型剤として好適であった。

第３表 実施例３ オルガノポリシロキサンＣ１オルガノポリシロキサンＤ
およびオルガノポリシロキサンＥそれぞれを実施例１と
同一の条件で乳化して、オルガノポリシロキサンエマル
ジョン組成物を作製した（試料Ｎｏ、７、試料Ｎ００８
、試ＭＮ　ｏ　、９　）。いずれのエマルジョン組成物
の不揮発分中のカリウムとナトリウムのに２０とＮａ２
Ｏ換算の総重量も４２８解であっ［発明の効果］ 本発明のアルミニウムダイキャスト離型用エマルジョン
組成物は、ペインタプル性と離型性が良好であることは
句論、アルミニウム成形物表面の光沢を消失させたり、
。

凹凸状な いしあばた状にしないという顕著な作用効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １式▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中、Ｒは炭素原子数７以下の１価脂肪族炭化水素基
   またはフェニル基であり（ただし、分子中のＲの少なく
   とも５０モル％はメチル基である）、Ｒ＾１は炭素原子
   数８以上のアルキル基もしくはアラルキル基または式−
   Ｒ＾２ＣＯＯＨ、−Ｒ＾３ＣＯＯＲ＾４もしくは−Ｒ＾
   ５ＯＯＣＲ＾６で示される基であり（式中、Ｒ＾２、Ｒ
   ＾３、Ｒ＾５は２価炭化水素基であり、Ｒ＾４、Ｒ＾６
   は１価炭化水素基である）、ＡはＲまたはＲ＾１であり
   （ただし、ｘが０のときはＲである）、Ｘは０〜５０の
   整数、ｙは１０〜４５０の整数、ｘ＋ｙは１０〜５００
   の整数であり、ｘ＜ｙである］で示されるオルガノポリ
   シロキサンを主成分とするエマルジョンであり、不揮発
   成分中のアルカリ金属の含有量がその酸化物重量に換算
   して２０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする、アル
   ミダイキャスト離型用エマルジョン組成物。 ２　乳化剤としての界面活性剤の他に、防腐剤ないし防
   黴剤および防錆剤を含有する特許請求の範囲第１項記載
   のエマルジョン組成物。