WO2015137002A1 - 高温耐熱性油性離型剤、高温耐熱性静電塗布型油性離型剤及びその塗布方法 - Google Patents

高温耐熱性油性離型剤、高温耐熱性静電塗布型油性離型剤及びその塗布方法 Download PDF

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WO2015137002A1
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release agent
oil
mold
high temperature
temperature heat
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博昭 小松原
正尚 小林
俊明 清水
郁生 山内
貴史 森川
英二 田端
文雄 河原
裕蔵 松田
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株式会社青木科学研究所
トヨタ自動車株式会社
株式会社メックインターナショナル
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    • C10N2050/00Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/04Aerosols

Definitions

  • the present invention relates to an oil-based mold release agent (also referred to as a lubricant) used for casting or die casting of non-ferrous metals such as aluminum, magnesium, zinc or alloys containing each of these elements, and the application of the oil-based mold release agent On the way.
  • an oil-based mold release agent also referred to as a lubricant
  • non-ferrous metals such as aluminum, magnesium, zinc or alloys containing each of these elements
  • casting is a metal working method in which metals (hereinafter referred to as molten metal) heated at high temperature to become liquid are poured into a mold, and then cooled and solidified metals (hereinafter referred to as work) are taken out.
  • molten metal metals heated at high temperature to become liquid
  • work solidified metals
  • Casting is classified into sand casting, mold casting and the like according to the mold.
  • This die casting is further classified into die casting, low pressure casting, gravity casting, etc. according to the strength of the pressure at which the molten metal is injected and the injection rate.
  • Die casting is a metal processing method in which molten metal is injected at high pressure and high speed into a mold made of a special steel material, cooled rapidly, and the solidified work is taken out.
  • a mold release agent In the absence of a mold release agent, seizure and galling occur between the work and the mold. In order to prevent the seizure and the like, a mold release agent or the like is applied to the mold before pouring the molten metal. As this release agent, a water-soluble release agent that is less likely to cause a fire or the like is generally used.
  • the amount of the release agent tends to increase because the release agent is generally diluted with water and used in a large amount. Therefore, the application time and the drying time are required, which is an obstacle to shortening the cycle time. In addition, the adhesion to a high temperature mold was also insufficient. In addition, since the water-soluble release agent has a high heat of vaporization and rapidly cools the mold, it is a cause of shortening the life of the mold.
  • a die-cast oil-based mold release agent (see, for example, Patent Document 2) that exhibits excellent mold release properties even when the mold temperature is high, improvement of working environment by oil mist generation reduction And a die-cast mold release agent that achieves improved mold release properties (see, for example, Patent Document 3), a solvent having a flash point of 70 to 170 ° C., and a silicone oil having a kinematic viscosity of 150 mm 2 / s or more at 40 ° C.
  • a mold release agent for oil-based die-casting (see, for example, Patent Document 4) in which the above components are blended has been proposed.
  • these oil-based release agents have insufficient lubricity at high temperatures.
  • coating efficiency is bad and has become an inhibiting factor of cycle time shortening.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in consideration of the working environment and improving mold life, even a small amount of coating adheres to a high temperature mold of 300 ° C. or higher, and this high temperature It is an object of the present invention to provide an oil-based mold release agent having stable lubricating performance for a mold. Another object of the present invention is to provide a method of applying an oil-based mold release agent which makes it possible to reduce the deposition of lubricating components.
  • the present invention relates to a high temperature heat resistant oil-based release agent containing a petroleum hydrocarbon solvent (a) and a high temperature adhesive (b).
  • the present invention relates to a high temperature heat resistant electrostatic coating type oil release agent containing a petroleum hydrocarbon solvent (a) and a low volatility conductive modifier (f) and having an electric resistance value of 3 to 400 M ⁇ . .
  • the present invention contains a petroleum hydrocarbon solvent (a) and a sorbitan-type solubilizer of 0.3% by mass or more and less than 5% by mass, and has a high temperature resistant electrostatic property having an electric resistance value of 3 to 400 M ⁇ .
  • the present invention relates to a coating-type oily release agent.
  • the present invention is a high-temperature heat-resistant oil-based mold release which is applied to a mold so as to have a mist diameter of 0.1 to 60 ⁇ m at a particle speed of 2 to 50 m / sec. It relates to the application method of the agent.
  • the present invention relates to an electrostatic coating method of a high temperature heat resistant electrostatic coating type oily release agent, in which the high temperature heat resistant electrostatic coating type oily mold release agent is electrostatically coated on a mold.
  • an oil-based release agent having excellent adhesion and excellent lubricity even to a high temperature mold of 300 ° C. or higher, and a defect in the work when the oil-based release agent is applied It is possible to provide a method of applying an oil-based release agent that reduces the deposition of the lubricant component of the release agent that is the cause.
  • the Leidenfrost temperature of the water itself is about 160 ° C.
  • the main component of the water-soluble release agent is water, and the Leidenfrost temperature is about 180 to 200 ° C., even if it is a water-soluble release agent containing an oil and the like. Therefore, when a water-soluble release agent is applied to a high temperature mold of 200 ° C. or higher, it is difficult to exhibit bumping and to cause the release agent component to adhere. When the temperature of the mold is partially high, a large amount of water-soluble release agent is applied and the mold is cooled. Therefore, the application amount of the water-soluble release agent is greatly increased.
  • the oil-based release agent according to the embodiment is mainly composed of a petroleum-based saturated hydrocarbon solvent
  • the Leidenfrost temperature can be set to 300 ° C. or higher. Therefore, the temperature at which bumping occurs can be increased. Therefore, even if the temperature of the mold is 300 ° C. or more, the oil-based release agent can be attached to the mold.
  • the adhesion to a high temperature mold of 300 ° C. or higher is high, the amount of application to the mold can be reduced as compared with a water-soluble release agent.
  • the oil-based mold release agent according to the first embodiment maintains a stable lubricity even with a mold of 300 ° C. or higher by maintaining a high temperature adhesive (b), and maintains a desired lubricity.
  • the high-temperature adhesive (b) is a component that makes it possible to more than double the residual amount in a high-temperature mold of 300 ° C. or higher, as compared with additives and the like used in conventional oil-based lubricants. This will be described in detail in the embodiment of FIG.
  • the range of application temperature is expanded, the film strength is improved, and the Leidenfrost temperature is It is possible to make it even higher. As a result, it is possible to maintain a stable adhesion amount even for a mold of 400 ° C. or higher.
  • additives are described in detail in the following embodiments.
  • oil has lower surface tension than water, and can spread a coating film thinly. Therefore, the oil-based release agent of the embodiment is excellent in high-temperature adhesion even when applied in small amounts.
  • the electric resistance value of the oil-based release agent according to the embodiment to a range of 3 to 400 M ⁇ , it becomes possible to electrostatically apply the oil-based release agent to the mold.
  • the adhesion can be further enhanced, and as described in the second embodiment, the adhesion at high temperature can be maintained by not including water which is a factor of inhibiting the high temperature adhesion. .
  • the oil-based mold release agent according to the first and second embodiments can be used when performing die casting or die casting of non-ferrous metals such as aluminum, magnesium, zinc or alloys containing these elements.
  • an oil-based release agent comprising a petroleum hydrocarbon solvent (a) and a high temperature adhesive (b).
  • the flash point should be above the temperature of the work place where the oil-based release agent is used.
  • the flash point is preferably 70 ° C. or higher, which is higher than the flash point of kerosene having a flash point of 43 ° C.
  • Examples of the method for applying the oil-based release agent include brush coating, roller coating, and application using a spray device. Brush coating and roller coating are effective for thick coating, but the thickness tends to be uneven. Therefore, it is preferable to apply with a spray device. If the kinematic viscosity at 40 ° C. of the oily release agent is less than 2 mm 2 / s, the spray pump of the spray device may be worn out. Also, if the kinematic viscosity at 40 ° C of the oil-based release agent is 1000 mm 2 / s or less by adjusting the pumping device such as a gear pump, air pressure, or the diameter of the discharge port of the spray gun, etc.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the oily release agent is preferably in the range of 2 to 1000 mm 2 / s. From the viewpoint of the stability of the spray, the kinematic viscosity at 40 ° C. is more preferably in the range of 2 to 200 mm 2 / s, and further preferably in the range of 2 to 50 mm 2 / s.
  • Petroleum-based hydrocarbon solvent (a) The solvent in the oil-based release agent needs to evaporate on the mold surface after the oil-based release agent is applied to the mold. Thereby, a dry film of the active ingredient is formed, and the lubricity is secured. In the case of using a solvent having low evaporation and leaving evaporation residue, a dripping flow of the oil-based release agent occurs, which adversely affects the lubricity. Therefore, solvents having high evaporation and high drying are preferable. In addition, a petroleum hydrocarbon solvent (a) having a high degree of purification and a high content of saturated hydrocarbon and extremely reduced sulfur and nitrogen contents is preferable.
  • paraffin-based hydrocarbon solvents which are saturated chain compounds
  • olefin-based hydrocarbon solvents which are chain hydrocarbons having double bonds
  • aromatic hydrocarbon solvents containing at least one aromatic ring in one molecule.
  • Petroleum-based saturated hydrocarbon solvents also referred to as paraffin-based hydrocarbon solvents
  • Petroleum-based saturated hydrocarbon solvents have less change in viscosity due to temperature differences compared to other petroleum-based hydrocarbon solvents (olefin-based, naphthenic-based, and aromatic-based hydrocarbon solvents) .
  • petroleum-based saturated hydrocarbon solvents have high coating stability when applied by spray.
  • petroleum-based saturated hydrocarbon solvents have lower chemical reactivity and higher stability than other petroleum-based hydrocarbon solvents, lubricating components and the like are less likely to deteriorate. Therefore, among these petroleum-based hydrocarbon solvents (a), petroleum-based saturated hydrocarbon solvents are preferable.
  • Petroleum-based saturated hydrocarbon solvents are classified into linear normal paraffins and isoparaffins having side chains. Among these, normal paraffin has a small change in viscosity due to temperature. Therefore, linear petroleum-based saturated hydrocarbon solvents (normal paraffin-based hydrocarbon solvents) are more preferable.
  • Specific linear petroleum-based saturated hydrocarbon solvents include petroleum-based saturated hydrocarbon solvents of alkanes such as decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane and hexadecane.
  • petroleum-based saturated hydrocarbons that are liquid at normal temperature, those having 10 or more carbon atoms are preferable.
  • a petroleum-based saturated hydrocarbon solvent having 13 to 18 carbon atoms is more preferable.
  • the petroleum-based saturated hydrocarbon solvent one solvent mainly composed of a petroleum-based saturated hydrocarbon solvent having 13 to 18 carbon atoms is used, or a petroleum-based saturated hydrocarbon solvent having 13 to 18 carbon atoms, or the range thereof is used. It is preferable to use two or more solvents such as petroleum-based saturated hydrocarbon solvents having an outer carbon number.
  • the petroleum-based saturated hydrocarbon solvent is preferably the largest component in the oil-based release agent, that is, the main component.
  • the content of the petroleum-based saturated hydrocarbon solvent is preferably 50 to 98% by mass with respect to the total amount of the oil-based release agent. This is due to the following reasons. When the content of the petroleum-based saturated hydrocarbon solvent is less than 50% by mass, the drying property on the mold surface may be reduced. On the other hand, when the content of the petroleum-based saturated hydrocarbon solvent is more than 98% by mass, the coating film on the surface of the mold becomes thin, which may lower the lubricity of the oil-based release agent.
  • the content of the petroleum-based saturated hydrocarbon solvent is more preferably 60 to 98% by mass, still more preferably 60 to 95% by mass, based on the total amount of the oil-based release agent.
  • the high-temperature adhesive (b) according to the first embodiment needs to have high adhesion to a mold of 300 ° C. or higher. Moreover, after adhering to the mold, it is necessary to leave the mold as much as possible as a lubricating component.
  • the hot adhesive (b) is described in more detail.
  • a polymer having a weight average molecular weight of 100,000 or more is preferable. If the weight-average molecular weight is less than 100,000, the boiling point is low and it is likely to be evaporated or decomposed gas by heat, so it is difficult to secure the residual amount of the lubricating component in the high temperature mold.
  • the weight average molecular weight of the high-temperature adhesive (b) is more preferably 100,000 to 1,000,000, and still more preferably 100,000 to 500,000.
  • high-temperature adhesive (b) examples include fluorine resin, polysulfone, phenol resin, epoxy resin, and silicon-containing compound, which are high-temperature heat-resistant polymer substances. Among these, it is preferable to select one or two or more.
  • Examples of the silicon-containing compound include silicone having a siloxane bond as a main chain.
  • the siloxane bond has stronger bond energy than the carbon-carbon bond that is the skeleton of a general macromolecular organic compound. Therefore, high temperature heat resistance is strong. Therefore, among the high temperature adhesive (b) exemplified above, silicon-containing compounds are more preferable.
  • silicon-containing compounds are more preferable.
  • compounds having a siloxane bond in the case of a compound having a substituent such as an amino group or a phenyl group attached to the side chain or terminal of the resin skeleton, generation of a toxic gas or odor is caused by thermal decomposition. There is a risk of causing it.
  • the high temperature adhesive (b) is preferably a silicon-containing compound having a weight average molecular weight of 100,000 or more and having a siloxane bond, and further, a dimethylpolysiloxane having a weight average molecular weight of 100,000 or more Is preferred.
  • Dimethylpolysiloxane is a very stable compound even at high temperature conditions. When using dimethylpolysiloxane, there is a possibility that a mold release film may not be formed if the mold is less than 200 ° C., but a mold release film is formed if the mold has a temperature of 300 ° C. or more, stable lubricity Is obtained.
  • dimethylpolysiloxane like petroleum-based saturated hydrocarbon (a), has lower surface tension than water. Therefore, the wettability is high on the mold surface. As a result, when it spray-applies, since it is less likely to be repelled to a high temperature metal mold
  • dimethylpolysiloxane has high compatibility with petroleum-based saturated hydrocarbon solvents. Therefore, unlike a water-soluble release agent containing water as a main component, it is not necessary to use an emulsifying agent which is a factor of inhibiting the lubricity, and it becomes easy to secure the lubricity.
  • the content of the high-temperature adhesive (b) is preferably 2 to 50% by mass, more preferably 2 to 40% by mass, and 4 to 20% by mass with respect to the total amount of the oil-based lubricant. Is more preferred. If the content of the high-temperature adhesive (b) is less than 2% by mass, stable lubricating performance may not be obtained, and if the content of the high-temperature adhesive (b) is more than 50% by mass, it causes deposition. Sometimes.
  • additives include a lubricant additive (c), a wettability improver (d), an antioxidant (e), a rust inhibitor, an antiseptic, an antifoamer, an extreme pressure additive, and a washing dispersant. It can be mentioned. These other additives can be appropriately blended and used as needed. Moreover, it is preferable to select from 1 type, or 2 or more types out of other additives.
  • the lubricating additive (c) By adding the lubricating additive (c) to the oil-based release agent, the boiling point of the oil-based release agent itself becomes high, and therefore, the Leidenfrost temperature can be further increased. In addition, since it is possible to combine the combination suitable for the temperature range of the mold, it is possible to cope with the case where there is a difference in the temperature range with a large mold or the like by the lubricating additive (c).
  • lubricating additives c
  • high viscosity mineral oils c-1
  • animal and vegetable fats and oils and higher fatty acid esters c-2
  • organic molybdenums c-3
  • oil soluble soaps c-4 Etc.
  • the high viscosity mineral oils (c-1) thicken the lubricating film in the temperature range of 150 to 300 ° C., and are excellent in the lubricating property.
  • the high viscosity mineral oils (c-1) are high viscosity mineral oils and / or synthetic oils having a kinematic viscosity of 100 mm 2 / s or more at 40 ° C., and those having a flash point of 250 ° C. or more are preferable.
  • high viscosity mineral oil base oil, spindle oil, machine oil, motor oil, cylinder oil, lubricating oil for raw materials may be mentioned.
  • synthetic oils of high viscosity poly ⁇ -olefins (ethylene-propylene copolymer, polybutene, 1-octene oligomer, 1-decene oligomer, hydrides thereof, etc.), monoesters (butyl stearate, octyl etc.) Laurate), diester (ditridecyl glutarate, di-2-ethylhexyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, di-2-ethylhexyl cepacate, etc.), polyester (trimellitic acid ester etc.), polyol ester (trimethylolpropane) Caprilate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol-2-e
  • animal and vegetable fats and oils and higher fatty acid esters are excellent in lubricating performance in a temperature range of 250 ° C. or less.
  • animal and vegetable fats and oils include animal and vegetable fats and oils such as rapeseed oil, soybean oil, coconut oil, palm oil, cow oil and pork fat, and higher fatty acid esters such as fatty acid esters, coconut oil fatty acids, oleic acid and stearic acid And monohydric alcohol esters or polyhydric alcohol esters of higher fatty acids such as lauric acid, palmitic acid and tallow fatty acid.
  • the oil-based mold release agent can obtain excellent lubricity in a wide temperature range.
  • examples of the organic molybdenums (c-3) include MoDDC, MoDTC, MoDDP and MoDTP.
  • MoDDC and MoDTC which do not contain phosphorus which may react with an aluminum alloy or the like are more preferable.
  • oil-soluble soaps (c-4) calcium or magnesium sulfonate salt, finate salt, salicylate salt and organic acid metal salt can be mentioned.
  • the content of the lubricating additive (c) exceeds 20% by mass with respect to the total amount of the oil-based release agent, the kinematic viscosity of the oil-based release agent may be high, and the spray state may be unstable. In addition, the lubricant additive (c) may cause the work to stick. If the content of the lubricating additive (c) is less than 1% by mass, the oil film is not sufficient and causes seizure and the like. Therefore, the content of the lubricating additive (c) is preferably 20% by mass or less, more preferably 2 to 18% by mass, and still more preferably 2 to 15% by mass.
  • the wettability improver (d) By further using the wettability improver (d), it can be expected that the wettability of the oil-based release agent according to the embodiment to the mold can be improved, and the adhesion to a high temperature mold can be further enhanced. Can be expected.
  • the wettability improver (d) may, for example, be an acrylic copolymer or an acrylic modified polysiloxane.
  • the wettability improver (d) is preferably used singly or in combination of two or more.
  • the content of the wettability improver (d) is preferably 0.1 to 5% by mass, and more preferably 0.1 to 3% by mass. Even if the content of the wettability improver (d) is more than 5% by mass, no further effect tends to be obtained.
  • the antioxidant (e) By further including the antioxidant (e) in the oil-based release agent, the deterioration of the oil film can be delayed, and furthermore, the high temperature lubricity can be maintained.
  • the antioxidant (e) include an amine antioxidant (e-1), a phenolic antioxidant (e-2), and a cresol antioxidant (e-3).
  • Examples of the amine antioxidant (e-1) include monoalkyldiphenylamines such as monononyldiphenylamine, 4,4′-dibutyldiphenylamine, 4,4′-dipentyldiphenylamine, 4,4′-dihexyldiphenylamine, Dialkyldiphenylamines such as 4,4'-diheptyldiphenylamine, 4,4'-dioctyldiphenylamine, 4,4'-dinonyldiphenylamine, etc.
  • monoalkyldiphenylamines such as monononyldiphenylamine, 4,4′-dibutyldiphenylamine, 4,4′-dipentyldiphenylamine, 4,4′-dihexyldiphenylamine, Dialkyldiphenylamines such as 4,4'-diheptyldiphenylamine, 4,4'-dioctyldiphenylamine
  • Polyalkyldiphenylamines such as tetrabutyldiphenylamine, tetrahexyldiphenylamine, tetraoctyldiphenylamine, tetranonyldiphenylamine and the like Systems, ⁇ -naphthylamine, phenyl- ⁇ -naphthylamine, butylphenyl- ⁇ -naphthylamine, pentylphenyl- ⁇ -naphthylamine, hexylphenyl- ⁇ - Naphthylamine, heptylphenyl- ⁇ -naphthylamine, octylphenyl- ⁇ -naphthylamine and the like can be mentioned.
  • a phenolic antioxidant for example, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 4,4 -Methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), 2,2-methylenebis (4-ethyl-6-butylphenol), high molecular weight monocyclic phenolic, polycyclic tert-butylphenol, BHT (Butylated Hydroxy Toluene), BHA ( Butylated Hydroxy Anisole) is mentioned.
  • cresol antioxidant (e-3) examples include di-tert-butyl paracresol and 2-6-di-tert-butyl dimethylamino-p-cresol.
  • examples of the cresol antioxidant (e-3) include di-tert-butyl paracresol and 2-6-di-tert-butyl dimethylamino-p-cresol.
  • a mixture of BHT and alkyl diphenylamine is preferred.
  • antioxidants (e) are preferably used singly or in combination of two or more.
  • the content of these antioxidants (e) is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass, based on the total amount of the oil-based release agent. Similar to the wettability improver (d), even if the content of the antioxidant (e) is more than 5% by mass, no further effect tends to be obtained.
  • Antirust agents, preservatives, antifoaming agents, extreme pressure additives, washing and dispersing agents, etc. can be appropriately blended and used as necessary, and one or two or more kinds of them can be selected from these. Is preferred.
  • Second Embodiment (4) Low volatility conductive modifier (f)
  • the electrostatic application of the oil-based release agent according to the first embodiment becomes possible by using the electrostatic application technology of the oil-based release agent for casting according to the inventors of the present application (Patent Document 5).
  • Patent Document 5 the adhesion of the oil-based mold release agent is significantly improved, so that the oil-based mold release agent is not excessively applied to the hidden part, uneven part or thin part of the mold which is becoming complicated. It becomes possible to form an oil film.
  • this electrostatic coating technology does not cope with high temperature heat resistance. Therefore, improvement is needed to cope with high temperature heat resistance.
  • Petroleum-based saturated hydrocarbon solvents are nonpolar and nonconductive. Therefore, the electrical resistance value is infinite. Therefore, it is not suitable for electrostatic coating as it is.
  • the electric resistance value of the oil-based release agent is more preferably 5 to 400 M ⁇ , further preferably 10 to 400 M ⁇ .
  • an oil having high adhesion to high temperature molds A release agent can be provided.
  • the same ones as exemplified in the first embodiment can be used.
  • the content of the petroleum hydrocarbon solvent (a) is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.9% by mass with respect to the total amount of the oil-based release agent. And more preferably 65 to 99.9% by mass.
  • the low volatility conductive modifier (f) includes an ionic liquid (also referred to as an ionic liquid).
  • the ionic liquid has high thermal stability and is hard to volatilize even at high temperature, because the ionic liquid is linked not by intermolecular attraction but by strong ionic bond. Therefore, the adhesion to a high temperature mold can be further enhanced as compared with the case where water or other organic solvent is blended. Further, since the ionic liquid has high ionic conductivity, it is possible to make the oil-based release agent have an optimum electrical resistance value only by adding a small amount to the oil-based release agent.
  • imidazolium salt (f-1), pyrrolidinium salt (f-2), pyridinium salt (f-3), ammonium salt (f-4), phosphonium salt (f-5), sulfonium salt f-6) etc. can be mentioned.
  • imidazolium salt (f-1) 1,3-dimethylimidazolium chloride, 1,3-dimethylimidazolium dimethylphosphate, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium chloride, 1-ethyl-3-methyl -Imidazolium bromide, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium iodide, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium methanesulfonate, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium trifluoromethanesulfonate, 1 -Ethyl-3-methyl-imidazolium trifluoro (trifluoromethyl) borate, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium hydrogen sulfate, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium ethyl sulfate, 1-ethyl-3- Methyl-imidazolium 2- ( -Methoxyethoxy) ethyl
  • 1-methyl-1-propyl-pyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide 1-butyl-1-methyl-pyrrolidinium chloride
  • 1-butyl-1-methylpyrrolidinium Examples include bromide, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and the like.
  • pyridinium salt (f-3) 1-ethyl pyridinium chloride, 1-ethyl pyridinium bromide, 1-butyl pyridinium chloride, 1-butyl pyridinium bromide, 1-butyl pyridinium tetrafluoroborate, 1-butyl pyridinium hexafluorophosphate 1-butyl-3-methylpyridinium chloride, 1-butyl-3-methyl-pyridinium bromide, 1-ethyl-3-methylpyridinium ethyl sulfate, 1-ethyl-3-methylpyridinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, 1 -Ethyl-3- (hydroxymethyl) -pyridinium ethyl sulfate, 1-butyl-4-methylpyridinium chloride, 1-butyl-4-methylpyridinium bromide, 1- Chill-4-methylpyridinium hexa
  • ammonium salt (f-4) trimethylpropylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, amyl triethyl ammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, tributyl methyl ammonium bis (trifluoromethane sulfonyl) imide, tetrabutyl ammonium chloride, tetrabutyl Ammonium bromide, methyltri-n-octylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, cyclohexanyltrimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and the like can be mentioned.
  • Examples of the phosphonium salt (f-5) include tetrabutylphosphonium bromide, tributylmethylphosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, tributyl (2-methoxyethyl) -phosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, tributylhexadecylphosphonium bromide and the like. , Mentioned.
  • Examples of the sulfonium salt (f-6) include triethylsulfonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and the like.
  • the low volatile conductivity modifier (f) it is preferable to use one of these ionic liquids or a mixture of two or more thereof.
  • the pyridinium salt (f-3) is difficult to disperse due to its low compatibility with petroleum-based saturated hydrocarbon solvents.
  • the low volatility conductive modifier (f) is more preferably an imidazolium salt (f-1) among the ionic liquids.
  • the content of the low volatility conductive modifier (f) is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, based on the total amount of the oil-based release agent. .
  • the content of the low volatility conductive modifier (f) exceeds 5% by mass, the electrical conductivity of the oil-based mold release agent is too good, and it tends to be out of the optimum electric resistance value range.
  • compatibility with the petroleum-based hydrocarbon solvent (a) which is the main component of an oil-based mold release agent is bad, it may become a cause of cloudiness or isolation
  • the oily release agent which is clouded or separated has an unstable electric resistance value. As a result, the effect of electrostatic coating may not be obtained stably.
  • Solubilizers By adding the low volatility conductive modifier (f) described above to the oily release agent, electrostatic coating of the oily release agent having heat resistance becomes possible. However, when the dispersion stability of the low volatility conductive modifier (f) is low, there is a risk of clouding or separation. A solubilizer (g) may be included to stabilize the quality of the oily release agent.
  • solubilizer (g) alcohols, glycols, esters, ethers, ketones, emulsifiers and the like can be considered. Alcohols and glycols dissolve water well, but may cause separation in petroleum hydrocarbon solvents (a). In addition, emulsifiers are less volatile and safer than ethers, ketones and esters. Therefore, in order to dissolve the low volatility conductive modifier (f) in the less polar petroleum hydrocarbon solvent (a), it is an emulsifier type solubilizer among these solubilizers (g). It is more preferable that it is a nonionic solubilizer having both a hydrophilic group and a lipophilic group.
  • Nonionic solubilizers have a significantly lower minimum concentration (critical micelle concentration) at which a molecular assembly (micelle) is formed, as compared to other ionic solubilizers such as anionic type and cationic type. Therefore, it is possible to reduce the amount of the solubilizer added. By adding a small amount of the nonionic solubilizer, it is possible to form micelles in the solubilizer, so it is possible to prevent the viscosity increase and the clouding of the oily release agent. This improves the dispersion stability of the low volatility conductive modifier (f). As a result, it becomes possible to stabilize the oil-based release agent according to the embodiment within the range of the optimum electrical resistance value.
  • HLB Hydrophile Balance
  • HLB Hydrophile Balance
  • HLB emulsifier type solubilizer belonging to this range.
  • emulsifier type solubilizers include phenol ether type and sorbitan type. Among these, from the viewpoint of compatibility, it is more preferable to be a sorbitan-type solubilizer.
  • the content of the solubilizer (g) When the content of the solubilizer (g) is high, the lubricity is adversely affected, and separation occurs even if the content is too low. Therefore, it is necessary to optimize the content of the solubilizer.
  • the content of the solubilizer (g) is less than 0.3% by mass with respect to the total amount of the oil-based release agent, sufficient solubilization is not achieved, and the petroleum hydrocarbon solvent (a) and low volatility conductive modification There is a possibility of separation with the agent (f). When the solubilizer exceeds 30% by mass, the oily release agent may become cloudy. Therefore, when mixing and using a low volatility conductive modifier (f) and a solubilizer (g), the content of the solubilizer (g) may be 0.3 to 30% by mass.
  • the solubilizing agent (g) sets the content of the solubilizing agent (g) to more than 1% by mass and 15% by mass or less with respect to the total amount of the oil-based releasing agent, considering the dispersion effect and the adverse effect of lubricity. Is more preferred.
  • the solubilizer itself also has electrical conductivity. Therefore, it is possible to achieve a desired electrical resistance value by adding only the solubilizer (g) without adding the low volatility conductive modifier (f). However, when a large amount of solubilizer (g) is blended, it becomes a factor of inhibiting lubricity. Therefore, it is necessary to reduce the content of the solubilizer (g) as much as possible.
  • solubilizers in the HLB range of 2 to 10 sorbitan-type solubilizers in particular are highly compatible with petroleum hydrocarbon solvents (a) and reduce the content of solubilizers (g) It is possible to However, when the content of the solubilizer is too small, the dispersion stability can not be maintained.
  • the content of the sorbitan-type solubilizer is equal to the total amount of the oil-based mold release agent.
  • the content is preferably 0.3% by mass or more and less than 5% by mass, and more preferably 2% by mass or more and less than 5% by mass.
  • One or more selected from among sorbitan-type solubilizers, or one or more selected from among sorbitan-type solubilizers and other types of solubilizers can be used in combination.
  • the petroleum hydrocarbon solvent (a), the low volatility conductive modifier (f), and, if necessary, the solubilizer (g) are blended.
  • the high temperature adhesive (b) described in the first embodiment can also be used in combination. This enables the oil-based release agent to maintain higher high-temperature adhesion and to have stable lubricity.
  • the lubricant additive (c), the wettability improver (d), the antioxidant (e), and the rust inhibitor, antiseptic, antifoam agent described in the first embodiment Other additives such as extreme pressure additives, viscosity index improvers, washing and dispersing agents can also be used in combination.
  • the composition containing the high-temperature adhering oil-based mold release agent of the first embodiment is subjected to mold release to reduce deposition of a mold release component or the like which causes defective appearance of a work.
  • a method of applying the agent is provided.
  • the high temperature adhesion of the oil-based release agent is improved by applying the high-temperature adhesion type oil-based release agent of the first embodiment to a mold using a general spray device.
  • the mold release component and the like are deposited on the mold, which causes the appearance defect of the work (hot water wrinkles, gas defects and the like).
  • composition containing the oil-based mold release agent according to the first embodiment as fine particles and controlling the coating speed, the deposition of the mold release component or the like that causes the appearance defect of the work is reduced.
  • the mist diameter at the time of applying the oily release agent is preferably 0.1 to 60 ⁇ m, more preferably 5 to 45 ⁇ m, and still more preferably 10 to 30 ⁇ m.
  • the mist diameter of the oil-based release agent in this range, it is possible to prevent the oil-based release agent from being partially attached excessively to the mold, and to uniformly attach it. As a result, generation of hot water wrinkles and gas can be suppressed, and product quality and yield can be improved.
  • the mist diameter is less than 0.1 ⁇ m, the mist scatters in the air flow, and the amount of the oil-based release agent attached decreases, so that sufficient releasability tends not to be obtained.
  • the mist diameter exceeds 60 ⁇ m, the oil-based release agent tends to partially adhere excessively to the mold.
  • the particle velocity at the time of applying the oil-based release agent is preferably 2 to 50 m / sec, more preferably 5 to 40 m / sec, and still more preferably 10 to 30 m / sec.
  • the particle velocity at the time of applying the oil-based mold release agent is less than 2 m / sec, the collision energy of the particles to the mold decreases and the adhesion amount of the oil-based mold release agent decreases. It tends to be impossible.
  • the particle velocity at the time of application of the oil-based release agent exceeds 50 m / sec, the repulsion of the mist flow interferes with the next mist, so that sufficient adhesion hardly occurs.
  • a spray apparatus used when the mist diameter at the time of applying an oil-based mold release agent is 0.1 to 60 ⁇ m and the particle velocity is 2 to 50 m / sec
  • known ones can be appropriately used.
  • a spray gun WFS-05G-R nozzle diameter: 1 mm, manufactured by Yamaguchi Giken Co., Ltd.
  • a release agent can be used.
  • the mist diameter and particle velocity of the oil-based release agent can be measured by a Doppler laser particle analyzer.
  • the flow rate of the oily release agent is preferably 0.01 to 0.6 mL / sec, more preferably 0.1 to 0.5 mL / sec.
  • the flow rate of the oil-based release agent is less than 0.01 mL / sec, the mist diameter and the particle velocity tend to be insufficient.
  • the flow rate of the oil-based release agent exceeds 0.6 mL / sec, the mist diameter and the particle velocity tend to exceed the desired range.
  • an electrostatic application method for electrostatically applying a heat resistant electrostatic application type oil release agent according to the second embodiment to a mold for electrostatically applying a heat resistant electrostatic application type oil release agent according to the second embodiment to a mold.
  • the heat-resistant electrostatic application type oil-based release agent according to the second embodiment generates an electrostatic effect by the electrostatic application device. Therefore, a uniform and sufficient coating film can be formed on the hidden part, uneven part or thin part of the mold by so-called wraparound effect.
  • electrostatic coating guns there are air electrostatic automatic guns Robogun II EAB90 type manufactured by Asahi Sanac Co., Ltd., and as electrostatic controllers, BPS 1600 type manufactured by Asahi Sanak Co., Ltd. It is exemplified to use a combination of L pump made by Lansburg (0.5 cm 3) type and BHI 62 ST-18 type made by Oriental Motor in combination.
  • oil-based release agent of the present invention and the method for applying the oil-based release agent will be described in detail using Examples and Comparative Examples.
  • the present invention is not limited to the following embodiment as it is, and constituent elements can be modified and embodied without departing from the scope of the invention.
  • various inventions can be formed by appropriate combinations of a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. Some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, the components may be combined as appropriate so as to be different embodiments.
  • a predetermined amount of petroleum hydrocarbon solvent (a), high temperature adhesive (b) and the like are introduced into a household mixer at normal temperature, and mixed for 3 minutes at a medium speed rotation of about 300 rpm. Thereafter, predetermined amounts of the remaining components are charged, and the mixture is stirred for about 5 minutes at medium speed to obtain an oil-based release agent.
  • a predetermined amount of a low volatility conductive modifier (f) is added after the above mixing operation. At that time, stirring is performed for about 10 minutes at a medium speed rotation number.
  • B Test Method (B-1) High-Temperature Residual Test Differential Thermal-Thermal-Weight Simultaneous Measurement Device made by Seiko Instruments Inc. (SII) (trade name: "EXSTAR 6000 (TG / DTA)” (not shown))
  • SII High-Temperature Residual Test Differential Thermal-Thermal-Weight Simultaneous Measurement Device made by Seiko Instruments Inc.
  • SII Seiko Instruments Inc.
  • HR-202 analysis electronic balance
  • (B-4) Measurement Method of Leidenfrost Temperature A test piece made of iron of 100 mm square and 1 mm thickness is baked at 200 ° C. for 30 minutes in an oven (not shown). After that, it is allowed to cool overnight in a desiccator such as a moisture-proof storage (not shown). The test piece is placed on a commercially available electric stove (not shown) and heated. Using a pipette, drop one drop (about 0.1 cm 3) of the release agent onto the central part of the surface of the test piece. The droplet immediately after the dripping was observed, the temperature at which it boils under a relatively small movement was measured, and this temperature was taken as the Leidenfrost temperature. If the temperature is high, the droplets will jump. In this case, the surface temperature is lowered by 10 ° C. and the test is performed again. The surface temperature was measured by a noncontact thermometer.
  • FIG. 1 shows an adhesion tester 10 for measuring the amount of adhesion.
  • the adhesion tester 10 has a housing 13 containing a heater 12 and temperature sensors (thermocouples) 16a and 16b, and a temperature controller 11 connected to the heater 12 and the temperature sensors 16a and 16b.
  • the temperature controller 11 can emit a signal for heating the heater 12 to a set temperature.
  • the heater 12 can be stopped when it becomes more than predetermined temperature by the signal sent from temperature sensor 16a, 16b.
  • a support fitting 14 for fixing the test piece 15 is provided at one end face of the housing 13, and a temperature sensor 16 b for measuring the temperature of the test piece 15 is provided at the center of one end face of the housing 13. It is done. By heating the heater 12 in the housing 13, it is possible to heat the test piece 15 held by the support fitting 14.
  • the spray device 18 can apply a release agent 17 of a predetermined amount and for a predetermined time to the heated test piece 15.
  • the test piece 15 is an iron plate of 100 mm square and 1 mm thick. Before conducting the test, the test piece 15 is baked in an oven (not shown) at 200 ° C. for 30 minutes and then allowed to cool overnight in a desiccator (not shown). Moreover, it is necessary to measure the mass of the test piece 15 to a 0.1 mg unit before a test.
  • the temperature controller 11 of the adhesion tester 10 is set to a predetermined temperature to preheat the heater 12.
  • the temperature sensor 16 a reaches a predetermined set temperature
  • the test piece 15 is gripped in the support fitting 14 at one end face of the housing 13.
  • the temperature sensor 16 b is brought into close contact with the test piece 15 to heat the test piece 15.
  • a predetermined amount of the release agent 17 is applied to the test piece 15 from the spray device 18.
  • test piece 15 is taken out and left to cool for a predetermined time in the vertical state.
  • the oil dripping from the test piece 15 is removed.
  • the test piece 15 coated with the mold release agent 17 is placed in an oven at 105 ° C. for 30 minutes, air-cooled, and allowed to cool for a fixed time with a desiccator.
  • the mass of the test piece 15 was measured to a unit of 0.1 mg, and the adhesion amount was calculated from the difference in mass before and after the test.
  • adhesion efficiency is a comparison of the actually adhered mass among the mass of the active ingredient contained in the applied release agent 17.
  • (B-6) Release Resistance Test The release resistance value is measured using an automatic tensile tester (trade name: Lub tester U) manufactured by MEC International, Inc.
  • Test plate for friction resistance is SKD-61 material, size 200mm ⁇ 200mm ⁇ 34mm, ring is S45C material made by MEC International, size: inner diameter 75mm, outer diameter 100mm, height 50mm, molten aluminum is ADC-12 material
  • the weight of steel was 8.8 kg.
  • FIGS. 2A and 2B are process schematic diagrams of the method for measuring the release resistance.
  • the automatic tensile tester 20 is constituted by a tester frame 24, a test plate 21 incorporating a temperature sensor (thermocouple) 22, a ring 25, and a weight 27 made of iron.
  • the molten aluminum 26 is placed in the ring 25 on the test plate 21 coated with the release agent 17.
  • the mold release resistance is measured by pulling the molten metal 26 in the X direction using the ring 25.
  • an aluminum ingot (not shown) is heated to 650 ° C. using a pottery melting furnace (not shown) to prepare a molten aluminum 26.
  • the test plate 21 is heated to a predetermined temperature by a commercially available heater (not shown), and the test plate 21 is vertically stood in front of the spray device 22.
  • a release agent 17 is applied to the test plate 21 using a spray device 22 under predetermined application conditions.
  • the test plate 21 is placed horizontally on the tester frame 24, and the ring 25 is placed at the center of the test plate. 90 cm 3 of molten aluminum 26 is poured into the ring 25.
  • the mold release resistance was measured with a strain gauge in the automatic tensile tester 20.
  • Table 1 shows the composition of the oil-based release agent used in the test according to the first embodiment.
  • Test conditions 1-2 The test conditions used in the adhesion test and the release resistance test are shown in Table 2.
  • the heat loss rate of Comparative Example 1 at a thermobalance temperature of 100 ° C. was 1.8%, and the heat loss rate remained almost unchanged. However, when the thermobalance temperature reaches 200 ° C., the heat loss rapidly decreases, and the heat loss rate of Comparative Example 1 is 85% or more.
  • Example 1 the heat loss ratio of Example 1 at a thermal balance temperature of 200 ° C. was about 71%. That is, by blending the high temperature adhesive (b), it has become possible to suppress the heat loss rate of the lubricating component to a low level. As a result, it has become possible to maintain the residual amount of the lubricating component.
  • Example 1 the heat loss ratio of Example 1 at a thermal balance temperature of 300 ° C., 400 ° C., and 450 ° C., which were higher temperatures, remained lower than that of Comparative Example 1. Therefore, even when the temperature is 300 ° C. or higher, the residual amount of the lubricating component can be maintained high.
  • Comparative Example 1 which is a conventional oil-based mold release agent
  • the remaining amount of the lubricating component at a thermobalance temperature of 400 ° C. can be doubled or more.
  • Example 1 Although the adhesion at a mold temperature of 300 ° C., 400 ° C., and 450 ° C. described in Table 4 is slightly higher in Example 1, Example 1 and Comparative Example 1 give substantially the same results. Further, the mold release resistance at a mold temperature of 300 ° C., as well as the adhesive property, was substantially the same as in Example 1 and Comparative Example 1.
  • the mold release resistance at a mold temperature of 400 ° C. was 22.0 kgf in Comparative Example 1, and seizure occurred. Therefore, it was judged as "impossible” by comprehensive evaluation.
  • Comparative Example 1 although there is no difference in the adhesion amount between the case where the mold temperature is 300 ° C. and the case where the mold temperature is 400 ° C., there is a difference in the lubricity. Since the amount of heat of the lubricating component is reduced by the introduction of the molten metal, it can be judged that the lubricating property is insufficient.
  • Example 1 of the mold release resistance at a mold temperature of 400 ° C. described in Table 4 was 5.2 Kgf, and showed good lubricity.
  • Example 1 at a mold temperature of 450 ° C. adhesion and lubricity were both maintained, and the superiority of Example 1 could be confirmed.
  • the lubricity (mold release resistance) of Example 1 at a mold temperature of 300 ° C. is maintained substantially equal to that of Comparative Example 1, and stable lubricity is obtained even when the mold temperature is approximately 300 ° C. It has been confirmed that it can be secured. As a result, the overall evaluation was "excellent".
  • Example 1 can maintain a stable adhesion amount even for a mold of 400 ° C. or higher, and has stable lubricity. In addition, it was possible to confirm that the high temperature adhesive (b) blended in Example 1 did not lose heat or thermally decompose even at 450 ° C., and had stable lubricity even at high temperatures.
  • the electrical resistance value and the dispersion were comprehensively evaluated, and the best one was regarded as “excellent”, and then “good”, “good”, “impossible” in this order.
  • Examples 10 and 11 which do not contain the solubilizing agent (g) listed in Table 5 are somewhat inferior in both dispersibility in B, but the electric resistance value is 300 M ⁇ (Example 10), 190 M ⁇ (Example 11) And the optimum electrical resistance value (3 to 400 M ⁇ ), and it was evaluated as "good” in the overall evaluation.
  • Comparative Example 10 which similarly does not contain the solubilizer (g), has an electric resistance value of 2.5, which is lower than the range of the optimum electric resistance value, and also has poor dispersibility and becomes "C”. , "Not allowed" in the overall evaluation.
  • the amount varies depending on the type of low volatility conductive modifier (f), since the ionic liquid has high conductivity, it may be out of the desired electric resistance value range if it is compounded in large quantities. Therefore, it is preferable that the low volatility conductive modifier (f) is contained in an amount of 0.1 to 5% by mass based on the total amount of the oil-based release agent. Furthermore, it is more preferable to contain 0.1 to 2% by mass of the low volatility conductive modifier (f).
  • Example 11 since the dispersibility in Examples 10 and 11 is slightly inferior, it is necessary to further enhance the dispersibility in consideration of commercialization.
  • Comparative Example 11 in which 1.0% by mass of the solubilizer (g) was blended, the evaluation of dispersibility was well “A”, but the electrical resistance value is high, and it is difficult to obtain the electrostatic effect. Therefore, the overall evaluation was "not good”.
  • Example 12 in which 1.5% by mass of the solubilizer (g) was blended, the electric resistance value was optimum, and the dispersibility was also good.
  • the solubilizer (g) is more than 1% by mass and not more than 15% by mass It is more preferable to include.
  • the electrical resistance value and the dispersion were comprehensively evaluated, and the best one was regarded as “excellent”, and then “good”, “good”, “impossible” in this order.
  • solubilizer (g) 5% by mass or more of the solubilizer (g) is blended, there is a possibility that the Leidenfrost temperature may be lowered.
  • the content can be further reduced by the combination of sorbitan-type solubilizers used in the examples. Therefore, it is preferable to mix sorbitan type solubilizer at 0.3% by mass or more and less than 5% by mass with respect to the total amount of the oil-based release agent. Furthermore, it is more preferable to mix sorbitan type solubilizers in an amount of 2% by mass or more and less than 5% by mass.
  • the comparative example 30 described in Table 7 is a conventional electrostatic coating type oily release agent. Since a large amount of water was blended, the LF temperature of Comparative Example 30 was as low as 340 ° C., and the adhesion amount at 400 ° C. was significantly reduced. In addition, since a large amount of the solubilizer (g), which is a factor inhibiting the lubricity, is included, the lubricity at 300 ° C. is 5.5 Kgf, which is lower than that of Example 30 and Example 31. The Therefore, the mold temperature of lubricity shown in Table 7 is 350 ° C., and Comparative Example 30 is 20 kgf, and seizure occurs. Since high temperature adhesiveness and high temperature lubricity were low, Comparative Example 30 was rated as "not good" in the comprehensive evaluation.
  • Example 30 in which the content of the solubilizer (g) was reduced as much as possible without containing water, the LF temperature was maintained at 400 ° C. or higher, and the adhesion amount at 400 ° C. was also stable at 15 mg. . In addition, the lubricity at 350 ° C. is 9.8 kgf and has lubricity. Therefore, in Example 30, the overall evaluation was "OK".
  • the low volatility conductive modifier (f) formulated in Example 30 has high conductivity, so that it is possible to obtain an optimum electrical resistance value by adding only a small amount. In addition, it is possible to reduce the content of water which causes the lowering of the LF temperature and the content of the solubilizer (g) which causes the inhibition of the lubricity without addition or in a small amount. In addition, the low volatility conductive modifier (f) has high thermal stability and is less volatile even at high temperatures, so that high temperature heat resistance can be enhanced as compared to water and organic solvents. In this test, the adhesion efficiency is greatly improved and the high-temperature adhesion can be improved simply by switching the conventional electrostatic coating technology, water and solubilizer (g), to this low volatility conductive modifier (f). And it became clear that high temperature lubricity became high.
  • Example 31 in which the low volatility conductive modifier (f) according to the second embodiment and the high-temperature adhesive (b) according to the first embodiment were combined together was twice as large as Example 30. It has an approximate coverage of 27.1 mg and also maintains a lubricity of 9.2 Kgf for a 450 ° C. mold. Therefore, in Example 31, the overall evaluation was “excellent”.
  • Example 31 Since the high temperature adhesive (b) blended in Example 31 can suppress heat loss and thermal decomposition at high temperatures as in conventional lubricating components, adhesion to a mold at 400 ° C. is significantly Improved. Moreover, as shown in Example 31, it has confirmed that the lubricity with respect to a 450 degreeC mold was maintained.
  • the adhesion to the high temperature mold is greatly improved, and the lubricity at high temperature is also improved. Well, it's stable. Therefore, the high temperature adhesive (b) according to the first embodiment and the low volatility conductive modifier (f) according to the second embodiment can be blended together, and the high temperature adhesive (b) ) Makes it possible to have high temperature adhesion and stable lubricity. Furthermore, the low volatility conductive modifier (f) can provide an electrostatic effect and further increase the amount of adhesion.
  • Comparative Example 40 which is a conventional oil-based mold release agent, it is necessary to use a migrator at 150 shots or less, which is considered as “high frequency”. In addition, at observation point 3, although it was more than 150 shots, it was not 250 shots or more, and it was "low frequency”. Therefore, in the comparative example 40, seizing easily occurs in the high temperature mold, and therefore, the comprehensive evaluation of the comparative example 40 is "not good”.
  • Example 40 in which the high-temperature adhesive (b) according to the first embodiment is blended is 250 shots or less at observation point 1 and observation point 2, and Frequency.
  • observation point 3 was evaluated as “none” because the observation was no longer necessary until 750 shots. Therefore, in the high temperature mold, in Example 40, it is possible to suppress the occurrence of burn-in, so the comprehensive evaluation was made “excellent”.
  • Comparative Example 40 As shown in Comparative Example 1 of Table 1, the modified silicone oil and other additives such as high viscosity mineral oil and animal and vegetable fats and oils are included. Nevertheless, the comprehensive evaluation of the life of the exfoliation of Comparative Example 40 is not possible. That is, it can be said that adhesion and lubricity to a high temperature mold of 300 to 400 ° C. are insufficient even if a modified silicone oil not having a desired molecular weight and other additives are blended together.
  • Example 40 as shown in Example 1 of Table 1, the high temperature adhesive (b) and the other additives are blended together. Thereby, the adhesion and lubricity in the high temperature mold are maintained at a high level. As a result, it is "excellent" in the comprehensive evaluation of the actual life of the migrator in the actual machine, and it can be expected to maintain high adhesion and high lubricity even for a mold of about 450 ° C.
  • the oil-based mold release agent according to the first embodiment can reduce the rate of stoppage of equipment due to sudden tearing by 50% or more as compared with the conventional oil-based mold release agent.
  • the Leidenfrost temperature can be raised to 300 ° C. or higher. Therefore, even if the temperature of the mold is 300 ° C. or more, the oil-based release agent can be attached to the mold.
  • adhesion to molds at high temperatures of 300 ° C or higher is high, and since oil-based mold release agents have low surface tension and can be used to thinly spread coated films, compared to water-soluble mold release agents It is possible to reduce the amount of application to the mold.
  • the oil-based mold release agent according to the present invention can maintain stable lubricity and maintain desired lubricity even with a mold of 300 ° C. or higher by including the high-temperature adhesive (b).
  • the range of application temperature is expanded, the film strength is improved, and the Leidenfrost temperature is further increased. And so on. This makes it possible to maintain a stable adhesion amount and lubricity corresponding to a wide temperature range even for a mold of 400 ° C. or higher.
  • the oil-based mold release agent according to the present invention can be adjusted to an electric resistance value optimum for electrostatic coating without containing water that is a factor that inhibits high-temperature adhesion, electrostatic coating having heat resistance is possible. Becomes possible. The electrostatic effect can further improve the adhesion.
  • an oily release agent having performance is provided.
  • a method of applying an oil-based release agent which makes it possible to reduce the deposition of lubricating components.

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Abstract

 本発明の油性離型剤は、石油系炭化水素溶剤(a)と高温付着剤(b)を含む離型剤であって、ダイカスト及び鋳造に用いられる金型に塗布して、特に300℃以上の高温金型に対しても高い付着性や高い潤滑性を有し、焼付きを防止することができる。また本発明は、この本発明の油性離型剤を、高温の金型に対して、微粒子化・速度制御することで付着量をコントロールし塗布する方法、及び、静電塗布方法を提供する。

Description

高温耐熱性油性離型剤、高温耐熱性静電塗布型油性離型剤及びその塗布方法
 本発明は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛またはこれら各々の元素を含む合金等の非鉄金属類の鋳造或いはダイカストに使用される油性の離型剤(潤滑剤とも言う)、及びその油性離型剤の塗布方法に関する。
 周知のごとく、鋳造とは、高温で熱し液体となった金属類(以降、溶湯と称す)を、型に流し込み、冷え固まった金属類(以降、ワークと称す)を取り出す金属加工法である。鋳造は、型によって、砂型鋳造や金型鋳造等に分類される。この金型鋳造は、さらに溶湯が注入される圧力の強さ及び注入速度によって、ダイカスト、低圧鋳造、重力鋳造等に分類される。ダイカストは、特殊な鉄鋼材料でできた金型に対して高圧力・高速で溶湯を注入し、迅速に冷却し、凝固したワークを取り出す金属加工法である。
 ダイカストでは機械化が進み、生産性が高い。そのため、自動車部品や機械部品等に広く活用されている。
 離型剤がない状態ではワークと金型との間で焼付きやカジリを起こす。この焼付き等を防止するために、溶湯の注入前に、金型に離型剤等が塗布されている。この離型剤には、火災等の心配の少ない水溶性離型剤が一般に用いられている。
 ダイカストでは、生産効率を向上させるために、サイクル時間の短縮が望まれている。このサイクル時間短縮により、金型が冷却される時間が短くなるので、金型温度が高温になりつつある。そのために、高温耐熱性の高い離型剤が望まれている。
 従来の水溶性離型剤では、高温金型での付着性は十分ではなく、焼付き等が発生していた。そこで、水溶性離型剤を多量に塗布し金型を冷却する方法が取られている。一部では、ガラス転移点が30℃以下の水溶性及び/又は水分散性樹脂を含有することを特徴とする水溶性離型剤が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 しかし、水溶性離型剤では、一般に離型剤を水で希釈し、多量に塗布して使用するため、塗布量が多くなる傾向にある。そのため、塗布時間と乾燥時間が必要であり、サイクル時間短縮の阻害要因となっている。また、高温金型への付着性も不十分であった。また、水溶性離型剤は、気化熱が高く、金型を急冷してしまうため、金型の寿命を短縮させる原因となっている。
 また、従来の油性離型剤として、金型温度が高温であっても優れた離型性を発揮するダイカスト油性離型剤(例えば、特許文献2参照)、オイルミスト発生低減による作業環境の改善並びに離型性の向上を実現したダイカスト離型剤(例えば、特許文献3参照)、及び、引火点が70~170℃の範囲の溶剤と40℃における動粘度が150mm/s以上のシリコーン油等を配合した油性ダイカスト用離型剤(例えば、特許文献4参照)が提案されている。しかし、これらの油性離型剤では、高温での潤滑性が不十分である。また、特許文献2にかかるダイカスト油性離型剤では、金型面に刷毛塗り塗布される高粘度のダイカスト離型剤であるので、塗布効率が悪くサイクルタイム短縮の阻害要因となっている。
特開平07-062380号公報 特許4953117号公報 特開2011-56518号公報 特許第4095102号公報 特許第4764927号公報
 本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、作業環境に配慮し、金型寿命を改善しつつ、少量の塗布でも300℃以上の高温の金型に付着し、なおかつ、この高温の金型に対して、安定した潤滑性能を有する油性離型剤を提供することである。また、潤滑成分の堆積を低減することを可能とする油性離型剤の塗布方法を提供することである。
 本発明は、石油系炭化水素溶剤(a)と、高温付着剤(b)とを含有する高温耐熱性油性離型剤に関する。
 本発明は、石油系炭化水素溶剤(a)と、低揮発性導電改質剤(f)とを含有し、電気抵抗値が3~400MΩである高温耐熱性静電塗布型油性離型剤に関する。
 本発明は、石油系炭化水素溶剤(a)と、0.3質量%以上で5質量%未満のソルビタン型可溶化剤とを含有し、電気抵抗値が3~400MΩである高温耐熱性静電塗布型油性離型剤に関する。
 本発明は、前記高温耐熱性油性離型剤を用いて、2~50m/秒の粒子速度で、ミスト径が0.1~60μmとなるように金型に塗布する、高温耐熱性油性離型剤の塗布方法に関する。
 本発明は、前記高温耐熱性静電塗布型油性離型剤を、金型に静電塗布する、高温耐熱性静電塗布型油性離型剤の静電塗布方法に関する。
 本発明によれば、300℃以上の高温の金型に対しても、優れた付着性や優れた潤滑性を有する油性離型剤、及びこの油性離型剤を塗布する際に、ワークの不良原因となる離型剤の潤滑成分の堆積を低減する油性離型剤の塗布方法を提供することができる。
第1及び第2の実施の形態に係る付着量を試験するための付着試験機を示す概略図である。 第1及び第2の実施の形態に係る潤滑性を試験するための離型抵抗値の測定方法の工程概略図である。
 以下、高温付着性及び少量塗布化について説明し、その後、本発明を詳細に説明する。
<高温付着性及び少量塗布化>
 水自体のライデンフロスト温度は、約160℃である。水溶性離型剤の主成分は水分であり、油脂等を配合した水溶性離型剤であっても、ライデンフロスト温度は、180~200℃程度である。そのため、200℃以上の高温の金型へ水溶性離型剤を塗布すると、突沸を現し、離型剤成分を付着させることが困難である。部分的に金型の温度が高い場合には、水溶性離型剤を多く塗布し、金型を冷却している。そのため、水溶性離型剤の塗布量は大幅に増大してしまう。
 これに対し、実施の形態に係る油性離型剤は、石油系飽和炭化水素溶剤が主成分であるため、ライデンフロスト温度を300℃以上にすることができる。そのため、突沸が発生する温度を高くすることができる。従って、金型の温度が300℃以上であっても、金型に油性離型剤を付着させることができる。また、300℃以上の高温の金型に対する付着性が高いので、水溶性離型剤と比較して金型への塗布量を減らすことが可能となる。
 また、第1の実施の形態に係る油性離型剤は、高温付着剤(b)を含むことにより、300℃以上の金型でも安定的な潤滑性を維持し、所望の潤滑性を保つことができる。高温付着剤(b)は、従来の油性潤滑剤において用いられる添加剤等と比べ、300℃以上の高温の金型での残存量を2倍以上にすることを可能とする成分であり、以下の実施の形態に詳細に記載する。
 また、実施の形態に係る油性離型剤に、高温付着剤(b)以外のその他の添加剤の含有量を調整することで、適用温度の範囲の拡大、皮膜強度の向上、ライデンフロスト温度をさらに高くすることなどが可能となる。これにより、400℃以上の金型に対しても、安定した付着量を維持することが可能となる。その他の添加剤は、以下の実施の形態に、詳細に記載する。
 また、油は、水と比較して表面張力が低く、塗布膜を薄く広げることが可能である。よって、実施の形態の油性離型剤は、少量塗布でも高温付着性に優れている。
 また、実施の形態にかかる油性離型剤の電気抵抗値を3~400MΩの範囲に調整することによって、油性離型剤を金型に静電塗布することが可能になる。この静電効果によって、さらに付着性を高め、なおかつ、第2の実施の形態で示す通り、高温付着性の阻害要因となる水を含まないことで、高温での付着性を維持することができる。
 第1、第2の実施の形態に係る油性離型剤は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛またはこれら各々の元素を含む合金等の非鉄金属類の金型鋳造或いはダイカストを行う際に用いることができる。
<第1の実施の形態>
 第1の実施の形態によれば、石油系炭化水素溶剤(a)と、高温付着剤(b)とを含む油性離型剤が提供される。
<油性離型剤について>
 引火点は、油性離型剤を使う作業所の気温以上である必要がある。43℃の引火点を有する灯油の引火点よりもさらに引火点の高い70℃以上であることが好ましい。一方、油性離型剤は、乾燥性が高いものが望ましい。乾燥性が低く、金型に残ってしまうと、油性離型剤が垂れ流れ、塗布膜の厚さにムラが生じ、焼付きや、離型成分の堆積による寸法精度のばらつき等の原因となってしまう。速乾性のペンキのように揮発速度の速い油性離型剤、つまり、適度な揮発性を有する170℃以下の引火点が好ましい。よって、油性離型剤の引火点は70℃~170℃の範囲であることが好ましい。
 油性離型剤の塗布方法として、刷毛塗り、ローラー塗り、スプレー装置による塗布等を挙げることができる。刷毛塗り、ローラー塗りは、厚く塗るためには有効であるが、厚さにムラが生じやすい。よって、スプレー装置で塗布することが好ましい。油性離型剤の40℃における動粘度が2mm/s未満である場合には、スプレー装置の噴霧用ポンプを摩耗してしまう恐れがある。また、ギヤポンプ等の圧送装置、エアー圧、或いは、スプレーガンの吐出口の口径等を調整することにより、油性離型剤の40℃における動粘度が1000mm/s以下であれば塗布することが可能であるが、動粘度が1000mm/sを超える場合には、適正に噴霧できなくなってしまう恐れがある。よって、油性離型剤の40℃における動粘度は、2~1000mm/sの範囲とすることが好ましい。スプレーの安定性の点から、40℃における動粘度は、2~200mm/sの範囲とすることがより好ましく、2~50mm/sの範囲とすることがさらに好ましい。
(1)石油系炭化水素溶剤(a)
 油性離型剤中の溶剤は、金型に油性離型剤を塗布した後、金型面で蒸発する必要がある。これにより、有効成分の乾燥皮膜を形成し、潤滑性を確保する。蒸発性が低く、蒸発残分が出るような溶剤を使用した場合には、油性離型剤の垂れ流れが発生し、潤滑性に悪影響が出る。よって、蒸発性が高く、乾燥性の高い溶剤が好ましい。また、飽和炭化水素の含有量が高く、硫黄、窒素分を極端に低く抑えた高い精製度の石油系炭化水素溶剤(a)が好ましい。
 石油系炭化水素溶剤(a)としては、飽和鎖状化合物であるパラフィン系炭化水素溶剤、二重結合を有する鎖状炭化水素であるオレフィン系炭化水素溶剤、1分子中に少なくとも1個の飽和環を含むナフテン系炭化水素溶剤、及び、1分子中に少なくとも1個の芳香族環を含む芳香族系炭化水素溶剤が挙げられる。
 石油系飽和炭化水素溶剤(パラフィン系炭化水素溶剤とも言う)は、他の石油系炭化水素溶剤(オレフィン系、ナフテン系、芳香族系炭化水素溶剤)と比較して、気温差による粘度変化が少ない。その結果、石油系飽和炭化水素溶剤は、スプレーで塗布する際の塗装安定性が高い。また、石油系飽和炭化水素溶剤は、他の石油系炭化水素溶剤と比較して、化学的反応性が低く、安定性が高いので、潤滑成分等が変質しにくい。よって、これらの石油系炭化水素溶剤(a)の中でも、石油系飽和炭化水素溶剤が好ましい。
 石油系飽和炭化水素溶剤は、直鎖状のノルマルパラフィンと、側鎖を有するイソパラフィンとに分類される。この中でもノルマルパラフィンは、温度による粘度変化が少ない。よって、直鎖状の石油系飽和炭化水素溶剤(ノルマルパラフィン系炭化水素溶剤)が、より好ましい。
 具体的な直鎖状の石油系飽和炭化水素系溶剤としては、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン等のアルカンの石油系飽和炭化水素溶剤が挙げられる。常温で液体である石油系飽和炭化水素の中でも、炭素数10以上のものが好ましい。また、金型面上での乾燥性の観点から、炭素数13~18の石油系飽和炭化水素溶剤であることがさらに好ましい。
 石油系飽和炭化水素溶剤は、炭素数13~18の石油系飽和炭化水素溶剤を主成分とした1種類の溶剤を用いるか、或いは、炭素数13~18の石油系飽和炭化水素溶剤やこの範囲外の炭素数の石油系飽和炭化水素溶剤など2種類以上の溶剤を用いることが好ましい。
 石油系飽和炭化水素溶剤は、油性離型剤の中で最も多い成分、すなわち主成分であることが好ましい。具体的には、石油系飽和炭化水素溶剤の含有量は、油性離型剤の全量に対して50~98質量%であることが好ましい。これは次のような理由によるものである。石油系飽和炭化水素溶剤の含有量が50質量%より少なくなると、金型面上での乾燥性が低下する恐れがある。一方、石油系飽和炭化水素溶剤の含有量が98質量%より多くなると、金型面上での塗布膜が薄くなるため、油性離型剤の潤滑性が低下する恐れがある。石油系飽和炭化水素溶剤の含有量は、油性離型剤の全量に対して60~98質量%であることがより好ましく、60~95質量%であることがさらに好ましい。
(2)高温付着剤(b)
 300℃以上の金型では、従来の潤滑成分はほとんど分解してしまうため、安定した潤滑性を有するのが困難であった。また、分解ガスとなった潤滑成分は、溶湯と混ざり、ワークの内部に鋳巣として残り、ワークの強度悪化の原因となっていた。
 第1の実施の形態に係る高温付着剤(b)は、まず、300℃以上の金型に対しても付着性が高い必要がある。また、金型に付着した後、潤滑成分として極力金型に残存させる必要がある。
 鋭意研究の結果、高温の金型に対しても蒸発し難い高分子物質などの高温付着剤(b)を油性離型剤に配合することにより、高温での付着性を向上させることが可能となった。具体的には、低い蒸発性を有する高分子物質などの高温付着剤(b)を油性離型剤に配合することにより、300℃以上の高温金型における潤滑成分の残存量を、従来の潤滑成分の2倍以上にまで向上させることが可能となった。その結果、安定した潤滑性を得ることが可能となる。
 高温付着剤(b)について、より詳細に記載する。高温金型での残存量を保つためには、100,000以上の重量平均分子量を有する高分子物質が好ましい。重量平均分子量が100,000未満の場合、沸点が低くなり、熱により蒸発や分解ガスになりやすいため、潤滑成分の高温金型での残存量を確保することが難しくなるからである。高温付着剤(b)の重量平均分子量は、100,000~1,000,000であることがより好ましく、100,000~500,000であることがさらに好ましい。
 高温付着剤(b)としては、高温耐熱性の高い高分子物質であるフッ素樹脂、ポリスルホン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素含有化合物を挙げることができる。これらの中から、1種又は2種類以上を選択することが好ましい。
 ケイ素含有化合物としては、例えば、シロキサン結合を主鎖としたシリコーンが挙げられる。シロキサン結合は、一般的な高分子の有機化合物の骨格である炭素-炭素結合よりも、結合エネルギーが強い。そのため、高温耐熱性が強い。よって、上で例示した高温付着剤(b)の中でも、ケイ素含有化合物がより好ましい。また、シロキサン結合を有する化合物の中でも、樹脂骨格の側鎖や末端に、アミノ基やフェニル基等の置換基が付された化合物の場合には、熱分解により、有毒なガスの発生や匂いの原因になる恐れがある。よって、高温付着剤(b)は、重量平均分子量が100,000以上であり、シロキサン結合を有するケイ素含有化合物であることが好ましく、さらには、重量平均分子量が100,000以上であるジメチルポリシロキサンであることが好ましい。ジメチルポリシロキサンは、高温条件でも非常に安定な化合物である。ジメチルポリシロキサンを用いた場合、200℃未満の金型であれば、離型皮膜が形成されない可能性があるが、300℃以上の金型では、離型皮膜が形成されるため安定した潤滑性が得られる。また、ジメチルポリシロキサンは、石油系飽和炭化水素(a)と同様に、水と比較して表面張力が小さい。そのため、金型表面において、濡れ性が高い。その結果、スプレー塗布した際に、高温の金型に、はじかれることが少なくなるため、付着性が向上する。また、ジメチルポリシロキサンは、石油系飽和炭化水素溶剤との相溶性が高い。そのため、水を主成分とする水溶性離型剤とは異なり、潤滑性の阻害要因となる乳化剤を用いる必要がなくなるため、潤滑性を確保することが容易となる。
 高温付着剤(b)の含有量としては、油性潤滑剤の全量に対して2~50質量%であることが好ましく、2~40質量%であることがより好ましく、4~20質量%であることがさらに好ましい。高温付着剤(b)の含有量が2質量%より少ないと安定した潤滑性能が得られないことがあり、高温付着剤(b)の含有量が50質量%より多いと、堆積の原因になることがある。
(3)その他の添加剤
 上記以外に、その他の添加剤を配合することで、様々な効果を持たせることができる。具体的には、その他の添加剤を配合することによって、ライデンフロスト温度をさらに高めること、また、金型のサイズが大きい場合には、金型に温度ムラがあるので、これに対応した幅広い温度領域で、潤滑性を維持し、付着性を更に向上させ、耐熱性を更に向上させること等が可能となる。
 その他の添加剤としては、潤滑添加剤(c)、濡れ性向上剤(d)、酸化防止剤(e)、及び防錆剤、防腐剤、消泡剤、極圧添加剤、洗浄分散剤が挙げられる。これらのその他の添加剤は、必要に応じて適宜配合して使用することができる。また、その他の添加剤の中から、1種又は2種類以上から選択することが好ましい。
 油性離型剤に潤滑添加剤(c)を添加することで、油性離型剤自体の沸点が高くなるため、ライデンフロスト温度を更に高くすることが可能となる。また、金型の温度領域に適した配合を組み合わせることができるので、潤滑添加剤(c)により、大きな金型等で温度領域に差がある場合にも対応可能となる。
 潤滑添加剤(c)としては、高粘度鉱油類(c-1)、動植物油脂類及び高級脂肪酸エステル類(c-2)、有機モリブデン類(c-3)並びに油溶性石鹸類(c-4)等が挙げられる。
 高粘度鉱油類(c-1)は、150~300℃の温度領域での潤滑膜を厚くし、潤滑性に優れている。この高粘度鉱油類(c-1)は、40℃における動粘度が100mm/s以上である高粘度の鉱油及び/又は合成油であり、その引火点は250℃以上のものが好ましい。
 高粘度の鉱油としては、基油、スピンドル油、マシン油、モーター油、シリンダー油、原料用潤滑油が挙げられる。また、高粘度の合成油としては、ポリα-オレフィン(エチレン-プロピレン共重合体、ポリブテン、1-オクテンオリゴマー、1-デセンオリゴマー、およびこれらの水素化物等)、モノエステル(ブチルステアレート、オクチルラウレート)、ジエステル(ジトリデシルグルタレート、ジ-2-エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルセパケート等)、ポリエステル(トリメリット酸エステル等)、ポリオールエステル(トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール-2-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等)、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、リン酸エステル(トリクレジルフォスフェート等)が挙げられる。
 また、動植物油脂類及び高級脂肪酸エステル類(c-2)は、250℃以下の温度領域での潤滑性能に優れている。動植物油脂類としては、ナタネ油、大豆油、ヤシ油、パーム油、牛油、豚脂等の動植物油脂が挙げられ、高級脂肪酸エステル類としては、脂肪酸エステル、ヤシ油脂肪酸、オレイン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、パルチミン酸、牛脂脂肪酸等の高級脂肪酸の一価アルコールエステル又は多価アルコールエステルが挙げられる。
 また、有機モリブデン類(c-3)や油溶性石鹸類(c-4)を添加することで、幅広い温度領域において、油性離型剤は、優れた潤滑性を得ることができる。
 具体的には、有機モリブデン類(c-3)として、MoDDC、MoDTC、MoDDP、MoDTPが挙げられる。有機モリブデン類(c-3)としては、アルミニウム合金等と反応する可能性があるリンを含まないMoDDC、MoDTCがさらに好ましい。
 また、油溶性の石鹸類(c-4)としては、カルシウム或いはマグネシウムのスルフォネート塩、フィネート塩、サリシレート塩及び有機酸金属塩が挙げられる。
 これら潤滑添加剤(c)を、1種類或いは2種類以上混合して使用することが好ましい。
 油性離型剤の全量に対して、この潤滑添加剤(c)の含有量が20質量%を超えると、油性離型剤の動粘度が高くなり、スプレー状態が不安定となることがある。それに加え、ワークに潤滑添加剤(c)がこびりつく原因となることがある。また、この潤滑添加剤(c)の含有量を1質量%未満とすると、油膜が充分ではなく焼付き等の原因となる。よって、潤滑添加剤(c)の含有量は、20質量%以下であることが好ましく、2~18質量%であることがより好ましく、2~15質量%であることがさらに好ましい。
 濡れ性向上剤(d)を更に用いることで、実施の形態に係る油性離型剤の金型に対する濡れ性を向上することが期待でき、高温の金型に対しても、付着性をさらに高めることが期待できる。
 濡れ性向上剤(d)としては、アクリル・コポリマーや、アクリル変性ポリシロキサンが挙げられる。濡れ性向上剤(d)は、1種類或いは2種類以上を混合して使用することが好ましい。濡れ性向上剤(d)の含有量は、0.1~5質量%であることが好ましく、0.1~3質量%であることがさらに好ましい。濡れ性向上剤(d)の含有量を5質量%よりも多くしても、それ以上の効果は得られない傾向にある。
 油性離型剤に酸化防止剤(e)が更に含まれることで油膜の劣化を遅らせることができ、さらに、高温潤滑性を維持することが可能となる。酸化防止剤(e)としては、アミン系酸化防止剤(e-1)、フェノール系酸化防止剤(e-2)、クレゾール系酸化防止剤(e-3)が挙げられる。
 アミン系酸化防止剤(e-1)としては、例えば、モノノニルジフェニルアミン等のモノアルキルジフェニルアミン系、4,4’-ジブチルジフェニルアミン、4,4’-ジペンチルジフェニルアミン、4,4’-ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’-ジヘプチルジフェニルアミン、4,4’-ジオクチルジフェニルアミン、4,4’-ジノニルジフェニルアミン等のジアルキルジフェニルアミン系、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミン等のポリアルキルジフェニルアミン系、α-ナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、ブチルフェニル-α-ナフチルアミン、ペンチルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘキシルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘプチルフェニル-α-ナフチルアミン、オクチルフェニル-α-ナフチルアミン等が、挙げられる。
 また、フェノール系酸化防止剤(e-2)としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、4,4-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2-メチレンビス(4-エチル-6-ブチルフェノール)、高分子量単環フェノリック、多環tert-ブチルフェノール、BHT(Butylated Hydroxy Toluene)、BHA(Butylated Hydroxy Anisole)が、挙げられる。
 また、クレゾール系酸化防止剤(e-3)としては、例えば、ジ-tert-ブチルパラクレゾール、2-6-ジ-tert-ブチル・ジメチルアミノ-p-クレゾールが、挙げられる。上述した酸化防止剤のうち、BHTとアルキルジフェニルアミン系の混合物が好ましい。
 これら酸化防止剤(e)は、1種類或いは2種類以上を混合して使用することが好ましい。また、これら酸化防止剤(e)の含有量は、油性離型剤の全量に対して0.1~5質量%であることが好ましく、0.1~3質量%であることがさらに好ましい。酸化防止剤(e)の含有量を5質量%より多くしても、濡れ性向上剤(d)と同様に、それ以上の効果は得られない傾向にある。
 防錆剤、防腐剤、消泡剤、極圧添加剤、洗浄分散剤等は、必要に応じて適宜配合して使用することができ、これらの中から、1種又は2種類以上から選択することが好ましい。
<第2の実施の形態>
(4)低揮発性導電改質剤(f)
 本願の発明者らによる鋳造用油性離型剤の静電塗布技術(特許文献5)を用いることにより、第1の実施の形態にかかる油性離型剤の静電塗布が可能になる。これにより、油性離型剤の付着性が大幅に向上するため、複雑になりつつある金型の隠れた部位や凹凸部位あるいは細い部位にも、油性離型剤を過剰に塗布することなく十分な油膜を形成することが可能となる。しかし、この静電塗布技術は、高温耐熱性に対応していない。よって、高温耐熱性に対応するよう改良が必要である。
 石油系飽和炭化水素溶剤は、極性がなく、導電性がない。そのため電気抵抗値が無限大である。したがって、そのままでは静電塗布には適さない。静電塗布を行うには、静電装置の設計上、電気抵抗値が3~400MΩの範囲内にある油性離型剤であることが好ましい。電気抵抗値が3MΩ未満であると、油性離型剤に帯電せずに、装置側にリークしてしまい、静電効果がなくなってしまう。また、電気抵抗値が400MΩを超えると、電気抵抗値が高すぎて油性離型剤が帯電しにくい。また、水を含むことでライデンフロスト温度が低下し、高温付着性の阻害要因となる。また、可溶化剤は潤滑性の阻害要因となる。
 よって、油性離型剤を静電塗布するには、電気抵抗値を3~400MΩとすることが必要であり、高温耐熱性をさらに高めるには、水を含ませず、さらに、可溶化剤を含ませないか、或いはごく少量に抑える必要がある。油性離型剤の電気抵抗値は、5~400MΩであることがより好ましく、10~400MΩであることがさらに好ましい。
 鋭意研究の結果、低揮発性導電改質剤(f)を油性離型剤に配合することによって、ライデンフロスト温度を低下させることなく、最適な電気抵抗値になることを見出した。
 第2の実施の形態によれば、石油系炭化水素溶剤(a)と、低揮発性導電改質剤(f)とを用いることにより、高温の金型に対しても高い付着性を有する油性離型剤が提供できる。
 石油系炭化水素溶剤(a)としては、第1の実施の形態において例示したものと同じものを使用することができる。また、石油系炭化水素溶剤(a)の含有量は、油性離型剤の全量に対して50~99.9質量%であることが好ましく、60~99.9質量%であることがより好ましく、65~99.9質量%であることがさらに好ましい。
 低揮発性導電改質剤(f)としては、イオン性液体(イオン液体とも言う)が挙げられる。イオン性液体は、分子間引力ではなく、強力なイオン結合で結びついているため、熱安定性が高く、高温でも揮発しにくい。そのため、水やその他の有機溶剤を配合する場合と比較して、高温の金型に対する付着性をさらに高めることが可能となる。また、イオン性液体は、高いイオン導電性を有しているので、油性離型剤に少量添加するだけで、油性離型剤を最適な電気抵抗値にすることが可能となる。
 イオン性液体としては、イミダゾリウム塩(f-1)、ピロリジニウム塩(f-2)、ピリジニウム塩(f-3)、アンモニウム塩(f-4)、ホスホニウム塩(f-5)、スルホニウム塩(f-6)等が、挙げられる。
 イミダゾリウム塩(f-1)としては、1,3-ジメチルイミダゾリウムクロライド、1,3-ジメチルイミダゾリウムジメチルフォスフェート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムクロライド、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムブロマイド、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムイオダイド、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムメタンスルフォネート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムトリフルオロメタンスルフォネート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムトリフルオロ(トリフルオロメチル)ボレート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムハイドロゲンサルフェート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムエチルサルフェート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウム 2-(2-メトキシエトキシ)エチルサルフェート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムジシアナミド、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムテトラフルオロボレート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)-イミド、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウム p-トルエンスルフォネート、1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムテトラクロロフェレート、1-メチル-3-プロピル-イミダゾリウムイオダイド、1-ブチル-3-メチル-イミダゾリウムクロライド、1-ブチル-3-メチル-イミダゾリウムブロマイド、1-ブチル-3-メチル-イミダゾリウムトリブロマイド、1-ブチル-3-メチル-イミダゾリウムイオダイド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルフォネート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムトリフルオロ(トリフルオロメチル)ボレート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、1-ブチル-3-メチル-イミダゾリウムテトラクロロフェレート、1-ヘキシル-3-メチル-イミダゾリウムクロライド、1-ヘキシル-3-メチル-イミダゾリウムブロマイド、1-ヘキシル-3-メチル-イミダゾリウムテトラフルオロボレート、1-ヘキシル-3-メチル-イミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート、1-メチル-3-n-オクチルイミダゾリウムクロライド、1-メチル-3-n-オクチルイミダゾリウムブロマイド、1-メチル-3-n-オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、1,2-ジメチル-3-プロピルイミダゾリウムイオダイド、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムクロライド、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルフォネート)イミド等が、挙げられる。
 ピロリジニウム塩(f-2)としては、1-メチル-1-プロピル-ピロリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、1-ブチル-1-メチル-ピロリジニウムクロライド、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムブロマイド、1-ブチル-1-メチルピロリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド等が、挙げられる。
 ピリジニウム塩(f-3)としては、1-エチルピリジニウムクロライド、1-エチルピリジニウムブロマイド、1-ブチルピリジニウムクロライド、1-ブチルピリジニウムブロマイド、1-ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート、1-ブチルピリジニウムヘキサフルオロフォスフェート、1-ブチル-3-メチルピリジニウムクロライド、1-ブチル-3-メチル-ピリジニウムブロマイド、1-エチル-3-メチルピリジニウムエチルサルフェート、1-エチル-3-メチルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、1-エチル-3-(ヒドロキシメチル)-ピリジニウムエチルサルフェート、1-ブチル-4-メチルピリジニウムクロライド、1-ブチル-4-メチルピリジニウムブロマイド、1-ブチル-4-メチルピリジニウムヘキサフルオロフォスフェート等が、挙げられる。
 アンモニウム塩(f-4)としては、トリメチルプロピルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、アミルトリエチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、トリブチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、メチルトリ-n-オクチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、シクロヘキサニルトリメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド等が、挙げられる。
 ホスホニウム塩(f-5)としては、テトラブチルホスホニウムブロマイド、トリブチルメチルホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、トリブチル(2-メトキシエチル)-ホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド、トリブチルヘキサデシルホスホニウムブロマイド等が、挙げられる。
 スルホニウム塩(f-6)としては、トリエチルスルフォニウムビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド等が挙げられる。
 低揮発性導電改質剤(f)は、これらイオン性液体を、1種類或いは2種類以上を混合して使用することが好ましい。
 ピリジニウム塩(f-3)は、石油系飽和炭化水素溶剤との相溶性が低いため、分散させるのが困難である。石油系飽和炭化水素溶剤との相溶性の観点から、低揮発性導電改質剤(f)は、イオン性液体の中でもイミダゾリウム塩(f-1)がさらに好ましい。
 低揮発性導電改質剤(f)の含有量は、油性離型剤の全量に対して0.1~5質量%であることが好ましく、0.1~2質量%であることがさらに好ましい。低揮発性導電改質剤(f)の含有量が5質量%を超えると、油性離型剤の電気伝導性が良すぎて、最適な電気抵抗値の範囲から外れてしまう傾向にある。また、油性離型剤の主成分である石油系炭化水素溶剤(a)との相溶性が悪い場合には、白濁や分離の原因となってしまうことがある。白濁や分離をしている油性離型剤は、電気抵抗値が不安定になる。その結果、静電塗布の効果を安定して得られない可能性がある。
(5)可溶化剤(g)
 上記に記載の低揮発性導電改質剤(f)を油性離型剤に添加することにより、耐熱性を有する油性離型剤の静電塗布が可能となる。しかし、低揮発性導電改質剤(f)の分散安定性が低い場合には、白濁や分離する恐れがある。油性離型剤の品質を安定させるために、可溶化剤(g)を含んでもよい。
 可溶化剤(g)としては、アルコール類、グリコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類、乳化剤類等が、考えられる。アルコール類、グリコール類は、水をよく溶かすが、石油系炭化水素溶剤(a)中では、分離を起こす可能性がある。また、エーテル類、ケトン類及びエステル類よりも、乳化剤類の方が、揮発性がなく、安全である。よって、低揮発性導電改質剤(f)を、極性の低い石油系炭化水素溶剤(a)に溶解するためには、これら可溶化剤(g)の中でも、乳化剤タイプの可溶化剤であることが好ましく、親水基と親油基を併せ持つ非イオン型の可溶化剤であることがさらに好ましい。非イオン型可溶化剤は、アニオン型やカチオン型等の他のイオン性可溶化剤と比較して、分子集合体(ミセル)を形成する最低濃度(臨界ミセル濃度)が大幅に低い。そのため、可溶化剤の添加量を減らすことが可能となる。非イオン型可溶化剤を少量添加することで、可溶化剤にミセルを形成させることが可能となるため、油性離型剤の高粘度化や白濁を防止することができる。これにより、低揮発性導電改質剤(f)の分散安定性が向上する。その結果、実施の形態にかかる油性離型剤を最適な電気抵抗値の範囲内に安定させることが可能となる。
 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)とは、油や水の親和性の程度を表す値である。HLB値は0から20までの値を取り、0に近いほど親油性が高く、20に近いほど親水性が高くなる。つまり、HLBが10未満であれば水に溶けにくいが、油には溶けやすい。また、HLBが10を超えると水に溶けやすいが、油には溶けにくい。油性離型剤の品質を安定させるためには、油溶性が高い必要がある。よって、HLBが2~10の範囲の可溶化剤であることが好ましく、3~8の範囲の可溶化剤であることがより好ましい。
 HLBが、この範囲に属する乳化剤タイプの可溶化剤であれば、いずれも使用できる。乳化剤タイプの可溶化剤としては、フェノール・エーテル型、ソルビタン型が挙げられる。相溶性の観点から、この中でもソルビタン型の可溶化剤であることがさらに好ましい。
 可溶化剤(g)の含有量が多い場合には、潤滑性に悪影響があり、少なすぎても分離してしまう。よって、可溶化剤の含有量を最適化する必要がある。可溶化剤(g)の含有量が油性離型剤の全量に対して0.3質量%未満では、充分な可溶化がなされず、石油系炭化水素溶剤(a)と低揮発性導電改質剤(f)とが分離する可能性がある。また、可溶化剤が30質量%を超える場合には、油性離型剤が白濁してしまう可能性がある。よって、低揮発性導電改質剤(f)と可溶化剤(g)を混合して使用する場合には、可溶化剤(g)の含有量を0.3~30質量%とすることが好ましい。可溶化剤(g)は、分散効果や潤滑性の悪影響を考慮すると、可溶化剤(g)の含有量を油性離型剤の全量に対して1質量%より多く、15質量%以下とすることが、さらに好ましい。
 可溶化剤自体も電気伝導性を有する。よって、低揮発性導電改質剤(f)を添加することなく、この可溶化剤(g)だけを添加することにより、所望の電気抵抗値にすることが可能である。しかし、可溶化剤(g)を多く配合すると、潤滑性の阻害要因となる。そのため、可溶化剤(g)の含有量を極力減らす必要がある。HLBの範囲が2~10の可溶化剤の中で、特にソルビタン型の可溶化剤は、石油系炭化水素溶剤(a)との相溶性が高く、可溶化剤(g)の含有量を低減することが可能となる。ただし、可溶化剤の含有量が少なすぎる場合には、分散安定性が維持できない。よって、低揮発性導電改質剤(f)を配合することなく、ソルビタン型の可溶化剤のみを配合する場合には、ソルビタン型の可溶化剤の含有量を、油性離型剤の全量に対して、0.3質量%以上5質量%未満とすることが好ましく、2質量%以上5質量%未満とすることがさらに好ましい。
 ソルビタン型可溶化剤の中から選択される一種類または二種類以上、或いはソルビタン型可溶化剤及び他のタイプの可溶化剤の中から選択される一種類以上を組み合わせて使用することができる。
 石油系炭化水素溶剤(a)と低揮発性導電改質剤(f)、及び必要に応じて可溶化剤(g)が配合された第2の実施の形態に係る油性離型剤に、さらに第1の実施の形態に記載の高温付着剤(b)を組み合わせても、使用することができる。これにより、油性離型剤は、さらに高い高温付着性を維持し、安定した潤滑性を有することが可能となる。
 また、必要に応じて、第1の実施の形態に記載の潤滑添加剤(c)、濡れ性向上剤(d)、酸化防止剤(e)、及び防錆剤、防腐剤、消泡剤、極圧添加剤、粘度指数向上剤、洗浄分散剤等のその他の添加剤も、組み合わせて使用することができる。
<第3の実施の形態>
 第3の実施の形態によると、第1の実施の形態の高温付着型油性離型剤を含む組成物を、ワークの外観不良の原因となる離型成分等の堆積を低減するための離型剤の塗布方法が提供される。
 第1の実施の形態の高温付着型油性離型剤を、一般的なスプレー装置を用いて金型に塗布することにより、油性離型剤の高温付着性は向上する。しかし、この高温付着性が向上することにより、金型に離型成分等が堆積し、ワークの外観不良(湯じわやガス欠陥等)の原因となる。
 第1の実施の形態に係る油性離型剤を含む組成物を、微粒子で塗布し、また塗布速度を制御することで、ワークの外観不良の原因となる離型成分等の堆積が低減する。
 具体的には、使用するスプレー装置のノズルの口径、流量やエアー圧力を調整することにより、微粒子化や塗布速度を調整することが可能となる。
 油性離型剤を塗布する際のミスト径は0.1~60μmであることが好ましく、5~45μmであることがより好ましく、10~30μmであることがさらに好ましい。油性離型剤のミスト径をこの範囲とすることで、油性離型剤が金型に対して部分的に過剰に付着することを防止し、均一に付着させることができる。その結果、湯じわ及びガスの発生を抑えることができ、製品の品質や歩留まりが向上する。ミスト径が0.1μm未満の場合は、気流に乗ってミストが飛散し、油性離型剤の付着量が減少するので、十分な離型性を得ることができなくなる傾向にある。一方、ミスト径が60μmを超えると、油性離型剤が金型に対して部分的に過剰に付着する傾向にある。
 また、油性離型剤を塗布する際の粒子速度は2~50m/秒であることが好ましく、5~40m/秒であることがより好ましく、10~30m/秒であることがさらに好ましい。油性離型剤の粒子速度をこの範囲とすることで、油性離型剤の高温の金型への付着効率を高めることができ、また、金型の隙間形状内への付着量を増やすことが可能となる。その結果、離型抵抗を低減することができ、焼付きやカジリの防止になる。油性離型剤を塗布する際の粒子速度を2m/秒未満とすると、粒子の金型への衝突エネルギーが小さくなり、油性離型剤の付着量が減少するので、十分な離型性を得ることができなくなる傾向にある。一方、油性離型剤を塗布する際の粒子速度が50m/秒を超えると、ミスト気流のはね返りが次のミストの飛来を妨害するので、十分な付着が起こりにくい。
 油性離型剤を塗布する際のミスト径を0.1~60μmとし、粒子速度を2~50m/秒とする際に使用されるスプレー装置としては、公知のものを適宜、使用することができるが、例えば、離型剤専用スプレーガンWFS-05G-R(ノズル口径1mm、株式会社山口技研製)などを用いることができる。
 なお、油性離型剤のミスト径及び粒子速度は、ドップラー式レーザー粒子分析計により測定することができる。
 油性離型剤の流量は、0.01~0.6mL/秒であることが好ましく、0.1~0.5mL/秒であることがより好ましい。油性離型剤の流量が0.01mL/秒より少なくなると、ミスト径及び粒子速度が十分でなくなる傾向にある。一方、油性離型剤の流量が0.6mL/秒より多くなると、ミスト径及び粒子速度が所望の範囲を超える傾向にある。
<第4の実施の形態>
 第4の実施の形態によると、第2の実施の形態にかかる耐熱性静電塗布型の油性離型剤を、金型に静電塗布するための静電塗布方法が提供される。第2の実施の形態にかかる耐熱性静電塗布型の油性離型剤は、静電塗布装置により静電効果を発生する。そのため、いわゆる回り込み効果により金型の隠れた部位や凹凸部位あるいは細い部位にも、均質で、かつ、十分な塗布膜を形成することができる。
 静電塗布装置としては、一般に販売されている塗料用静電塗布装置でも、高温金型に対する付着量の増大効果は、充分に期待できる。その中でも、静電塗装ガンとしては、旭サナック株式会社製のエアー静電自動ガン ロボガンII EAB90型を、また、静電コントローラとしては、旭サナック株式会社製のBPS1600型を、液圧送装置としては、ランズバーグ製Kポンプ(0.5cm3)型、オリエンタルモーター製BHI62ST-18型を、組み合せて用いることが例示される。
 以下に、実施例及び比較例を用いて、本発明の油性離型剤、及びその油性離型剤の塗布方法について詳細に説明する。なお、この発明は、以下の実施例そのままに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、実施例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更には、異なる実施の形態となるよう構成要素を適宜組み合わせてもよい。
(A)製造方法
 常温で家庭用ミキサーに、石油系炭化水素溶剤(a)と高温付着剤(b)などを所定量投入し、300rpm程度の中速回転で3分間混合する。その後、残りの成分を所定量投入し、中速回転で5分ほど撹拌することにより、油性離型剤を得る。
 耐熱性静電塗布の油性離型剤を製造する際は、上記の混合作業後、所定量の低揮発性導電改質剤(f)を追加する。その際、中速程度の回転数で10分ほど攪拌する。
(B)試験方法
(B-1)高温残存試験
 セイコーインスツル株式会社(SII)製の示差熱熱重量同時測定装置(商品名:「EXSTAR6000(TG/DTA)」 図なし)及び株式会社エーアンドディ社(AND)製分析用電子天秤(商品名:「HR-202」 図なし)を用いて、高温残存試験を行った。既定量の試料を、所定の条件で加熱し、その際の試料の質量の変化を測定する。以下、本試験の操作手順を説明する。
 10mgの試料(油性離型剤)を計測皿にのせ、1分間で10℃の速度で、500℃まで昇温させる。各温度での質量の変化から熱減量率(質量%)を測定した。
(B-2)引火点の測定方法(ASTM D-93準拠)
 油性離型剤の引火点は、ASTM D-93 ペンスキーマルテンス法で測定した。
(B-3)動粘度の測定方法(ASTM D445準拠)
 油性離型剤の40℃における動粘度は、ASTM D445(ウベローデ粘度計)に沿って測定した。
(B-4)ライデンフロスト温度の測定方法
 100mm角・1mmの厚さの鉄製の試験片を、200℃で30分間、オーブン(図なし)にて空焼きする。その後、防湿庫等のデシケーター(図なし)で一晩放冷する。この試験片を市販の電気コンロ(図なし)に置き、加熱する。ピペットを用いて離型剤を一滴(約0.1cm3)、試験片の表面中央部分に滴下する。滴下直後の液滴を観察し、比較的動きが少ない状況下で沸騰するときの温度を測定し、この温度をライデンフロスト温度とした。温度が高いと液滴が飛び跳ねるので、その場合は、表面温度を10℃下げて、再度試験を行う。表面温度は、非接触型温度計で測定した。
(B-5)付着性試験
 図1は、付着量を測定するための付着試験機10を示す。付着試験機10は、ヒーター12と温度センサー(熱電対)16a、16bを内蔵した筐体13、及びこのヒーター12と温度センサー16a、16bとに接続された温度調節器11とを有する。温度調節器11は、設定された温度までヒーター12を加熱するための信号を発信することができる。また、温度センサー16a、16bから発信される信号により、所定温度以上になると、ヒーター12を停止することができる。
 筐体13の一端面には、試験片15を固定するための支持金具14があり、またこの筐体13の一端面中央には、試験片15の温度を測定するための温度センサー16bが設けられている。筐体13内のヒーター12を加熱することにより、支持金具14に把持された試験片15を加熱することが可能である。スプレー装置18は、加熱された試験片15に対して、所定量及び所定時間の離型剤17を塗布することが可能である。
 試験片15は、100mm角、1mm厚さの鉄板である。試験を行う前に、この試験片15を200℃で30分間、オーブン(図なし)にて空焼きし、その後、デシケーター(図なし)で一晩放冷したものを用意する。また、試験前に、試験片15の質量を0.1mg単位まで計測する必要がある。
 以下、本試験の操作手順を説明する。付着試験機10の温度調節器11を所定の温度に設定して、ヒーター12を予熱する。温度センサー16aが所定の設定温度に達したら、試験片15を筐体13の一端面にある支持金具14内に把持する。その際、温度センサー16bと試験片15とを密着させ、試験片15を加熱させる。温度センサー16bが所定の温度に達したら、スプレー装置18から、所定量の離型剤17を試験片15に塗布する。
 試験片15を取出し、垂直状態のまま所定時間、放冷する。試験片15から垂れ流れる油分を除去する。離型剤17が塗布された試験片15を105℃、30分間オーブンに置いた後、空冷し、デシケーターで一定時間、放冷する。
 この試験片15の質量を0.1mg単位まで計測し、試験前後の質量の差から付着量を算出した。
 付着効率は、塗布した離型剤17中に含まれる有効成分の質量のうち、実際に付着した質量を比較したものである。算出方法は、付着効率(%)=付着量(mg)/塗布した離型剤中の有効成分量(mg)×100である。
(B-6)離型抵抗試験
 株式会社メックインターナショナル製の自動引張試験器(商品名:LubテスターU)を用いて、離型抵抗値を測定する。摩擦抵抗用試験板はSKD-61素材、サイズ200mm×200mm×34mmを、リングは株式会社メックインターナショナル製S45C素材、サイズ:内径75mm、外径100mm、高さ50mmを、アルミ溶湯はADC-12素材を、重石は鉄、重さ8.8kgを用いた。
 図2(A)、(B)は、離型抵抗値の測定方法の工程概略図である。図2(B)に示すように、自動引張試験機20は、試験機架台24、温度センサー(熱電対)22を内蔵する試験板21、リング25、鉄製の重石27で構成されている。離型剤17が塗布された試験板21上のリング25内に、アルミ溶湯26を入れる。リング25を用いてアルミ溶湯26を、X方向引っ張ることで離型抵抗を測定する。
 以下、本試験の操作手順を説明する。
 事前に、陶芸用溶解炉(図なし)を用いて、アルミのインゴット(図なし)を650℃まで加熱し、アルミ溶湯26を用意する。
 図2(A)に示すように、市販のヒーター(図なし)で、試験板21を所定温度まで加熱し、スプレー装置22の前に、試験板21を垂直に立てる。この試験板21に対して、スプレー装置22を用い、所定の塗布条件で離型剤17を塗布する。試験機架台24の上に、この試験板21を水平に置き、その中央にリング25を置く。リング25内にアルミ溶湯26を90cm注ぐ。
 40秒間放冷し、アルミ溶湯26を固化させ、重石27を静かにのせ、自動引張試験機20を用いて、X方向に引っ張る。
 自動引張試験機20内のひずみ計で離型抵抗を測定した。
 (B-7)電気抵抗の測定法(ASTM D5682準拠)
 100ccのビーカーに約50ccの油性離型剤の試料を採取し、旭サナック株式会社製の静電テスター(形式EM-III)にて電気抵抗を測定した。なお、測定値が高い値の場合には電気抵抗値の指示計が不安定であるので、5回測定の平均値を測定値とした。電気抵抗値が3~400MΩの範囲内の場合には静電塗布を「可能」とした。また、電気抵抗値が3~400MΩの範囲から外れている場合には、静電塗布を「不可」とした。
(B-8)分散性
 油性離型剤の試料20mlを試験管に採取し、白濁状況や分離状況を目視にて評価した。分離や白濁がなく透明のものを「A」、少し白濁しているものを「B」、白濁しており、長時間保管すると分離するものを「C」、白濁しており、短時間で分離してしまうものを「D」とした。
(B-9)実機評価 ミガキ寿命試験
 実機(1650tonのダイカストマシン)を用いて、離型剤性能の確認のためのミガキ寿命試験を行った。実施例1及び比較例1で得られた油性離型剤を、エアーアトマイズスプレーにより実機の金型に塗布し、鋳込みを行うという工程を繰り返し、実行した。なお、実機の金型の温度は、300~400℃であり、油性離型剤の流量は0.1~0.5mL/秒であった。この場合、ミスト径は10~30μmであり、粒子速度は10~30m/秒であった。また、スプレー装置のノズル先端から、塗布面である金型までのガン距離は、100~200mmであった。
 微小な焼付きが発生すると、金型の所定部分にアルミニウム薄膜が付着する。このアルミニウム薄膜が堆積すると、製品の欠損原因になる。製品が不良となる前に金型のアルミニウムを磨いて除去する。鋳込み始めてから磨くまでのショット数(鋳込み数)をミガキ寿命として評価し、その数値を離型性能の指標とした。特にミガキが必要となる金型内の観測点3点で評価し、アルミニウム薄膜が所定の範囲に堆積したことを、目視にて確認した。
(B-10)試験条件1-1
 第1の実施の形態に係る試験に使用した油性離型剤の配合組成を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(B-11)試験条件1-2
 付着性試験及び離型抵抗試験で用いた試験条件を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(C)試験測定結果
(C-1)高温残存試験
 表3に、表1に示す油性離型剤を用いて、高温での熱減量率の試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 熱天秤温度100℃における比較例1の熱減量率は1.8%となり、ほとんど減量されずにそのまま残っていた。しかし、熱天秤温度が200℃となると、急激に熱減量し、比較例1の熱減量率は、85%以上となった。
 これに対し、熱天秤温度200℃における実施例1の熱減量率は、約71%となった。つまり、高温付着剤(b)を配合することにより、潤滑成分の熱減量率を低く抑えることが可能となった。その結果、潤滑成分の残存量を維持することが可能となった。
 また、さらに高温である熱天秤温度300℃、400℃、450℃における実施例1の熱減量率は、比較例1と比較して低く推移していた。そのため、300℃以上の場合でも、潤滑成分の残存量を高いまま維持することが可能となる。
 その結果、従来の油性離型剤である比較例1と比較して、熱天秤温度400℃での潤滑成分の残存量を、2倍以上にすることが可能となった。
(C-2)付着性及び離型抵抗
 表4に、実施例及び比較例の付着性、離型抵抗の総合評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 付着性及び離型抵抗を総合的に評価し、最も優れているものを「優」とし、次いで、「良」、「可」、「不可」の順とした。また、離型剤は表1に記載のものを使用し、表2の試験条件で評価試験を行った。付着量及び離型抵抗の値は、ばらつきが発生するので、各3回試験を行い、その平均値を測定値とした。
 表4に記載の金型温度300℃、400℃、450℃における付着性は、実施例1のほうがやや多いものの、実施例1と比較例1は、ほぼ同等の結果となった。また、金型温度300℃における離型抵抗も付着性と同様に、実施例1及び比較例1共に、ほぼ同等の結果となった。
 金型温度400℃における離型抵抗で、比較例1では、22.0Kgfとなり、焼付きが発生した。よって、総合評価で「不可」とした。比較例1は、金型温度が300℃の場合と400℃の場合とで付着量に差がないにもかかわらず、潤滑性に差が生じている。溶湯が投入されることにより、潤滑成分が熱減量するため、潤滑性が不十分になると判断することができる。
 これに対し、表4に記載の金型温度400℃における離型抵抗の実施例1は、5.2Kgfとなり、良好な潤滑性を示した。また、金型温度450℃における実施例1は、付着性、潤滑性が共に維持されており、実施例1の優位性が確認できた。また、金型温度300℃における実施例1の潤滑性(離型抵抗)は、比較例1とほぼ同等程度に維持されており、金型温度が300℃程度の場合でも、安定した潤滑性が確保できることが確認できた。その結果、総合評価を「優」とした。
 実施例1は、400℃以上の金型に対しても、安定した付着量を維持することができ、なおかつ、安定した潤滑性を有する。また、実施例1に配合されている高温付着剤(b)は、450℃でも熱減量や熱分解せず、高温でも安定した潤滑性を有することを確認することができた。
(D-1)低揮発性導電改質剤及び可溶化剤の配合濃度
 表5に、低揮発性導電改質剤(f)及び可溶化剤(g)の配合濃度に関して、実施例及び比較例を用いた総合評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 電気抵抗値及び分散性を総合的に評価し、最も優れているものを「優」とし、次いで、「良」、「可」、「不可」の順とした。
 表5に記載の可溶化剤(g)が含まれていない実施例10、11は、分散性が共にBで、やや劣るものの、電気抵抗値が300MΩ(実施例10)、190MΩ(実施例11)と、最適な電気抵抗値(3~400MΩ)となり、総合評価で「良」とした。これに対し、同じく可溶化剤(g)が含まれていない比較例10は、電気抵抗値が2.5と最適な電気抵抗値の範囲よりも低くなり、また分散性も悪く「C」となり、総合評価で「不可」とした。
 低揮発性導電改質剤(f)の種類によってばらつきがあるが、イオン性液体は導電性が高いため、多く配合すると所望の電気抵抗値の範囲から外れてしまう可能性がある。よって、油性離型剤の全量に対して、低揮発性導電改質剤(f)を0.1~5質量%含むことが好ましい。さらに、低揮発性導電改質剤(f)を0.1~2質量%含むことがより好ましい。
 また、上述の通り、実施例10、11は分散性がやや劣るため、製品化を考える上で、より分散性を高める必要がある。可溶化剤(g)を1.0質量%配合した比較例11では、分散性の評価はよく「A」となったが、電気抵抗値が高く、静電効果を得るのは困難である。よって総合評価は「不可」とした。これに対し、可溶化剤(g)を1.5質量%配合した実施例12では、最適な電気抵抗値になり、なおかつ分散性も良好であったため、総合評価で「優」とした。
 低揮発性導電改質剤(f)の種類は多く、また可溶化剤(g)も種類が多い。組合せにより電気抵抗値は大きく変化する。実施例で用いた低揮発性導電改質剤(f)と可溶化剤(g)とを混合して使用する場合には、可溶化剤(g)を1質量%よりも多く15質量%以下含むことがより好ましい。
(D-2)可溶化剤のみを配合する場合の配合濃度
 表6に、可溶化剤(g)のみを配合する場合の可溶化剤(g)の配合濃度に関して、実施例及び比較例を用いた総合評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 電気抵抗値及び分散性を総合的に評価し、最も優れているものを「優」とし、次いで、「良」、「可」、「不可」の順とした。
 本試験では、低揮発性導電改質剤(f)を含まずに、可溶化剤(g)のみを配合した場合の試験を行った。可溶化剤(g)には少量の水が含まれているため、可溶化剤(g)の含有量を減らしつつ、最適な電気抵抗値と分散性の向上を目指した。
 表6に記載の可溶化剤(g)を1質量%配合した比較例20では、分散性の評価は「A」となったが、電気抵抗値が1050MΩと最適な電気抵抗値の範囲よりも高く、この離型剤に静電効果を持たせることが困難であり、総合評価で「不可」とした。これに対して、可溶化剤(g)2質量%を配合した実施例20では、分散性がよく「A」となり、電気抵抗値は300MΩと最適な電気抵抗値の範囲内であり、総合評価で「優」とした。
 一般的には、可溶化剤(g)を5質量%以上配合するとライデンフロスト温度を低下させる恐れがある。一方、実施例で用いたソルビタン型可溶化剤の組み合わせによって、さらに含有量を低減させることが可能である。よってソルビタン型可溶化剤を、油性離型剤の全量に対して0.3質量%以上、5質量%未満で配合することが好ましい。さらに、ソルビタン型可溶化剤を2質量%以上、5質量%未満で配合することがより好ましい。
(D-3)LF温度(ライデンフロスト温度)、付着性、潤滑性の評価試験
 表7に、ライデンフロスト温度(以下、LF温度と称する)、付着性、潤滑性に関して、実施例及び比較例を用いた総合評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 LF温度、付着性及び離型抵抗を総合的に評価し、最も優れているものを「優」とし、次いで、「良」、「可」、「不可」の順とした。
 表7に記載の比較例30は、従来の静電塗布型油性離型剤である。水を多く配合しているため、比較例30のLF温度は340℃と低い値となり、400℃での付着量は大幅に減少した。また、潤滑性の阻害要因である可溶化剤(g)を多く含んでいるため、300℃における潤滑性は5.5Kgfと、実施例30や実施例31と比較して、潤滑性が低くなった。そのため、表7の潤滑性の金型温度が350℃で、比較例30は、20kgfとなっており、焼付きが発生した。高温付着性及び高温潤滑性が低いため、比較例30は、総合評価で「不可」とした。
 これに対し、水を含まず、可溶化剤(g)の含有量を極力低減した実施例30では、LF温度は400℃以上を維持し、400℃での付着量も15mgと安定している。また、350℃の潤滑性は9.8kgfであり、潤滑性を有している。そのため、実施例30は、総合評価「可」とした。
 実施例30に配合されている低揮発性導電改質剤(f)は、導電性が高いため、少量添加するだけで、最適な電気抵抗値にすることが可能となる。また、LF温度を下げる原因となる水や、潤滑性の阻害要因となる可溶化剤(g)の含有量を、添加せずに或いは少量にすることが可能となる。また、低揮発性導電改質剤(f)は、熱安定性が高く、高温でも揮発しにくいため、水や有機溶剤と比較して、高温耐熱性を高めることが可能となる。今回の試験で、従来の静電塗布技術である水及び可溶化剤(g)を、この低揮発性導電改質剤(f)に切り替えるだけでも、付着効率が大幅に向上し、高温付着性や高温潤滑性が高くなることが明らかとなった。
 第2の実施の形態にかかる低揮発性導電改質剤(f)と、第1の実施の形態にかかる高温付着剤(b)を併せて配合した実施例31は、実施例30の2倍近い27.1mgの付着量を有し、また、450℃の金型に対しても9.2Kgfの潤滑性を維持している。よって、実施例31は、総合評価は「優」とした。
 実施例31に配合されている高温付着剤(b)は、従来の潤滑成分のように、高温での熱減量や熱分解を抑えることができるため、400℃の金型に対する付着性は、大幅に向上した。また、実施例31に示す通り、450℃の金型に対する潤滑性が維持されることが確認できた。
 上述の通り、低揮発性導電改質剤(f)と高温付着剤(b)を併せて配合することにより、高温金型に対する付着性は、大幅に向上し、また、高温での潤滑性についても、安定している。よって、第1の実施の形態かかる高温付着剤(b)と第2の実施の形態にかかる低揮発性導電改質剤(f)とを、併せて配合することができ、高温付着剤(b)によって、高温付着性や安定した潤滑性を有することが可能となる。さらに、低揮発性導電改質剤(f)によって、静電効果が得られ、さらに付着量を増やすことが可能となる。
(E-1)実機での評価 ミガキ寿命試験
 表8に、実機を用いたミガキ寿命試験に関し、実施例と比較例とを比較した総合評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 150ショット以下でミガキが必要になったものを「高頻度」、250ショット以下でミガキが必要になったものを「低頻度」、定期点検を行う250ショット以上でもミガキが必要なかったものを「なし」とした。
 ミガキ寿命を総合的に評価し、最も優れているものを「優」とし、次いで、「良」、「可」、「不可」の順とした。
 従来の油性離型剤である比較例40の観測点1,2では、150ショット以下でミガキが必要であり、「高頻度」とした。また、観測点3では、150ショットよりは多かったが、250ショット以上になることはなく「低頻度」とした。よって、高温の金型において、比較例40では焼付きが発生しやすいため、比較例40の総合評価は、「不可」とした。
 これに対し、第1の実施の形態にかかる高温付着剤(b)を配合した実施例40は、観測点1及び観測点2において、250ショット以下となっており、ミガキ寿命評価は、「低頻度」とした。また、観測点3は、750ショットまでミガキが不要となったため、ミガキ寿命評価は、「なし」とした。そのため、高温の金型において、実施例40では、焼付きの発生を抑制することが可能となるため、総合評価は、「優」とした。
 比較例40は、表1の比較例1に示す通り、変性シリコーン油、及び高粘度の鉱油や動植物系油脂等のその他添加剤が含まれている。それにもかかわらず、比較例40のミガキ寿命の総合評価は不可である。つまり、所望の分子量に達していない変性シリコーン油とその他添加剤を併せて配合しても、300~400℃の高温金型に対する付着性や潤滑性が不十分であることが言える。
 これに対して、実施例40は、表1の実施例1に示す通り、高温付着剤(b)とその他添加剤とを併せて配合している。これにより、高温金型での付着性や潤滑性が高い水準で維持されている。その結果、実機でのミガキ寿命の総合評価で「優」であり、さらに450℃程度の金型に対しても、高い付着性や高い潤滑性を維持することが期待できる。
 この焼付きの発生を抑制することが可能となれば、従来よりも長く連続して鋳造を行うことが可能となるため、製造効率が大幅に向上する。
 また、大規模な焼付きが発生すると製品の欠損等の原因となるため、突発的にミガキをおこなう必要がある。第1の実施の形態にかかる油性離型剤は、従来の油性離型剤と比較して、突発ミガキによる設備の停止率を50%以上低減することが可能となった。
 本発明に係る油性離型剤を用いることにより、ライデンフロスト温度を300℃以上にすることができる。そのため、金型の温度が300℃以上であっても、金型に油性離型剤を付着させることができる。また、300℃以上の高温の金型に対する付着性が高く、また、油性離型剤は表面張力が低く、塗布膜を薄く広げることが可能となるので、水溶性離型剤と比較して金型への塗布量を減らすことが可能となる。
 また、本発明に係る油性離型剤は、高温付着剤(b)を含むことにより、300℃以上の金型でも安定的な潤滑性を維持し、所望の潤滑性を保つことができる。
 また、本発明に係る油性離型剤に、高温付着剤(b)以外のその他の添加剤の配合を調整することで、適用温度の範囲の拡大、皮膜強度の向上、ライデンフロスト温度をさらに高くすることなどが可能となる。これにより、400℃以上の金型に対しても、安定した付着量と幅広い温度域に対応した潤滑性を維持することが可能となる。
 さらに、本発明に係る油性離型剤は、高温付着性の阻害要因となる水を含まずに、静電塗布に最適な電気抵抗値に調整が可能となるので、耐熱性を有する静電塗布が可能になる。この静電効果によって、さらに付着性を高めることが可能となる。
 本発明によれば、作業環境に配慮し、金型寿命を改善しつつ、少量の塗布でも300℃以上の高温の金型に付着し、なおかつ、この高温の金型に対して、安定した潤滑性能を有する油性離型剤が提供される。また、潤滑成分の堆積を低減することを可能とする油性離型剤の塗布方法が提供される。
 10   付着試験機
 11   温度調節器
 12   ヒーター
 13   筐体
 14   支持金具
 15   試験片
 16   温度センサー(熱電対)
 17   離型剤
 18   スプレー装置
 20   自動引張試験機
 21   試験板
 22   温度センサー(熱電対)
 23   スプレー装置
 24   試験機架台
 25   リング
 26   アルミ溶湯
 27   重石

Claims (13)

  1. 石油系炭化水素溶剤(a)と、高温付着剤(b)とを含有する高温耐熱性油性離型剤。
  2. 石油系炭化水素溶剤(a)は、パラフィン系炭化水素溶剤、オレフィン系炭化水素溶剤、ナフテン系炭化水素溶剤、及び芳香族系炭化水素溶剤からなる群より選ばれる1種以上である、請求項1に記載の高温耐熱性油性離型剤。
  3. 高温付着剤(b)は、フッ素樹脂、ポリスルホン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びケイ素含有化合物からなる群より選ばれる1種以上であり、重量平均分子量が100,000以上である、請求項1又は2に記載の高温耐熱性油性離型剤。
  4. 高温付着剤(b)は、重量平均分子量100,000以上のジメチルポリシロキサンである、請求項3に記載の高温耐熱性油性離型剤。
  5. さらに、低揮発性導電改質剤(f)を含む、請求項1~4のいずれかに記載の高温耐熱性油性離型剤。
  6. 低揮発性導電改質剤(f)が、イミダゾリウム塩(f-1)、ピロリジニウム塩(f-2)、ピリジニウム塩(f-3)、アンモニウム塩(f-4)、ホスホニウム塩(f-5)及びスルホニウム塩(f-6)からなる群より選ばれる1種以上を含む、請求項5に記載の高温耐熱性油性離型剤。
  7. さらに、高粘度鉱油類(c-1)、動植物油脂類及び高級脂肪酸エステル類(c-2)、有機モリブデン類(c-3)、並びに、油溶性石鹸類(c-4)からなる群より選ばれる1種以上を含む潤滑添加剤(c)を含有する、請求項1~6のいずれかに記載の高温耐熱性油性離型剤。
  8. 石油系炭化水素溶剤(a)と、低揮発性導電改質剤(f)とを含有し、電気抵抗値が3~400MΩである高温耐熱性静電塗布型油性離型剤。
  9. 低揮発性導電改質剤(f)が、イミダゾリウム塩(f-1)、ピロリジニウム塩(f-2)、ピリジニウム塩(f-3)、アンモニウム塩(f-4)、ホスホニウム塩(f-5)及びスルホニウム塩(f-6)からなる群より選ばれる1種以上を含む、請求項8に記載の高温耐熱性静電塗布型油性離型剤。
  10. 石油系炭化水素溶剤(a)と、0.3質量%以上で5質量%未満のソルビタン型可溶化剤とを含有し、電気抵抗値が3~400MΩである高温耐熱性静電塗布型油性離型剤。
  11. さらに、高粘度鉱油類(c-1)、動植物油脂類及び高級脂肪酸エステル類(c-2)、有機モリブデン類(c-3)、並びに、油溶性石鹸類(c-4)からなる群より選ばれる1種以上を含む潤滑添加剤(c)を含有する、請求項8~10のいずれかに記載の高温耐熱性静電塗布型油性離型剤。
  12. 請求項1~7のいずれかに記載の高温耐熱性油性離型剤を用いて、2~50m/秒の粒子速度で、ミスト径が0.1~60μmとなるように金型に塗布する、高温耐熱性油性離型剤の塗布方法。
  13. 請求項8~11のいずれか記載の高温耐熱性静電塗布型油性離型剤を、金型に静電塗布する、高温耐熱性静電塗布型油性離型剤の静電塗布方法。
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