JP2023158917A

JP2023158917A - ダイカスト用離型剤

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Publication number: JP2023158917A
Application number: JP2022068976A
Authority: JP
Inventors: 勝松本; Masaru Matsumoto
Original assignee: Moresco Corp
Current assignee: Moresco Corp
Priority date: 2022-04-19
Filing date: 2022-04-19
Publication date: 2023-10-31

Abstract

【課題】安定性が高く、金型への付着性および離型性を向上し、安全性の高いダイカスト用離型剤を提供すること。【解決手段】基油２０～９０質量％と、シロキサン結合で形成される分子骨格を有するシリコーン化合物１～５０質量％と、塩基性ナトリウムスルホネート３～２０質量％と、水１～３０質量％と、を含有するＷ／Ｏ型エマルションで構成される、ダイカスト用離型剤である。【選択図】図３

Description

本発明はダイカスト用離型剤に関する。さらに詳細には、本発明は、ダイカスト鋳造において、鋳造を実施する際に金型の成形キャビティの成形型面に塗布される離型剤に関する。

ダイカスト製品は寸法精度が非常に高く、鋳肌の平滑性に優れる。アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金等を用いたダイカスト製品が大量に生産されている。ダイカスト製品を製造する工程の中で、金型とダイカスト製品との離型性を向上させるために、離型剤が使用されている。離型剤は分散媒中に離型成分を含む液体組成物であって、加熱された金型に対して噴霧される。金型が有する熱によって分散媒が蒸発し、離型成分の被膜が金型表面に形成されることで、離型性が発揮される。

ダイカスト用離型剤として、シリコーン化合物、植物油、鉱物油、ワックス類、油脂類、合成油等の非水溶性の離型成分を、乳化剤を用いて水中に乳化分散せしめたＯ／Ｗ型（水中油型）エマルションの離型剤が一般的に使用されている。Ｏ／Ｗ型エマルションの離型剤は、水性ダイカスト用離型剤とも称される。従来のダイカスト鋳造においては、水性ダイカスト用離型剤を水で５０～２００倍に希釈し、その希釈液を通常１００～４００℃の金型に噴霧していた。希釈液に含有される離型成分の割合は、１％未満であることも多かった。

金型の温度が３００℃以上の高温になっている場合、いわゆるライデンフロスト現象が起こり易くなる。ライデンフロスト現象とは、高温の金型上で水が爆発的に蒸発するために離型剤と金型との間に水蒸気の層ができ、離型剤と金型とが接触し難くなるために離型成分が金型に付着しにくくなる現象である。この現象への対策として、離型成分が付着し易い２００℃以下の温度まで金型を冷却する目的で、水性ダイカスト用離型剤の希釈液が冷却水としても利用されていた。このため、離型剤としての必要量よりも過剰量の離型剤希釈液が金型に噴霧され、噴霧された離型剤希釈液の大部分が廃液となっていた。

また、水性ダイカスト用離型剤希釈液を用いる場合も最終的にはエアブローによって金型から水分が除去されるが、金型に水分が残留した場合には鋳物に鋳巣が発生し、ダイカスト不良が生じる。特許文献１には、水性ダイカスト用離型剤に分散剤を加えて、乾燥性を向上させることが記載されている。しかしながら、従来通り多量の離型剤を噴霧するため、金型上の水の残留を抑制する改善が求められていた。

また、ダイカスト用離型剤を使用する際、金型への離型成分の付着量が不足している場合は離型性に劣る。一方、付着量が過剰な場合には過剰の離型成分が熱によって分解し、ダイカスト製品中に分解ガスとして混入するといった不良品が増える原因となる。水性ダイカスト用離型剤の希釈液を大過剰に噴霧する従来の方法では、離型成分の付着量を増やすことができる一方で、鋳造サイクルにおける金型の温度変化が大きく、金型に付着する離型成分の量をコントロールすることが難しいといった問題があった。また、大幅な温度変化の繰り返しから生じる金属疲労が、金型の短命化の要因となる懸念があった。

一方、非エマルション型のダイカスト用離型剤も知られている。特許文献２には、非水溶性の離型成分を溶剤等に溶解させた油性ダイカスト用離型剤が開示されている。しかしながら、油性ダイカスト用離型剤は引火点を有しているため、火災の発生の恐れがあり、幅広く使用されるには至っていない。

特開２００６－２１２６９１号公報特許第４０９５１０２号公報

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、安定性が高く、金型への付着性および離型性を向上し、安全性の高いダイカスト用離型剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記従来技術の課題を解決すべく研究を重ねた結果、特定の組成を有するＷ／Ｏ型（油中水型）エマルションの離型剤を、希釈することなくミストノズルを用いて金型に噴霧することによって、驚くべきことに前記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明にかかるダイカスト用離型剤は、基油、シロキサン結合で形成される分子骨格を有するシリコーン化合物、塩基性ナトリウムスルホネートおよび水を特定範囲の割合で含む。これら以外の添加剤が含まれていてもよい。ダイカスト用離型剤中の基油とシリコーン化合物の合計含有量は、水の含有量よりも多い。本発明にかかるダイカスト用離型剤は、油の中に水滴が存在するＷ／Ｏ型エマルションで構成される離型剤である。

本発明によれば、離型成分を高い割合で含有する離型剤を少量噴霧して使用することができる。本発明によれば、ライデンフロスト現象の発生が抑制され、金型に対して離型成分を効率良く付着させることが可能になる。本発明によれば、ダイカストを繰り返し実施する際の金型の温度変化（冷却幅）が小さく、金型の乾燥も容易になる。しかも、従来の水性ダイカスト用離型剤と比較して使用量を大幅に削減することができるため廃液が少なくなり、水質汚染等の環境汚染の問題を改善することが可能となる。

また、本発明のダイカスト用離型剤によれば、油性の離型剤で課題となる火災の危険性を回避するとともに、蒸発した溶媒成分のミストが発生することを抑制するなど、工場内の環境の改善にも繋がる。

図１は、付着性評価試験の結果を示すグラフである。図２は、付着性評価試験の結果を示す図像である。図３は、堆積性評価試験の結果を示すグラフである。

［実施形態の概要］
本発明にかかる離型剤は、油の中に水滴が存在するＷ／Ｏ型エマルションで構成される。油中水型エマルションは、逆エマルションとも称される。本発明にかかる離型剤は、離型剤としての有効成分（離型成分）を、離型剤中に７０～９０質量％程度含有することができる。このため、従来の水性エマルションタイプの離型剤と比較して有効成分濃度が非常に高い。また、引火点を有さず安全性が高い。

本発明にかかる離型剤は、概要的に、基油と、シリコーン化合物と、塩基性ナトリウムスルホネートと、水とを含有する。基油およびシリコーン化合物は油性成分であり、離型成分として機能すると考えられている。塩基性ナトリウムスルホネートは乳化剤成分であり、油性成分中に水を分散させる機能を有すると考えられている。水は、離型剤の引火性を無くすとともに、離型剤の動粘度を下げる機能を奏していると考えられている。また、水は、離型剤の使用時には、金型を冷却する機能を果たす。

本発明にかかる離型剤は、基油を２０～９０質量％含有する。基油としては、具体的には例えば、タービン油、マシン油、シリンダー油、パラフィン油、ギヤ油等の鉱物油、ポリブテン・ポリブタジエン、ポリエステル等の合成油、有機溶媒等の溶剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

基油として有機溶媒を用いる場合、具体的には例えば、石油系炭化水素溶媒が挙げられる。石油系炭化水素溶媒としては、例えば、パラフィン系炭化水素溶媒、オレフィン系炭化水素溶媒、ナフテン系炭化水素溶媒、芳香族系炭化水素溶媒、鉱物系炭化水素溶媒などが挙げられる。これらの石油系炭化水素溶媒の中では、作業者の健康上の問題、化学的な安定性などの観点から、パラフィン系炭化水素溶媒などを用いることが好ましい。なお、石油系炭化水素溶媒としては、上記のような溶媒を単独で用いてもよいし、複数用いてもよい。また、石油系炭化水素溶媒には、本発明の趣旨に反しない範囲で、添加物や不純物等が含まれていてもよい。

基油の物性は、本発明の効果を奏する限り制限されないが、例えば、引火点が７０～１７０℃である石油系炭化水素溶媒を用いることができる。引火点が７０℃以上である基油を用いると、速乾性が高く、金型表面に形成される離型成分の被膜の厚さが均一になる。また、金型の焼き付きや、離型成分の堆積に由来する鋳物の寸法のばらつきが抑制される。また、範囲の上限としては、適度な揮発性を有する観点から、引火点は１７０℃以下であることが好ましい。離型剤の乾燥性（揮発性）が低く、離型剤が金型に残ってしまうと、金型からの離型剤のたれ落ち、鋳物の鋳巣などが発生する原因になりうる。

本発明にかかる離型剤は、シロキサン結合で形成される分子骨格を有するシリコーン化合物を１～５０質量％含有する。シリコーン化合物としては、ジメチルシリコーン、α－オレフィン変性シリコーン等のアルキル変性シリコーン、フェニル変性シリコーン、α－メチルスチレン変性シリコーン等のアラルキル変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、アルキル・アラルキル共変性シリコーン、アルキル・エステル共変性シリコーン等の各種変性シリコーン等が挙げられる。

シリコーン化合物の動粘度は、本発明の効果を奏する限り制限されないが、２５℃における動粘度は下限が好ましくは１００ｍｍ^２/ｓ以上、より好ましくは５００ｍｍ^２/ｓ以上であり、上限が好ましくは５０００ｍｍ^２/ｓ以下、より好ましくは３０００ｍｍ^２/ｓ以下である。シリコーン化合物の動粘度が５００ｍｍ^２/ｓより低い場合は、焼き付き不良が発生し易くなる。シリコーン化合物の動粘度が３０００ｍｍ^２/ｓより高い場合は、安定なＷ／Ｏ型エマルションを形成することが難しくなる。

塩基性ナトリウムスルホネートは、本発明にかかる離型剤中に３～２０質量％含有される。本発明では、乳化剤として、アニオン界面活性剤である塩基性ナトリウムスルホネートを使用することによって、基油およびシリコーン化合物で構成される油相中に水を均一に分散することができ、かつ、低粘度の離型剤が得られることを見出している。塩基性ナトリウムスルホネートの含有量が３質量％未満の場合は、安定なＷ／Ｏ型エマルションを生成しにくく、また２０質量％を超える場合にはエマルションの粘度が上昇したり、貯蔵安定性が低下したりするため好ましくない。エマルションの安定性の観点から、塩基性ナトリウムスルホネートの含有量は４質量％以上であることが好ましく、５質量％以上がさらに好ましい。塩基性ナトリウムスルホネートの含有量は、１７質量％以下であることが好ましく、１３質量％以下がさらに好ましい。塩基性ナトリウムスルホネートは、基油等に溶解されているものを用いてもよい。

塩基性ナトリウムスルホネートとしては、ＪＩＳＫ－２５０１に従う塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものが使用される。１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基価を有する塩基性ナトリウムスルホネートは、高塩基性ナトリウムスルホネートあるいは過塩基性ナトリウムスルホネートとも称される。塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合は、安定なエマルションを生成しにくくなる。また安定的な離型性能を維持するためには、塩基価は２００～６００ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に３００～５００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあることが好ましい。塩基価が上記範囲を超える場合は基油に対する溶解性に劣る場合がある。

本発明にかかる離型剤は、水を１～３０質量％含有する。水の含有割合は、５～２５質量％であれば好ましい。本発明にかかる離型剤において、水は、連続相である基油およびシリコーン化合物の中に、微粒子として分散されている。水が１質量％未満であると、離型剤が引火点を有し、高温環境における引火の懸念がある。水の含有割合が３０質量％を超えると、原液の貯蔵安定性が不良となるおそれ、離型剤の粘度が上昇するおそれがある。

なお、離型剤の貯蔵安定性の向上を図るため、塩基性ナトリウムスルホネートに、離型成分の乳化に適した公知の乳化剤を混合して使用してもよい。乳化剤としては例えば、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アルキレンオキサイド付加物、高級アミンアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドアルキレンオキサイド付加物等のノニオン系界面活性剤等を使用できる。乳化剤の使用量は、離型成分の種類により適宜選択することができるが、増粘等を抑制するためには、塩基性ナトリウムスルホネートの配合量よりも少なく、乳化および安定に必要な最小量とすることが好ましい。本発明にかかる離型剤はノニオン系界面活性剤を用いない、もしくは少量の使用にとどめることができるため、曇点効果による、高低温での離型剤の安定性の影響を受けない。さらに、水素結合による離型剤の粘度の上昇も起こらず、ミストノズルの詰まり抑制、吐出不良の問題発生も低減できる。

さらに、本発明にかかる離型剤には、ダイカスト用離型剤に従来から添加されているその他の薬剤を、付着効率や離型性を損なわない程度に併用することもできる。このようなその他の薬剤としては例えば、高分子化合物、ワックス類、消泡剤、腐食防止剤、増粘剤、防錆剤、防腐剤等が挙げられる。

離型剤の粘度が低いと鋳造時にミストが発生することがあるため、これを抑制するために高分子化合物を添加してもよい。このような高分子化合物としては、例えば、ポリ（メタ）アクリレート、ポリイソブチレン、オレフィン共重合体（例えば、エチレン－プロピレン共重合体、スチレン－ブタジエン共重合体、スチレン－イソプレン共重合体）等が使用され、その数平均分子量が２，０００～３００，０００、特に２，０００～１５０，０００のものが好ましく用いられる。高分子化合物は、本発明の離型剤中に、０．０５～２０質量％配合される。高分子化合物を配合する場合、配合量を０．０５質量％以上とすることで、ミストの発生を十分抑制することができ、２０質量％以下とすることで粘度上昇によるミストノズルの詰まりなどを防止することができる。このような点から、配合量は、０．１～５質量％であることがさらに好ましい。

本発明にかかる離型剤は、離型成分であるシリコーン化合物を、離型剤中に１～５０質量％の割合で含有する。また、離型成分として機能しうる基油を離型剤中に２０～９０質量％の割合で含有する。さらに、本発明にかかる離型剤は希釈の必要が無く、この濃度のままで金型に噴霧して使用できる。このため、従来の水性エマルションタイプの離型剤と比較して、ダイカストにおいて離型剤を噴霧する際の離型剤中の有効成分濃度を、１００倍以上（具体的には１４０～１８０倍程度）にまで高めることができる。

本発明にかかる離型剤の動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３動粘度試験に準拠して測定することができる。この試験にて測定した時、本発明にかかるＷ／Ｏ型エマルションの動粘度は、１～４０ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であることが好ましい。離型剤はノズルを備える噴霧装置を用いて金型に吹き付けられるところ、離型剤の粘度が高いとノズルの詰まりの原因となる可能性がある。また、ダイカスト工程の汎用性を考慮すると、離型剤の粘度は、従来使用されている水性ダイカスト用離型剤と大きく異ならないことが好ましい。一般的にＷ／Ｏ型エマルションは高粘度となりやすく、とりわけ高濃度のＷ／Ｏエマルションは高粘度となるため、ノズル噴霧には向かないと考えられていた。これに対して本発明にかかる離型剤は、特定の組成を有するＷ／Ｏエマルションで構成され、高濃度の離型成分を含有しながらもノズル噴霧が可能な粘度範囲を実現している。

［実施例］
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１～４および比較例１～９）
［サンプルの作製］
表１および表２に示す組成のダイカスト用離型剤を準備した。
実施例１～４および比較例１～７は、Ｗ／Ｏ型エマルションで構成される離型剤である。比較例８はＯ／Ｗ型エマルションで構成される離型剤である。比較例９は非エマルションの油性離型剤である。

（使用成分の詳細）
上表に示す各サンプルでは、次の材料を使用した。
・シリコーン化合物Ａ：アルキル・アラルキル変性シリコーン（アルキルユニット８０．８％、アラルキルユニット１９．２％）、アルキル側鎖Ｃ＝１２、分子量２１，０００
・シリコーン化合物Ｂ：アルキル・アラルキル変性シリコーン（アルキルユニット４５．５％、アラルキルユニット５４．５％）、アルキル側鎖Ｃ＝６、分子量１６，０００
・パラフィン系溶剤（基油）：イソパラフィン系炭化水素、密度（１５℃）０．８２、動粘度（３７．８℃）１２．７ｍｍ^２／ｓ
・防錆・防食剤：二塩基酸系防錆防食剤
・界面活性剤１：塩基性ナトリウムスルホネート(高塩基性合成ナトリウムスルホネート、有効成分６５％、塩基価４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＬＵＢＲＩＺＯＬ社製、品番ＬＺ５３１８Ｂ
・界面活性剤２：高塩基性合成カルシウムスルホネート（有効成分５５％、塩基価４００ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＬＵＢＲＩＺＯＬ社製、品番ＬＺ５３４７ＬＣ
・界面活性剤２：天然型ナトリウムスルホネート（中性）、株式会社ＭＯＲＥＳＣＯ製、スルホールＳ－４６５、分子量４６５
・界面活性剤３：天然型カルシウムスルホネート（中性）、株式会社ＭＯＲＥＳＣＯ製、スルホールＣＡ－４５Ｎ
・界面活性剤４：ポリオキシアルキレンラウリルエーテル、第一工業製薬株式会社製、ＤＫＳＮＬ－Ｄａｓｈ４００
・界面活性剤５：ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、第一工業製薬株式会社製、ノイゲンＸＬ
・界面活性剤６：ポリオキシアルキレンオレイルセチルエーテル、第一工業製薬株式会社製、ノイゲンＥＴ－８９
・界面活性剤７：ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、三洋化成工業株式会社製、イオネットＳ－８０

実施例１～４、比較例１～７のＷ／Ｏ型離型剤は、次の手順で作製した。温度条件はいずれも室温とした。
１．パラフィン系溶剤をビーカーに規定量添加した。
２．ビーカーをＲＩＫＯ社製マグネチックスターラー（MAGNETIC STIRRER MSR-10S）にセットし、攪拌子にて全体が均一に混ざるように攪拌した。
３．シリコーン化合物Ａ、Ｂを規定量添加し、マグネチックスターラーにて約２０分間攪拌した。
４．各種界面活性剤を規定量添加し、マグネチックスターラーにて約２０分間攪拌した。
５．防錆・防食剤を規定量添加し、マグネチックスターラーにて約２０分攪拌した。
６．系内が均一になったことを目視にて確認した後、純水を緩やかに規定量滴下しながら、マグネチックスターラーにて約２０分間攪拌した。
７．さらに、系内を安定化するために、マグネチックスターラーにて約１時間攪拌した。

比較例８のＯ／Ｗ型離型剤は、次の手順で作製した。
１．シリコーン化合物Ａ，Ｂ及び各種界面活性剤をビーカーに規定量添加した。
２．ビーカーをプライミクス社製ホモジナイザー（HOMOMIXER MARK II Model2.5）にセットし、４０００ｒｐｍ、常温の条件にて約３０分間攪拌した。
３．純水をビーカーに緩やかに添加し、著しく系内が増粘したところで、乳化粒子径が設計値内に入るまで、４０００ｒｐｍ、常温の条件にてホモジナイザーで攪拌した。攪拌時間は、約３０分～１時間とした。
４．乳化粒子径の設計値は０．１７μｍに制御しており、測定はＨＯＲＩＢＡ製ＰａｒｔｉｃａＬＡ-９６０Ｖ２にて測定した。
５．乳化粒子径が設計値内に入ったことを確認後、残りの純水を全量添加し、１０００ｒｐｍ、常温の条件にてホモジナイザーで約３０分間攪拌した。
６．防錆・防食剤を規定量添加し、１０００ｒｐｍ、常温の条件にてホモジナイザーで約３０分間攪拌した。
７．さらに、系内を安定化するため、１０００ｒｐｍ、常温の条件にてホモジナイザーで約１時間攪拌した。

比較例９は、油性離型剤として、青木科学株式会社製ルブローレンＷＦＲ－７Ｒを用いた。

［評価：引火性、動粘度、安定性］
実施例１～４、比較例１～９の離型剤について、１．引火の危険性、２．動粘度を評価し、３．安定性試験を実施した。

（評価１：引火の危険性）
引火の危険性について、◎：不燃性、○：難燃性、×：引火性として評価した。なお、不燃性／難燃性／引火性の基準は、引火点の判定基準（ＪＩＳＫ２２６５）、高圧スプレー試験（Ｆｅｄ．６０５２／ＭＩＬＦ－７１００）、及びホットマニホールド試験（Ｆｅｄ．６０５３／ＭＩＬＦ－７１００）の結果より、総合的に判断した。

（評価２：動粘度）
ＪＩＳＫ２２８３動粘度試験に準拠し、各サンプルの４０℃における動粘度（ｍｍ^２／ｓ）を測定した。

（評価３：安定性）
以下の条件で各サンプルの安定性を評価した。
・評価量：１００ｍＬ
・容器：ガラス製沈殿管
・冷却－加熱条件：４℃×７２時間－４０℃×７２時間を１サイクルとした。
・測定：ガラス製沈殿管に収容した各サンプルについて、１，２，３サイクルの冷却－加熱を行った。その後、各サンプルの液の状態を目視で確認した。評価基準は次のとおりとした。
〇：液が均一に混合し安定
×：液が２層に分離
××：液が２層に分離し、析出物が発生

引火の危険性、動粘度および安定性の評価結果を［表３］、［表４］にまとめて示す。

動粘度に関して、乳化剤としてノニオン系界面活性剤を添加した比較例４～７は、動粘度が４０ｍｍ^２／ｓを超える高い値となった。ノニオン系界面活性剤と水との水素結合により粘度が上昇したものと考えられた。動粘度が高い場合、ダイカスト鋳造において離型剤を噴霧するためのミストノズルが詰まったり、ノズルからの吐出が不安定になったりする問題が生じる可能性が高くなる。実施例１～４は、動粘度が油性離型剤（比較例９）よりも低く、Ｏ／Ｗ型エマルション離型剤（比較例８）に近い値となり、良好な性質を示した。

安定性に関して、乳化剤として高塩基性ナトリウムスルホネートを含む実施例１～４は、安定性が認められた。実施例１～４の離型剤は、ノニオン系界面活性剤を添加しなくても、アニオン系界面活性剤である高塩基性合成ナトリウムスルホネート（塩基価４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ）を用いて、エマルションを安定化することができた。なお、高塩基性ナトリウムスルホネートの配合量が２．６ｗｔ％以下の例（比較例１、２）、２６ｗｔ％である例（比較例３）では安定性が不充分であった。

安定性に関して、表１には示していないが、高塩基性ナトリウムスルホネートに代えて塩基性カルシウムスルホネート（有効成分５５％、塩基価４００ｍｇＫＯＨ／ｇ）を使用し、他の界面活性剤を添加しなかった離型剤は、エマルションの安定性が不充分であった。塩基性ナトリウムスルホネートよりも極性が低いことにより、系内の水分を捕捉することができなかったことが要因と考えられた。そこで、比較例４では、塩基性カルシウムスルホネートに加えてノニオン系界面活性剤を配合したが、安定性の改善は見られず、分離および析出物が発生した。

また、表２には示していないが、アニオン界面活性剤として天然型ナトリウムスルホネート（中性）または天然型カルシウムスルホネート（中性）を単独で使用したＷ／Ｏ型エマルションのダイカスト用離型剤は、エマルションの安定化が図れなかった。そのため、比較例５および比較例６として、天然型ナトリウムスルホネート（中性）あるいは天然型カルシウムスルホネート（中性）とノニオン系界面活性剤とを併用したが、加熱－冷却のサイクルに対する安定性が得られず、分離および析出物が発生した。また、動粘度が４７．２ｍｍ^２／ｓ以上の高い値となった。ノニオン系界面活性剤による水素結合の影響を受けたものと考えられた。

比較例７のＷ／Ｏ型ダイカスト用離型剤は、ノニオン系界面活性剤のみを数種類併用することによって、エマルションの安定性が改良された。しかしながら、動粘度が６２．７ｍｍ^２／ｓと高い値となり、ミストノズルの詰まり、吐出の安定性に関する問題が懸念された。また、ノニオン系界面活性剤の曇点効果による高低温域での安定性の影響を受けるため、加熱－冷却のサイクルに対する安定性が得られず、分離および析出物が発生した。

比較例８は水中油型（Ｏ／Ｗ型）エマルション離型剤の原液を用いた。比較例８は、離型剤のうち９０％が水であり、ノニオン系界面活性剤の含有量も１ｗｔ％程度であるため、動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓと低い値であった。このため、ノズルからの噴霧には問題ないと考えられた。しかしながら、比較例８の離型剤は金型に噴霧する際には通常原液を１０～１００倍程度に希釈して用いられるため、離型成分の濃度は１％未満となり、大量に噴霧する必要がある。また、長期間、高温域で使用しているとミストノズル先端付近にシリコーン化合物の凝集による析出が確認され、これがミストノズルの詰まり、安定供給に悪影響を及ぼす。比較例８はホモジナイザー等を用い、乳化粒子径を０．１７μｍに制御しているため、高低温域においても優れた乳化安定性を有しているが、長期間、高温域で使用しているとミストノズル先端付近にシリコーン化合物の凝集による析出が確認され、これがミストノズルの詰まり、安定供給に悪影響を及ぼす。

比較例９は、シリコーンオイルおよび溶剤を主成分とした油性離型剤であるため、安定性評価試験においては分離および析出物の発生はなかった。しかしながら、引火の危険性があるため、作業性が劣り、作業環境が制約された。

［評価：付着性および堆積性］
実施例２および比較例８の離型剤について、４．鋼板に対する付着性、５．鋼板に対する堆積性の評価試験を実施した。鋼板は、金型を模擬したものである。

（評価４：付着性）
実施例２および比較例８の離型剤を、１５０℃、２５０℃、３５０℃の各温度に加熱した鋼板（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍ、材質：ＳＵＳ３０４）に下記のスプレー装置・試験条件にて噴霧し、離型成分の付着量を測定した。良好な離型性を発揮するためには付着量が多い方がよい。なお、実施例２、比較例８の離型剤は希釈を行わず、原液のまま噴霧を行った。
・噴霧条件
使用ノズルＡＴＯＭＡＸノズルＡＭ４５Ｂ－ＯＳＴ（株式会社アトマックス製、二流体ノズル）
エアー圧０．４ＭＰａ
液圧０．１ＭＰａ
スプレー時間０．５ｓｅｃ
スプレー量０．３ｇ
スプレー距離２００ｍｍ

付着性試験の結果を［表５］に示す。また、［図１］にグラフを、［図２］に付着性試験結果の図像をそれぞれ示す。

［表５］、［図１］に示すとおり、比較例８の離型剤は、１５０℃および２５０℃では付着量が少なく、３５０℃ではスプレー中に蒸発し、鋼板にはほとんど付着しなかった。これに対して、実施例２の離型剤は１５０℃では充分に多い付着量となり、３５０℃でも鋼板への付着が認められた。
なお、油性離型剤である比較例９の離型剤は、１５０℃、２５０℃、３５０℃において付着量の変化が小さく、安定して鋼板に付着した。しかしながら、引火の危険性があり、防火設備を備えた適切な環境下でスプレー作業をする必要があった。

［図２］に示すとおり、実施例２においては、１５０℃の鋼板では、鋼板全面に離型剤が付着していることが確認できた。また、２５０℃、３５０℃の高温領域においても、鋼板上に離型剤がしっかり付着し、拡がっていることが確認できた。一方、比較例８では、いずれの温度領域においても、実施例２のような鋼板上での離型剤の付着、拡がり性は確認できなかった。

（評価５：洗浄性）
離型剤は、金型の表面に一定量の被膜を形成した後、付着、洗浄、脱着を繰り返して使用される。より具体的には、最初にスプレーした際に、粗い金属面に強固に吸着被膜が形成され、その後、水圧洗浄によって剥離され、再度スプレーにより離型剤が吹き付けられる。これらの作業により、離脱と付着が繰り返されるため、離型剤には皮膜が過剰に堆積せずに、一定した膜厚の皮膜が維持されることが求められる。

鋼板温度以外は付着性の評価と同じ条件で、実施例２、比較例８、比較例９の離型剤を、２５０℃に加熱した鋼板（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍ、材質：ＳＵＳ３０４）に対して１分間隔で５回スプレーし、離型成分の付着量から堆積率を評価した。
堆積率は、以下の計算式より算出した。堆積率が小さい方が良好な洗浄性を示す。
堆積率（％）＝（５回スプレー後の付着量）／（１回スプレー後の付着量）×100
なお、試験はｎ＝２で実施し、平均値を採用した。

堆積性試験の結果を［表６］に示す。また、［図３］にグラフを示す。

［表６］に示すとおり、実施例２は、比較例９とほぼ同等の良好な洗浄性を示した。実施例２の離型剤によれば、良好な洗浄性と作業性の両立と、ミストノズルの詰まりの不具合を低減することができた。一方、比較例８はシリコーン化合物の凝集、析出が見られ、堆積率が高かった。比較例８の離型剤は、堆積率が過大であり作業性が劣り、ミストノズルの詰まりの懸念も考えられる。本発明にかかる離型剤によれば、良好な離型性および洗浄性を示し、かつ安定したＷ／Ｏ型離型剤組成物を実現することが可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

基油２０～９０質量％と、
シロキサン結合で形成される分子骨格を有するシリコーン化合物１～５０質量％と、
塩基性ナトリウムスルホネート３～２０質量％と、
水１～３０質量％と、
を含有するＷ／Ｏ型エマルションで構成される、ダイカスト用離型剤。
前記塩基性ナトリウムスルホネートの塩基価は、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である、請求項１に記載のダイカスト用離型剤。
ＪＩＳＫ２２８３に基づいて測定される動粘度（４０℃）が、１～４０ｍｍ^２／ｓである、請求項１または請求項２に記載のダイカスト用離型剤。