JPH02120397A - 潤滑離型剤 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、六方晶窒化硼素（以下ＢＮと称する）粉末を
用いた耐熱性を有する高温用固体潤滑あるいは離型剤の
用途に供する水分散組成物に関するものである。

〈従来の技術〉 本発明の潤滑離型剤は、主として、アルミニウム又はア
ルミニウム合金の押出成形時の高温固体潤滑剤、あるい
はアルミニウムダイキャスト等の高温金型離型剤として
用いられるものである。従来この種の潤滑離型剤として
は、黒鉛粉末を分散させた油性もしくは水性のエマルジ
ッン型のものが使用されている。このような従来の黒鉛
粉末−有機バインダー系潤滑離型剤の場合、次のような
多くの欠点を有していた。

すなわち、 （１）黒鉛はアルミニウムあるいはその合金と反応し易
く、潤滑剤もしくは離型剤として使用した場合、アルミ
ニウムあるいはその合金表面に熱間において／Ｕ　ａ　
Ｃｓ等の化合物を形成し、押出成形、鋳込成形したアル
ミニウム製品の欠陥の生成につながる。

（２）有機バインダーは２００°Ｃ以上に熱せられた場
合、分解して多量のガスを発生し、アルミニウムダイキ
ャスト製品の表面に多孔質の欠陥部を生起させる。

（３）　　（２）において述べたように発生した多量の
ガス及び黒色の黒鉛粉末は、作業環境を掻端に悪化させ
る。

上記問題点を解決するために特開昭５５−２９５０６号
公報において開示されるように、ＢＮ粉末を主体とする
高温金型離型剤が堤案されている。ＢＮ粉末を主体とす
るこのような潤滑離型剤により、前述の（］）〜（３）
に示した問題点はかなり解決できる。

しかし、１５０’ｃ以上の高温となった被塗布表面の場
合、必ずしも均一で良好な塗膜は形成されない。

また、１５０°Ｃ以下で塗膜が形成されたとしても、そ
れを３００’Ｃ以上に加熱した場合、剥離してしまう場
合が多いという欠点を有していた。

上記問題点を解決し、常温から高温までの任意の温度の
材料表面に塗布しても、均一な塗布膜を形成する潤滑離
型剤を本発明者らは開発し、特許願昭和６２年第１０４
３４８号として出願している。

これはＢＮ粉末にさらに水溶性リン酸塩及びコロイド状
シリカを加えることにより３００°Ｃ以上でも良好な潤
滑離型性機能を有する塗布膜を形成できる水性潤滑離型
剤である。

しかし、上記潤滑離型剤は、静置しておくとＢＮ粉末が
沈降してしまうため時々撹拌する必要があり、スプレー
等で長時間連続して塗布する場合はスプレーガンが目詰
まりを起こしたり、スプレーの初期と終期で膜厚が変動
するという問題があった。また塗布する際、特にＢＮ粉
末量が少ない場合は低粘度のため液だれをおこしたりし
て、塗膜の潤滑性離型性機能が変動して生産性に悪影響
を及ぼすこともあった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は従来の黒鉛粉末−有機バインダー系潤滑
離型剤、あるいは黒鉛粉末のかわりにＢＮ粉末を配合し
た離型剤における上記問題を解決し、常温から高温まで
の任意の温度の材料表面に長時間連続して塗布しても、
液だれもなく塗布でき、均一な塗膜を形成し、しかも作
業環境の汚染のない水系の潤滑離型剤を提供することに
ある。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、ＢＮ粉末と各種無機バインダー粘土系沈
降防止剤とからなる組成物を調合し、種々の温度の被塗
布表面にスプレーにて塗布し、塗布性及び形成された塗
膜の性状、潤滑性等を調べた結果、ＢＮ粉末、水溶性リ
ン酸塩及びコロイド状シリカ、粘土系沈降防止剤を含有
する水分散組成物が液だれせず塗布性に優れており、最
も均一な塗膜を形成でき、潤滑性、離型性も優れること
を見出し、本発明に到ったものである。

すなわち、本発明は、窒化硼素粉末、水溶性リン酸塩、
コロイド状シリカ及び粘土系沈降防止剤を含有する水分
散組成物であって、窒化硼素粉末は一次粒子の平均粒径
が０．５〜２ｈ■で、かつ水分散組成物中の濃度が１〜
３５重量％、窒化硼素粉末と水溶性リン酸塩との混合比
が窒化硼素粉末／水溶性リン酸塩（無水物）の重量比で
表して２〜１００、コロイド状シリカの水分散組成物中
の濃度がＳｉＯ２で表して０．１〜２０重量％、粘土系
沈降防止剤の水分散組成物中の濃度が０．３〜５重量％
で、残部が水及び分散剤とからなることを特徴とする潤
滑離型剤である。

〈作　用〉 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の水分散組成物が潤滑性及び離型性機能を有する
のは、基本成分として配合するＢＮ粉末の性質によるも
のである。ＢＮは黒鉛と１ｓ領の層状化合物で、かつ化
学的にもＭ等に対して安定した性質を有している。潤滑
性機能は層状化合物の眉間の滑りから発現する。＋＋１
１型性は主としてＡＩ等の金属との反応性と太き（関係
し、黒鉛と比べてＢＮの方が溶融Ｍとの反応性は低く、
黒鉛粉末を用いるよりもＢＮ粉末を用いた方が離型性が
優れている。

本発明においては、配合するＢＮ粉末の粒度を１次粒子
の平均粒掻きして０．５〜２０−に限定する。

平均粒径が０．５ｎより小さいと、ＢＮ粉末の潤滑性の
発現が困難であり、２０Ｆｍを越えると、分散剤を添加
しても水中に均一に分散させることが困難となる。

本発明においては、ＢＮ粉末の水分散組成物の濃度を１
〜３５重量％に限定する。ＢＮ粉の前記濃度が１重量％
より小さくても、３５重債％を越えても、均一塗布が困
難となり、共に離型性が不良となる。

本発明においては、ＢＮ粉末のバインダーとして水溶性
リン酸塩を用いる。水溶性リン酸塩の種類については特
に限定されないが、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム
、リン酸アンモニウムのほか、水溶性のリン酸マグネシ
ウム１　リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等も好適に使
用される。水溶性リン酸塩はＢＮ粉末の水分散組成物中
に完全に溶解し、水分散組成物が被塗布面上で乾燥する
とバインダーとなり、潤滑性を有するＢＮ粉末を塗膜中
に均一に安定に保持し、塗■りとして潤滑性。

離型性機能を付与するためである。

本発明においては、ＢＮ粉末と水溶性リン酸塩の配合比
をＢＮ粉末／水溶性リン酸塩（無水物）の重量比で表し
て２〜１００に限定する０重量比が２よりも小さいと無
機バインダーとしての水溶性リン酸塩が多すぎてＢＮ粉
末の潤滑性、離型性機能よりも水溶性リン酸塩の被膜の
機能が出てしまい、本発明の目的とする潤滑離型剤とし
ては使えない、逆に重量比が１００よりも多いと、無機
バインダーの量が少な過ぎて、塗膜中にＢＮ粉末を保持
することができないので潤滑離型剤としての機能を出す
ことができない。

本発明は、以上述べたＢＮ粉末、水溶性リン酸塩に加え
て、さらにコロイド状シリカを配合する。

本発明におけるコロイド状シリカとは、粒径が１〜ＩＱ
ＯＱｎｍのＳｔｏｗまたはその水和物の分散状態にある
粒子で、このようなコロイド状シリカを配合する目的は
、ＳｉＯ□成分を塗膜中に均一に分散させることにより
、塗膜の均一性、均質性を向上させることにある。さら
に水溶性リン酸塩のバインダー中にＳＳＯ，成分が固溶
することにより、塗膜の耐熱性も上げることができる０
本発明においては、コロイド状シリカを０．１〜２０重
量％配合する。配合量が０．１重量％よりも低いと配合
する効果がなく、２０重量％よりも多いと、５ＩＯＩの
多い硬１ｒ塗膜しか形成されず、潤滑性のある塗膜がで
きない。

本発明ではさらに粘土系沈降防止剤を０．３〜ｓＴｉ量
％添加するが、０．３重量％より少ないと粘土系沈降防
止剤添加による沈降防止効果、液だれ防止効果や塗布し
た場合の塗膜の均−性向上作用等が期待できないからで
あり、また５重量％より多いと高粘土になりすぎ均一な
膜を塗布しにくくなり、かつ高温で潤滑性のある塗膜が
できないからである。

粘土系沈降防止剤とは、通常、レオロジー添加剤と呼ば
れ、粘土鉱物の有機塩基複合体で、天然のモンモリロナ
イト系の粘土鉱物を精製し、有機化合物と反応させて製
造される。こうした沈降防止剤を塗料等に配合した場合
、顕著な増粘効果があり、顔料の沈降防止作用、塗布し
た場合の塗膜の均−性向上作用等を（１与することが可
能である。

本発明の場合、水分ｉｔｍ成物に配合する目的の１つは
ＢＮ粉末の分散液中での沈降防止のためであり、もう１
つはスプレーガンなどで塗布した場合の塗膜の膜厚の均
一性の向上のためである。

本発明に用いられる粘土系沈降防止剤として広く粘土鉱
物の有機塩基複合体が利用できるが、例えば、ＮＬケミ
カルズ社のレオロジー添加剤（商標“ベントン”）など
が本発明に好適に用いられる。

本発明においては、前記のＢＮ粉末と水溶性リン酸塩と
コロイド状シリカとさらに粘土系沈降防止剤を水に分散
あるいは熔解して水分散組成物の潤滑離型用塗布剤とす
るが、その他、少量の分散剤を添加する０分散剤は、Ｂ
Ｎ粉末を一様に水に分散させるために添加するもので、
通常の界面活性剤の作用をするものが使用される０本発
明においては分散剤のＩＩＩＷは特に限定されないが、
例えばリグニンスルホン酸ソーダ、カルボキシルメチル
セルロースが使用可能で、その量は１１ｉｉｔ％以下が
好適である。

本発明の潤滑離型剤は、ＢＮ粉末等の各原料をボールミ
ル等で均一に混合し、水分ｉｔ相としたスラリー状態と
して調合され、刷毛塗りも可能であるし、スプレーにて
塗布してもよい、塗布膜の厚みは経済性も考慮して、乾
燥後で１００−以下が好適である。

本発明の潤滑離型剤は、１００°Ｃ前後の低温度から３
００℃以上の高温度の材料表面にまで塗布可能で、密着
性のよい均一な塗膜が形成される。すなわち潤滑性、離
型性といった目的、あるいは被塗布材料の温度などの条
件に合わせて、さらに使いやすさを考慮して最適の、Ｂ
Ｎ粉末の１次粒子の平均粒径および添加量、水溶性リン
酸塩の種類。

ＢＮ粉末／水溶性リン酸塩（無水物）のｒｆｉ量比。

粘土系沈降防止剤の添加量１分散剤の種類及び添加量及
びスラリー濃廣が適宜選択可能である。

〈実施例〉 １次粒子の平均粒径が４．５−のＢＮ粉末を用い、第１
表に示したＢＮ粉末−水溶性リン酸マグネシウム−コロ
イド状シリカ−粘土系沈降防止剤（ＮＬケミカルズ社製
“ベントン”商標）系の各種組成の水分散組成物を調合
し、スプレーガンにてステンレス板表面に約１０Ｏｎの
膜厚となるように塗布し、得られた塗膜の外観を調べた
。さらに摩擦摩耗試験機を用いたリングオンリングテス
トにより潤滑性を調べ、次に７００℃の溶融Ｍに塗膜つ
きのステンレス板を浸漬し、塗膜と溶融Ｍとの反応性に
より離型性も評価した。結果を比較例と共に第１表に示
す。

第１表から明らかなように、本発明の水分散組成物から
なる潤滑離型剤は使いやすく、均一な塗膜が形成され、
この塗膜は摩擦係数が小さいので潤滑性に優れ、かつ溶
融ＡＩとの反応性が低いので離型性も優れている。

〈発明の効果〉 本発明のＢＮ粉末−水溶性リン酸塩−コロイド状シリカ
−粘土系沈降防止剤系水分散組成物からなる潤滑離型剤
は使いやず（・、常温から高温までの任意の温度の材料
表面に塗布しても、均一な潤滑性、離型性に優れた塗膜
が形成でき、しかも作業環境をγη染する恐れのない工
業的に有用な潤滑離型剤である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒化硼素粉末、水溶性リン酸塩、コロイド状シリカ及び
   粘土系沈降防止剤を含有する水分散組成物であって、窒
   化硼素粉末は一次粒子の平均粒径が０．５〜２０μｍで
   、かつ水分散組成物中の濃度が１〜３５重量％、窒化硼
   素粉末と水溶性リン酸塩との混合比が窒化硼素粉末／水
   溶性リン酸塩（無水物）の重量比で表して２〜１００、
   コロイド状シリカの水分散組成物中の濃度がＳｉＯ＿２
   で表して０．１〜２０重量％、粘土系沈降防止剤の水分
   散組成物中の濃度が０．３〜５重量％で、残部が水及び
   分散剤とからなることを特徴とする潤滑離型剤。