JPS6195736A - グリセリントリオレート離型剤組成物 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 利用分野 本発明はアルミニウムまたはその合金のインフ９、トを
鋳造するための潤滑剤として、合成グリセリントリオレ
ートまたは大部分が合成グリセリントリオレートである
混合物を使用することに関する。

従来技術 アルミニウムまたはその合金の鋳造においては、鋳型潤
滑離型剤を通常使用する。インコ９ットの表面を満足に
形成できるのは、高温度で高負荷に耐え、る潤滑剤を使
用する場合のみである。１９５０年代中項までは、アル
ミニウムインプット鋳造用鋳型潤滑剤として豚脂を通常
使用した。鋳型の設計および潤滑剤の塗布は幼稚なもの
であｐ、鋳造前に豚脂を！う、シがけまたは拭いて付け
ることが多かった。豚脂のおもな欠点は約４４℃（４０
７）で硬化してグリースのようなコンシスチンシイに変
る傾向を有することである。近代的連続鋳造法を寒冷気
候Ｋ＞いて操業するには潤滑剤が自由流動性を有するこ
とが必要で６タ、豚脂は硬化するのでその使用を妨げて
いた。さらにインプット冷却水が豚脂に作用してグリー
ス状物質を形成し、これが連続鋳造ベルト上に形成され
るので、インゴットの冷却を妨害し、また環境的困難を
ひきおこす。連続鋳造を含む進歩した鋳造方法が出現す
るとともに、ひまし油が豚脂の代９にもっとも通常使用
される鋳型潤滑剤となった。ひまし油は豚脂のこれらの
欠点を有しないが、極めて粘度が高くて鋳型に均一に塗
布することが、特に寒冷気候において困難である。さら
にひまし油は鋳造条件で重合し易く、鋳型にフェス状膜
を沈澱してアルミニウムインが、トは表面が不満足な状
態と乏りて引裂きを生ずる欠点がある。

工業的規模で満足に行なうためには、幾つかの重要な要
求を満足させる必要がある。すなわち、周囲温度におい
て粘度が十分に低くて容易に均一に塗布することができ
る、かつ鋳型−インゴットの界面温度において粘度が十
分に高くて安定した潤滑剤膜を保持できることが必要で
ある。また潤滑剤は熱劣化に対する抵抗が大きいことが
必要であり、高温度において重合してフェス状沈澱物を
形成し、インプットの表面を不満足にしてはならない。

さらに潤滑剤はインプット冷却水から迅速に分離して、
排出する廃水の環境汚染問題および循環水の冷却問題を
回避することが必要である。

アルミニウムインプット鋳造用鋳型潤滑剤は本発明の以
前には一般に上記要求をすべて満足させることはできな
かった。

インク９ツト鋳造用潤滑剤は従来技術において知られて
いる。Ｓｍ１ｔｈらの米国特許第３５２４７５１号の特
許請求するアルミニウム°インコ９ットｔｌｊ’ｌ＆用
潤滑剤は炭素原子８〜２０個を有するアセチルオキシカ
ルデン酸の低級アルキルエステル約２０〜４０重量％と
、ひまし油約８０〜６０重量％とを含む。

好ましい実施態様として、ｎ−ブチルアセチルリシルレ
イト２５重量％とひまし油７５重量％とを含む混合物が
商品名Ｌｕｂｒｉｃｉｎ　Ａ（として市販されている。

Ｉ（ｏｌｓｈｏｕｓｅｒの米国特許第３０３４１８６号
の特許請求するアルミニウムインゴット鋳造用潤滑剤は
、適当な油状物質または油基質物質にほう酸を分散させ
たものである。好ましい実施態様として、はう酸２〜６
重量％を豚脂と混合する。

Ｈｏ１ｓｈａｕｓｅｒの記載によれば、豚脂は数種の異
なる脂肪酸のグリセライドを含み、この脂肪酸の４８重
量％はオレイン酸である。他の脂肪酸の大部分はミリス
チン酸、ツタルミチン酸およびステアリン酸の飽和脂肪
酸である。豚脂中に飽和脂肪酸エステルの含量が多いも
のは、本明細書に記載する離型組成物に比べると、アル
ミニウムまたはその合金の鋳造用として適当でない。

問題点 本発明のおもな目的は、アルミニウムまたはその合金鋳
造用の鋳型潤滑剤であって、周囲温度において容易に均
一に塗布できる粘度を有し、かつ鋳造温度において切れ
ない潤滑膜を確保するのに十分な粘度を有する潤滑剤を
提供することである。

本発明の関連する目的は、前述の目的を達成し、同時に
高熱安全性および良好な潤滑性を有し、かつインク９．
ト冷却水からの迅速な分離が可能であシ、かつインゴッ
トおよび鋳型の表面への沈澱の回避が可能である潤滑剤
を提供することである。

本発明の付加的な目的および利益は次の記載から当業者
に明らかとなるであろう。

発明の概要および解決手段 本発明によれば、鋳型潤滑離型剤として優れた性質を有
する潤滑剤を使用して、アルミニウムまたはその合金を
連続鋳造する方法が提供される。

本発明の潤滑剤はグリセリントリオレート約５０重量％
までを含んで実質的にな夛、他に、特殊な性質を望む場
合はこのような性質に寄与する物質を含むことができる
。たとえば他の動物もしくは植物の油、または合成油も
しくは石油を混合して特定の温度範囲における粘度を調
整する。潤滑剤は他の添加剤たとえば殺菌剤のほか潤滑
剤の劣化を減少させるための酸化防止剤、および鋳造装
置の金属部材の腐食を減少させるための防食剤を含むこ
とができる。酸化防止剤が存在するときは、組成物の約
０．１〜５重量慢とする。酸化防止剤としては２，６−
シーｔ＠ｒｔ−ブチルパラクレゾールが適当である。

本発明の離型剤組成物はグリセリントリオレート約５Ｏ
−１００重量％と、酸化防止剤約０〜５重量％と、殺菌
剤約０重量％〜有効量とから実質的になる。あるいは、
この組成物はグリセリントリオレート約５０〜９５重量
％と、他の動物、植物、鉱物または合成の油約５〜５０
重量％と、酸化防止剤約０〜５重量％と、殺菌剤約Ｏ重
量％〜有効量とから実質的になることができる。この例
でいう他の油としてはひまし油が好ましい。

この離型剤組成物はひまし前約５０重量％まで、好まし
くはひまし油約０〜３０重量％にグリセリントリオレー
ト約７０〜１００重量％を混合して実質的になることも
できる。１つの好ましい組成物はグリセリントリオレー
ト約７５重量％とひまし油約２５重量％とから実質的に
なる。

好ましい実施態様の説明 本発明の好ましい実施態様はグリセリントリオレート約
５０〜１００重１にチを含むアルミニウム鋳造用離型剤
組成物である。グリセリントリオレートは合成物質であ
って、オハイオ州シンシナチ、Ｅｍｅｒｙ　Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉｅｓの商品名ｒ　Ｅｍｅｒｇｅ　ｔ　２４２３　
Ｊ、およびイリノイ州シカプ、Ｃ，Ｐ、Ｈａｌｌ　Ｃｏ
ｍｐａｎｙの商品名ｒ　ＣＰＨ−３９９−Ｎ　Ｊとして
市販されている。特に好ましい本発明の実施態様はグリ
セリントリオレート単独またはグリセリントリオレート
／ひまし油混合物をアルミニウムまたはその合金のイン
コ０ット鋳造用鋳型潤滑離型剤として使用することを含
む。優れた鋳型潤滑剤として使用されるグリセリントリ
オレートの通常でない驚くべき性質は次の説明から明か
になるであろう。

インク９ツト鋳造用鋳型潤滑剤は、周囲温度で容易にポ
ンプ送液し、鋳型に通ずる微小通路に流入し、かつ均一
な潤滑膜を形成することができ、しかも鋳型−インプッ
トの界面温度において安定で切れない潤滑膜を形成でき
る粘度を有することが必要である。第１表は通常使用す
るインプット鋳造用潤滑剤として、ひまし油と、ひまし
油７５′Ｍ量％／ｎ−プチルアセチルリシル−ト２５重
量予混合物とともにグリセリントリオレートと、グリセ
リントリオレート／ひまし油混合物との４０℃および１
００℃の標準温度における粘度を示す。

以下余白 ６−＋　＼　ζ＋　べ＋　＼＋ ひまし油の４０℃における高い動粘度、すなわち２６０
ｅａは特に寒冷気候において送液を困難とする。ひまし
油７５重量％にｎ−プチルアセチルリシル−ト２５重量
％を混合すると、潤滑剤の粘度は低下するが、欠点とし
て熱安定性および潤滑性が低下する。これは次に明かに
なるであろう。

グリセリントリオレートは４０℃粘度カ３９．９ａ＋ｓ
と低いので単独で容易に送液することができ、またひま
し油と混合して熱安定性および潤滑性を改良し、所定の
送液等において最高の性能を有するように調整した粘度
を有する潤滑剤を製造することができる。さらに、グリ
セリントリオレートは流動点が約−８℃（１７下）であ
るので、豚脂のように問題となるグリース状沈澱物を形
成しない。

上記潤滑剤の粘度指数を第１表に示す。粘度指数は温度
による粘度変化である。粘度指数が大きい程、温度が上
昇したときの粘度の減少は小さい。

グリセリントリオレートは粘度指数が予期しない驚く程
大きい２０３であり、安定で切れない潤滑膜を形成する
のに十分な粘度を保持できる。

グリセリントリオレートが優れた性能を示す１つの理由
は、周囲温度における粘度が望ましいものであり、かつ
粘度指数が極めて大きいことによる。これを一般に許容
される外挿線として第１図に示す。グリセリントリオレ
ートは周囲温度におると、かなシ低いにも拘らず、粘度
および膜形成能は鋳型−インプット界面温度において混
合物よシ優れており、かつひまし油に接近する。

インが、ト鋳造用鋳型潤滑剤の他の重要な性質は熱安定
性である。この性質は高温度における潤滑剤の気化また
は光学的劣化に対する抵抗性の測度である。インゴット
鋳型内で潤滑剤が熱劣化して気化すると望ましくない幾
つかの結果をもたらす。第１に、潤滑剤が鋳型内で迅速
に気化すると、安定な膜を保持するには多量の潤滑剤を
必要とする。第２に、鋳型内で気化すると、蒸気がイン
ゴット表皮を鋳型スカートから分離するので、この点に
おいて熱の抽出を減少させる。第３に、セラミックへ、
ダを使用する鋳造においては、鋳型内で生成した蒸気が
セラミックヘッダ材料に潤滑剤を圧入するので、ヘッダ
の劣化を早める。最後に、ＨＤＣおよびＦＤＣ鋳造にお
いて蒸発がおきると、オイルリングおよび鋳型スカート
を侵食して、インク９ツト表面にクラックを生ずる。

第２表に示す熱安定性は、グリセリントリオレートと、
ひまし油と、ひまし油７５重！−チ／　ｎ　−プチルア
セチルリシル−ト２５重量チ混合物と、ｎ−プチルアセ
チルリシル−トとについて、熱重量分析によって測定し
たものである。熱安定性を規定する一般に許容されるこ
の方法は、少量の物質を不活性雰囲気内の微量天秤に載
せ、温度上昇率を制御して加熱したときに、温度に対し
て測定した重量損失でおる。この方法によれば、所定温
度における重量損失百分率、および重量損失が最大な温
度がわかる。

第２表によれば、測定した潤滑剤のうちでグリセリント
リオレートが最高の熱安定性を示す。

以下余白 ペ　　６１８１へ　　　目 注目すべきことにｎ−！チルアセチルリフル−トは熱安
定性が比較的低い。グリセリン）　リオレートをひまし
油に混合すると、熱安定性を犠牲にするが、周囲温度に
おいて粘度が低く、フェスを形成する傾向が少ないので
、従来公知の技術よシ多くの点で優れた潤滑剤を得る。

この利点を説明するために、アルミニウム合金５１８２
から約１０２＋ａ＋（４インチ）／ｍ　ｉ　ｎの速度で
市販サイズＨＤＣ単位５３３Ｘ１０６６＋ｍ（２１Ｘ４
２インチ）イｙプ９ットを鋳造するのに、まずｎ−ゾテ
ルアセチルリ７ル−ト２５チ／ひまし油７５チ混合物、
次にグリセリン７５チ／ひまし油２５チ混合物を使用し
た。満足なインゴットを得るのに、ひまし油／ｎ−プチ
ルアセチルリシル−ト混合物は潤滑剤流量約２０　ｍｌ
／ｍｌｎ　　を必要としたが、グリセリントリオレート
／ひまし油混合物は潤滑剤流量約９プ／ｍｉｎ　を必要
とした・ インク０．ト鋳造用鋳型潤滑剤の他の必要な性質はイン
？、ト冷却水から迅速に分難することでおる。冷却水を
廃水として排出する場合は環境上の理由からこれが必要
である。さらに冷却水を循環させる系においては、除去
されずに残る鋳型潤滑剤が冷却効果を損なうためである
。第１に、潤滑剤の密度が水と比べて小さい程、浮力が
大きくて水から迅速に分離する。第２に、潤滑剤が水と
水素結合可能な水酸基を有する場合は迅速に分離しない
。第３表に示すように、グリセリントリオレートはひま
し油、またはｎ−プチルアセチルリシル−ト２５チ／ひ
まし油７５チ混合物のいずれよりも密度が小さい。グリ
セリントリオレートは水酸基を含まないので、従来公知
のこれらの潤滑剤よシはるかに有利でちる。

以下余白 グリセリントリオレートに比べて、オレイン酸の他のエ
ステルとともに、　　　　　　　　　　−キ噛■モ≠１
２番目の水酸基がアセチル化されたりシルイン酸エステ
ルを鋳造試験した。アルミニウム５１８２合金を４時間
で鋳造したが、このとき直径１５２■（６“）のビレッ
トを鋳造する■に装置を使用して各潤滑剤を試験した。

潤滑剤の流速は極めて速いものから極めて遅いものまで
変化させた。流速を広範囲にわたって変化させることが
でき、しかも許容できるインプットを得る潤滑剤を最良
と判定した。その結果を示す第４図によれば、グリセリ
ントリオレートが優れた結果を得た。

以下余白 第４表 １、　グリセリントリオレート ２、　ひまし油 ３、　エチルオレート ４、　メチルオレート ５、　ブチルリシル−ト ロ、　メチルリシル−ド ア、　メチルアセチルリシルレート ８、　　ｆチルオレート ９、　グリセリントリアセチルリシルレート１０、　プ
チルアセチルリシル−ト （１）　　直径１５２■（６インチ）ＨＤＣによって合
金５１８２を鋳造して決定 ＠４表に示すように、アセチルリシルイン酸のエステル
は極めて結果が悪い。ひまし油にｎ−プチルアセチルリ
シル−トを加えることによって、粘度を低下させ、フェ
ス沈澱を制御する試みは、第２表に示すように熱安定性
を損ない、かっ第４表に示すように潤滑性を減少させる
不利をともなう。

好ましい潤滑剤組成物としてはグリセリントリオレート
１００’％と、グリセリントリオレート少なくとも５０
重量％を含むひまし油の混合物とを含む。さらに当業者
に公知の添加剤を加えることもできる。このような添加
剤としては、殺菌剤、防食剤、酸化防止剤その他がある
。

例 本発明による好ましい潤滑剤組成物の例を次に示す。

１　　グリセリントリオレー）　　　　１００．０　　
％２　　グリセリントリオレート　　　　９９．５　％
＋　ＢＨＴ　（酸化防止剤＞　　　　　　　　０．５１
３　　グリセリントリオレー）　　　　　７５．０　　
チ＋ひまし油　　　　　　　　　　２５．０　ｇ６４　
　グリセリントリオレート　　　・７４．５　４＋ひま
し油　　　　　　　　　　　２５．０　　チ十ＢＨＴ　
（酸化防止剤）０６５　　チ例１の潤滑剤は市販サイズ
の■におよびＤＣインゴットの鋳造に使用した。■にイ
ンゴットの場合は、鋳型スカートまたはインが７）に沈
澱物が見られず、回収は優れていた。ＤＣインコ９ット
の場合は、ひまし油を使用する同様な鋳造と比べて、潤
滑剤の消費が約３０チであり、インゴットの引裂き率が
小さく、かつ回収が良好であった。

例３の潤滑剤は、ＤＣおよび■にのインコ９．トのいず
れに使用しても良好に鋳造することができる。さらにひ
まし油／ｎ−プチルアセチルリシル−ト混合物は前記比
較の＃１かに、市販サイズのＨＤＣビレ、トおよび１５
２Ｘ１５２ｍ　（６Ｘ６インチ）インゴット、直径１５
２餌（６インチ）インが、ト、および１２７Ｘ７６ｍ（
５Ｘ３インチ）インゴットを鋳造する棒材鋳造機におい
て優れたインが、トを鋳造することを見出した。以前に
ひまし油を使用したこの装置は例３の潤滑剤を使用する
ことによって潤滑剤消費量を５０チ減少させた。

例３の潤滑剤を使用して、市販サイズの角形ＤＣ鋳造装
置において合金７０５０、合金２２１９、合金６００９
および合金２０２４から市販サイズのインク９ツトを鋳
造した。例３の潤滑剤を使用してこの装置を操作すると
きには決しておきなかったのに、ひまし油では鋳型に油
の厚い被覆および形成が見られた。

本発明の上記説明は僅かな好ましい実施態様に関してな
されたものでおる。当業者は特許請求の範囲およびその
精神を逸脱することなく、本発明を変化または変更しう
ろことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は選択された離型剤組成物について外挿された動
粘度を温度の関数として示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷却した鋳型の内壁を潤滑し、この鋳型に、溶融し
   たアルミニウムまたはその合金を注入してインゴットの
   形に鋳造する方法であって、 （ａ）冷却した鋳型の内壁を、グリセリントリオレート
   約５０〜１００重量％と、酸化防止剤約０〜５重量％と
   、殺菌剤約０重量％〜有効量とから実質的になる離型剤
   組成物で潤滑し、 （ｂ）この鋳型内にアルミニウムまたはアルミニウム基
   合金を含む溶融金属を入れ、かつ （ｃ）この溶融金属をインゴットに鋳造し、この離型剤
   組成物はインゴット表面に高温引裂きが発生する回数を
   減少させ、かつこの組成物は消費率が少ない ことを特徴とする鋳造方法。 ２、工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）をそれぞれ連続し
   て行なう、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、離型剤組成物がさらに他の動物、植物、鉱物または
   合成の油約５０重量％までを含んで実質的になる、特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ４、離型剤組成物がさらにひまし油約５０重量％までを
   含んで実質的になる、特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ５、前記離型剤組成物がグリセリントリオレート約７０
   〜１００重量％と、ひまし油約０〜３０重量％とから実
   質的になる、特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、離型剤組成物が、グリセリントリオレート約７５重
   量％と、ひまし油約２５重量％とから実質的になる、特
   許請求の範囲第４項記載の方法。 ７、離型剤組成物が酸化防止剤約０．１〜５重量％を含
   む、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８、酸化防止剤が２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパラク
   レゾールを含む、特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、離型剤組成物の４０℃における粘度が約９３センチ
   ストークまたはこれより低い、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 １０、離型剤組成物の粘度指数が約１３８またはこれよ
   り大きい、特許請求の範囲第１項記載の方法。 １１、アルミニウムまたはその合金を連続鋳造するため
   の離型剤組成物であって、グリセリントリオレート約５
   ０〜９５重量％と、他の動物、植物、鉱物または合成の
   油約５〜５０重量％と、酸化防止剤約０〜５重量％と、
   殺菌剤約０重量％〜有効量とから実質的になることを特
   徴とする組成物。 １２、離型剤組成物がひまし油約５〜５０重量％を含ん
   で実質的になる、特許請求の範囲第１１項記載の組成物
   。 １３、離型剤組成物の４０℃における粘度が約９３セン
   チストークまたはこれより低い、特許請求の範囲第１１
   項記載の組成物。 １４、離型剤組成物の粘度指数が約１３８またはこれよ
   り大きい、特許請求の範囲第１１項記載の組成物。