特許 7280228 ダイカスト用プランジャ潤滑剤及びその塗布方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-15

(45)【発行日】2023-05-23

(54)【発明の名称】ダイカスト用プランジャ潤滑剤及びその塗布方法

(51)【国際特許分類】

   C10M 173/00 20060101AFI20230516BHJP

   C10M 159/04 20060101ALN20230516BHJP

   C10M 127/00 20060101ALN20230516BHJP

   C10M 129/70 20060101ALN20230516BHJP

   C10M 129/40 20060101ALN20230516BHJP

   C10M 129/44 20060101ALN20230516BHJP

   C10M 125/26 20060101ALN20230516BHJP

   C10M 125/24 20060101ALN20230516BHJP

   C10N 10/02 20060101ALN20230516BHJP

   C10N 40/24 20060101ALN20230516BHJP

【ＦＩ】

C10M173/00

C10M159/04

C10M127/00

C10M129/70

C10M129/40

C10M129/44

C10M125/26

C10M125/24

C10N10:02

C10N40:24 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020155358

(22)【出願日】2020-09-16

(65)【公開番号】P2022049250

(43)【公開日】2022-03-29

【審査請求日】2022-06-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390002152

【氏名又は名称】日本クエーカー・ケミカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】石田 宗一郎

(72)【発明者】

【氏名】田端 英二

(72)【発明者】

【氏名】古川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】本行 克己

(72)【発明者】

【氏名】池田 俊和

【審査官】中野 孝一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／１４４４５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１８５８７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０５７３８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－００８０８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１０Ｍ１０１／００－１７７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉱物油、合成炭化水素、又は脂肪酸エステルから選ばれる１または２以上の化合物である成分（ａ）と、
高級脂肪酸のアルカリ金属塩又は脂肪族ヒドロキシ酸のアルカリ金属塩から選ばれる１または２以上の化合物である成分（ｂ）と、
脱水縮合可能なオキソ酸又はポリオキソ酸のアルカリ金属塩である成分（ｃ）と、
水と、
を含むダイカスト用プランジャ潤滑剤。

【請求項2】

前記成分（ｃ）は、ケイ酸のアルカリ金属塩である、
請求項１に記載のダイカスト用プランジャ潤滑剤。

【請求項3】

前記成分（ａ）の配合量は、潤滑剤全量に対して５～２５％であり、
前記成分（ｂ）の配合量が潤滑剤全量に対して３～１５％であり、
前記ケイ酸のアルカリ金属塩の配合量が潤滑剤全量に対して３～２５％である、
請求項２に記載のダイカスト用プランジャ潤滑剤。

【請求項4】

前記成分（ｃ）は、ホウ酸のアルカリ金属塩である、
請求項１に記載のダイカスト用プランジャ潤滑剤。

【請求項5】

前記成分（ａ）の配合量は、潤滑剤全量に対して５～２５％であり、
前記成分（ｂ）の配合量は、潤滑剤全量に対して３～１５％であり、
前記ホウ酸のアルカリ金属塩の配合量は、潤滑剤全量に対して０．５～３０％である、
請求項４に記載のダイカスト用プランジャ潤滑剤。

【請求項6】

前記成分（ｃ）は、リン酸のアルカリ金属塩である、
請求項１に記載のダイカスト用プランジャ潤滑剤。

【請求項7】

前記成分（ａ）の配合量は、潤滑剤全量に対して５～２５％であり、
前記成分（ｂ）の配合量は、潤滑剤全量に対して３～１５％であり、
前記リン酸のアルカリ金属塩の配合量は、潤滑剤全量に対して０．５～３０％である、
請求項６に記載のダイカスト用プランジャ潤滑剤。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載のダイカスト用プランジャ潤滑剤を、ダイカスト鋳造装置において溶湯を金型内に射出するプランジャが摺動するスリーブの内面に、スプレーによって塗布する、ダイカスト用プランジャ潤滑剤の塗布方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はダイカスト用プランジャ潤滑剤及びその塗布方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アルミニウム等の金属材料のダイカストにおいては、プランジャがスリーブを摺動することによって、ダイカスト型内に溶湯が射出される。そして、プランジャとスリーブとの摺動面でのスリーブの摩耗を低減するとともにプランジャの射出速度を安定化させるため、プランジャとスリーブとの間（特にスリーブの内壁）に潤滑剤が供給される。ここで、スリーブ内に油性の潤滑剤を供給した後に溶湯をスリーブ内に注ぐと、油性潤滑剤が高温に晒され、油成分が燃焼するおそれがある。

【0003】

特許文献１は、燃焼を抑えたダイカスト用水溶性プランジャ潤滑剤を開示している。特許文献１にかかる潤滑剤は、鉱物油、合成炭化水素、油脂、脂肪酸エステルから選ばれる１または２以上の化合物である成分（ａ）と、高級脂肪酸のアルカリ金属塩または脂肪族ヒドロキシ酸のアルカリ金属塩から選ばれる１または２以上の化合物である成分（ｂ）と、合成スルホン酸のアルカリ金属塩または石油スルホン酸のアルカリ金属塩から選ばれる１または２以上の化合物である成分（ｃ）と、微粒子シリカと、水とを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－２２４８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１にかかる潤滑剤は、水を含むこと、及び高級脂肪酸アルカリ金属塩を用いていることによって、燃焼性を抑えている。しかしながら、特許文献１にかかる潤滑剤は、燃焼抑制性について、未だ改善の余地がある。例えば、特許文献１にかかる潤滑剤は、水が蒸発してしまうとその効果が薄くなってしまう。言い換えると、特許文献１にかかる潤滑剤は、水が蒸発すると、燃焼を抑制することが難しくなるおそれがあった。したがって、特許文献１にかかる潤滑剤は、適切に燃焼を抑制することができないおそれがあった。

【0006】

本発明は、適切に燃焼を抑制することが可能なダイカスト用プランジャ潤滑剤及びその塗布方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明にかかるダイカスト用プランジャ潤滑剤は、鉱物油、合成炭化水素、又は脂肪酸エステルから選ばれる１または２以上の化合物である成分（ａ）と、高級脂肪酸のアルカリ金属塩又は脂肪族ヒドロキシ酸のアルカリ金属塩から選ばれる１または２以上の化合物である成分（ｂ）と、脱水縮合可能なオキソ酸又はポリオキソ酸のアルカリ金属塩である成分（ｃ）と、水と、を含む。

【0008】

本発明は、上記のように構成されていることによって、脱水縮合可能なオキソ酸又はポリオキソ酸のアルカリ金属塩の作用によって、潤滑剤の燃焼を抑制することが可能となる。

【0009】

また、好ましくは、前記成分（ｃ）は、ケイ酸のアルカリ金属塩である。さらに好ましくは、前記成分（ａ）の配合量は、潤滑剤全量に対して５～２５％であり、前記成分（ｂ）の配合量が潤滑剤全量に対して３～１５％であり、前記ケイ酸のアルカリ金属塩の配合量が潤滑剤全量に対して３～２５％である。
これにより、潤滑剤の難燃性と潤滑に必要な量の成分（ａ）を適切に配合することとを実現することが可能となる。

【0010】

また、好ましくは、前記成分（ｃ）は、ホウ酸のアルカリ金属塩である。さらに好ましくは、前記成分（ａ）の配合量は、潤滑剤全量に対して５～２５％であり、前記成分（ｂ）の配合量は、潤滑剤全量に対して３～１５％であり、前記ホウ酸のアルカリ金属塩の配合量は、潤滑剤全量に対して０．５～３０％である。
これにより、潤滑剤の難燃性と潤滑に必要な量の成分（ａ）を適切に配合することとを実現することが可能となる。

【0011】

また、好ましくは、前記成分（ｃ）は、リン酸のアルカリ金属塩である。さらに好ましくは、前記成分（ａ）の配合量は、潤滑剤全量に対して５～２５％であり、前記成分（ｂ）の配合量は、潤滑剤全量に対して３～１５％であり、前記リン酸のアルカリ金属塩の配合量は、潤滑剤全量に対して０．５～３０％である。
これにより、潤滑剤の難燃性と潤滑に必要な量の成分（ａ）を適切に配合することとを実現することが可能となる。

【0012】

また、好ましくは、ダイカスト用プランジャ潤滑剤の塗布方法は、ダイカスト用プランジャ潤滑剤を、ダイカスト鋳造装置において溶湯を金型内に射出するプランジャが摺動するスリーブの内面に、スプレーによって塗布する。
これにより、スリーブに塗布された潤滑剤の燃焼をさらに抑制することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、適切に燃焼を抑制することが可能なダイカスト用プランジャ潤滑剤及びその塗布方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施の形態にかかるダイカスト鋳造装置１を示す図である。

【図2】本実施の形態にかかるダイカスト鋳造装置１を示す図である。

【図3】本実施の形態にかかるダイカスト鋳造装置１を示す図である。

【図4】本実施の形態にかかるダイカスト用プランジャ潤滑剤の成分を例示する図である。

【図5】実験１に関する実験結果を示す図である。

【図6】実験２に関する実験結果を示す図である。

【図7】実験３に関する実験結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定されるわけではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

【0016】

（ダイカスト鋳造装置）
図１～図３は、本実施の形態にかかるダイカスト鋳造装置１を示す図である。ダイカスト鋳造装置１は、金型１０、スリーブ１４、及びプランジャ１５を有する。金型１０は、溶湯を加圧凝固することにより鋳物を形成するためのものである。金型１０は、例えば、ダイカスト法に用いる金型１０である。ダイカスト法で使用する金型１０は、鋳造した鋳物を取り出せるように、例えば、複数の部品から構成されている。金型１０は、例えば、移動型金型１０ａ及び固定側金型１０ｂを含んでいる。金型１０は、所定の鋼材から構成されている。例えば、金型１０は、熱間金型用合金工具鋼（ＳＫＤ６１基材）を含んでいる。ＳＫＤ６１基材は、合金工具鋼の一種で、炭素工具鋼にタングステン、モリブデン、クロム、バナジウム等が添加されている。なお、金型１０は、移動型金型１０ａ及び固定側金型１０ｂを含んでいるものに限らない。また、金型１０の材料は、ＳＫＤ６１基材に限らない。

【0017】

金型１０は、キャビティ１１を有している。キャビティ１１は、金型１０の内部に形成された空洞部分であり、溶湯２０が充填される部分である。キャビティ１１は、例えば、移動型金型１０ａと固定側金型１０ｂとが型締めされたときに、金型１０の内部に形成される。金型１０におけるキャビティ１１に接する面をキャビティ面１２という。キャビティ１１は、金型１０のキャビティ面１２で囲まれている。よって、金型１０のキャビティ面１２で囲まれたキャビティ１１に溶湯２０が充填される。

【0018】

スリーブ１４は、金型１０に接続されている。スリーブ１４は円筒状をしている。スリーブ１４の一端は、金型１０のキャビティ１１に通じる開口に接続されている。スリーブ１４の他端にはプランジャ１５が挿入されている。スリーブ１４の一部に溶湯の供給口１４ａが設けられている。ピン１８は、鋳物を取り出すためのものである。

【0019】

プランジャ１５は、スリーブ１４を摺動して、溶湯２０を金型１０の内部（キャビティ１１）に射出する。プランジャ１５は、プランジャチップ１５ａとプランジャロッド１５ｂとを有する。プランジャチップ１５ａは、スリーブ１４内の溶湯２０に直接接触する円柱状の部材である。プランジャチップ１５ａは、棒状部材であるプランジャロッド１５ｂを介して、プランジャ１５を駆動するプランジャ駆動源（図示せず）に連結されている。プランジャ駆動源の駆動により、プランジャチップ１５ａは、スリーブ１４の内面１４ｂを摺動して、溶湯２０をキャビティ１１に押し出す。

【0020】

図２に示すように、溶湯２０は、円筒状をしたスリーブ１４内に、供給口１４ａから供給され、プランジャ１５でキャビティ１１内に押し出される。溶湯２０は、スリーブ１４内を通り、キャビティ１１に送り込まれる。

【0021】

図３は、スリーブ１４の内面１４ｂの拡大図である。図３に示すように、スリーブ１４の内面１４ｂには、ダイカスト用プランジャ潤滑剤である潤滑剤５０が塗布されている。潤滑剤５０は、プランジャ１５（プランジャチップ１５ａ）とスリーブ１４（内面１４ｂ）との間の摩擦を低減するために用いられる。以下、詳述する。

【0022】

（ダイカスト用プランジャ潤滑剤）
ダイカスト用プランジャ潤滑剤（潤滑剤５０）は、主に潤滑成分として機能する成分（ａ）と、主に界面活性剤として機能する成分（ｂ）と、脱水縮合可能なオキソ酸又はポリオキソ酸のアルカリ金属塩である成分（ｃ）と、水とを含む。後述するように、成分（ａ）は、鉱物油、合成炭化水素、又は脂肪酸エステルから選ばれる１または２以上の化合物である。後述するように、成分（ｂ）は、高級脂肪酸のアルカリ金属塩又は脂肪族ヒドロキシ酸のアルカリ金属塩から選ばれる１または２以上の化合物である。後述するように、脱水縮合可能なオキソ酸又はポリオキソ酸のアルカリ金属塩（以下、単に「オキソ酸のアルカリ金属塩」又は「オキソ酸塩」と称する）は、例えば、二価以上のオキソ酸のアルカリ金属塩であってもよい。また、オキソ酸のアルカリ金属塩は、例えば、ケイ酸のアルカリ金属塩、ホウ酸のアルカリ金属塩、又はリン酸のアルカリ金属塩であってもよい。オキソ酸のアルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の例は、ナトリウム、リチウム、カリウム等であり、好ましくはナトリウム、カリウムである。

【0023】

本実施形態のように、潤滑剤５０に上述したオキソ酸のアルカリ金属塩（成分（ｃ））を添加することによって、潤滑剤５０の燃焼を抑制することができる。すなわち、後述するように、オキソ酸のアルカリ金属塩の作用によって、潤滑剤５０の燃焼を抑制することができる。例えば、オキソ酸のアルカリ金属塩が熱源（溶湯２０等）からの入熱によって脱水縮合反応を起こして無機オリゴマー膜または無機ポリマー膜（不燃膜）と水とが生成され、無機オリゴマー膜または無機ポリマー膜による窒息作用と水による冷却作用によって、潤滑剤５０の燃焼を抑制することができる。また、後述するように、潤滑剤５０に含まれる水が蒸発した後であっても、オキソ酸のアルカリ金属塩の潮解反応によって、潤滑剤５０の燃焼を抑制することができる。

【0024】

図４は、本実施の形態にかかるダイカスト用プランジャ潤滑剤（潤滑剤５０）の成分を例示する図である。図４の例では、成分（ｃ）がケイ酸アルカリ金属塩である、つまり、潤滑剤５０は、成分（ａ）、成分（ｂ）、ケイ酸アルカリ金属塩（成分（ｃ））、及び水を含む。

【0025】

成分（ａ）は、上述したように、鉱物油、合成炭化水素、又は脂肪酸エステルから選ばれる１または２以上の化合物である。成分（ａ）の作用は、プランジャ１５（プランジャチップ１５ａ）とスリーブ１４との間の摩擦を低減することである。成分（ａ）は、これにより、高速での溶湯２０の射出を可能にする。

【0026】

また、成分（ａ）の配合量は、潤滑剤５０の全量に対して５～２５％（重量％）であることが好ましい。成分（ａ）の配合量が上限２５％を超えると、潤滑剤５０を、分離を起こさない均一な製品にすることが困難となることが、実験で明らかとなった。また、成分（ａ）の配合量が下限５％を下回ると、十分な潤滑性を得ることが困難となることが、実験で明らかとなった。

【0027】

なお、成分（ａ）を構成する鉱物油の例は、マシン油、タービン油、スピンドル油、プロセスオイル油等である。成分（ａ）を構成する合成炭化水素の例は、ポリアルファオレフィンである。成分（ａ）を構成する脂肪酸エステルの例は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸等の脂肪酸と、１価または多価アルコールを反応させて生成したエステルである。１価または多価アルコールの例は、２－エチルヘキサノール、イソデカノール、トリデカノールなどの炭素数１～１８までの１価アルコール、またはトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、ジペンタエリスリトール等である。

【0028】

成分（ｂ）は、上述したように、高級脂肪酸のアルカリ金属塩又は脂肪族ヒドロキシ酸のアルカリ金属塩から選ばれる１または２以上の化合物である。なお、潤滑剤成分として水に可溶であれば、高級脂肪酸、脂肪族ヒドロキシ酸、アルカリ金属の種類は特に限定されない。成分（ｂ）は、成分（ａ）（油）を水中に分散させるという作用を有する。これにより、液（潤滑剤５０）の粘度を水の粘度に近くし、作業性を良くすることができる。また、成分（ｂ）は、プランジャ１５（プランジャチップ１５ａ）とスリーブ１４との間の摩擦を低減するという作用を有する。これにより、高速での溶湯２０の射出を可能にする。

【0029】

また、成分（ｂ）の配合量は、潤滑剤５０の全量に対して３～１５％（重量％）であることが好ましい。成分（ｂ）の配合量が上限１５％を超えると、成分（ｂ）の水への溶解が困難となることが、実験で明らかとなった。また、成分（ｂ）の配合量が下限３％を下回ると、界面活性作用が低下して成分（ａ）を溶解させることが困難となることが、実験で明らかとなった。

【0030】

ケイ酸アルカリ金属塩は、周囲の熱源（溶湯２０及びスリーブ１４等）からの入熱によって脱水縮合反応を起こして潤滑剤５０の表面に不燃膜（シリケート膜）を生成するという作用を有する。これにより、潤滑剤５０の液表面を窒息（酸欠）させ、潤滑剤５０の燃焼を抑制することができる。また、ケイ酸アルカリ金属塩は、周囲の熱源（溶湯２０及びスリーブ１４等）からの入熱によって脱水縮合反応を起こして水を生成するという作用を有する。これにより、生成された水によって系（スリーブ１４及びプランジャ１５等）を冷却し、燃焼を抑制することができる。なお、このような作用及び効果は、他のオキソ酸のアルカリ金属塩でも、同様に有する。

【0031】

また、ケイ酸アルカリ金属塩は、乾燥後に潮解反応によって溶解するという作用を有する。潮解反応とは、微細結晶が大気中の水蒸気を取り込んで溶解していく現象である。これにより、潤滑剤５０は、水が蒸発したとしても潮解反応により水分を多く含むことができるので、水が蒸発して残渣となった潤滑剤５０の湯こぼれ等による燃焼を抑制することができる。したがって、ケイ酸アルカリ金属塩を含む潤滑剤５０は、水が蒸発しても、燃焼を抑制することができる。言い換えると、ケイ酸アルカリ金属塩を含む潤滑剤５０は、燃焼抑制性を向上させることが可能となる。なお、このような作用及び効果は、他のオキソ酸のアルカリ金属塩でも、同様に有する。

【0032】

なお、ケイ酸アルカリ金属塩の脱水縮合反応を以下に示す。

【化1】

【0033】

また、ケイ酸アルカリ金属塩の潮解反応を以下に示す。

【化2】

【0034】

また、ケイ酸アルカリ金属塩の配合量は、潤滑剤全量に対して３～２５％であることが好ましい。ケイ酸アルカリ金属塩の配合量が上限２５％を超えると、水と成分（ａ）とが分離するため、潤滑に必要な量の成分（ａ）を適切に配合することが困難となることが、実験で明らかとなった。さらに、ケイ酸アルカリ金属塩の配合量が上限２０％を超えると、十分な潤滑性を得ることが困難となることが、実験で明らかとなった。また、ケイ酸アルカリ金属塩の配合量が下限３％を下回ると、十分な燃焼抑制性（難燃性）を得ることが困難となることが、実験で明らかとなった。このように、ケイ酸アルカリ金属塩の配合量を上述した範囲とすることで、潤滑剤５０の難燃性と潤滑に必要な量の成分（ａ）を適切に配合することとを実現することが可能となる。

【0035】

潤滑剤５０のうち、上述した成分（ａ）、成分（ｂ）及び成分（ｃ）の残部が水である。水の配合量は、潤滑剤全量から潤滑剤中の固形分濃度を除いた部分により表わされる。例えば、水の配合量は、潤滑剤全量に対して４５～７０％であることが好ましい。

【0036】

水は、液の連続層を形成するという作用を有する。これにより、潤滑剤５０の粘度を下げ、作業性を良くすることができる。また、水は、連続層にケイ酸塩（ケイ酸アルカリ金属塩）を溶解させ、蒸発時に油滴表面にケイ酸塩を析出させるという作用を有する。これにより、油滴表面に不燃膜を集中させ、燃焼抑制効率を向上させることができる。また、水は、潤滑剤５０をスリーブ１４に塗布する際にスリーブ１４内を水蒸気で充満させるという作用を有する。これにより、スリーブ１４内の酸素濃度を下げ、燃焼を抑えることができる。

【0037】

なお、上述したように、オキソ酸のアルカリ金属塩（成分（ｃ））は、ホウ酸アルカリ金属塩又はリン酸アルカリ金属塩であってもよい。ホウ酸アルカリ金属塩又はリン酸アルカリ金属塩の場合でも、成分（ａ）及び成分（ｂ）の配合量の範囲は、上述した図４に示したものと同じである。

【0038】

ホウ酸アルカリ金属塩の配合量は、潤滑剤全量に対して０．５～３０％であることが好ましい。ケイ酸アルカリ金属塩の配合量が上限３０％を超えると、潤滑に必要な量の成分（ａ）を溶解させることが困難となることが、実験で明らかとなった。また、ホウ酸アルカリ金属塩の配合量が下限０．５％を下回ると、十分な燃焼抑制性（難燃性）を得ることが困難となることが、実験で明らかとなった。このように、ホウ酸アルカリ金属塩の配合量を上述した範囲とすることで、潤滑剤５０の難燃性と潤滑に必要な量の成分（ａ）を適切に配合することとを実現することが可能となる。

【0039】

また、リン酸アルカリ金属塩の配合量は、潤滑剤全量に対して０．５～３０％であることが好ましい。ケイ酸アルカリ金属塩の配合量が上限３０％を超えると、潤滑に必要な量の成分（ａ）を溶解させることが困難となることが、実験で明らかとなった。また、リン酸アルカリ金属塩の配合量が下限０．５％を下回ると、十分な燃焼抑制性（難燃性）を得ることが困難となることが、実験で明らかとなった。このように、リン酸アルカリ金属塩の配合量を上述した範囲とすることで、潤滑剤５０の難燃性と潤滑に必要な量の成分（ａ）を適切に配合することとを実現することが可能となる。

【0040】

なお、上述した各成分の配合量の潤滑剤５０を原液として使用することも可能である。また、経済面や運送方法を考慮して、予め固形分を多く含有させたものを潤滑剤の安定性を損なわない範囲で作製しておき、使用前に上述した範囲内でこれを希釈して使用してもよい。あるいは、上述した範囲の潤滑剤５０を水によって希釈して使用することも可能である。

【0041】

なお、水中の油（成分（ａ））の粒径について、水と油の分離を抑えつつ、水の蒸発時の残渣の燃焼抑制性を高くするには、油の粒径を１００ナノメートル以下にする必要がある。この実現は、水、油（成分（ａ））及び界面活性剤（成分（ｂ））の量の調整と一般的な攪拌とによって可能であり、特殊な攪拌法は必要としない。なお、この状態では、一般的なエマルションとは異なり、液（潤滑剤５０）は白濁せず透明な状態となる。
１．なお、潤滑剤５０のｐＨ調整のため、脂肪酸、脂肪族二塩基酸、ヒドロキシ脂肪酸を使用することができる。
２．なお、潤滑剤５０の油粒径調整のため、非イオン界面活性剤、水溶性アミンを使用することができる。

【0042】

（実験内容）
発明者らは、上述したケイ酸アルカリ金属塩（以下、「ケイ酸塩」と称することがある）を含んだ潤滑剤が実機（ダイカスト鋳造装置１のプランジャ１５及びスリーブ１４）に対して使用可能であるかの検証を行った。まず、潤滑剤をスリーブ１４に塗布する際の方式について、滴下方式とスプレー方式とを比較した。その結果、潤滑性能については、スプレー方式の方が潤滑剤をスリーブ１４の全体に付与できるので、潤滑性が良好となった。一方、滴下方式では潤滑剤は燃焼しなかったものの、実機に対してスプレー方式で潤滑剤を供給したところ、注湯時に着火したことがあった。そこで、以下に示す実験１～３を行った。

【0043】

＜実験１＞
塗布条件と注湯時に発生する火柱高さとの関係を調査した。実機のスリーブ１４に潤滑剤を様々な条件で塗布した後、溶湯２０を注湯したときに発生した火柱の高さを映像によって計測した。潤滑剤の塗布は、スリーブ１４の供給口１４ａの直下へ、スプレーで２条件、滴下で１条件の計３条件で行った。スプレーによる塗布時のエア圧は０．２ＭＰａ及び０．３ＭＰａの２条件、滴下による塗布時の液圧は０．１５ＭＰａの１条件、潤滑剤の塗布量は６ｇとした。注湯する溶湯２０は、６６０℃のアルミニウム溶湯１２ｋｇとした。

【0044】

＜実験２＞
スプレー条件及び潤滑剤組成の、給湯時の着火性への影響を調査した。実機のスリーブ１４を模擬したブロックに、ケイ酸塩の配合量（ケイ酸塩量）を変更した潤滑剤をスプレーで塗布した後、ブロックに注湯して、着火の有無を調べた。ケイ酸塩量は、実験１で使用した潤滑剤のケイ酸塩量を基準として、１倍、１．５倍、２倍の３条件とした。スプレーのエア圧は、０．２ＭＰａ及び０．３ＭＰａの２条件、滴下の液圧は０．１５ＭＰａの１条件、潤滑剤の塗布量は０．７ｇとした。注湯する溶湯２０については、アルミニウム溶湯１００ｇを６５０℃と７００℃の２条件で注湯した。

【0045】

＜実験３＞
潤滑剤を放置した際の吸湿性及び着火性の調査を行った。潤滑剤を恒温槽にて乾燥させた後、潤滑剤を恒温槽から取り出した直後（０ｈ）と、外部環境に放置してから１ｈ、３ｈ、９ｈ後とに、潤滑剤の重量計測及び潤滑剤に対する注湯を行い、そのときの重量変化及び着火の有無を調べた。潤滑剤の使用量は乾燥前の重量で６ｇとし、潤滑剤を１５０℃の恒温槽で１６ｈ乾燥させた。外部環境は、通気性の良い工場内で気温３８℃、湿度４０％であった。

【0046】

（実験結果）
＜実験１＞
図５は、実験１に関する実験結果を示す図である。図５は、エア圧と火柱の高さとの関係を示すグラフである。なお、滴下で塗布した条件を、便宜上、エア圧０ＭＰａで塗布したものとした。図５に示すように、エア圧が上昇してミスト径が小さくなるほど、火柱が高くなる結果となった。このように、潤滑剤の燃焼性は、塗布条件にも影響されることが分かった。つまり、潤滑剤の塗布方法として、潤滑剤５０をスリーブ１４の内面にスプレーによって塗布することで、スリーブ１４に塗布された潤滑剤の燃焼をさらに抑制することができる。

【0047】

なお、液滴の微細化によって燃焼が激しくなった理由として、下記の２つの理由が考えられる。
１つ目の理由は、微細化により液滴の比表面積が増え、酸化反応が促進されたことである。液滴の比表面積（面積／体積）は、液滴の代表径に反比例する。そのため、液滴が微細化すると、液滴の表面を介した入熱及び酸素供給が激しくなり、各液滴の酸化反応が激しくなると考えられる。

【0048】

２つ目の理由は、液滴の総表面積が増えたため、シリケート膜の被覆率が下がり、燃焼を抑制できなくなったことである。一定量の液（潤滑剤）に対して液滴の表面積の計は液滴の代表径に反比例する。塗布した潤滑剤に含まれるケイ酸塩量は限られているため、液滴を微細化するとシリケート膜で液滴を十分に覆い切れなくなり、燃焼の抑制が不十分になったと考えられる。

【0049】

＜実験２＞
図６は、実験２に関する実験結果を示す図である。なお、ケイ酸塩量が１倍の潤滑剤は全ての条件で着火し、ケイ酸塩量が２倍の潤滑剤は全ての条件で着火しなかった。図６は、ケイ酸塩量が１．５倍の潤滑剤の場合の各条件における着火の有無を示す。

【0050】

ケイ酸塩量が１．５倍の潤滑剤では、最も着火し易い条件である、エア圧が０．３ＭＰａであり溶湯温度が７００℃の場合のみで着火した。この結果より、潤滑剤におけるケイ酸塩量を増やすことで潤滑剤が着火し難くなることを確認できた。一方、実際に潤滑剤を用いる場合は、潤滑剤の難燃性能については、潤滑剤の成分による液単体の能力として評価するだけでなく、使用環境も含めて評価することがより好ましいと考えられる。

【0051】

＜実験３＞
図７は、実験３に関する実験結果を示す図である。なお、乾燥によって減少した重量は潤滑剤に含まれる水分量とほぼ同等となり、潤滑剤の水分は十分に除去できたと考えられる。図７は、恒温槽で乾燥された潤滑剤を恒温槽から取り出してからの時間と、そのときの重量の乾燥終了直後の重量に対する比との関係を示すグラフである。

【0052】

図７では、１ｈ後から９ｈ後までの間では潤滑剤の重量が線形に変化しているように見られる。しかしながら、乾燥終了直後の重量とこの近似直線の切片とは大きく異なっている。このことから、乾燥終了直後においては、吸湿速度及び吸湿限界が異なる二種の反応が起きていると考えられ、潮解とは別にシラノール基による吸湿作用も働いていると推定される。

【0053】

ケイ酸アルカリ金属塩のシラノール基による吸湿反応を以下に示す。

【化3】

【0054】

なお、乾燥終了直後では溶湯による着火がみられたが、１ｈ以上吸湿させた場合は着火が確認されなかった。つまり、潤滑剤がスリーブ外に飛散しても、大気中の水分により１ｈ以内に速やかに燃え難い状態になると考えられる。このように、潤滑剤にケイ酸塩（オキソ酸塩）を添加することで潤滑剤が潮解性を有することは、難燃性の向上に有効であることが分かった。

【0055】

（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施形態では、オキソ酸のアルカリ金属塩としてケイ酸のアルカリ金属塩、ホウ酸のアルカリ金属塩又はリン酸のアルカリ金属塩が考えられるとしたが、これ以外のオキソ酸塩であってもよい。

【符号の説明】

【0056】

１・・・ダイカスト鋳造装置、１０・・・金型、１０ａ・・・移動型金型、１０ｂ・・・固定側金型、１１・・・キャビティ、１４・・・スリーブ、１４ａ・・・供給口、１４ｂ・・・内面、１５・・・プランジャ、１５ａ・・・プランジャチップ、１５ｂ・・・プランジャロッド、２０・・・溶湯、５０・・・潤滑剤、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】