JP2008188917A

JP2008188917A - 樹脂成形用金型の洗浄方法

Info

Publication number: JP2008188917A
Application number: JP2007027055A
Authority: JP
Inventors: Takahito Fukutake; 孝仁福武
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】本金型は多くのパーツから成り立ちまたサイズも小さいことから取り扱いが難しくこれを分解して組み直すのに非常に手間がかかるため、洗浄作業には非常に多くの時間がかかるという課題を有していた。またウエット洗浄であることから金属への腐食が発生する課題も有していた。
【解決手段】熱可塑性樹脂を用いた射出成形金型の少なくともキャビティ形成面を含んで真空領域を形成し、この真空領域内にプラズマ放電と反応ガスを導入して反応ガスの活性種を前記金型に照射して前記キャビティ形成面を洗浄することが出来るようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は樹脂成形用金型に付着する有機物の洗浄方法に関するものである。

近年、熱可塑性樹脂を用いた樹脂射出成形が広く用いられている。しかし、熱可塑性樹脂を用いた場合、樹脂の可塑化時に発生したデポジットが射出する毎に金型に付着しモールドデポジットが堆積してモールドデポジット層を形成する。また、堆積したモールドデポジット層により金型内の微細な溝部（以下、エアーベントと称する）を閉塞し、エアーベント機能が阻害される。さらに、エアーベント機能が阻害されることにより、ガスやエアー溜りが発生し、連続して樹脂成形品を成形する際にボイドと称される樹脂未充填不良が発生していた。

一方、金型内のエアーベントに堆積したモールドデポジット層を除去する従来の樹脂成形用金型の洗浄方法としては、電解洗浄液を充填した洗浄槽内で超音波を発生させながら電解洗浄しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図３は、前記特許文献１に記載された従来の樹脂成形用金型の洗浄方法を示した断面図である。図３において、洗浄槽１０１内には電解洗浄液１０２が充填されており、樹脂成形用金型１０３を収納する吊り下げかご１０４と超音波振動を発生させる振動子１０５とが設けられている。陰電極１０６は吊り下げかご１０４に絶縁材１０７を介して取り付けられ、陽電極１０８は吊り下げかご１０４に直接取り付けられた構成となっている。この前記洗浄槽１０１内の吊り下げかご１０４に、樹脂成形が行われ樹脂カスやガス焼けなどが付着した樹脂成形用金型１０３を搭載し、電解洗浄液１０２に浸漬した状態で通電しながら超音波振動をさせることにより洗浄していた。
特開２００１−２４１０００号公報

しかしながら、前記従来の構成では金型を分解して洗浄液プラス超音波などによるウエット洗浄を行い堆積したモールドデポジット層を除去した後、純水による濯ぎ洗浄をして乾燥するという洗浄工程を経る必要がある。さらに、多数の細かな部品からなる金型の場合、一旦、金型を細かな部品に分解した後に洗浄する必要があり、細かな部品の取り扱いが非常に難しく、分解し組立て直すという作業が非常に煩雑である。また、ウエット洗浄の場合、金属の腐食による金型の劣化が発生するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗浄時間の短縮、金型の分解、組み直し工程の省略および金型金属への腐食防止とした熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄方法は、熱可塑性樹脂を用いた射出成形金型の少なくともキャビティ形成面を含んで真空領域を形成し、この真空領域内にプラズマ放電と反応ガスを導入して反応ガスの活性種を前記金型に照射して前記キャビティ形成面を洗浄する。

本構成によって、金型の分解、組み直しをすることなくキャビティ形成面にプラズマなどの活性種を照射して、金型に付着した樹脂等と反応してこれを気体化するため、金型を洗浄することができ、洗浄時間の大幅な短縮を図ることができる。

以上のように、本発明の熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄方法によれば、金型の分解、組み直しをすることなくキャビティ形成面にプラズマなどの活性種を照射して、金型に付着した樹脂等と反応してこれを気体化させることによって、金型を洗浄することができ、洗浄時間の大幅な短縮を図ることができる。

以下本発明の実施の形態について、図１、図２を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄装置の断面図を示す。図２（ａ）、（ｂ）は、熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄状態図を示す。

図１を用いて熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄装置の構造を説明する。図１においてチャンバー３内には、平行平板電極２が上下に分かれて設置されており、その電極の上に射出成形用金型キャビティ４を置く。射出成形用金型キャビティ４はガス抜きの為の溝（エアーベント）構造を含んでいる。チャンバー３に反応ガス供給部１と接続されており反応ガスが供給される構造となっている。また平行平板電極２は高周波電源部５と接続され供給された高周波電圧によりプラズマ放電をチャンバー内で発生させる。

次に図２を参照して熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄方法を説明する。射出成形用金型のキャビティエアーベント部６は熱可塑性樹脂を射出成形した後の状態であり、樹脂の射出時に発生するガスと有機的に関連してモールドデポジット層７が形成されている（図２（ａ））。モールドデポジット層７の厚みは５μｍ程度である。

反応ガス供給部から反応ガスが供給されその反応ガスの活性種８は酸素プラズマ、酸素イオン、酸素ラジカルとし、反応ガスは酸素（Ｏ２）と４フッ化炭素（ＣＦ４）を７対３の割合で混合している。

かかる構成によれば射出成形用金型のキャビティエアーベント部６のモールドデポジット層７に反応ガスの活性種８を照射することにより、モールドデポジット層７の有機物は反応ガスの活性種８により図２（ｂ）に示すように、二酸化炭素９や水１０に分解され金型のキャビティ面のエアーベント部を塞いでいたモールドデポジット層を洗浄することができる。熱可塑性樹脂を用いた射出成形金型の少なくともキャビティ形成面を含んで真空領域を形成し、この真空領域内にプラズマ放電と反応ガスを導入して反応ガスの活性種を前記金型に照射して前記キャビティ形成面を洗浄することによって、金型の分解、組み直しをすることなく金型を洗浄することができ、金型の洗浄時間の大幅な短縮を図るのに必要な用途にも適用できる。

なお、本実施の形態において、熱可塑性樹脂を用いた射出成形金型でエアーベントを含んだ金型構造をもつキャビティ面に５μｍ程度の付着物を除去しようとした時の最適洗浄条件を表１に示す。

本発明の熱可塑性樹脂射出成形用金型の洗浄方法は、樹脂成形用金型に付着する有機物の洗浄方法に関するものであり、熱可塑性樹脂の成形に用いられる射出成形用金型の洗浄方法等に有用である。

本発明の実施の形態における金型の洗浄装置を示した断面図（ａ）本発明の実施の形態を説明する金型へモールドデポジット層が形成された状態を示した模式図（ｂ）発明の実施の形態を説明する金型へ付着したモールドデポジット層を除去した状態を示す模式図従来の樹脂成形用金型の洗浄方法を示した断面図

符号の説明

１反応ガス供給部
２平行平板電極
３チャンバー
４射出成形用金型キャビティ
５高周波電源部
６射出成形用金型キャビティエアーベント部
７モールドデポジット層
８反応ガスの活性種
９二酸化炭素
１０水
１１最適洗浄条件表
１０１洗浄槽
１０２電解洗浄液
１０３樹脂成形用金型
１０４吊り下げかご
１０５振動子
１０６陰電極
１０７絶縁材
１０８陽電極

Claims

真空状態に密閉された真空容器と、前記真空容器内に設置されたプラズマ放電する上電極と下電極とからなる一対の平行電極と、前記真空容器内に反応ガスを導入する導入部とを備えた金型洗浄装置において、前記下電極に金型の被洗浄部を前記上電極に対向載置し、前記真空容器内へ反応ガスを導入してプラズマ放電を行い前記反応ガスの活性種を前記金型に照射して前記被洗浄部を洗浄する金型洗浄装置。
前記真空容器内へ導入される前記反応ガスは酸素ガスを７とし、４フッ化炭素を３とした割合で混合したガスであることを特徴とする請求項１に記載の金型洗浄装置。
真空雰囲気内に設置されたプラズマ放電する一対の上電極と下電極とからなる平行電極の下電極に金型の被洗浄部を上電極に対向した状態に載置するステップと、前記真空雰囲気内に反応ガスを導入するステップと、前記真空雰囲気内に前記反応ガスを導入してプラズマ放電を行い前記反応ガスの活性種を前記金型に照射するステップとを備えた金型洗浄方法。