JP3288492B2 - 金型の洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型の洗浄方法に関
し、より詳しくは、光ディスク製造用スタンパのような
精密金型の表面に付着したゴミ，異物等を除去するのに
利用される洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の金型の洗浄方法として
は、例えば特開平４−２０５７３７号公報に開示された
方法が知られている。この方法は、超音波洗浄槽内の精
製水中で金型を洗浄した後、最終洗浄工程をスチーム洗
浄により行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
技術のように超音波洗浄により金型を洗浄する方法で
は、超音波により発生する気泡（キャビテーション）が
金型表面の微細な凹部に比べて大きいため、微細な凹部
の隅々まで十分に行き渡ることがなく、凹部の奥に入り
込んだ付着物を除去することができないという問題点が
あった。また、超音波の高エネルギーにより金型表面付
近に浮遊する微粒子が激しく振動するので、これらが金
型表面を叩いて傷つけてしまうことがあるという問題点
もあった。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、金型表面を傷つけることなく、金型表面の微細な凹
部に入り込んだゴミ，塵，埃などの付着物を完全に除去
することができる金型の洗浄方法を提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の金型の洗浄方法では、洗浄すべき金型の表面
に該金型の材質と異なる材質の金属層を形成する第１の
工程と、前記金属層を溶解除去する第２の工程と、を有
することを特徴としている。なお、前記第２の工程で金
属層を除去するには、酸やアルカリ、又は電解により溶
解して除去するとよい。

【０００６】

【作用】上記構成からなる本発明の金型の洗浄方法で
は、第１の工程で形成した金属層は、金型の微細な凹凸
内部に、さらにはゴミ・塵等の付着物と金型表面との間
にまで浸透するように形成される。そして、第２の工程
で金属層を除去すると、金属の溶解にともなって気体
（例えば水素ガス）が発生し、この気泡の圧力が金型表
面の付着物を除去するように働く。従って、金属層が除
去されるのと同時に併行して付着物の除去が行われる。

【０００７】

【実施例１】以下、添付図面を参照して本発明に係る金
型の洗浄方法の実施例を説明する。本発明の金型の洗浄
方法は、金型製造工程の一部をなす工程であり、全工程
を示せば図１の通りである。以下、金型の洗浄方法につ
いてのみ説明することとする。

【０００８】まず、本発明の実施例１を説明する。図２
は洗浄前の金型を示す図であり、図３は金型の洗浄方法
の第１の工程を説明する図であり、図４は同じく第２の
工程を説明する図である。

【０００９】金型１は、ニッケル電鋳により形成された
ものであって、図２に示す如く、表面の凹凸部分にはゴ
ミ等の付着物２が付着している。金型１は、本発明によ
る洗浄に先だち前洗浄として、アルカリ脱脂洗浄され、
純水でリンスされている。

【００１０】第１の工程では、図３に示す如く、亜鉛メ
ッキ層からなる金属層３を形成する。具体的には、Ｚｎ
Ｏを２０ｇ／ｌ，ＮａＯＨを１５０ｇ／ｌ，および光沢
剤を適量加えた亜鉛メッキ浴（ジンケート浴）中で、金
型１表面に厚さ０．０５mmの亜鉛の金属層３を形成し
た。

【００１１】第２の工程では、図４に示す如く、酸性の
溶液４に金型１を浸漬して金属層３を除去する。この溶
液４としては、ＨＣｌ含有量３６％の濃塩酸を３倍の体
積に水で薄めた希塩酸溶液を用いた。

【００１２】このように、金型１を希塩酸に浸すと、金
属層３の金属亜鉛が亜鉛イオンとなって溶解し、これと
同時に、希塩酸中の水素イオンが水素ガスの気泡５とな
って発生する。気泡５の発生は、溶液４中のイオンが金
属層３の表面で放電する化学反応で、原子レベルの作用
であるから、いかなる微細な凹部においても起こる現象
である。こうして微細な凹部の奥で気泡５が発生する
と、その圧力により金型１表面の付着物２は除去され
る。

【００１３】なお、金型１の材質であるニッケルは希塩
酸には極めてゆっくりしか溶解しない。従って、金属層
３の溶解が完了すると水素ガスの発生は見られなくなる
ので、これにより金属層３の溶解完了と判断し、金型１
を取り出して、純水でリンスした後、エアーで純水を吹
き飛ばして洗浄を完了する。

【００１４】

【実施例２】次に、本発明の実施例２を説明する。図面
は実施例１と共通であり、図面の説明において実施例１
と同一の要素には同一符号を付し重複する説明を省略す
る。この実施例の金型１は、ＳｉＣ材にイオンミリング
加工を施して形成したもので、有機溶剤の超音波洗浄で
前洗浄を行った後、乾燥させてある。この実施例では、
第１の工程で真空蒸着によりアルミニウムの金属層３を
金型表面に形成し、第２の工程でアルカリ性のＮａＯＨ
水溶液４に金型１を浸漬してアルミニウム金属層３を除
去する。これにより金属アルミニウムがＮａＯＨ水溶液
中のＯＨ- イオンの酸素と反応し、アルミン酸イオンと
なって溶解し、これと同時に、ＯＨ- イオンの水素がア
ルミニウム層の表面で水素ガスの気泡となって発生す
る。

【００１５】ここで、金型１の材質のＳｉＣはＮａＯＨ
水溶液４に不溶であるから、金属層３のアルミニウムの
みを溶解して除去することができる。アルミニウムが完
全に溶解したら、純水でリンスした後、アルコールに浸
漬し、さらにアセトンに浸漬し、乾燥して洗浄を完了す
る。

【００１６】なお本実施例においては、金属層３の材質
としてアルミニウムの代わりにＺｎ，Ｓｎ，Ｐｂ等の両
性金属を用いても同様の効果が得られる。また、金型１
の材質としてセラミック等の不導体又はステンレス等の
合金でも同様の効果が得られる。

【００１７】

【実施例３】次に、本発明の実施例３を説明する。この
実施例の金型１は、実施例１と同様のニッケル電鋳によ
り形成したもので、有機溶剤の超音波洗浄で前洗浄を行
った後、アルカリ脱脂洗浄され、純水でリンスされてい
る。この実施例では、第１の工程でクロムメッキにより
クロムの金属層３を金型表面に形成する。具体的には、
無水クロム酸が２５０ｇ／ｌ，硫酸が２．０ｇ／ｌ含ま
れるクロムメッキ浴で、金型１表面に厚さ０．０５mmの
クロムメッキの金属層３を形成した。また、第２の工程
ではＮａＯＨ水溶液４中で電解によりクロムの金属層３
を除去する。具体的には、図５に示すように、金型１を
陽極として陰極との間に４Ｖの電圧を印加して電解を行
う。このように電解を行うと、金属クロムが電子を放出
しクロムイオンとなって溶解し、これと同時に、ＮａＯ
Ｈ水溶液中のＯＨ- イオンがクロム金属層３の表面で放
電し酸素ガスの気泡５が発生する。

【００１８】ここで、金属層３が全て除去されると電解
電流値が変化するので、これにより電解を終了し、金型
１を取り出して、純水でリンスした後、エアーで純水を
吹き飛ばして洗浄を完了する。

【００１９】なお本実施例においては、クロム層をメッ
キによらず、真空蒸着等のドライプロセスにより形成し
ても同様の効果が得られる。また、電解の終了はクロム
層の厚さと電解速度とから求めた電解時間で判断しても
よい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金型の洗
浄方法によれば、金型表面を傷つけることなく、金型表
面の微細な凹部に入り込んだゴミ，塵，埃などの付着物
を完全に除去することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による金型の洗浄方法を含む金型の製造
工程全体を示す工程図である。

【図２】洗浄前の金型を説明するための図である。

【図３】本発明による金型の洗浄方法の第１の工程を説
明するための図である。

【図４】本発明による金型の洗浄方法の第２の工程を説
明するための図である。

【図５】本発明による金型の洗浄方法の第２の工程の別
の例を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 付着物 ３ 金属層 ４ 溶液 ５ 気泡 ６ 電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄すべき金型の表面に該金型の材質と
   異なる材質の金属層を形成する第１の工程と、 前記金属層を溶解除去する第２の工程と、 を有することを特徴とする金型の洗浄方法。