JPH091282A - 金型用粉体離型剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金型１のうち低温状態に維持される割り面４へ
の付着を回避するのに有利であり、成形品の精度の確
保、バリの低減に有利な粉体離型剤を提供する。 【構成】粉末離型剤は、ワックス粒子５の他に、キャビ
ティ型面３の熱では融けない無機粉末粒子６と、有機化
合物からなる粉末粒子７とを混合して構成されている。
無機粉末粒子６としてはタルク、雲母を採用できる。有
機化合物からなる粉末粒子７は、ポリエチレンワック
ス、ナイロンパウダーを採用できる。粉末粒子７の粒径
は０．１〜５０μｍである。固定型１１と可動型１０と
の間の空間に離型剤塗布装置７Ｘを装入し、圧送ポンプ
７３により吹付ノズル７１から粉末離型剤を高温のキャ
ビティ型面３に向けて吹きつける。割り面４は低温であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は成形品の型離れ性を確保
する金型用粉体離型剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に金型のキャビティ型面には離型
剤が塗布される。離型剤は成形品の型離れ性等に貢献で
きる。ダイカスト鋳造用金型などに用いられる粉末離型
剤としては、油性系のもの、水溶性系のものが使用され
ている。油性系のものは、発煙や引火のおそれがあるた
め、水溶性のものが近年多用されつつある。しかし水溶
性の離型剤は、キャビティにおける水残りが生じること
があり、水残りに起因する問題が生じ易い。

【０００３】そこで特開平４−２７９２４２号公報に
は、無機化合物からなる粉末状または顆粒状の離型剤基
材と、有機化合物からなる粉末離型剤とを混合してなる
非水溶性タイプのダイカスト用粉末離型剤が開示されて
いる。このものによれば、離型剤に水分が含まれていな
いので、水残りに起因する問題が生じない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
に係る離型剤によれば、離型剤の塗布が要求されるキャ
ビティ型面ばかりか、離型剤の塗布が要求されない割り
面にも付着してしまう。従って、使用につれて金型の割
り面に離型剤が過剰に積層される。よって金型の型締め
精度が低下し、金型で成形した成形品の寸法精度が低下
したり、バリが発生したりする不具合がある。

【０００５】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、温度選択性をもたせることにより、金型のうち
低温状態に維持される割り面への付着を軽減、回避する
のに有利であり、成形品の精度の確保、バリの低減に有
利な粉体離型剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金型用粉体
離型剤は、熱間状態の素材を成形するキャビティ型面と
キャビティ型面に隣設する割り面とを備えた金型に塗布
される粉体離型剤であって、熱間状態の素材を離型した
後の金型のキャビティ型面の温度領域に相応する融点領
域をもち、キャビティ型面の熱で融けると共に割り面の
熱で実質的に融けない熱可塑性粉末粒子が配合されてい
ることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】金型のキャビティ型面は、熱間状態の素材に直
接触れるので、金型のキャビティ型面の温度は高くな
る。一方、金型の割り面は、熱間状態の素材に実質的に
触れないため、また熱間状態の素材に触れるとしてもキ
ャビティ型面に比較して僅かであるため、金型の割り面
の温度は低い。なお割り面とは、相手側に対する分割面
という意味である。

【０００８】本発明に係る金型用粉体離型剤を、素材離
型後の金型の高温状態のキャビティ型面に接触させれ
ば、その熱可塑性粉末粒子はキャビティ型面の熱で速や
かに溶け、キャビティ型面に融着する。これによりキャ
ビティ型面における離型剤の塗布が行われる。故に熱可
塑性粉末粒子の融点領域はキャビティ型面の温度領域と
相応することが好ましい。

【０００９】一方、金型のうち低温状態に維持される割
り面に熱可塑性粉末粒子が触れたとしても、その熱可塑
性粉末粒子は融けにくく、従ってキャビティ型面に付着
しにくい。この様に本発明に係る粉体離型剤によれば、
金型の温度分布の高低に応じた選択付着が図られる。

【００１０】

【実施例】図１〜図３を参照して離型剤の塗布のメカニ
ズムについて説明する。この例はダイカスト鋳造用金型
に適用した場合である。図１に金型１のキャビティ型面
３が示されている。この金型１のキャビティ型面３は、
高温の溶湯が所定間隔ごとに注入されるので、溶湯に繰
り返して触れ、高温状態（一般的には１４０〜２３０
℃）に維持される。キャビティ型面３においては冷却し
辛い離型ピンの先端面の様に、局所的には２５０〜３３
０℃程度の高温となる部位もある。一方、金型１の割り
面４は、溶湯に直接触れないため、一般的に９０〜１０
０℃以下に維持される。

【００１１】図１は、ワックス粒子５のみを高温状態の
キャビティ型面３に衝突させている状態を模式的に示
す。ワックス粒子５を構成するワックスはパラフィン系
であり、その融点はキャビティ型面３の温度域よりもか
なり低くく、例えば６０〜９０℃程度である。従ってワ
ックス粒子５は、高温状態のキャビティ型面３に衝突す
ると、キャビティ型面３の温度領域で速やかに融け、よ
ってキャビティ型面３に融着して融着部５ａとなる。

【００１２】この様にキャビティ型面３の熱でワックス
粒子５を速やかに融かすには、ワックス粒子５の（表面
積／体積）の値は大きい方が好ましい。体積の割りに表
面積が増大して、熱伝達性が確保されるからである。こ
の点を考慮してワックス粒子５の粒径は０．１μｍ〜５
０μｍにすることが好ましい。しかしワックス粒子５の
粒径はキャビティ型面３の温度の如何、雰囲気温度の如
何等に応じて調整でき、粒径の下限値は０．２μｍ、
０．４μｍ、０．６μｍ、１μｍ等を選択でき、上限値
は５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ等を選択でき
る。

【００１３】次に、本実施例に係る粉末離型剤を用い、
この粉末離型剤を金型１のキャビティ型面３に衝突させ
ている形態を、図２に示す。図２から理解できる様に、
本実施例に係る離型剤は、上記したワックス粒子５の他
に、キャビティ型面３の熱では融けない無機粉末粒子６
と、有機化合物からなる粉末粒子７とを混合して構成さ
れている。本実施例において熱可塑性粉末粒子として機
能するものは、粉末粒子７である。

【００１４】無機粉末粒子６は、潤滑性を高めて成形品
の離型性を向上させることを主眼とするものである。無
機粉末粒子６としてはタルク、雲母を採用できる。有機
化合物からなる粉末粒子７は、キャビティ型面３に衝突
すると、キャビティ型面３の熱で少なくとも表層部が融
ける。粉末粒子７の粒径やキャビティ型面３の熱によっ
ては、粉末粒子７がその芯部まで融ける。

【００１５】粉末粒子７を構成する有機化合物の材質は
キャビティ型面３の達する温度領域に応じて適宜選択で
きるが、キャビティ型面３の温度領域と相応する融点領
域をもつものが良く、例えばポリエチレンワックス（融
点１３０〜１４０℃程度）、ナイロンパウダー（結晶化
度によって多少相違するものの、融点２００〜２６０℃
程度）を採用できる。

【００１６】割り面４への融着を確実に抑えることを考
慮すると、本実施例に係る粉末離型剤全体のうち、融点
が高い有機化合物からなる粉末粒子７の割合は多く、融
点が低いワックス粒子５の割合は少ない方が好ましい。
粉末粒子７をキャビティ型面３の熱で速やかに融かすに
は、ワックス粒子５の場合と同様に、粉末粒子７の（表
面積／体積）の値は大きい方が好ましい。体積の割りに
表面積が増大して、伝熱性ひいては溶融性が確保される
からである。この点を考慮すると粉末粒子７の粒径は
０．１μｍ〜５０μｍにすることが好ましい。

【００１７】粉末粒子７の粒径はキャビティ型面３の温
度の如何、キャビティ型面３への融着性の要請度の如何
によって調整でき、粒径の下限値は０．２μｍ、０．４
μｍ、０．６μｍ、１μｍ等を選択でき、上限値は５μ
ｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ等を選択できる。無
機粉末粒子６の粒径は０．１μｍ〜５０μｍにすること
が好ましい。

【００１８】さて図２に模式的に示す様に、本実施例に
係る粉末離型剤を高温状態のキャビティ型面３に衝突さ
せると、ワックス粒子５はキャビティ型面３の熱で融
け、キャビティ型面３に融着して融着部５ａとなり、有
機化合物からなる粉末粒子７も、少なくとも表層部がキ
ャビティ型面３の熱で融け、キャビティ型面３に融着し
て融着部７ａとなる。なお、衝突の際の衝撃で融着部５
ａ、７ａは偏平化し易い。

【００１９】また無機粉末粒子６は溶融しないため、キ
ャビティ型面３の熱では融けず、従って無機粉末粒子６
はキャビティ型面３に直接には融着しない。しかし融着
部７ａ、５ａがキャビティ型面３に融着すると、融着部
７ａ、５ａがバインダとして機能するので、無機粉末粒
子６はキャビティ型面３に付着されることになる。なお
粉末粒子７のうち、キャビティ型面３からの熱伝達が良
好でなかったものは、溶融が不充分となるため、落下粒
子７ｃとして落下する。

【００２０】図３は、金型１のうちキャビティ型面３の
温度よりは低温領域に維持される割り面４に、本実施例
に係る粉末離型剤を衝突させている形態を模式的に示
す。図３に示す様に、有機化合物からなる粉末粒子７は
割り面４に融着せず、キャビティ型面３に衝突した後に
落下する。割り面４の温度が粉末粒子７の融点領域より
も低温だからである。

【００２１】融点が低いワックス粒子５であっても、理
想的には金型１の割り面４に融着せず、キャビティ型面
３に衝突した後に落下することが好ましい。しかし、割
り面４における熱分布のばらつき等に起因してワックス
粒子５が割り面４に融着するおそれがある。この点本実
施例によれば、前述した様に粉末離型剤におけるワック
ス粒子５の配合割合は、粉末粒子７に比較してかなり少
ないので、仮に融着したとしても微量であり、影響は少
ない。

【００２２】上記の説明から理解できる様に割り面４に
融着のおそれがあるワックス粒子５の配合割合は少ない
方が好ましい。即ち、粉末離型剤全体を１００％とした
とき、重量比でワックス粒子５は１〜１０％程度と少な
い方が好ましく、有機化合物からなる粉末粒子７は１０
〜８５％程度、特に３０〜８０％程度が好ましく、無機
粉末粒子６は５〜８９％程度、特に１５〜６９％程度が
好ましい。

【００２３】図４及び図５は粉末離型剤の配合を変更し
た場合を示す。即ち図４は、粉末離型剤中における粉末
粒子７の配合割合を相対的に減らす共に無機粉末粒子６
を相対的に増した場合を示す。この場合には、粉末粒子
７の相対的配合割合が低くくなるので、粉末粒子７の融
着部７ａも少なくなる。よって無機粉末粒子６がキャビ
ティ型面３に付着する量が減少する。故にキャビティ型
面３に積層した離型剤の厚みを薄くするのに有利であ
る。

【００２４】図５は、離型剤中における粉末粒子７の配
合割合を相対的に増やした場合を示す。この場合には、
粉末粒子７の相対的配合割合が増えているので、粉末粒
子７の融着部７ａが増す。故に融着部７ａにより無機粉
末粒子６がキャビティ型面３に付着する量が増加する。
故にキャビティ型面３に積層した離型剤の厚みを厚くす
るのに有利である。

【００２５】以上説明した様に本実施例によれば、金型
１の温度に応じた粉体離型剤の選択付着が行われるの
で、金型１のうち低温状態に維持される割り面４への無
機粉末粒子６の付着も抑止される。そのため低温状態に
維持される割り面４には離型剤が塗布されないか、或い
は塗布されにくい。よって金型１の割り面４に粉体離型
剤の過剰積層に起因する型締め精度の低下を防止でき、
成形品の寸法精度やバリの抑制に有利である。

【００２６】従って過剰の離型剤を除去すべくエアブロ
ー処理を行う場合であっても、エアブロー処理はキャビ
ティ型面３に行えば良く、割り面４には行なわなくても
済むので、エアブロー処理に要する時間の短縮化に有利
である。しかも粉末離型剤は水溶性タイプとは異なるの
で、水残りに起因する不具合の解消に有利である。 （粉体離型剤を塗布する形態）図６〜図８は金型１のキ
ャビティ型面３に粉体離型剤を塗布する形態の例を示
す。図６に示す例では、金型１は可動型１０と固定型１
１からなる。可動型１０は、成形品を形成するためのキ
ャビティ型面３と、キャビティ型面３に隣設する割り面
４とを備えている。固定型１１も、成形品を形成するた
めのキャビティ型面３と、キャビティ型面３に隣設する
割り面４とを備えている。

【００２７】離型剤塗布装置７Ｘは、通路７０ｃをもつ
作動軸７０と、作動軸７０に保持された多数個の吹付ノ
ズル７１と、離型剤を収容する収容タンク７２と、圧縮
エアで粉末離型剤を送給する圧送ポンプ７３と、圧送ポ
ンプ７３の作動を制御する制御部７４とを備えている。
使用の際には型締め状態の金型１のキャビティに高温の
素材としての溶湯（アルミ系合金）が注入され、溶湯が
凝固すれば成形品が成形される。成形後に可動型１０を
移動して金型１を型開きする。その後固定型１１と可動
型１０との間の空間に離型剤塗布装置７Ｘを装入し、そ
して圧送ポンプ７３の圧送作用（一般的に１〜１０ｋｇ
／ｃｍ² ）により吹付ノズル７１から粉末離型剤を固定
型１１及び可動型１０のキャビティ型面３に向けて吹き
つけ、塗布する。これにより前述した様に粉体離型剤の
選択付着が行なわれる。離型剤塗布装置７Ｘを適宜上下
動させたり、横移動させたり、旋回させたりすることも
好ましい。

【００２８】この様にして粉体離型剤をキャビティ型面
３に塗布した後、離型剤塗布装置７Ｘを離脱させ、可動
型１０を移動して金型１を型締めする。型締めした状態
の金型１のキャビティに溶湯を装填して成形品を得る。
その後可動型１０を移動させて金型１を型開きする。以
下同様にしてキャビティ型面３への粉体離型剤の塗布を
実行する。

【００２９】図７に示す例も図６に示す例と基本的には
同様な手順で粉体離型剤の塗布を行う。この例では、離
型剤塗布装置７Ｘは、通路７０ｃをもつ回転可能な作動
軸７０と、作動軸７０に保持された吹付ノズル７１と、
粉体離型剤を収容する収容タンク７２と、作動軸７０を
矢印Ｃ１方向に回転させる駆動モータ７７と、駆動モー
タ７７の回転速度や回転方向を制御する制御部７４とを
備えている。

【００３０】使用の際には、成形後に可動型１０を移動
して金型１を型開きする。固定型１１と可動型１０との
間の空間に離型剤塗布装置７Ｘを装入し、そして駆動モ
ータ７７により作動軸７０を所定の回転速度（例えば１
０００〜５０００ｒｐｍ）で回転させると共に、吹付ノ
ズル７１から粉体離型剤を吹きつけ、塗布する。粉体離
型剤は遠心力により飛散され、可動型１０及び固定型１
１のキャビティ型面３に衝突する。これにより粉体離型
剤の選択付着が行なわれる。

【００３１】駆動モータ７７の回転速度を調整すれば、
粉体離型剤に作用する遠心力が調整され、粉体離型剤の
吹付け力が調整される。ところで粉体離型剤の粒子が微
小、極微小な場合には、粉体離型剤を圧縮エアのみで投
射させれば、圧縮エアがキャビティ型面３に衝突した後
の反射エアの影響で離型剤の粒子がキャビティ型面３に
到達しないおそれがあり、塗布効率が低下する。この場
合には短時間のうちに離型剤を所要の厚みに塗布するの
に不利である。この点本実施例によれば、粉体離型剤を
遠心力でキャビティ型面３に向けて投射するので、粉体
離型剤の粒子が微小、極微小な場合であっても、圧縮エ
アを用いる場合の悪影響を防止でき、従って粉体離型剤
を所要の厚みに塗布するのに有利である。

【００３２】また駆動モータ７７の正回転及び逆回転を
行えば、粉体離型剤の投射方向を変更できるので、離型
剤の塗布のばらつき低減に有利である。図８に示す例で
は、離型剤塗布装置７Ｘは、粉体離型剤が保持されてい
るスポンジや羽毛等からなるパフ７９を備えている。使
用の際には、成形後に可動型１０を移動して金型１を型
開きする。固定型１１と可動型１０との間の空間に離型
剤塗布装置７Ｘを装入し、そしてパフ７９で可動型１０
及び固定型１１のキャビティ型面３を叩くか、キャビテ
ィ型面３に接近した状態で振動させる。場合によっては
パフ７９をキャビティ型面３に接触させるだけでも良
い。これによりパフ７９から粉体離型剤が放出され、前
述した様に金型１の温度に応じて粉体離型剤の選択付着
が行なわれる。この場合には、パフ７９を叩く強さ、パ
フ７９に与える振動を調整すれば、粉体離型剤の塗布性
を調整できる。

【００３３】（他の例）上記した例ではダイカスト鋳造
用の金型１に適用しているが、ダイカスト鋳造に限られ
るものではなく、低圧鋳造や高圧鋳造や重力鋳造等の他
の鋳造型にも適用できる。 （付記）上記した各実施例から次の技術的思想も把握で
きる。 ○熱間状態の素材を成形するキャビティ型面と割り面と
を備えた金型に塗布される粉体離型剤であって、熱間状
態の素材を離型した後の金型のキャビティ型面の熱で融
けると共に割り面の熱で融けない熱可塑性粉末粒子と、
金型のキャビティ型面の熱で融けない無機粉末粒子とが
配合されていることを特徴とする金型用粉体離型剤。 ○熱間状態の素材離型後の金型のキャビティ型面の温度
領域に相応する融点領域を有する熱可塑性粉末粒子が配
合されている粉体離型剤と、粉体離型剤を吹きつける離
型剤塗布装置とを用い、熱間状態の素材を離型した後の
金型を構成する分割型の間に離型剤塗布装置を装入する
装入工程と、離型剤塗布装置から粉体離型剤を金型のキ
ャビティ型面に衝突させ、高温状態に維持されるキャビ
ティ型面に熱可塑性粉末粒子を多く融着させると共に、
低温状態に維持される割り面における熱可塑性粉末粒子
の融着量を少なくするか或いは無くする離型剤塗布工程
とを順に実施することを特徴とする金型への粉体離型剤
塗布方法。

【００３４】

【発明の効果】請求項１によれば、金型の熱に応じた選
択付着を行い得るので、金型のうち低温状態に維持され
る割り面への熱可塑性粉末粒子の付着が抑制される。そ
のため、低温状態に維持される割り面には離型剤が塗布
されないか、或いは塗布されにくい。よって金型のうち
低温状態に維持される割り面に離型剤が過剰積層させる
ことを防止でき、過剰積層に起因する金型の型締め精度
の低下を防止できる。故に、成形品の寸法精度やバリの
抑制に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワックス粒子のみをキャビティ型面に衝突させ
ている形態を模式的に示す構成図である。

【図２】実施例に係る粉体離型剤を金型のキャビティ型
面に衝突させている形態を模式的に示す構成図である。

【図３】実施例に係る粉体離型剤を金型の割り面に衝突
させている形態を模式的に示す構成図である。

【図４】配合を調整した実施例に係る粉体離型剤を金型
のキャビティ型面に衝突させている形態を模式的に示す
構成図である。

【図５】配合を調整した実施例に係る粉体離型剤を金型
のキャビティ型面に衝突させている形態を模式的に示す
構成図である。

【図６】離型剤塗布装置を用いて金型のキャビティ型面
に粉体離型剤を衝突させている形態を模式的に示す断面
図である。

【図７】離型剤塗布装置を用いて金型のキャビティ型面
に粉体離型剤を衝突させている他の形態を模式的に示す
断面図である。

【図８】離型剤塗布装置を用いて金型のキャビティ型面
に粉体離型剤を衝突させている別の形態を模式的に示す
断面図である。

【符号の説明】

図中、１は金型、３はキャビティ型面、４は割り面、６
は無機粉末粒子、７は粉末粒子を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 箱岩 正人 千葉県香取郡多古町水戸１番地 日立粉末 冶金株式会社内 (72)発明者 緑川 俊明 千葉県香取郡多古町水戸１番地 日立粉末 冶金株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間状態の素材を成形するキャビティ型面
   と該キャビティ型面に隣設する割り面とを備えた金型に
   塗布される粉体離型剤であって、 熱間状態の素材を離型した後の該金型の該キャビティ型
   面の熱で融けると共に該割り面の熱で実質的に融けない
   熱可塑性粉末粒子が配合されていることを特徴とする金
   型用粉体離型剤。