JPH09295320A - 金型の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】短時間で完全に付着物質を除去し、かつ粉体の
消耗の少ない金型の洗浄方法を提供する。 【構成】チタニウム又はチタニウム合金より成る粉体を
金型表面に気体流と共に噴射する。

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、より詳細には、金型表面にチタニウム又はチタニウ
ム合金より成る粉体を気体流と共に噴射して、金型表面
に付着した原料プラスチックやゴム、離型剤などの付着
物質を前記金型表面から除去する金型の洗浄方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ゴムやプラスチックの成形加工には、鉄
系又はアルミニウム系、亜鉛またはこれらにメッキやコ
ーティングを施したものや、電鋳により製造された金型
等が一般に用いられている。

【０００３】このゴムやプラスチックの成形加工に使用
される金型は、使用につれて成形品の原料たるゴムやプ
ラスチック、成形の際に使用された離型剤等が金型の表
面に汚れとして付着し、この汚れが製品に転写されるこ
とにより製品の商品価値が著しく低下すること等の理由
から、ある程度の使用頻度でこの金型表面を洗浄して金
型表面に付着した付着物質を除去する必要がある。

【０００４】この金型表面の付着物質を洗浄する方法と
しては、従来アルカリ液による洗浄、ゴムプレス成形に
よる洗浄、ガラスビーズをブラストすることによる洗
浄、プラスチックビーズをブラストすることによる洗浄
（特公平６−２４７３０号）等、種々の方法が提案され
ている。

【０００５】〔アルカリ液による洗浄〕前記金型表面の
付着物質を洗浄する方法のうちアルカリ液による洗浄
は、主としてゴム成形用金型の付着物質の洗浄に使用さ
れ、カセイソーダ等の洗浄液にて金型表面を洗浄するも
のであり、精密且つ複雑な形状の金型の洗浄に適するも
のである。しかし、この方法による場合、付着物質の除
去に長時間を要するとともに洗浄に使用された洗浄液の
廃棄処理が繁雑となるという問題点を有する。

【０００６】〔ゴムプレス成形による洗浄〕また、ゴム
プレス成形による付着物質の除去は、未加硫ゴムの配合
剤の中に金型洗浄性のある薬品を配合し、ゴムの加硫と
同時に汚れをゴムの表面に付着させて除去する方法であ
り、金型を成形装置に取り付けたまま付着物質の除去が
行える利点がある。しかし、金型が大型化すると、洗浄
用のゴムの使用量が膨大となり、付着物質の除去に要す
るコストが嵩むだけでなく、複雑な形状の金型にこの方
法を適用した場合、洗浄用のゴムが金型に付着して残留
するという問題点を有する。しかも、該洗浄用ゴムを加
硫する際には刺激臭が発せられ、該作業に不快を伴うも
のである。

【０００７】〔ガラスビースのブラストによる洗浄〕さ
らに、ガラスビースを金型にブラストすることにより行
う付着物質の洗浄にあっては、金型の洗浄力が高く、短
時間に付着物質の洗浄が完了するという利点を有するも
のではあるが、この方法による場合には逆に金型を著し
く摩耗することとなり、金型表面に施されたメッキやコ
ーティングまでをも除去してしまうおそれがあるばかり
でなく、度重なるブラストにより、金型に型ダレを起こ
し、金型の寿命を縮める原因となる。また、噴射された
ガラスビーズは、金型との衝突による破砕率が高く、多
量のガラスビーズの消耗を伴う。

【０００８】〔プラスチックビーズのブラストによる洗
浄〕さらに、出願人がすでに提案したプラスチック（メ
ラミン樹脂）による粉体を使用したブラストによる金型
洗浄（特公平６−２４７３０号）においては、金型の摩
耗及び型ダレが起こり難く、また、金型温度が高くても
洗浄が行えるという利点を有し、しかもプラスチックビ
ーズはガラスビーズに比較して破砕率が低いという効果
を得られるものである。しかし、前記破砕率の低さはあ
くまでもガラスビーズとの比較によるものであり、スチ
ールビーズ等の他の粉体と比較した場合には依然破砕率
が高く、該プラスチックビーズの消耗量が多く、洗浄に
要するコストが嵩む。また、該プラスチックビーズが金
型表面に衝突した際に発生する静電気により、金型表面
やブラスト装置のキャビネット内壁にプラスチックビー
ズが付着し、これを除去する作業が必要となる。さら
に、金型表面にプラスチックビーズが衝突した際に、該
プラスチックビーズが破砕して発生する粉塵は、人によ
ってはアレルギーを引き起こす原因となる等、種々の問
題点を有するものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点に鑑み開発されたものであり、金型に摩耗、型
ダレ等を生ずることなく付着物質を短時間で完全に除去
することができ、しかも粉体の破砕率が低く、粉体の消
耗を減らすことができ、また、ブラスト室内での粉塵の
発生が少なく、粉塵の発生によるアレルギーの心配がな
い作業環境を提供でき、しかも金型やブラスト室内に粉
体が衝突した際の静電気の発生が少なく、金型表面やブ
ラスト室のキャビネット内壁に対する粉体の付着を防止
することができる金型の洗浄方法を提供することにあ
る。

【００１０】

【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は、チタニウム又はチタニ
ウム合金より成る粉体を金型表面に気体流と共に吹き付
け、金型表面の付着物質を洗浄するものであり、好適に
は粒径８０〜８００メッシュの粉体を噴射圧３〜１０kg
/cm²で噴射して金型表面の付着物質を洗浄するものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の金型の洗浄に使用する粉
体は、チタニウム又はチタニウム合金より成り、粒径５
０〜１０００メッシュ、好適には８０〜８００メッシュ
のものを使用する。

【００１２】また、前記粉体としては種々の形状のもの
を使用するもことができるが、金型表面の摩耗、型ダレ
防止の観点からは好適には球形に形成された粉体を使用
する。

【００１３】チタニウム又はチタニウム合金より成る粉
体の特徴としては、比重がチタニウムの粉体にあっては
４．５１、チタニウム合金の粉体にあっては４．５前後
であり、両粉体とも比重が鉄系とセラミック系の粉体の
中間程度と比較的軽量であることからノズルから噴射さ
れる際の噴射速度を高めることができる。

【００１４】また、硬度については、チタニウムの粉体
にあってはＨｖ１２０〜１８０、チタニウム合金の粉体
にあってはＨｖ２００〜３５０であり、メラミン樹脂よ
り成る粉体と略同程度ないしは若干硬い硬度であり、金
型の表面を摩耗しにくく型ダレを生じさせ難い。両粉体
とも衝撃による破砕・変形を起こし難く、静電気の発生
が少ないこと、耐食性が高いこと、金属アレルギーもな
く粉塵火災等の発生のおそれがないこと等、ブラストに
用いるに極めて適した性質を有する。

【００１５】粉体の原料となるチタニウムは、例えばＩ
ｏｄ法による高純度のチタニウムを原料とすることもで
きるが、Ｋｒｏｌｌ法による工業用の純チタニウムを使
用することが好ましい。不純物の含有量の相違により、
Ｋｒｏｌｌ法による工業用の純チタニウムは、高純度チ
タニウムに比較して強さ、硬さが大きく、伸び、絞りが
小さく、ブラスト加工に使用する粉体の原料として好適
である。

【００１６】具体的にはＫＳ４０（ＪＩＳ１種）、ＫＳ
５０（ＪＩＳ２種）、ＫＳ７０（ＪＩＳ３種）、ＫＳ８
５等の各種の純チタニウムを使用することができる。

【００１７】チタニウム合金を原料としてなる粉体とし
ては、ＴｉにＡｌ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｓｉ
等の合金元素のいずれか１又は２以上を含有させた合金
等、洗浄する金型の材質、付着物の付着状況、その他の
諸条件により種々のものから選択可能である。

【００１８】ちなみに、Ｔｉ−Ａｌ合金よりなる粉体の
場合、Ａｌの増加と共に粉体が軽量となり、弾性限度、
引張強さ、硬さが上昇し伸びが低下し、また、Ｔｉ−Ｓ
ｎ合金よりなる粉体の場合には、Ａｌに比較して少量の
Ｓｎの添加で前記効果が得られるなど、その性質の変更
が可能であることから、合金元素の含有量を調整して得
た所望のチタニウム合金を採用することができる。

【００１９】より具体的なチタニウム合金の例として
は、ＫＳ５０Ｐｄ（０．２％Ｐｄ混入）、ＫＳ７０ＭＮ
（Ｔｉ−０．８Ｎｉ−０．３Ｍｏ）、α相又はα相近似
の合金としてＴｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−６Ａｌ
−２Ｃｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ
−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．２５Ｓｉ等、α＋β相の合金と
してＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４ＶＥＬＩ、
Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ等、β相の合金
としてＴｉ−３Ａｌ−１１Ｃｒ−１３Ｖ等がある。

【００２０】金型が使用される技術分野はいかなるもの
であっても本発明の方法を適用することができ、例えば
ゴム成形用金型、タイヤ成形用金型、各種樹脂成形用の
金型の分野等で用いられる。

【００２１】金型に対する粉体の吹き付け方法は、既知
の各種のブラスト法を用いることができるが、好適に
は、重力式ブラスト法、直圧式ブラスト法、サイフォン
式ブラスト法等乾式のブラスト法を用いる。

【００２２】重力式ブラスト法とは、粉体をノズルより
高い位置にあるタンクに投入し、重力によってタンク底
部に設けられた排出口に落下した粉体を圧縮気体と共に
ノズルから噴射する方式であり、直圧式ブラスト法と
は、粉体圧送タンク内に粉体を封入してタンクに圧縮気
体を送り込み、タンク底部に設けられた排出口から排出
した粉体を圧縮気体と共にノズルから噴射する方式であ
り、サイフォン式ブラスト法とは、粉体をノズルより低
い位置にあるタンクに投入し、圧縮気体のサクションに
よってタンク底部に設けられた排出口から排出された粉
体を圧縮気体と共にノズルから噴射する方式である。

【００２３】圧縮気体としては、通常圧縮空気を使用す
るが、該圧縮空気の圧力はゲージ圧３〜１０kg/cm²であ
り、ノズルからの圧縮気体の噴射速度は５０〜２４０ｍ
／秒であるが、洗浄に使用される粉体量、圧縮空気の圧
力、噴射速度は、使用される粉体の特性、金型表面への
付着物質の付着状況、金型の材質等の諸条件によって適
宜選択・変更可能である。

【００２４】金型に吹き付けられた粉体は、これを回収
してサイクロン等の既知の手段で金型表面から除去され
た付着物質と分離されて回収され、再使用可能である。

【００２５】金型の洗浄は、金型を高温状態に維持した
ままでも室温近くに冷却した後でも行うことができ、ま
た、金型を成形装置に取り付けたままでも成形装置から
取り外した後でも行うことができる。これらは要望され
る金型使用のサイクルおよび使用する成形装置に依存す
る。ゴム成形品やタイヤの生産を止めることなく金型の
洗浄を行うためには、成形完了直後の金型を成形温度
（例えば１５０°Ｃ）に維持したまま、成形装置から金
型を外すことなく、本発明の洗浄方法に従って洗浄す
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の方法によりゴム成形用金型
〔実施例１〕、タイヤ成形用金型〔実施例２〕、熱硬化
性フェノール樹脂成形用金型〔実施例３〕の３種類の金
型の洗浄を行った結果を実施例として示す。

【００２７】なお、以下の実施例において、本発明の効
果を明らかとするために、粉体の条件のみを異にし他の
条件を同一として行った他の方法による金型の洗浄結果
を比較例として示す。

【００２８】〔実施例１〕 ゴム成形用金型の洗浄

【００２９】

【表１】

【００３０】以上の条件で、チタニウムより成る粉体、
ガラスより成る粉体、プラスチック（メラミン樹脂）よ
りなる粉体、スチールビーズそれぞれ２kgをブラスト装
置のタンク内に投入し、約３０分間手動加工にて噴射し
て洗浄を行った。該洗浄の結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】以上のように、本願発明の方法によれば、
使用された２kgの粉体の内、回収不能ないしは再使用不
能なもの（消耗量）が５ｇと極めて少なく、ガラス、プ
ラスチック、スチール製の各粉体による洗浄方法に比較
して５分の１〜５０分の１の量であった。しかも、洗浄
後の金型表面が梨地状に変化されることなく、また型ダ
レ等をも生じておらず、付着物質も完全に除去されてい
た。さらに、ブラスト室内に静電気も発生していないと
いう、比較例のいずれにも優れているという結果を得
た。

【００３３】〔実施例２〕 タイヤ成形用金型の洗浄

【００３４】

【表３】

【００３５】以上の条件で、チタニウムより成る粉体、
プラスチックより成る粉体、ステンレスより成る粉体そ
れぞれ２０kgをブラスト装置のタンク内に投入し、約３
０分間手動加工にて噴射して金型の洗浄を行った。該洗
浄の結果を表４に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】以上の結果、本発明の方法によれば、粉体
の消耗は確認できなかった。また、洗浄後の金型のアル
ミ鋳造部においてやや変形は見られるものの、付着物質
を良好に除去することが可能であり、また、ブラスト室
内に静電気が生じない点でプラスチックより成る粉体の
噴射による金型の洗浄に優れるものである。

【００３８】なお、付着物質の除去という点において
は、ステンレス製の粉体のブラストによる洗浄と略同様
の結果を得たが、本願の方法による場合には金型のアル
ミ鋳造部表面を多少の梨地状に変化させたものの、フィ
ン部自体を変形させ、また金型の寸法変化を生じさせる
ステンレス製粉体のブラストによる洗浄に比較して金型
に対する変化が少ないものであり、また、回収された粉
体中に混在する鉄分を磁石により除去できる点でステン
レス製の粉体によるブラストによる洗浄に優れるもので
あった。

【００３９】〔実施例３〕 熱硬化性フェノール樹脂成
形用金型の洗浄

【００４０】

【表５】

【００４１】以上の条件で、チタニウムより成る粉体、
プラスチックより成る粉体、ガラスより成る粉体それぞ
れ５kgをブラスト装置のタンク内に投入し、約１５分間
手動加工にて噴射して洗浄を行った。該洗浄の結果を表
６に示す。

【００４２】

【表６】

【００４３】以上の結果、本発明の方法によれば、粉体
の消耗は確認できず、また付着物質を良好に洗浄するこ
とが可能である。なお、付着物質の洗浄という点に関し
てはガラスビーズによる洗浄と同様の結果であったが、
ガラスビーズによる洗浄のように金型表面を梨地状に変
化させたり金型に寸法変化を与える等の弊害がなく、本
発明の方法による金型の洗浄は他の方法に優れるもので
あった。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本願の金型洗浄方
法によれば、金型表面から良好に付着物質を除去するこ
とが可能であり、かつ、金型の摩耗、型ダレ、メッキの
損傷等が生じにくく、しかも短時間で金型を完全に洗浄
することができる金型洗浄方法を提供することができ
た。

【００４５】また、従来のガラス製の粉体、プラスチッ
ク製の粉体による洗浄に比較して、粉体の消耗が少な
く、長寿命であり、粉体の使用量を少なくすることかで
きる。

【００４６】また、粉体が金型やブラスト装置のキャビ
ネット内壁等に衝突した際の静電気の発生がなく、金型
表面やキャビネット内壁に対する粉体の付着を防止で
き、洗浄後の金型から粉体を除去する等の作業を必要と
しない。

【００４７】さらに、チタニウム又はチタニウム合金よ
り成る粉体は金型に対する衝突により破砕しないので、
粉塵の発生が少なく、安全で快適な金型の洗浄方法を提
供することができた。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チタニウム又はチタニウム合金より成る
   粉体を金型表面に気体流と共に吹き付けて金型表面の付
   着物質を洗浄する金型の洗浄方法。
2. 【請求項２】 前記チタニウム又はチタニウム合金より
   成る粉体の粒径を８０〜８００メッシュとした請求項１
   記載の金型の洗浄方法。