KR100610602B1

KR100610602B1 - 다이의 세정 방법

Info

Publication number: KR100610602B1
Application number: KR1020047015000A
Authority: KR
Inventors: 와다유키히사; 카네코타카히사; 나테마사유키
Original assignee: 니뽄 가이시 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2006-08-09
Also published as: US20050126596A1; EP1502665A1; JP4136415B2; PL203751B1; EP1502665B1; WO2003082487A1; KR20040101346A; US7040327B2; JP2003285014A; AU2003258805A1; PL373705A1; EP1502665A4

Abstract

바인더를 함유하는 성형 재료의 성형에 이용한 다이로부터 성형 재료를 제거하는 다이의 세정 방법이다. 성형 재료에 포함되는 바인더의 일부 또는 전부를 다이로부터 제거한 후, 상기 성형 재료를 다이로부터 제거하는 공정을 포함하는 다이의 세정 방법이다. 바인더를 포함하는 성형 재료의 성형에 이용되는 다이을 파손이나 변형시키는 일없이 다이 내의 성형 재료를 제거할 수 있다.

바인더, 배토, 다이, 성형 재료, 세정 방법

Description

다이의 세정 방법{DIE CLEANING METHOD}

본 발명은, 바인더를 포함하는 성형 재료의 성형에 이용되는 다이의 세정 방법에 관한 것으로, 특히 다이를 파손이나 변형시키는 일없이 다이 내의 성형 재료를 제거할 수 있는 다이의 세정 방법에 관한 것이다.

소정 형상의 성형체를 성형하는 경우, 소정 형상의 개구부를 갖는 다이를 압출기의 선단에 부착하여, 압출 성형하는 방법이 일반적으로 이용되고 있는데, 다이의 개구부에 이물이나 가벼운 흙 등이 가득 차는 경우가 있어 다이는 정기적으로 세정할 필요가 있다. 특히 허니콤 구조 등의 박육의 리브를 많이 갖는 구조의 성형품을 성형하는 경우에는, 다이는 그 리브를 형성하기 위한 미세한 슬릿을 갖기 때문에, 이와 같은 미세한 슬릿 등의 공간부에는 이물 등이 가득차기 쉬워, 제거하기가 어렵다.

이와 같은 성형에 이용하는 성형 재료로서, 세라믹이나 금속 등의 분체에 유기계의 바인더 등을 가하여 배토로 한 것이 일반적으로 이용된다. 따라서, 이와 같은 배토를 원료로 한 성형에 이용되는 다이를 세정하는 경우에는, 다이의 공간부에는 이 배토가 주로 가득 차 있어, 이 배토를 제거해야만 한다. 이와 같은 다이의 세정에는, 예컨대 고압의 물에 의한 수세 방법 등이 이용되고 있지만, 다이의 구조 가 복잡한 경우나 다이의 재질이 부서지기 쉬운 경우에는, 고압 수세를 할 때에 파손이나 변형 등의 문제가 생기기 쉽다. 특히 미세한 슬릿을 많이 갖는 구조의 다이인 경우에 이와 같은 문제점이 생기기 쉽다. 또, 이와 같은 문제점을 방지하기 위해서, 세정수의 압력을 저하시키면 충분한 세정을 할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 따라서, 이와 같은 세정시의 문제점이 생기기 어렵고, 충분한 세정을 할 수 있는 다이의 세정 방법이 요망되고 있다.

본 발명은 이러한 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 다이의 파손이나 변형이 생기기 어려운 다이의 세정 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 바인더를 함유하는 성형 재료의 성형에 이용한 다이로부터, 상기 성형 재료를 제거하는 다이의 세정 방법으로서, 상기 성형 재료에 포함되는 바인더의 일부 또는 전부를 다이로부터 제거한 후, 상기 성형 재료를 다이로부터 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이의 세정 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 있어서, 상기 바인더의 일부 또는 전부를 제거하는 공정이, 다이를 가열함으로써 이루어지는 것이 바람직하며, 가열 온도가 200∼500℃인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 성형 재료를 제거하는 공정이, 40 kg/cm² 이하의 압력으로 유체를 다이에 내뿜음으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 다이가 초경 합금으로 이루어지는 부재를 포함하는 것이 바람직하며, 다이가 슬릿을 갖는 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 다이를 모식적으로 도시한 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 다이의 단면을 모식적으로 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시형태에 기초하여, 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 세정 방법의 대상이 되는 다이는, 바인더를 포함하는 성형 재료의 성형에 이용된 다이이다. 다이의 일례로서, 허니콤 형상의 성형체의 성형에 이용되는 다이의 평면도를 도 1에, 단면도를 도 2에 도시한다. 허니콤 형상은 유통 구멍을 구획하는 다수의 격벽을 갖기 때문에, 이 형상으로 성형하기 위한 다이는 다수의 슬릿(2)을 갖는 부재를 포함하고 있다. 본 발명이 중요한 특징은, 다이(1)에 부착된 성형 재료, 예컨대 공간부(3)나 슬릿(2) 내의 성형 재료에 포함되는 바인더의 일부 또는 전부를 제거한 후, 이 성형 재료를 제거하는 공정을 포함하는 것이다. 이와 같이, 우선 바인더의 일부 또는 전부를 제거함으로써, 성형 재료끼리를 결합시키는 결합력이 약해져, 다이에 부착된 성형 재료를 용이하게 제거할 수 있게 된다.

성형 재료에 포함되는 바인더는, 성형후에 소정 형상을 유지할 수 있도록 성형 재료의 주성분끼리를 서로 연결시키는 효과를 갖는 것으로, 일반적으로 고분자 재료나 왁스류 등이 이용된다. 구체적으로는, 예컨대 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로 오스계 재료, 폴리메타크릴산메틸 등의 아크릴계 재료, PE나 EVA 등의 올레핀계 단독 중합체 또는 공중합체, 폴리스티렌, POM 등이나, 전분, 파라핀 왁스 등이 이용되며, 주성분 100 질량부에 대하여, 5∼15 질량부 정도 첨가되고 있다.

이와 같은 바인더의 일부 또는 전부를 제거하는 방법에 특별히 제한은 없지만, 예컨대 다이를 가열함으로써 제거하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 바인더 성분은 가열함으로써, 분해 및/또는 연소되어, 기체로 되어 제거되는 경우가 많기 때문이다. 가열하는 온도는 이용되는 바인더의 종류에 따라 다르지만, 가열 온도가 지나치게 낮으면 바인더를 충분히 제거할 수 없다. 따라서, 수지의 분해 온도나 해중합 개시 이상의 온도에서 가열하는 것이 바람직하다. 한편, 가열 온도가 너무 높으면 다이의 변형 등을 초래하여, 바람직하지 못하다. 구체적인 바람직한 온도 범위는 200∼500℃이다. 가열 시간에도 특별히 제한은 없으며 바인더의 원하는 양, 즉 나중의 성형 재료를 제거하는 공정에 있어서, 성형 재료를 용이하게 제거할 수 있는 정도의 양이 제거되는 시간이면 되는데, 예컨대, 4∼24시간 정도의 가열 시간이 효과적이다. 가열 분위기에도 특별히 제한은 없지만, 대기 등의 산화 분위기 속이 연소나 분해를 촉진할 수 있기 때문에 바람직하다.

다음에, 잔존하는 성형 재료를 제거한다. 성형 재료의 주성분은, 예컨대 분말형의 세라믹스나 금속류 등이 일반적으로 이용되기 때문에, 원하는 양의 바인더가 제거된 후에는 잔존하는 성형 재료를 용이하게 제거할 수 있다. 바람직한 제거 방법은, 물이나 공기 등의 유체를, 공기 또는 물 속 등에서 다이에 내뿜는 방법이다. 이와 같은 방법이라면, 도 2에 도시한 바와 같은 미세한 슬릿(2)의 내부에 있 는 성형 재료도 용이하게 제거할 수 있다. 이와 같은 유체를 다이에 내뿜을 때의 압력은 다이의 파손 등의 문제점을 일으키지 않기 위해서 낮은 것이 바람직하며, 본 발명에서는 낮은 압력이라도 충분히 제거할 수 있다. 구체적인 바람직한 압력은 40 kg/cm² 이하, 더욱 바람직하게는 30 kg/cm² 이하, 특히 바람직하게는 20 kg/cm² 이하이다. 한편, 압력이 너무 지나치게 낮으면 본 발명에 의해서도 충분히 세정할 수 없는 경우가 있기 때문에, 3 kg/cm² 이상의 압력인 것이 바람직하다. 또한, 수중에서 공기를 내뿜는 것도 바람직하다.

본 발명은, 다이가 스틸이나 합금 등 외에, 어떠한 재질이라도 적용할 수 있지만, 예컨대 초경 합금은 스틸 등에 비교하여, 내열·내마모성이 우수하지만, 부서지기 쉽다. 따라서, 스틸 등의 철계에서는 설계치 이상의 응력이 걸리더라도, 소성 변형에 의한 응력 재배분 때문에 깨지기 어렵지만, 초경 합금과 같은 취성(脆性) 재료는 소성 변형이 일어나지 않아 파단되기 쉽다. 이 때문에 초경 합금으로 이루어지는 부재를 포함하는 다이의 세정에 본 발명을 적용하는 것은 본 발명의 효과를 보다 명확히 발휘할 수 있다는 점에서 바람직하다. 여기서, 초경 합금이란, 텅스텐카바이드, 티탄카바이드, 탄탈카바이드 등의 천이금속 원소 계열의 경질 금속 탄화 화합물 분말을, 인성(靭性)이 높은 코발트, 니켈 등의 철족 금속을 결합재로 하여, 압축 성형한 후, 고온에서 소결한 것 등이다.

본 발명을 적용하는 다이의 형상에도 특별히 제한은 없지만, 도 1에 도시한 바와 같은, 미세한 슬릿(2)을 갖는 형상의 다이는 보다 본 발명의 효과를 발휘하기 쉽기 때문에 본 발명을 적용하는 데에 적합하다. 특히 허니콤 형상의 성형품을 압출 성형하기 위해서 이용되는 다이는 짧은 간격에 많은 슬릿을 갖기 때문에 본 발명을 적용하는 다이로서 바람직하다.

다음에, 실시예에 기초하여, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

75 질량%의 탄화규소 가루와, 25 질량%의 금속규소 가루를 주성분으로 하여, 이 합계 100 질량부에 대하여, 10 질량부의 유기 바인더로서 메틸셀룰로오스 및 히드록시프로폭실메티셀룰로오스를 포함하는 배토를 성형 재료로서 준비하고, 도 1에 도시한 바와 같은 형상의 초경 합금제 다이를 이용하여, 이 성형 재료를 허니콤 형상의 성형체로 압출 성형했다. 여기서 이용한 다이를 250℃에서 10시간, 대기하에서 가열하여, 바인더를 제거했다. 다음에, 공기 속에서, 이 다이에 4 kg/cm²의 압력으로 공기를 내뿜어, 성형 재료 제거를 했다.

(실시예 2, 3)

표 1에 나타내는 조건으로 성형 재료를 제거한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 다이의 세정을 실시했다.

(비교예 1∼3)

다이를 가열하여 바인더 제거하는 공정을 하지 않은 것을 제외하고, 각각 실시예 1∼3과 같은 방법으로 다이의 세정을 실시했다.

(비교예 4)

수세의 수압을 80 kg/cm²로 한 것 이외에는 비교예 3과 같은 방법으로 다이 세정을 실시했다.

결과를 표 1에 나타내지만, 실시예 1∼3의 방법에서는, 다이 내부에 부착된 성형 재료를 전부 제거할 수 있고, 다이를 깨끗하게 세정할 수 있었던 데 대하여, 비교예 1∼3의 방법에서는, 성형 재료를 깨끗하게 세정할 수 없고, 비교예 4의 방법에서는, 성형 재료를 제거할 수는 있었지만, 압력이 너무 높았기 때문에 다이가 파손되었다.

	바인더 제거공정	성형재료 제거공정		제거 공정	다이의 파손
	바인더 제거공정	방법	압력 (㎏/㎤)	제거 공정	다이의 파손
실시예 2	있음	공기분출	4	양호	없음
실시예 3	있음	수중에서 공기분출	4	양호	없음
실시예 3	있음	물분출	20	양호	없음
비교예 1	없음	공기분출	4	제거 안됨	없음
비교예 2	없음	수중에서 공기분출	4	제거 안됨	없음
비교예 3	없음	물분출	20	제거 안됨	없음
비교예 4	없음	물분출	80	양호	있음

(실시예 4∼11)

실시예 1에서 이용한 다이와 같은 식의 다이를 이용하여, 표 2에 나타내는 조건으로 각각 바인더 제거를 실시하고, 실시예 1의 조건으로 성형 재료 제거를 실시했다. 여기서 이용한 바인더의 경우에는, 150℃, 5시간 및 10시간이라는 조건으로 가열을 한 실시예 4 및 실시예 5의 방법에서는, 이것을 충분히 제거할 수 없었다. 200∼500℃의 온도 조건으로 가열을 한 실시예 6∼11의 방법에서는, 성형 재료를 깨끗하게 제거할 수 있고, 다이의 파손이나 변형도 발생하지 않았다.

	가열온도(℃)	가열시간(hr)	제거의 정도	변형의 유무
실시예 4	150	5	제거 안됨	없음
실시예 5	150	10	제거 안됨	없음
실시예 6	200	5	양호	없음
실시예 7	200	10	양호	없음
실시예 8	300	5	양호	없음
실시예 9	300	10	양호	없음
실시예 10	500	5	양호	없음
실시예 11	500	10	양호	없음

이상 설명해 온 것과 같이 본 발명의 다이의 세정 방법을 이용함으로써, 다이의 파손이나 변형이 없고, 또 성형 재료의 제거를 용이하게 할 수 있어, 다이의 충분한 세정을 할 수 있었다. 따라서, 본 발명은 다이의 세정에 유효하게 사용할 수 있다.

Claims

바인더를 함유하는 배토로 이루어지는 성형 재료의 성형에 이용한 다이로부터, 상기 성형 재료를 제거하는 다이의 세정 방법으로서, 상기 성형 재료에 포함되는 바인더의 일부 또는 전부를 다이로부터 제거한 후, 상기 성형 재료를 다이로부터 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이의 세정 방법.
제1항에 있어서, 상기 바인더의 일부 또는 전부를 제거하는 공정이, 다이를 가열함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이의 세정 방법.
제2항에 있어서, 가열 온도가 200∼500℃인 것을 특징으로 하는 다이의 세정 방법.
제1항에 있어서, 성형 재료를 제거하는 공정이, 40 kg/cm² 이하의 압력으로 유체를 다이에 내뿜음으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이의 세정 방법.
제1항에 있어서, 다이가 초경 합금으로 이루어지는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이의 세정 방법.
제1항에 있어서, 다이가 슬릿을 갖는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이의 세정 방법.