(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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５０〜１０００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Ｉｏｄ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）、ＫＳ５０（ＪＩＳ２種）、ＫＳ７０（ＪＩＳ３種）、ＫＳ８５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，Ｔａ，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−Ｓｎ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】
0003604501.tif 000002
【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】
0003604501.tif 000003
【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】
0003604501.tif 000004
【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３０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】
0003604501.tif 000005
【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】
0003604501.tif 000006
【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】
0003604501.tif 000007
【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。