(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間鍛造金型を冷却するための、水溶性の熱間鍛造金型用離型剤を、該熱間鍛造金型に塗布する方法であって、
前記熱間鍛造金型用離型剤は、分散されたマイクロナノバブルを含有し、
前記マイクロナノバブルの直径は０．１μｍ以上２００μｍ以下であり、
前記熱間鍛造金型用離型剤における前記マイクロナノバブルの含有量は０．１体積％以上１０体積％以下であり、
前記熱間鍛造金型用離型剤を前記熱間鍛造金型に噴霧塗布する
ことを特徴とする熱間鍛造金型用離型剤の塗布方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記熱間鍛造金型用離型剤は、ザウター平均粒径１０μｍ以上３０μｍ以下の粒子状で前記熱間鍛造金型に噴霧塗布されることを特徴とする熱間鍛造金型用離型剤の塗布方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記熱間鍛造金型に塗布された前記熱間鍛造金型用離型剤により形成された離型剤層の平均膜厚は、２．３μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする熱間鍛造金型用離型剤の塗布方法。
【請求項４】
請求項３において、
気泡発生手段と撹拌手段とを備えた貯留部に離型剤原液を充填する充填工程と、
前記気泡発生手段により前記離型剤原液中に前記マイクロナノバブルを発生させる気泡発生工程と、
前記撹拌手段により前記離型剤原液を撹拌して該離型剤原液中に発生させた前記マイクロナノバブルを均一に分散させて前記熱間鍛造金型用離型剤を得る撹拌工程と、
前記熱間鍛造金型用離型剤を噴霧塗布手段に供給する供給工程と、
前記噴霧塗布手段により前記熱間鍛造金型用離型剤を前記熱間鍛造金型に噴霧塗布する噴霧塗布工程と
を備え、
前記気泡発生工程で、
前記気泡発生手段に対してエア供給圧は０．０３ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下でエアを供給し、
前記気泡発生手段による前記マイクロナノバブルの供給量は１Ｌ／分以上１００Ｌ／分以下であり、
前記供給工程で、
前記熱間鍛造金型用離型剤の供給圧は０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、
前記噴霧塗布手段に供給される霧化エア圧は０．２０ＭＰａ以上０．８０ＭＰａ以下である
ことを特徴とする熱間鍛造金型用離型剤の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱間鍛造金型用離型剤、その塗布方法及び塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱間鍛造法では、高温材料をプレス金型で鍛造成形するため、金型は高い面圧を受けるとともに高温材料の接触による熱疲労及び高温材料が金型表面を滑ることによる金型摩耗が問題となる。そこで、一般に、金型の潤滑性及び離型性を向上させるとともに、金型表面の冷却を促進させる目的で、脱型後の金型の表面に離型剤を塗布することが行われている。【０００３】
例えば、特許文献１には、鍛造成形加工用の上下金型が成形加工後に型開きした状態で、これら相互間に離型剤噴射ノズルを配置し、その各噴射口から上下金型の対応する各部位に向けて離型剤を噴射する技術が開示されている。【０００４】
特許文献１では、上下金型の各部位に設けられた温度センサの検出温度に応じて、離型剤の噴射時間・圧力、離型剤噴射ノズルの位置などの噴射条件を調整することで、金型の冷却を適正に行い、離型性を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば水に黒鉛等を混合させた従来の離型剤では、金型表面に塗布された離型剤の液滴のうち金型に接触する部分が、金型表面の熱により急速に蒸発する。そうすると、急速な蒸発により蒸気の上昇気流が生じる、いわゆるライデンフロスト現象が起こり、金型表面に接触する液滴の接触面積が減少する。そうして、離型剤による十分な冷却能力が得られなくなり、離型剤の大量塗布が必要となるという問題があった。また、離型剤を大量に塗布することで、離型性を担う均一な黒鉛皮膜を得ることが困難になるという問題があった。【０００７】
本開示は、上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、離型剤の塗布量を抑えつつ、十分な冷却能力を得るとともに、均一な離型剤の塗布膜を形成することができる熱間鍛造金型用の離型剤及びその塗布方法をもたらすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この開示技術では、熱間鍛造金型用離型剤にマイクロナノバブルを含有させるようにした。【０００９】
すなわち、ここに開示する第１の技術に係る熱間鍛造金型用離型剤の塗布方法は、熱間鍛造金型を冷却するための、水溶性の熱間鍛造金型用離型剤を、該熱間鍛造金型に塗布する方法であって、前記熱間鍛造金型用離型剤は、分散されたマイクロナノバブルを含有し、前記マイクロナノバブルの直径は０．１μｍ以上２００μｍ以下であり、前記熱間鍛造金型用離型剤における前記マイクロナノバブルの含有量は０．１体積％以上１０体積％以下であり、前記熱間鍛造金型用離型剤を前記熱間鍛造金型に噴霧塗布することを特徴とする。
【００１０】
本技術によれば、離型剤の濡れ性が向上するから、離型剤の液滴と金型表面との接触面積が増加して、接触面からの離型剤の溶媒成分の気化が促進される。また、離型剤の液滴中に存在するマイクロナノバブルを核として、離型剤の溶媒成分の気化が促進される。このため、短時間での金型の冷却が可能となり、離型剤の塗布量を抑えることができる。そうして、塗布された離型剤により形成された離型剤層の膜厚を潤滑性及び離型性に適した十分な厚さを有し且つ均一なものとすることができる。【００１１】
本構成では、前記マイクロナノバブルの直径は０．１μｍ以上２００μｍ以下である。
【００１２】
本技術によれば、離型剤の冷却性能を効果的に向上させて、離型剤の塗布量を抑えるとともに、短時間で十分な厚さの均一な離型剤層を形成することができる。【００１３】
本構成では、前記マイクロナノバブルの含有量は０．１体積％以上１０体積％以下である。
【００１４】
本技術によれば、さらに離型剤の冷却性能を向上させることができる。【００１５】
本構成では、熱間鍛造金型用離型剤を前記熱間鍛造金型に噴霧塗布する。
【００１６】
本技術によれば、成形後の熱間鍛造金型をより短時間で冷却させ、熱間鍛造金型表面に十分な厚さの均一な離型剤層を形成することで、熱間鍛造金型の潤滑性及び離型性を高めることができる。【００１７】
第２の技術では、第１の技術において、前記熱間鍛造金型用離型剤は、ザウター平均粒径１０μｍ以上３０μｍ以下の粒子状で前記熱間鍛造金型に噴霧塗布される。
【００１８】
本技術によれば、離型剤の熱間鍛造金型へのより均一な塗布が可能となる。【００１９】
第３の技術では、第２の技術において、前記熱間鍛造金型に塗布された前記熱間鍛造金型用離型剤により形成された離型剤層の平均膜厚は、２．３μｍ以上１５μｍ以下である。
【００２０】
本技術によれば、熱間鍛造金型の良好な潤滑性及び離型性を確保することができる。【００２１】
第４の技術では、第３の技術において、気泡発生手段と撹拌手段とを備えた貯留部に離型剤原液を充填する充填工程と、前記気泡発生手段により前記離型剤原液中に前記マイクロナノバブルを発生させる気泡発生工程と、前記撹拌手段により前記離型剤原液を撹拌して該離型剤原液中に発生させた前記マイクロナノバブルを均一に分散させて前記熱間鍛造金型用離型剤を得る撹拌工程と、前記熱間鍛造金型用離型剤を噴霧塗布手段に供給する供給工程と、前記噴霧塗布手段により前記熱間鍛造金型用離型剤を前記熱間鍛造金型に噴霧塗布する噴霧塗布工程とを備え、前記気泡発生工程で、前記気泡発生手段に対してエア供給圧は０．０３ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下でエアを供給し、前記気泡発生手段による前記マイクロナノバブルの供給量は１Ｌ／分以上１００Ｌ／分以下であり、前記供給工程で、前記熱間鍛造金型用離型剤の供給圧は０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、前記噴霧塗布手段に供給される霧化エア圧は０．２０ＭＰａ以上０．８０ＭＰａ以下である。
【００２２】
本技術によれば、十分なマイクロナノバブルを含有する離型剤の調製が可能となる。また、このような離型剤を熱間鍛造金型に均一に塗布することが可能となる。そうして、離型剤による金型表面の冷却能力を高め、十分な厚さの均一な離型剤層を得ることができる。【００２３】
好ましい態様では、熱間鍛造金型用離型剤の塗布装置は、熱間鍛造金型の表面に上述の熱間鍛造金型用離型剤を塗布するための熱間鍛造金型用離型剤の塗布装置であって、前記熱間鍛造金型用離型剤を貯留するための貯留部と、前記貯留部に設けられ、該貯留部内に貯留された前記熱間鍛造金型用離型剤を撹拌するための撹拌手段と、前記貯留部内に貯留された前記熱間鍛造金型用離型剤中に前記マイクロナノバブルを供給するための気泡発生手段と、前記貯留部内に貯留された前記熱間鍛造金型用離型剤を前記熱間鍛造金型に噴霧塗布するための噴霧塗布手段とを備える。
【００２４】
本技術によれば、十分なマイクロナノバブルを含有する離型剤を熱間鍛造金型に均一に塗布することが可能となる。そうして、離型剤による金型表面の冷却能力を高め、十分な厚さの均一な離型剤層を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本技術によれば、離型剤の濡れ性が向上するから、離型剤の液滴と金型表面との接触面積が増加して、接触面からの離型剤の溶媒成分の気化が促進される。また、離型剤の液滴中に存在するマイクロナノバブルを核として、離型剤の溶媒成分の気化が促進される。このため、短時間での金型の冷却が可能となり、離型剤の塗布量を抑えることができる。そうして、塗布された離型剤により形成された離型剤層の膜厚を潤滑性及び離型性に適した十分な厚さを有し且つ均一なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、直列４気筒エンジンに使用されるクランクシャフトの斜視図である。
【図２】図２は、図１のクランクシャフトの側面図である。
【図３】図３は、図１のクランクシャフトを熱間鍛造により製造するための金型の斜視図である。
【図４】図４は、図３の金型の上金型の斜視図である。
【図５】図５は、図３の金型の下金型の斜視図である。
【図６】図６は、図４の上金型における荒上型の平面図である。
【図７】図７は、図５の下金型における荒下型の平面図である。
【図８】図８は、一実施形態に係る離型剤の塗布装置を模式的に示す図である。
【図９】図９は、図８の離型剤の塗布装置の噴射ノズルから噴霧された離型剤の液滴を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、図８の離型剤の塗布装置を用いて金型に離型剤を塗布する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、離型剤の冷却能力を評価するための実験装置の構成を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、図１１の実験装置により鉄板上に滴下された離型剤の液滴により形成された離型剤層を模式的に示す平面図である。
【図１３】図１３は、図１１の実験装置を用いて測定した、鉄板温度２６０℃のときの離型剤の冷却能力を示すグラフである。
【図１４】図１４は、図１１の実験装置を用いて測定した、鉄板温度２００℃のときの離型剤の冷却能力を示すグラフである。
【図１５】図１５は、図７の荒下型に従来の離型剤を噴霧塗布したときの単位塗布時間当たりの金型冷却温度を示すグラフである。
【図１６】図１６は、図７の荒下型に一実施形態に係る離型剤を噴霧塗布したときの単位塗布時間当たりの金型冷却温度を示すグラフである。
【図１７】図１７は、ゼラチンで固めたマイクロナノバブル水について倒立顕微鏡による観察実験を行う様子を模式的に示す図である。
【図１８】図１８は、図１７の観察実験で得られた光学顕微鏡像からマイクロナノバブル水に含まれるマイクロナノバブルの含有量を求める方法を説明するための図である。
【図１９】図１９は、図１７の観察実験で得られた光学顕微鏡像である。
【図２０】図２０は、他の光学顕微鏡を用いた観察実験で得られた光学顕微鏡像である。
【図２１】図２１は、金属板上に滴下された水滴を模式的に示す図である。
【図２２】図２２は、ライデンフロスト現象を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２８】
＜クランクシャフト＞
図１及び図２は、自動車エンジンの部品であるクランクシャフトＣを示している。
【００２９】
クランクシャフトＣは、例えば四輪自動車等の車両に載置される直列４気筒ガソリンエンジンの部品である。クランクシャフトＣが搭載されるエンジンの構成について、図示及び詳細な説明は省略するが、クランクシャフトＣは、シリンダブロックに設けられたクランクケースに回転自在に支持される。そして、コネクティングロッドによってシリンダボア内のピストンに連結される。そうして、クランクシャフトＣは、ピストンの往復運動を回転運動に変換させて、エンジンの出力回転軸として機能する。なお、図１及び図２において、リア側及びフロント側について、矢印を用いて示している。
【００３０】
クランクシャフトＣの製造工程について、図示及び詳細な説明は省略するが、その概略は以下の通りである。すなわち、まず、加熱工程ＳＩにおいて、材料としての例えば丸棒の鋼材Ｋを例えばバーヒータ等により約１２００℃程度に加熱する。そして、加熱された鋼材Ｋは、ロール成形工程ＳＩＩにおいて、ロール成形機により切断され、つぶし加工がなされる。その後、鋼材Ｋはプレス成形装置Ｐに搬送され、プレス成形工程ＳＩＩＩにおいて、プレス成形が行われて図１及び図２に示すクランクシャフトＣが得られる。そして、クランクシャフトＣは、その軸部に高周波焼入れ、浸炭、窒化（タフトライド）が施されて、エンジン部品として供される。
【００３１】
本実施形態に係る熱間鍛造金型用離型剤、その塗布方法及びその塗布装置は、上記プレス成形装置Ｐに設けられたプレス成形用の金型１（熱間鍛造金型）に適用される。
【００３２】
なお、本実施形態に係る離型剤、その塗布方法及びその塗布装置は、上記クランクシャフトに限らず、コネクティングロッドやカムシャフト等の熱間鍛造成形品の金型に用いることができる。また、上記自動車エンジン部品に限らず、例えば、自動車のミッション部品やサスペンション部品、航空機、船舶等のエンジン部品やその他熱間鍛造法を用いて製造される種々の熱間鍛造成形品の金型に適用することができる。
【００３３】
＜金型＞
図３〜図７は、クランクシャフトＣを製造するための金型１（熱間鍛造金型）の構成を示している。
【００３４】
図３に示すように、金型１は、上金型１２と、下金型１３とにより構成される。
【００３５】
上金型１２は、図４に示すように、荒上型１２１と、仕上げ上型１２２と、トリミング上型１２３とを備える。また、下金型１３は、図５に示すように、荒下型１３１と、仕上げ下型１３２と、トリミング下型１３３とを備える。なお、荒上型１２１及び荒下型１３１により荒型Ｘが構成され、仕上げ上型１２２及び仕上げ下型１３２により仕上げ型Ｙが構成され、またトリミング上型１２３及びトリミング下型１３３によりトリミング型Ｚが構成される。なお、図６及び図７に、荒型Ｘの荒上型１２１及び荒下型１３１の拡大図をそれぞれ示している。
【００３６】
上述のロール成形工程ＳＩＩ後の鋼材Ｋは、プレス成形工程ＳＩＩＩにおいて、まず荒型Ｘによりプレスされて荒成形が施される。その後、仕上げ型Ｙに移動して仕上げ成形が施され、続いて、トリミング型Ｚによりトリミング成形が施される。
【００３７】
荒型Ｘによる荒成形は、鋼材Ｋの最初のプレス成形であるため、図６及び図７に示す荒上型１２１及び荒下型１３１の細部への鋼材Ｋの充填状況が、トリミング成形後のクランクシャフトＣの歩留まりに大きく関係する。例えば図１及び図２に示すクランクシャフトＣのカウンターウエイトＣＷ８は、クランクシャフトのアンバランスを是正して振動を防止するためのものであり、荒成形において鋼材Ｋの充填が十分に行われることが重要である。
【００３８】
なお、本明細書において、上下方向、左右方向、及び前後方向は、図３〜図８に示すように、金型１を基準とする。すなわち、「上下方向」とは、図３に示すように、金型１において上金型１２及び下金型１３の配列方向をいう。また、「左右方向」とは、図３〜図５に示すように、荒上型１２１及び荒下型１３１、仕上げ上型１２２及び仕上げ下型１３２、並びにトリミング上型１２３及びトリミング下型１３３の配列方向をいう。そして、「前後方向」は、図３及び図５の紙面上で金型１の手前及び奥方向をいう。「前後方向」は、図６及び図７に示す荒上型１２１及び荒下型１３１において、図１及び図２に示すクランクシャフトＣのフロント側を形成する側が前、リア側を形成する側が後となる。
【００３９】
また、金型１が設けられたプレス成形装置Ｐには、荒上型１２１、荒下型１３１、仕上げ上型１２２、仕上げ下型１３２、トリミング上型１２３及びトリミング下型１３３の表面温度を測定するための図示しない放射温度計が設置されている。この放射温度計により、成形後であって離型剤塗布前の金型表面温度、及び離型剤塗布後であって次の成形前の金型表面温度を随時測定することができる。なお、プレス成形装置Ｐはクランクプレスであり、クランク軸の回転に伴い上金型１２を取り付けた上部ラムが上下動するように構成されている。そして、クランク軸の回転角度を監視することで、上金型１２の上下方向の位置を検知し、予め設定された一定の回転角度のときに、上記放射温度計により金型表面温度を自動測定・記録するように構成されている。
【００４０】
＜離型剤の塗布装置及び塗布方法＞
以下、本実施形態に係る離型剤２１（熱間鍛造金型用離型剤）の塗布装置２（熱間鍛造金型用離型剤の塗布装置）と、その塗布装置２を用いた離型剤２１の塗布方法（熱間鍛造金型用離型剤の塗布方法）について概略を述べた後に、塗布装置２の各構成、及び本実施形態に係る離型剤２１について、詳述する。
【００４１】
［離型剤の塗布装置］
図８に示すように、本実施形態に係る離型剤の塗布装置２は、金型１の表面に、後述する離型剤２１を塗布するための装置である。
【００４２】
塗布装置２は、離型剤２１を貯留するためのタンク２０（貯留部）を備えている。
【００４３】
そして、そのタンク２０には、タンク２０内に貯留された離型剤２１を撹拌するための撹拌機２２（撹拌手段）が設けられている。
【００４４】
また、タンク２０内には、タンク２０内に貯留された離型剤２１中にマイクロナノバブルを供給するためのマイクロナノバブル発生装置２３（気泡発生手段）が設置されている。
【００４５】
さらに、塗布装置２は、タンク２０内に貯留された離型剤２１を金型１に噴霧塗布するための離型剤スプレーユニット３（噴霧塗布手段）を備えている。
【００４６】
［離型剤の塗布方法］
図１０に示すように、本実施形態に係る離型剤２１の塗布方法は、以下の手順で行われる。
【００４７】
まず、充填工程Ｓ１において、タンク２０に離型剤原液２１０を充填する。
【００４８】
そして、気泡発生工程Ｓ２において、マイクロナノバブル発生装置２３により離型剤原液２１０中にマイクロナノバブルを発生させる。
【００４９】
さらに、撹拌工程Ｓ３において、撹拌機２２により離型剤原液２１０を撹拌し、離型剤原液２１０中に発生させたマイクロナノバブル２１３を均一に分散させて離型剤２１を得る。なお、撹拌工程Ｓ３における離型剤原液２１０の撹拌は、上記気泡発生工程Ｓ２を行う前から行う構成としてもよい。
【００５０】
次に、供給工程Ｓ４において、上記離型剤２１を離型剤スプレーユニット３に供給する。
【００５１】
そして、噴霧塗布工程Ｓ５において、離型剤スプレーユニット３により離型剤２１を金型１に噴霧塗布する。噴霧塗布工程Ｓ５は、上述のプレス成形工程ＳＩＩＩにおいて、金型１によるプレス成形後の型開き直後に、例えば荒型Ｘ、仕上げ型Ｙ及びトリミング型Ｚに対して行われる。
【００５２】
本実施形態に係る離型剤２１の塗布方法は、図８に示す塗布装置２を用いて行われるが、図８に示す塗布装置２に限らず、同様の構成を有する他の装置を用いて行ってもよい。
【００５３】
［タンク］
タンク２０は、本実施形態にかかる離型剤２１を貯留するためのものである。タンク２０には、充填工程Ｓ１で離型剤原液２１０が供給される。そして、気泡発生工程Ｓ２でマイクロナノバブル発生装置２３により離型剤原液２１０中にマイクロナノバブルが供給されるとともに、撹拌工程Ｓ３で撹拌機２２により撹拌されて、離型剤２１が調製される。
【００５４】
タンク２０は、離型剤２１が塗布される金型１の大きさ、特に離型剤２１が塗布される部分の表面積に対して、十分な離型剤２１の供給量を確保できる容量を有していればよい。具体的には例えば、タンク２０の容量は、好ましくは２０Ｌ以上５０００Ｌ以下、より好ましくは２００Ｌ以上４０００Ｌ以下、特に好ましくは１５００Ｌ以上２５００Ｌ以下である。
【００５５】
タンク２０には、供給工程Ｓ４でタンク２０から離型剤２１を供給するための離型剤供給配管２９が設けられている。タンク２０からの離型剤２１の供給量は、金型１の大きさ等によって適宜変更することができるが、具体的には例えば、好ましくは３Ｌ／分以上３０Ｌ／分、好ましくは５Ｌ／分以上２０Ｌ／分、特に好ましくは８Ｌ／分以上１２Ｌ／分である。
【００５６】
タンク２０には、例えば離型剤２１の貯留量が一定量を下回ったところで新たな離型剤原液２１０を供給してもよい。また、タンク２０に離型剤原液２１０供給用の配管を設けて、離型剤２１の供給量とほぼ同量の離型剤原液２１０が常に供給されるようにして、タンク２０内の離型剤２１の貯留量が一定となるようにしてもよい。
【００５７】
［撹拌機］
撹拌機２２は、タンク２０内に貯留された離型剤２１を常時撹拌して、タンク２０内に設置されたマイクロナノバブル発生装置２３から供給されるマイクロナノバブルが離型剤２１中に常に均一に分散されるようにするためのものである。撹拌機２２は、特に限定されるものではなく、市販のいかなる撹拌機をタンク２０に配置してもよい。
【００５８】
［マイクロナノバブル発生装置］
マイクロナノバブル発生装置２３は、気泡発生工程Ｓ２で、タンク２０内に貯留された離型剤原液２１０中にマイクロナノバブルを発生させるとともに、離型剤２１中にマイクロナノバブルを引き続き供給するためのものである。マイクロナノバブル発生装置２３は、市販のものを適宜用いることができるが、例えば、多孔性高分子フィルム等からなる不織布に加圧気体を供給し、フィルムの空孔を通じてマイクロナノバブルを発生させる不織布法等を用いたものを好適に用いることができる。なお、マイクロナノバブルを構成する気体としては、安全性向上及びコスト抑制の観点から、エアであることが好ましい。
【００５９】
塗布装置２には、図８に示すように塗布装置２の各構成にエアを供給するエア配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ（以下、エア配管２４と総称することがある）が設けられている。
【００６０】
マイクロナノバブル発生装置２３には、エア配管２４Ａ，２４Ｄを通じてエア２５Ａ，２５Ｄが供給される。エア配管２４Ａ上には、レギュレータ２６が設けられており、エア２５Ａのエア圧を調節することができる。エア配管２４上にはさらに分岐ユニット２７が設けられており、複数のエア配管２４Ｄに分岐される。エア配管２４により供給されたエア２５Ａは、分岐ユニット２７で分岐され、各マイクロナノバブル発生装置２３に接続されたエア配管２４Ｄを通じて、図８に示すようにエア２５Ｄとして各マイクロナノバブル発生装置２３に供給される。
【００６１】
マイクロナノバブル発生装置２３に供給されるエア圧（エア供給圧）は、離型剤２１中に十分なマイクロナノバブルを供給する観点から、好ましくは０．０３ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下、より好ましくは０．０５ＭＰａ以上０．２５ＭＰａ以下、特に好ましくは０．１ＭＰａ以上０．２ＭＰａ以下である。
【００６２】
また、マイクロナノバブル発生装置２３は、タンク２０の容量、すなわちタンク２０に充填された離型剤２１の容量と、離型剤スプレーユニット３への離型剤２１の供給量とのバランスから、離型剤２１中に常にマイクロナノバブルが満たされるようにマイクロナノバブルを供給する能力が必要である。
【００６３】
本実施形態において、マイクロナノバブル発生装置２３は、図８に示すように、複数個設けられている。マイクロナノバブル発生装置２３のマイクロナノバブル供給能力に応じて、マイクロナノバブル発生装置２３の個数を増減することで、離型剤２１へのマイクロナノバブルの供給量を調整することができる。なお、マイクロナノバブル発生装置２３は、本実施形態のように複数個設ける構成としてもよいし、マイクロナノバブル供給能力の大きなマイクロナノバブル発生装置２３を採用する場合は、１個だけ設ける構成としてもよい。
【００６４】
なお、複数個のマイクロナノバブル発生装置２３から離型剤２１中に供給されるマイクロナノバブルの全供給量（マイクロナノバブルの供給量）は、離型剤２１中に十分なマイクロナノバブルを供給する観点から、好ましくは１Ｌ／分以上１００Ｌ／分以下、より好ましくは２Ｌ／分以上５０Ｌ／分以下、特に好ましくは３Ｌ／分以上３０Ｌ／分以下である。
【００６５】
［離型剤スプレーユニット］
離型剤スプレーユニット３は、噴霧塗布工程Ｓ５において、離型剤２１を金型１に噴霧塗布するためのものである。離型剤スプレーユニット３は、タンク２０から供給された離型剤２１にエア２５Ｃを混合させて離型剤２１を霧化させる霧化部３１を備えている。また、離型剤スプレーユニット３は、霧化部３１に接続されるとともに金型１の上金型１２と下金型１３との間に配置され、上金型１２及び下金型１３の表面に霧化部３１により霧化された離型剤２１を噴射するスプレーヘッド３２を備えている。
【００６６】
霧化部３１には、タンク２０から離型剤２１を供給するための離型剤供給配管２９が、離型剤供給ポンプ２８を介して接続されている。離型剤供給ポンプ２８はエア駆動式ポンプであり、エア配管２４Ｂが接続されてエア２５Ｂが供給されるようになっている。タンク２０から供給された離型剤２１Ａは、離型剤供給配管２９を通じて霧化部３１に供給される。
【００６７】
供給工程Ｓ４における、離型剤供給ポンプ２８による離型剤２１の供給ポンプ圧（供給圧）は、上金型１２及び下金型１３に十分量の離型剤２１を供給する観点から、好ましくは０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、より好ましくは０．３ＭＰａ以上５ＭＰａ以下、特に好ましくは０．４ＭＰａ以上４ＭＰａ以下である。なお、供給ポンプ圧は、離型剤２１が塗布される金型１の種類、大きさ、構成等により適宜変更することができる。
【００６８】
霧化部３１には、図示はしないが、離型剤供給配管２９を通じて供給された離型剤２１の注入口と、注入口から導入される離型剤２１にエア配管２４Ｃを通じて供給されたエア２５Ｃを混合させるミキシング部とが設けられている。離型剤２１は、ミキシング部においてエア２５Ｃと混合されて霧化される。
【００６９】
供給工程Ｓ４における、離型剤供給配管２９を通じて霧化部３１に供給されるエア２５Ｃの霧化エア圧は、上金型１２及び下金型１３に均一に離型剤２１を噴霧塗布する観点から、好ましくは０．１０ＭＰａ以上０．８０ＭＰａ以下、より好ましくは０．２０ＭＰａ以上０．７０ＭＰａ以下、特に好ましくは０．３０ＭＰａ以上０．５０ＭＰａ以下である。
【００７０】
スプレーヘッド３２は、金型１によるプレス成形後の型開き直後に上金型１２及び下金型１３の間に挿入されて、荒型Ｘ、仕上げ型Ｙ及びトリミング型Ｚの表面に霧化された離型剤２１を塗布するように構成されている。
【００７１】
スプレーヘッド３２は、上金型１２及び下金型１３の全表面に均等に離型剤２１を塗布する観点から、図示しない複数の噴射口を有しており、これら複数の噴射口から離型剤２１が霧状の粒子状で噴射される。なお、スプレーヘッド３２の構成は、上記構成に限定されるものではなく、例えば噴射口毎に噴射量、噴射速度等を変更可能に構成してもよい。
【００７２】
離型剤スプレーユニット３から噴霧塗布される離型剤２１の霧状粒子のザウター平均粒径は、金型１に均一に離型剤２１を噴霧塗布する観点から、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは１２μｍ以上２８μｍ以下、特に好ましくは１５μｍ以上２５μｍ以下である。
【００７３】
＜離型剤＞
図９は、スプレーヘッド３２から噴射された離型剤２１の液滴２１Ｂを拡大して模式的に示している。離型剤２１の液滴２１Ｂは、図９に示すように、離型剤原液２１０と離型剤原液２１０中に分散したマイクロナノバブル２１３とにより構成されている。
【００７４】
−離型剤原液−
離型剤原液２１０としては、熱間鍛造金型に用いられる市販の離型剤や、この市販の離型剤を水で希釈したものを用いることができる。具体的には例えば、図９に示すように、溶媒としての水２１１に黒鉛粒子２１２が分散した水溶性黒鉛系離型剤や、黒鉛を含まない水溶性白色系離型剤を用いることができる。水溶性白色系離型剤は、具体的には例えばカルボン酸塩をベースにポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡ−Ｎａ）やカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ−Ｎａ）等の水溶性高分子、無機塩等を配合し、必要によっては固体潤滑剤を添加して作られた非黒鉛系の水溶性離型剤である。
【００７５】
−マイクロナノバブル−
ここに、本実施形態に係る離型剤２１は、マイクロナノバブル２１３を含有することを特徴とする。
【００７６】
本明細書において、「マイクロナノバブル」とは、微細気泡であり、その微細気泡を真球とみなしたときの直径が２００μｍ以下の微細気泡をいう。なお、本明細書において、この微細気泡を真球とみなしたときのその真球の直径を「マイクロナノバブルの直径」という。また、本明細書において、上記微細気泡を真球とみなしたときのその真球の体積を「マイクロナノバブルの体積」という。そして、「離型剤中のマイクロナノバブルの含有量」とは、離型剤単位体積当たりに含有されるマイクロナノバブルの体積を算出し、体積％で表したものをいう。
【００７７】
マイクロナノバブルは、上述のごとく、気泡発生工程Ｓ２において、マイクロナノバブル発生装置２３により離型剤２１中に供給される。
【００７８】
なお、マイクロナノバブルの直径は、離型剤２１の冷却能力を高める観点から、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下であり、また、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、特に好ましくは０．６μｍ以上である。
【００７９】
また、離型剤２１中に含有されるマイクロナノバブルの含有量（体積％）は、離型剤２１の冷却能力を高める観点から、好ましくは１０体積％以下、より好ましくは８体積％以下、特に好ましくは５体積％以下であり、好ましくは０．１体積％以上、より好ましくは０．１５体積％以上、特に好ましくは０．２体積％以上である。
【００８０】
本実施形態に係る離型剤２１は、マイクロナノバブルを含有することにより、表面張力が低下し、濡れ性が向上する。ゆえに、金型との接触面積が増加する。また、マイクロナノバブルは、気泡が小さいために気泡に働く浮力が減少し、水中に留まる性質があるため、離型剤２１の液滴と金型表面との接触面からの溶媒成分の蒸発に加え、離型剤２１の液滴中のマイクロナノバブルを起点として溶媒成分の沸騰が進む。そうして、離型剤２１の溶媒成分の気化が促進され、離型剤による金型の冷却能力が向上する。
【００８１】
＜離型剤層＞
塗布装置２により高温の金型１に噴霧塗布された離型剤２１は、例えば水等の溶媒成分が気化し、離型剤層が形成される。離型剤層は、金型１の潤滑性・離型性を高める役割を有している。
【００８２】
本実施形態に係る離型剤２１では、離型剤２１中にマイクロナノバブルを含有することにより、離型剤２１の気化量が増加し、冷却能力が増加するから、離型剤層の膜厚のばらつきが低減され、より均一な離型剤層が得ることができる。
【００８３】
離型剤層の平均膜厚は、金型１の潤滑性・離型性を高める観点から、好ましくは２．３μｍ以上１５μｍ以下、より好ましくは３．７μｍ以上１２μｍ以下、特に好ましくは５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である。
【実施例】
【００８４】
以下、具体的に実施した実施例について説明する。【００８５】
＜離型剤の霧状粒子の粒径測定＞
離型剤スプレーユニット３から噴霧塗布される離型剤２１の霧状粒子の粒径について、位相ドップラー式レーザー粒子分析計を用いて測定した。具体的には、スプレーヘッド３２から２００ｍｍ、すなわちスプレーヘッド３２から離型剤２１が噴霧塗布される金型表面までの距離に相当する距離だけ離れた位置における離型剤２１の霧状粒子の粒径を測定し、ザウター平均粒径を算出した。【００８６】
表１に、離型剤２１の霧状粒子のザウター平均粒径の結果を示す。なお、離型剤２１の供給ポンプ圧は１．０ＭＰａ、エア２５Ｃの霧化エア圧は０．４５ＭＰａである。【００８７】
【表１】
0006696577.tif 000002
【００８８】
後述する離型剤の冷却性能評価実験２において、離型剤２１を表１に示す粒径を有する霧状粒子として金型１に噴霧塗布した。後述するように、離型剤２１は良好な塗布状態で金型表面に塗布され、十分な厚さを有するとともに均一な離型剤層が形成されることが判る。【００８９】
＜離型剤の冷却性能評価実験１＞
（実施例１）
−マイクロナノバブル含有離型剤の調製−
市販の水溶性黒鉛系離型剤（Ｈｅｎｋｅｌ社製、Ｄｅｌｔａｆｏｒｇｅ  Ｆ８５０）に、ナノバブル発生装置（株式会社ナック製、Ｆｏａｍｅｓｔ２０１）を用いて、エア圧０．１５ＭＰａでエアを送り込み、１時間バブリングして、マイクロナノバブルを含有する離型剤２１を調製した。【００９０】
−実験装置−
図１１に示すように、スタンド５１にピペット５２を取り付けた。そして、セラミック台５３に取り付けた鉄板５４を、ピペット５２の先端から鉄板５４までの距離ｈが２０ｍｍとなるように、ピペット５２の下に配置した。鉄板５４裏側にはピペット５２の真下近傍に熱電対５５を取り付けた。【００９１】
−実験Ａ−
鉄板５４を２６０℃に加熱した状態で、ピペット５２から０．３ｍＬの離型剤２１の液滴を滴下したときの、鉄板５４の温度変化を測定した。【００９２】
−実験Ｂ−
また、離型剤２１滴下前後の液滴の様子を高速カメラで撮影し、滴下直後、すなわち液滴が鉄板５４に到達してから０．５秒後の液滴の幅Ｗ１を測定した。【００９３】
−実験Ｃ−
離型剤２１を滴下後約５０秒後には、離型剤２１の水分が気化し、図１２に示すように、離型剤層２１Ｄが形成された。鉄板５４を十分冷却後、この離型剤層２１Ｄのサイズ及び膜厚について測定を行った。具体的には、図１２に示すように、離型剤層２１Ｄの幅Ｗ２及び離型剤層２１Ｄの各点Ｍ１〜Ｍ４における膜厚を測定した。なお、Ｍ１は、離型剤層２１Ｄを円形とみなしたときの中央点、Ｍ２及びＭ３は、Ｍ１を通る離型剤層２１Ｄの直径上における外周円から直径の約１／６内側の点、Ｍ４は同様に直径の約１／１０内側の点である。膜厚は、市販の膜厚測定器（株式会社ケツト科学研究所社製、電磁膜厚計ＬＥ３７３）を用いて測定した。【００９４】
（実施例２）
鉄板５４を２００℃に加熱し、実験Ａのみを行った以外は実施例１と同様に実験を行った。【００９５】
（比較例１，２）
比較例１，２は、ナノバブル発生装置によるバブリングを行わず、市販の水溶性黒鉛系離型剤をそのまま用いた以外は、それぞれ実施例１，２と同様に実験を行った。【００９６】
図１３、図１４、表２及び表３に、実施例１，２及び比較例１，２の実験Ａの結果を示す。また、表４に、実施例１及び比較例１の実験Ｂ，Ｃの結果を示す。なお、図１３及び図１４の矢印で示す位置は、離型剤の液滴を滴下した時間であることを示し、０秒とする。【００９７】
【表２】
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【００９８】
【表３】
0006696577.tif 000004
【００９９】
【表４】
0006696577.tif 000005
【０１００】
−実験Ａの結果について−
図１３及び表２に示すように、鉄板温度２６０℃の実施例１では、時間ｔ１（４．９秒）後には１０６℃冷却されており、１０６℃を時間ｔ１で割ると時間ｔ１までの単位時間当たりの冷却温度、すなわち冷却速度は２２℃／秒となる。同様に、時間ｔ２（９．６秒）後には、１１９℃冷却されており、冷却速度は１２℃／秒となる。【０１０１】
一方、鉄板温度２６４℃の比較例１では、時間ｔ１，ｔ２後には各々７９℃，９３℃冷却されており、冷却速度は各々１６℃／秒、１０℃／秒となる。【０１０２】
このように、実施例１のマイクロナノバブルを含有する離型剤２１では、比較例１の従来の離型剤に比べて、時間ｔ１，ｔ２のいずれにおいても鉄板５４の冷却速度が向上し、時間ｔ１では、冷却能力が約３７％向上していることが判る。【０１０３】
また、図１４及び表３に示すように、鉄板温度２００℃の実施例２及び鉄板温度２０１℃の比較例２では、時間ｔ３（４．４秒）後には、各々６４℃及び４３℃冷却されており、冷却速度は各々１５℃／秒、１０℃／秒となる。【０１０４】
このように、実施例２のマイクロナノバブルを含有する離型剤２１では、比較例２の従来の離型剤に比べて、時間ｔ３では冷却能力が約５０％向上していることが判る。【０１０５】
以上の結果から、本実施形態に係る離型剤２１は、マイクロナノバブルを含有することで、特に滴下後約５秒間における冷却能力が特に向上していることが判る。【０１０６】
−実験Ｂ，Ｃの結果について−
表４から判るように、液滴の幅Ｗ１及び離型剤層２１Ｄの幅Ｗ２は、両者とも比較例１に比べて実施例１の方が広い。この結果から、マイクロナノバブルを含有する離型剤２１では、従来の離型剤に比べて濡れ性が向上していることが判る。【０１０７】
また、離型剤層２１Ｄの膜厚について、最大膜厚差は、比較例１では７．４μｍであるのに対し、実施例１では０．７μｍとなり、膜厚のばらつきが大幅に低減されていることが判る。【０１０８】
−考察−
図２１は、金属板２０１上に例えば水滴１０１が接触している状態を模式的に示している。金属板２０１から水滴１０１に伝わる単位時間当たりの熱量Ｑは下記式（１）により表される。【０１０９】
Ｑ＝λＡΔＴ／Ｌ  ・・・（１）
但し、λ、Ａ、ΔＴ及びＬは、それぞれ水滴１０１の熱伝導率、金属板２０１と水滴１０１との接触面積及び温度差、並びに伝熱距離である。【０１１０】
式（１）から判るように、水滴１０１による金属板２０１の冷却能力は、金属板２０１に接触する水滴１０１の接触面積Ａが大きい程、又は水滴１０１の高さである伝熱距離Ｌが小さい程向上すると考えられる。【０１１１】
一方、図２２は、高温の金属板２０１上に水滴１０１が滴下されたときに生じるライデンフロスト現象を模式的に示している。金属板２０１の温度が非常に高い場合には、水滴１０１と金属板２０１との接触部分から急激な水滴の蒸発が起こり蒸気１０１Ｂの上昇気流が生じる。そうして、水滴部分１０１Ａの一部又は全部が蒸気１０１Ｂの上昇気流により金属板２０１上から持ち上げられたような状態となり、水滴部分１０１Ａと金属板２０１との接触面積が減少する。そうすると、金属板２０１から水滴部分１０１Ａへの熱伝導が阻害され、水滴部分１０１Ａによる金属板２０１の冷却能力が低下する。【０１１２】
実験Ａ〜Ｃの結果から判るように、本実施形態に係る離型剤２１の液滴は、マイクロナノバブルを含有することにより、表面張力が低下し、濡れ性が向上する。ゆえに、金型との接触面積が増加する。そうして、離型剤による金型の冷却能力が向上すると考えられる。【０１１３】
また、マイクロナノバブルは、気泡が小さいために気泡に働く浮力が減少し、水中に留まる性質がある。ゆえに、離型剤２１の液滴が高温の金型表面に接触したときに、離型剤２１の液滴中に存在するマイクロナノバブル２１３は、例えば沸騰石と同様に、水２１１の沸騰の起点となると考えられる。そうして、液滴と金型との接触面からの水２１１の蒸発に加えて、マイクロナノバブル２１３を起点として水２１１の沸騰が進むことで、マイクロナノバブルを含有しない従来の離型剤に比べて水２１１の気化量が増加し、金型表面の冷却能力が向上すると考えられる。【０１１４】
そして、離型剤２１の気化量が増加し、冷却能力が増加することにより、離型剤層２１Ｄの膜厚のばらつきが低減され、より均一な離型剤層が得られることが判る。【０１１５】
−離型剤の冷却性能評価実験２−
（実施例３）
市販の水溶性黒鉛系離型剤（Ｈｅｎｋｅｌ社製、Ｄｅｌｔａｆｏｒｇｅ  Ｆ８５０）に水を加えて混合し、比重計で１．００７５の比重としたものをタンク２０に充填し、マイクロナノバブル発生装置（株式会社ナック製、Ｆｏａｍｅｓｔ２０１）５本を設置した塗布装置２を用いて離型剤２１を調製した。なお、５本のマイクロナノバブル発生装置にはエア圧０．１５ＭＰａでエアを送り込んだ。また、マイクロナノバブル発生装置から離型剤２１に供給されるマイクロナノバブルの全供給量は３．５Ｌ／分であった。【０１１６】
図７に示す荒下型１３１について、鋼材Ｋの荒成形を行った直後の金型表面温度Ｔ１［℃］と、塗布装置２による離型剤２１の噴霧塗布直後の金型表面温度Ｔ２［℃］とを上述の放射温度計により測定した。なお、離型剤２１の塗布時間をｔ［秒］として、下記式（２）で表されるτ［℃／秒］を離型剤２１の単位塗布時間当たりの金型冷却温度として算出し、冷却性能を評価した。【０１１７】
τ＝（Ｔ１−Ｔ２）／ｔ  ・・・（２）
なお、離型剤２１の噴霧塗布は、前述の離型剤の霧状粒子の粒径測定に示す条件、すなわち表１に示す霧状粒子の粒径が得られる条件で行っており、離型剤２１の供給ポンプ圧は１．０ＭＰａ、エア２５Ｃの霧化エア圧は０．４５ＭＰａである。【０１１８】
（比較例３）
比較例３は、マイクロナノバブル発生装置によるバブリングを行わず、市販の水溶性黒鉛系離型剤をそのまま用いた以外は、実施例３と同様に実験を行った。【０１１９】
比較例３及び実施例３の結果を、各々図１５及び図１６に示す。なお、荒成形及び荒成形に伴う離型剤塗布は数時間に亘る実験時間の間に複数回行われ、測定は１回の荒成形及び離型剤塗布毎に行われた。図１５及び図１６は、各測定毎の塗布時間ｔ及び単位塗布時間当たりの金型冷却温度τ［℃／秒］を数時間の実験時間に亘ってプロットしたものである。【０１２０】
図１５に示すように、比較例３では、塗布時間ｔはおよそ２．２秒である。実験時間１時間から６時間までの単位時間当たりの金型冷却温度τの平均値は２４．７℃／秒であった。また、塗布時間が２．２秒であっても、単位時間当たりの金型冷却温度τは０℃／秒を下回るときがあった。単位時間当たりの金型冷却温度τは０℃／秒を下回るときは、離型剤塗布を行っても荒下型１３１が全く冷却されていないときであることを示している。【０１２１】
一方、図１６に示すように、実施例３では、塗布時間ｔはおよそ２．１秒である。実験時間１時間から４時間、及び５時間から７時間までの単位時間当たりの金型冷却温度τの平均値は６３．２℃／秒であった。また、実験時間１時間から４時間、及び５時間から７時間までの荒成形及び離型剤塗布が行われている間において、単位時間当たりの金型冷却温度τが比較例３のように０℃／秒を下回るときが生じなくなった。【０１２２】
以上の結果から、本実施形態に係るマイクロナノバブルを含有する離型剤２１では、従来の離型剤に比べて、単位時間当たりの金型冷却温度τの平均値において、冷却能力が約２．６倍に向上していることが判る。【０１２３】
−離型剤層の膜厚測定−
（実施例４）
実施例３において離型剤が塗布された荒下型１３１の表面に形成された離型剤層の膜厚を市販の膜厚測定器（株式会社ケツト科学研究所社製、電磁膜厚計ＬＥ３７３）により測定した。なお、膜厚測定は、図７に示す荒下型１３１の各部位Ｘ１〜Ｘ８においてそれぞれ行った。【０１２４】
（比較例４）
比較例３において離型剤が塗布された荒下型１３１の表面に形成された離型剤層の膜厚を実施例４と同様に測定した。【０１２５】
表５に、実施例４及び比較例４の結果を示す。【０１２６】
【表５】
0006696577.tif 000006
【０１２７】
表５に示すように、比較例４では、Ｘ１〜Ｘ８の平均膜厚は３．１μｍであるのに比較して、荒下型１３１の後側、特にＸ７及びＸ８において膜厚が小さくなっているのが判る。【０１２８】
これまで、図１及び図２に示すクランクシャフトＣにおいて、リア側の例えばカウンターウエイトＣＷ８で、鋼材Ｋの充填不足による欠肉不良が生じる傾向があった。すなわち、荒上型１２１及び荒下型１３１により形成される、カウンターウエイトＣＷ８の幅寸法に相当する彫寸法は１２０ｍｍであるのに対し、鍛造後のクランクシャフトＣにおけるカウンターウエイトＣＷ８の幅寸法は約１１７ｍｍ程度となる欠肉不良が生じていた。【０１２９】
これは、表５の比較例４の結果から判るように、図６及び図７に示す荒上型１２１及び荒下型１３１の前側よりも後側で離型剤層の膜厚が薄くなるためと考えられる。【０１３０】
ここで、荒上型１２１及び荒下型１３１の前側よりも後側で離型剤層の膜厚が薄くなるのは、金型１の表面温度が関係していると考えられる。【０１３１】
具体的には、図６及び図７に示す荒上型１２１及び荒下型１３１による荒成形直後の金型表面温度は、約２００℃〜約４００℃になることが判っている。さらに、荒上型１２１及び荒下型１３１の前側では約２００℃〜約３５０℃であるのに対し、後側では約３００℃〜約４００℃となり、前側よりも後側の方が金型の表面温度が高くなるという知見が得られている。【０１３２】
荒上型１２１及び荒下型１３１の部位によって金型表面の温度に差が生じると、金型表面温度が高い後側では、ライデンフロスト現象が起こりやすく、離型剤による金型表面の冷却能力が低下すると考えられる。そうすると、金型の前側よりも後側で、離型剤層の膜厚が薄くなり、延いては金型表面の潤滑性の低下を招く。そうして、金型表面の摩擦抵抗が大きくなるために、図１及び図２に示すクランクシャフトＣのリア側、例えばカウンターウエイトＣＷ８等で鋼材Ｋの充填不足が生じると考えられる。【０１３３】
表５の実施例４に示すように、マイクロナノバブルを含有する本実施形態に係る離型剤２１を用いた場合には、Ｘ１〜Ｘ８における平均膜厚は６．８μｍに増加するとともに、Ｘ７及びＸ８の膜厚もそれぞれ６．５μｍ及び１０．３μｍと増加していることが判る。【０１３４】
実際に、クランクシャフトＣの鍛造を行うと、実施例４の離型剤を用いた場合には、カウンターウエイトＣＷ８について、荒上型１２１及び荒下型１３１の彫寸法である１２０ｍｍまで鋼材Ｋが充填されるようになり、カウンターウエイトＣＷ８の欠肉不良はほぼ発生しなくなった。【０１３５】
実施例４では、離型剤２１にマイクロナノバブルが含まれることにより、離型剤による金型表面の冷却能力が向上し、荒上型１２１及び荒下型１３１の後側においても金型表面の冷却が促進されると考えられる。そうして、離型剤層の膜厚が十分厚くなり、カウンターウエイトＣＷ８における欠肉不良が低減されたと考えられる。【０１３６】
＜マイクロナノバブル水に含有されるマイクロナノバブル含有量＞
離型剤中に含まれるマイクロナノバブルの含有量を評価するため、マイクロナノバブルを含有する水、すなわちマイクロナノバブル水に含有される単位体積当たりの気泡体積を測定した。具体的には、マイクロナノバブルは負電荷を帯びており水中で対流するため、マイクロナノバブル水をゼラチンで固めてマイクロナノバブル水の試料片を作製し、倒立顕微鏡にてその試料片に含まれるマイクロナノバブルのサイズを測定した。実験手順は以下のとおりである。【０１３７】
（実験例１）
まず、水にマイクロナノバブル発生装置を浸漬して１時間バブリングを行い、マイクロナノバブル水を調製した。このマイクロナノバブル水５０ｇに対して、別途約８０℃のお湯１５ｇに市販のゼラチン（森永乳業社製、森永クックゼラチン）５ｇを溶かしたものを加えて撹拌し、約１０℃の冷蔵庫内で２時間冷却した。【０１３８】
このように調製したマイクロナノバブル水ゼリーから、１５ｍｍ×１５ｍｍ×１０ｍｍ程度の試料片４０を採取し、図１７に示すように、シャーレ４２上に載せた。試料片４０をシャーレ４２に密着させるとともに、光の散乱を防止して観察を容易にするため、試料片４０の外周に密着用水滴４１を垂らし、光学顕微鏡（オリンパス社製、ＧＸ４１）にて試料片４０中に含まれるマイクロナノバブルのサイズを測定した。なお、図１７中符号４４は光学顕微鏡ＧＸ４１（倒立顕微鏡）の対物レンズを示している。本実験では、光学顕微鏡ＧＸ４１により直径２μｍ以上１０００μｍ未満のマイクロバブルを観察した。【０１３９】
図１８に示すように、図１７の対物レンズ４４による観察方向４４Ａに対し、符号４０Ａで示される１ｍｍ×１ｍｍの面を観察面とする。図１９に、観察面４０Ａの一例を示す。【０１４０】
まず、観察面４０Ａに含まれる１個のマイクロナノバブル２１３の面積を測定した。【０１４１】
そして、その１個のマイクロナノバブル２１３の面積を円の面積とみなして半径を算出し、その半径を有する球の体積を算出して、そのマイクロナノバブル２１３の体積ＭＡ１とした。【０１４２】
同様に、観察面４０Ａに含まれる他のマイクロナノバブル２１３についても、体積ＭＡ１を算出した。【０１４３】
そして、観察面４０Ａに含まれる全てのマイクロナノバブル２１３の体積ＭＡ１を合計して、その観察面４０Ａに含まれるマイクロナノバブル２１３の含有量ＭＡ２とした。【０１４４】
次に、観察面４０Ａを基準として観察方向４４Ａの向きに±０．５ｍｍの立方体４０Ｂ内で複数の観察面について同様の観察を行い、各観察面に含まれるマイクロナノバブルの含有量ＭＡ２を算出した。【０１４５】
そして、各観察面に含まれるマイクロナノバブルの含有量ＭＡ２の平均値を算出し、その平均値を立方体４０Ｂ内に含まれるマイクロナノバブル２１３の総含有量ＭＡ３とした。【０１４６】
そして、マイクロナノバブル水に含まれる直径２μｍ以上１０００μｍ未満のマイクロナノバブルの含有量ＭＡ４を体積％で算出した。【０１４７】
表６〜表８に、実験例１のマイクロナノバブルの算出結果を示す。【０１４８】
【表６】
0006696577.tif 000007
【０１４９】
【表７】
0006696577.tif 000008
【０１５０】
【表８】
0006696577.tif 000009
【０１５１】
（実験例２）
実験例１のマイクロナノバブル水ゼリーの試料片４０について、光学顕微鏡（オリンパス社製、ＤＳＸ５１０）を用いて、直径２μｍ未満のマイクロナノバブルを観察した。【０１５２】
本実験において、２０μｍ×２０μｍの１つの観察面に含まれる１個のマイクロナノバブル２１３の面積を測定した。図２０に、観察面の一例を示す。【０１５３】
そして、その１個のマイクロナノバブル２１３の面積を円の面積とみなして半径を算出し、その半径を有する球の体積を算出して、そのマイクロナノバブル２１３の体積ＭＢ１とした。【０１５４】
同様に、観察面に含まれる他のマイクロナノバブル２１３についても、体積ＭＢ１を算出した。【０１５５】
次に、観察面に含まれる全てのマイクロナノバブル２１３の体積を合計して、その観察面を含む２０μｍ×２０μｍ×２０μｍ（＝８０００μｍ３）の立方体中に含有されるマイクロナノバブル２１３の総含有量ＭＢ３とした。【０１５６】
そして、マイクロナノバブル水に含まれる直径２μｍ未満のマイクロナノバブルの含有量ＭＢ４を体積％で算出した。【０１５７】
表９に、実験例２のマイクロナノバブルの算出結果を示す。【０１５８】
【表９】
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【０１５９】
表８及び表９の結果から、マイクロナノバブル水に含まれるマイクロナノバブルの含有量は、ＭＡ４及びＭＢ４の合計として、０．２７体積％であることが判る。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
本開示は、熱間鍛造の分野において極めて有用である。
【符号の説明】
【０１６１】
１  金型（熱間鍛造金型）
１２  上金型
１３  下金型
２  塗布装置（熱間鍛造金型用離型剤の塗布装置）
２０  タンク（貯留部）
２１  離型剤（熱間鍛造金型用離型剤）
２２  撹拌機（撹拌手段）
２３  マイクロナノバブル発生装置（気泡発生手段）
２１０  離型剤原液   
２１３  マイクロナノバブル  
３  離型剤スプレーユニット（噴霧塗布手段）
Ｓ１  充填工程       
Ｓ２  気泡発生工程   
Ｓ３  撹拌工程       
Ｓ４  供給工程       
Ｓ５  噴霧塗布工程   
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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