ゴム金型の金型汚染と洗浄について

＊この記事はゴム・プラスチックの技術専門季刊誌「ポリマーTECH」に掲載されました。
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特集１　ゴム金型の最新動向と製造・技術の留意点

ゴム金型の金型汚染と洗浄について

関西ゴム技術研修所　山口幸一

1．はじめに
　金型加硫成形工程は、高温、高圧下、金型のキャビティに装着したゴム配合物の流動、配合された加硫系による加硫反応を施し、加硫成形されている。この金型加硫成形工程では、ゴム種、加硫系、充填剤、ゴム配合剤などに関わらず汚れが発生する。また、金型から成形品の型離れ性が悪くなり、金型表面と成形品の表面が汚染される「金型汚染」が発生し、その影響で成形トラブルが発生する。ゴム金型技術の研究では、金型汚染の原因、防止・低減化技術、金型表面処理などの検討がなされている1）。ここでは金型汚染の発生要因、防止・低減化技術と汚染した金型の洗浄についての現状と展望について紹介する。
2．金型汚染について
　金型加硫成形では、加硫反応が起こり、それに起因する分解物、ガスの発生、ゴムおよびゴム配合物に起因する成分がゴム表面に移行し、それらが金型表面に吸着や付着、反応するほか、堆積した汚染物が生じる。それが原因で型離れしにくい、成形物への付着、成形品の外観不良、寸法精度不良などの成形トラブルが発生する。このことを金型汚染と言う。堆積物は、硫黄などの加硫剤、亜鉛華、加硫促進剤、老化防止剤などゴム配合剤に起因する場合が多く、金型の曇り現象は可塑剤、軟化剤、ワックス、白色充填剤などに起因する場合が多いことが知られている2）。また、硫黄加硫系では、亜鉛華と硫黄の反応物である硫化亜鉛が主たる汚染要因である。金型汚染では、加硫温度が高くなると激しくなり、温度が170℃から190℃になると汚染の程度は3倍になる2）。射出成形では温度が高く、圧力が高く、射出回数が増えると金型汚染が激しくなる。この金型汚染の発生によって、次のようなことが起こる3）。
・ゴム用金型の汚れ（金型汚染物の付着・吸着・反応・堆積、金型の腐食）
・ゴム加硫物（製品）の不良（汚染物の転写・付着、寸法精度、形状、表面粗度）
・成形トラブルの発生
・ゴム加硫物の金型からの型離れ（離型性）不良
・加硫、成形工程の自動化への障害
・汚染されたゴム用金型の洗浄が不可欠
・ゴム用金型の交換、洗浄などによる加硫、成形工程の時間ロス
・洗浄するために複数のゴム用金型が必要、コスト高

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