
目次
ホットスタンプ後の箔バリ
動画:CO2スノーで箔バリ除去
エアーブローノズルとの違い
機器構成:ジェットウォーカー
CO2スノージェット洗浄装置のメリット
関連情報
ホットスタンプについて
絵柄を加飾したフィルム・金属箔を、樹脂製品に成型して意匠性を持たせる加飾技術です。
インクや塗料を用いる「塗装」は、乾燥工程で多大なエネルギーを消費します。
塗装と比べると、ホットスタンプ(熱転写)やインモールド成形による加飾技術は、乾燥に要するエネルギーロスを削減できる見方があります。
昨今の、二酸化炭素排出量を削減する機運の高まりの中、塗装・乾燥で大きくエネルギーを消費する装飾方法と比べて、ホットスタンプはエネルギー消費が低い加飾技術として注目を集めています。
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動画:CO2スノーで箔バリ取り
(動画(ホットスタンプ後の箔バリ除去):Youtube 1:45~2:48)
動画を解説:
ロボットにCO2スノーを噴霧するノズルを持たせて、ホットスタンプ(熱転写)後の箔バリを除去しています。
箔バリは、端面に発生しやすいので、ロボットで樹脂成型品の端面をスキャンして、バリ取りしています。
ノズルから噴霧している白い霧がCO2スノーです。液化炭酸ガスボンベの中の液体CO2を、ノズルの直前まで液送して、ノズルから噴霧すると二酸化炭素の小さな個体の結晶になります。これが白い霧状に見えてます。
箔バリを除去する原理は大きく3つあります。
①脆化:CO2スノー(二酸化炭素の結晶)は、ー78.5℃です。衝突時に熱を奪い、冷やして 箔バリを脆くする効果があります。
②衝突洗浄:CO2スノー(二酸化炭素の結晶)が箔バリに衝突する力で除去します。
③爆発洗浄:CO2スノー(二酸化炭素の結晶)は、ノズルから噴霧して大気圧に開放されると たちまち気体に昇華しようとします。個体→気体になるときに体積が爆発的に膨張します。このエネルギーで除去します。
ポイント☝
CO2スノー(二酸化炭素の結晶)が基材に衝突しても、基材のダメージは最小限です。二酸化炭素の結晶は、大気に開放されると すぐ気体に昇華するため、プラスチック表面のダメージを最小限にしています。
これは、ショットブラスト・サンドブラストとの大きな違いです。
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エアーブローノズルとの違い
ノズルからエアーブローして吹き飛ばすのとは、何が違うのか?
CO2スノーには、次の4つの洗浄効果があります。
①衝撃洗浄
二酸化炭素の微小な個体の結晶(CO2スノー)が、箔バリ・コンタミ・異物など に衝突する力で除去します。
②脆化
二酸化炭素の結晶の温度は、-78.5度です。CO2スノーが、箔バリ・コンタミ・異物に衝突すると、熱を奪い、温度が急低下して脆くなります(脆化)。もろくして、表面から除去しやすくします。
③爆発洗浄
ノズルから噴射された二酸化炭素の結晶(CO2スノー)は、個体から気体に昇華します。この時、体積が約600倍に膨張します。爆発的に膨張するエネルギーで、表面から除去します。
④溶剤効果
ノズルから噴射された二酸化炭素の結晶(CO2スノー)は、シールドエアで加速されて、高速で基材表面に衝突します。衝突時の圧力で二酸化炭素が瞬間的に液化するものもあります。液体二酸化炭素は全体として極性が無く、無極性溶媒(シクロヘキサン)と似た溶剤効果があります。
CO2スノーによる4つの洗浄効果は、エアーブローにはありません。
これが、エアーブローノズルによる除塵原理との違いです。
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機器構成:ジェットウォーカー
①コントローラ(バルブ・弁・レギュレータ・フィルター・制御用PLC)
②温調器
③ノズル
④ノズル⇔温調器⇔コントローラ間 液体CO2配送用 高圧チューブ
⑤ノズル⇔温調器⇔コントローラ間 圧縮エア用高圧ホース
含まれてないもの:
ロボット(ノズル操作用)
液体二酸化炭素(サイホン式ボンベ または タンク)
コンプレッサー・圧縮エア(エアの露点は最低‐20℃(または、それ以上)。オイルフリー。オイルセパレータ/吸着式ドライヤーで濾過したエア。)
電源
二酸化炭素排出用 局所排気
二酸化炭素濃度センサー
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CO2スノージェット洗浄装置のメリット
◆エアーブローノズルでは吹き飛ばせない箔バリをドライ洗浄
◆ワークピースへのダメージは最小限
◆薄い油の皮膜・有機系異物の除去にも効果があります
◆薄い粘着質な異物の除去にも効果があります
◆早いタクトタイム
◆間欠運転に適しています
◆洗浄工程を自動化したい用途に適しています
◆ウェット洗浄(超音波洗浄・有機溶剤など)のような廃液処理は不要です
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