JP2005161150A

JP2005161150A - タイヤ金型の洗浄方法および洗浄装置

Info

Publication number: JP2005161150A
Application number: JP2003401480A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Sugata; 通博姿
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】設備的に、超臨界水を用いる場合のように高価となることもなく、かつ、金型の洗浄によって金型本体に特別なダメージを与えることなく微細なスリッドベント内の洗浄なども効果的に行い得て、更にメインテナンスの点でも簡易に行ない得て有利なタイヤ金型の洗浄方法と洗浄装置を提供すること。
【解決手段】超臨界流体反応を用いたタイヤ金型洗浄方法において、超臨界流体反応の媒質に超臨界二酸化炭素を用いることを特徴するタイヤ金型の洗浄方法であり、気体状の二酸化炭素を液体化させる液化室、液体二酸化炭素を超臨界二酸化炭素化してタイヤ加硫金型の洗浄を行なう洗浄室、超臨界二酸化炭素を気体化させる気化室の三室を有することを特徴とするタイヤ金型の洗浄装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型の洗浄方法および洗浄装置に関する。

従来、タイヤ加硫成形用の金型の洗浄法として知られている方法は、以下の（１）〜（５）の方法があるが、それぞれ以下に記載するような欠点や不都合点があった。
（１）ショットブラスト法
ショットブラスト法は、アルミナ、ガラスビーズ、プラスチックビーズ、ドライアイス等を高圧ガスとともに吹き付け、金型の汚れを除去するものである。この方法は、金型の汚れと共に金型の母材（アルミ合金）自体も削り取ってしまうため、金型の表面が荒れたり、摩耗するという問題がある。
（２）液体洗浄法
液体洗浄法は、酸・アルカリ・界面活性剤・溶剤などを使用して、金型の汚れを除去するものである。この方法は、溶剤が金型の母材（アルミ合金）を腐食させるという問題がある。
（３）レーザー照射法
レーザー照射法は、レーザーで汚れを燃焼させ、金型の除去するものである。この方法は、金型へ与えるダメージがない反面、レーザー照射の死角となる部分の汚れが取れないという問題がある。
（４）プラズマ洗浄法
減圧した状態で反応ガスを吹き付けながらプラズマを発生させ、金型の汚れを燃焼除去するものである。この方法は、レーザー照射法のような死角となる部分が発生することはないが、金型のエアー抜き機能の一種である、隙間が０．０５ｍｍ前後の間隔からなるスリッドベント内へは、反応ガスが浸透し難く、十分な洗浄効果を得ることができない。
（５）超臨界水洗浄法
超臨界流体を用いて、金型の汚れを除去するものである。この方法は、金型へ与えるダメージがなく、また前記スリッドベント内の洗浄効果も高く、超臨界流体として超臨界水を用いる方法が既に提案されている（特許文献１）。

しかし、超臨界水反応を得るためには、水の臨界点である温度３７３．９℃、圧力２１．３ＭＰａ以上の高温、高圧の環境を作り出す装置が不可欠となるため、一般に金型の洗浄設備としては非常に高価なものとなり、実用化には不向きなものである。
特開２０００−２８０２６２号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、設備的に、超臨界水を用いる場合のように高価となることもなく、かつ、金型の洗浄によって金型本体に特別なダメージを与えることなく微細なスリッドベント内の洗浄なども効果的に行い得て、更にメインテナンスの点でも簡易に行ない得て有利なタイヤ金型の洗浄方法と洗浄装置を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明のタイヤ金型の洗浄方法は、以下の(1) の構成からなるものである。
（１）超臨界流体反応を用いたタイヤ金型洗浄方法において、超臨界流体反応の媒質に超臨界二酸化炭素を用いることを特徴するタイヤ金型の洗浄方法。

また、上記した目的を達成する本発明のタイヤ金型の洗浄装置は、以下の(2) の構成からなるものである。
（２）気体状の二酸化炭素を液体化させる液化室、液体二酸化炭素を超臨界二酸化炭素化してタイヤ金型の洗浄を行なう洗浄室、超臨界二酸化炭素を気体化させる気化室の三室を有することを特徴とするタイヤ金型の洗浄装置。

更にかかる(2) の本発明のタイヤ金型の洗浄装置は、好ましくは、以下の(3) 〜(6) の構成からなるものである。
（３）洗浄室内における温度と圧力を制御する機構が付属されてなることを特徴とする上記(2) 記載のタイヤ金型の洗浄装置。
（４）洗浄室内に、超臨界二酸化炭素を撹拌する機構が付属されてなることを特徴とする上記(2) または(3) 記載のタイヤ金型の洗浄装置。
（５）洗浄室内に、超音波発生機構が付属されてなることを特徴とする上記(2) または(3) 記載のタイヤ金型の洗浄装置。
（６）洗浄室内に、洗浄促進機構が付属されてなることを特徴とする上記(2) または(3) 記載のタイヤ金型の洗浄装置。

請求項１にかかる本発明によれば、超臨界水を用いる場合のように高価となることもなく、かつ、金型の洗浄によって金型本体に特別なダメージを与えることなく微細なスリッドベント内の洗浄なども効果的に行い得て、更にメインテナンスの点でも簡易に行ない得て有利なタイヤ金型の洗浄方法が提供される。

特に、請求項２にかかる発明によれば、超臨界水を用いる場合のように高価となることもなく、かつ、金型の洗浄によって金型本体に特別なダメージを与えることなく微細なスリッドベント内の洗浄なども効果的に行い得るタイヤ金型の洗浄装置が提供される。

請求項３〜６にかかる各発明によれば、請求項２の装置の効果をそのまま有するとともに、洗浄処理をより正確に制御しながら、より短時間で効率的に洗浄できるタイヤ金型の洗浄装置が提供されるものである。

以下、更に詳しく本発明について、説明する。

本発明のタイヤ金型の洗浄方法は、超臨界流体反応の媒質に超臨界二酸化炭素を用いて超臨界流体反応によって洗浄するものである。

二酸化炭素は、常温、常圧の大気中に約３００ｐｐｍ含まれる不活性ガスであるが、加圧雰囲気下のある温度条件では、液体二酸化炭素状態に変化し、臨界圧力（７．３９ＭＰａ）及び臨界温度（３１．０℃）以上の条件では、超臨界二酸化炭素状態に変化をする。この超臨界二酸化炭素状態のときには、油脂などを溶かす溶解力があるために、被洗浄タイヤ金型から不要物を遊離させるとともに、この遊離した不要物のうち特定の不要物を超臨界二酸化炭素に溶解させて洗浄を行うことができるものである。

こうして超臨界二酸化炭素を用いると、タイヤ金型の洗浄が比較的短時間（例えば、１５〜２０分程度）で済む上に、洗浄後にはタイヤ金型の表面から超臨界二酸化炭素が直ちに気化するため、温風を吹き付けるなどしてタイヤ金型を乾燥させる工程が不必要ともなるので、洗浄工程全体としても、比較的短時間（例えば、１５〜２０分程度）で済むことになるのである。

本発明のタイヤ金型の洗浄装置についての全体構成の概略図を図１に示す。

図１に示したように、本発明にかかるタイヤ金型の洗浄装置は、気体状の二酸化炭素を液体化させる液化室１、液体二酸化炭素を超臨界二酸化炭素化して超臨界二酸化炭素を用いてタイヤ加硫金型の洗浄を行なう洗浄室２、超臨界二酸化炭素を気体化させる気化室３の三室を有する構成からなっている。

被洗浄物たるタイヤ金型４は洗浄室に収納される。ここで、洗浄室２は、二酸化炭素の臨界圧力（７．３９ＭＰａ）以上の所定の圧力にも耐え得る耐圧容器・構造によって形成されている。また、この洗浄室には、その内部に超臨界二酸化炭素を送り込むため送込管や、その内部から超臨界二酸化炭素を排出するための排出管などが接続されている。

また、送込管及び排出管の途中には弁が設けられ、これにより、洗浄槽は密閉可能とされている。更に、この洗浄室内には、洗浄を促進するための機構が所望に応じて設けられていてもよく、例えば、超臨界二酸化炭素を撹拌する機構、封入したタイヤ金型や超臨界二酸化炭素を超音波振動させるための超音波発生機構などが設けられていてもよいものである。

次に、洗浄室２に超臨界二酸化炭素を送り込み、洗浄室２の内部にタイヤ金型４および超臨界二酸化炭素を封入する。ここで、超臨界二酸化炭素は、例えば、液体二酸化炭素をポンプ５で臨界圧力以上の所定の圧力まで昇圧させ、その後に、加熱装置６で臨界温度以上の所定の温度まで昇温させることによって作り出すことができる。そして、このようにして作り出した超臨界二酸化炭素を、送込管を通じて洗浄室の内部に送り込み、その後に送込管の途中に設けた弁を閉じることにより、洗浄室２の内部にタイヤ金型４および超臨界二酸化炭素７を封入することができる。

これにより、タイヤ金型４の表面に付着した油分などの不要物を遊離させるとともに、この遊離した不要物の一部を超臨界二酸化炭素に溶解させることができるのである。

また、超臨界二酸化炭素は、粘度が気体に近く、かつ、拡散係数が液体の約１００倍と極めて高いことから、微細なスリッドベントの内部などの微細かつ複雑な部位にまで入り込むので、洗浄媒体として超臨界二酸化炭素を用いると、このような部位に入り込んだ油分などの不要物までほぼ確実に遊離させることができるのである。

必要に応じて、洗浄室２の内部にタイヤ金型４および超臨界二酸化炭素を封入した状態で、揺動機構を駆動させて、タイヤ金型を縦方向、横方向または斜め方向などに揺動させたり、あるいは超音波振動子を駆動させて、タイヤ金型およ超臨界二酸化炭素を２０，０００Ｈｚ〜５０，０００Ｈｚ程度の振動数で超音波振動させたりすることによって、洗浄を促進することができる。

次に、洗浄室２の内部から超臨界二酸化炭素を排出する。ここで、洗浄室２の内部からの超臨界二酸化炭素の排出は、洗浄室２の内部に超臨界二酸化炭素７を封入してから１５〜２０分経過した後に、排出管を通じて行う。このとき、超臨界二酸化炭素にはタイヤ金型の表面から遊離した不要物の一部が溶解していることから、超臨界二酸化炭素と共にタイヤ金型の表面から遊離した不要物も排出されることとなる。

次に、洗浄室２の内部からタイヤ金型を取り出す。ここで、洗浄室の内部からタイヤ金型を取り出すと、タイヤ金型の表面から超臨界二酸化炭素が直ちに気化することから、洗浄室の内部からタイヤ金型を取り出すとほぼ同時に、タイヤ金型を乾燥させる工程も終了していることとなる。これにより、タイヤ金型の洗浄工程が終了する。

洗浄室２の内部から排出された超臨界二酸化炭素は、超臨界二酸化炭素を気体化させる気化室３に導入され気体化される。気体化された後、分離された不要物８は回収することができる。

気体化された二酸化炭素は、必要に応じて、フィルター９、ポンプ１０を介して液化室１に送られて、再度、液化されて洗浄工程に使用することができる。液化室１には、二酸化炭素貯蔵タンク１１からも二酸化炭素が供給され得るようにされている。

加硫回数２０００回（ショット）で使用したアルミニウム製の乗用車用タイヤ金型の洗浄を、本発明の方法に従って行なった。

また、比較のため超臨界水を用いた実験も行った。

その結果を表１に示したが、臨界点に近い条件では、洗浄時間に差があるものの、いずれの条件でも洗浄効果が認められ、また、水と同等程度の洗浄力（洗浄効果）を得るには下記の実施例３程度の圧力と温度で十分であり、本発明方法が優位さを持つことがわかる。

本発明においては装置的にも全体的に簡易で済むためメインテナンス性も良好である。

図１は、本発明のタイヤ金型の洗浄装置についての全体構成の概略モデルを示した概略図である。

符号の説明

１：液化室
２：洗浄室
３：気化室
４：タイヤ金型
５：ポンプ
６：加熱装置
７：超臨界二酸化炭素
８：分離された不要物
９：フィルター
１０：ポンプ
１１：二酸化炭素貯蔵タンク

Claims

超臨界流体反応を用いたタイヤ金型洗浄方法において、超臨界流体反応の媒質に超臨界二酸化炭素を用いることを特徴するタイヤ金型の洗浄方法。
気体状の二酸化炭素を液体化させる液化室、液体二酸化炭素を超臨界二酸化炭素化してタイヤ金型の洗浄を行なう洗浄室、超臨界二酸化炭素を気体化させる気化室の三室を有することを特徴とするタイヤ金型の洗浄装置。
洗浄室内における温度と圧力を制御する機構が付属されてなることを特徴とする請求項２記載のタイヤ金型の洗浄装置。
洗浄室内に、洗浄促進機構が付属されてなることを特徴とする請求項２または３記載のタイヤ金型の洗浄装置。
洗浄室内に、超臨界二酸化炭素を撹拌する機構が付属されてなることを特徴とする請求項２、３または４記載のタイヤ金型の洗浄装置。
洗浄室内に、超音波発生機構が付属されてなることを特徴とする請求項２、３または４記載のタイヤ金型の洗浄装置。