JP2000280262A - 金型の清浄方法、金型清浄装置及び加硫金型の清浄方法 - Google Patents

金型の清浄方法、金型清浄装置及び加硫金型の清浄方法

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JP2000280262A
JP2000280262A JP9505899A JP9505899A JP2000280262A JP 2000280262 A JP2000280262 A JP 2000280262A JP 9505899 A JP9505899 A JP 9505899A JP 9505899 A JP9505899 A JP 9505899A JP 2000280262 A JP2000280262 A JP 2000280262A
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JP
Japan
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mold
cleaning
supercritical
supercritical fluid
water
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JP9505899A
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Yoshio Nohara
義夫 野原
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Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭い隙間に付着した残滓であっても確実に清
浄することのできる金型の清浄方法を提供すること。 【解決手段】 金型12を超臨界処理槽14に入れ、蓋
14Bを閉して超臨界水(圧力23MPa、温度400
°C)を注入し、金型12を超臨界水に浸漬する。浸透
力が強く、活性が強く、高い反応性を有する超臨界水が
金型12の隅々まで行き渡り、金型12に付着している
ゴム等の有機物の残滓が超臨界水と反応して清浄除去さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ゴム等の
エラストマーの製造に使用する金型の清浄方法に関し、
金型を傷めることなく金型に付着したエラストマー等の
残滓(残りかす)を除去することのできる金型の清浄方
法、金型清浄装置及び加硫金型の清浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりゴム製品を加硫するために金型
が使用されている。
【0003】加硫用の金型の代表的なものにタイヤ加硫
成形用金型があり、この金型の一つにインサーターモー
ルドがある。
【0004】インサーターモールドは、例えば、特開平
4−223108号公報に記載されているように、多数
のピースからなっており、ピース間は50μm程度の隙
間がエアーベントの機能を果たすことができるため、エ
アーベントの無いスピューレスタイプの金型である。
【0005】加硫金型は、加硫残滓が金型表面にエアー
ベント、ピース間に付着残留し、エアー抜き効果を著し
く阻害し、加硫成形時に外面ベアー等の品質不良に悪影
響を及ぼすため、所定の加硫成形回数毎に加硫残滓を除
去する清浄作業を行っている。
【0006】加硫金型の清浄方法としては、代表的なも
のとしてショトブラスト法及び流体清浄法がある。
【0007】ショットブラスト法は、プラスチックビー
ズを高圧ガスで金型に吹き付けることにより清浄する方
法である。
【0008】液体清浄法は、塩酸、硫酸及び硝酸等の強
酸あるいは、苛性ソーダ等の強アルカリの溶液、または
有機アルカリのアミン系の溶液を用いて清浄する方法で
ある。
【0009】その他に、例えば、特開平6−28586
8号公報に記載されているようなプラズマ環境下で清浄
するプラズマ清浄や、レーザーを照射するレーザー清浄
などもある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た金型の清浄方法はいずれも問題がある。
【0011】インサーターモールドは、ピース間に50
μm程度の隙間がエアーベント機能を有し、加硫成形時
に加硫残滓が堆積していくが、この残滓はピース間の5
0μmの隙間の奥深い所にも有るため、清浄化する必要
がある。
【0012】しかし、ショットブラスト方におけるプラ
スチックビーズは、ピース間の隙間に入ることが出来
ず、隙間内を清浄化できない。
【0013】液体洗浄法は、酸、アルカリが金型材質の
アルミニュームを大きく腐蝕するため好ましくない。
【0014】プラズマ清浄は、プラズマガスの浸透がピ
ース間の隙間に対して十分でなく、清浄効果が小さい。
【0015】レーザ清浄は、レーザ光がピース間の隙間
へ十分到達しないため清浄効果が小さい。
【0016】本発明は上記事実を考慮し、狭い隙間に付
着した残滓であっても確実に清浄することのできる金型
の清浄方法、金型清浄装置及び加硫金型の清浄方法を提
供することが目的である。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の金型の
清浄方法は、金型を超臨界流体に接触させることを特徴
としている。
【0018】次に、請求項1に記載の金型の清浄方法の
作用を説明する。
【0019】超臨界流体は、その純粋な液体よりも物質
を溶かす能力が格段に大きく、溶解速度と分離速度も大
きい。したがって、金型に超臨界流体を接触させること
により金型表面や隙間に付着しているゴム等の残滓を清
浄することができる。
【0020】また、超臨界流体は、液体と気体の両方の
性質を持つため、浸透力が強く、狭い隙間にも容易に深
く入り込むことが出来る。
【0021】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の金型の清浄方法において、前記金型を前記超臨界流体
に浸漬することを特徴としている。
【0022】次に、請求項2に記載の金型の清浄方法の
作用を説明する。
【0023】請求項2に記載の金型の清浄方法では、金
型を超臨界流体に浸漬するので、金型全体を確実に清浄
することができる。
【0024】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2に記載の金型の清浄方法において、前記超臨界
流体は超臨界水であることを特徴としている。
【0025】次に、請求項3に記載の金型の清浄方法の
作用を説明する。
【0026】金型に超臨界水を接触させることにより金
型表面や隙間に付着しているゴム等の残滓を清浄するこ
とができる。
【0027】なお、図2の水の状態図で示すように、水
の臨界点は、圧力22MPa、温度374°Cであるの
で、これ以上の状態の水が超臨界水となる。
【0028】超臨界水は、液体と気体の両方の性質を持
つため、浸透力が強く、狭い隙間にも容易に深く入り込
むことが出来る。
【0029】また、活性が強く、高い反応性を有するた
め、ゴム等の有機物の分解を促進することができる。
【0030】また、水はコスト的にも安く、薬品と異な
り取扱も容易である。
【0031】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の金型の清浄方法において、前記水に過酸化水素水が添
加されていることを特徴としている。
【0032】次に、請求項4に記載の金型の清浄方法の
作用を説明する。
【0033】請求項4に記載の金型の清浄方法では、添
加した過酸化水素水が酸化反応を促進するので、清浄効
果を向上させることができる。
【0034】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請
求項4の何れか1項に記載の金型の清浄方法において、
前記金型は、多数個のピースからなるインサーターモー
ルドであることを特徴としている。
【0035】多数個のピースからなるインサーターモー
ルドは、ピース間に狭い隙間があるが、超臨界流体は狭
い隙間にも進入するので、インサーターモールドの狭い
隙間の奥に付着したゴム等の残滓でも確実に清浄するこ
とができる。
【0036】請求項6に記載の金型清浄装置は、金型を
清浄処理するための超臨界処理槽と、超臨界流体を貯え
る超臨界流体貯留タンクと、前記超臨界流体貯留タンク
から前記超臨界流体を前記超臨界処理槽へ圧送する圧送
手段と、前記超臨界流体を加熱、加圧する加熱加圧手段
と、を備えたことを特徴としている。
【0037】次に、請求項6に記載の金型清浄装置の作
用を説明する。
【0038】この金型清浄装置では、超臨界流体貯留タ
ンクに超臨界流体を貯え、超臨界流体貯留タンクの超臨
界流体は、圧送手段により超臨界処理槽へ圧送できる。
【0039】また、加熱加圧手段は、超臨界流体の超臨
界状態を保つために超臨界流体を加熱すると共に加圧す
る。
【0040】超臨界処理槽に、清浄すべき金型を入れ、
超臨界液に金型を浸漬すると、金型表面や隙間に付着し
ているゴム等の残滓を清浄することができる。
【0041】また、超臨界流体は、液体と気体の両方の
性質を持つため、浸透力が強く、狭い隙間にも容易に深
く入り込むことが出来る。
【0042】請求項7に記載の加硫金型の清浄方法は、
超臨界水下の処理槽内に加硫金型を装入することにより
前記加硫金型に付着したエラストマー加硫残滓を除去す
る工程を含むことを特徴としている。
【0043】次に、請求項7に記載の加硫金型の清浄方
法の作用を説明する。
【0044】超臨界流体は、その純粋な液体よりも物質
を溶かす能力が格段に大きく、溶解速度と分離速度も大
きい。したがって、超臨界水下の処理槽内に加硫金型を
装入すると、金型表面や隙間に付着しているエラストマ
ー加硫残滓が清浄される。
【0045】また、超臨界流体は、液体と気体の両方の
性質を持つため、浸透力が強く、狭い隙間にも容易に深
く入り込むことが出来る。
【0046】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の加硫金型の清浄方法において、前記処理槽内の環境
が、超臨界水を送り込み、かつ酸化反応液を混入した雰
囲気であることを特徴としている。
【0047】次に、請求項8に記載の加硫金型の清浄方
法の作用を説明する。
【0048】超臨界水に、酸化反応液を混入することに
よりエラストマー残滓の酸化反応が促進される。このた
め、短時間で確実な清浄ができるようになる。
【0049】
【発明の実施の形態】本発明の金型の清浄方法の一実施
形態を図1にしたがって説明する。
【0050】図1には、空気入りタイヤ用の金型12を
清浄する清浄装置10の構成が示されている。
【0051】図1に示すように、清浄装置10は、超臨
界処理槽14と、超臨界水ストレージタンク16を備え
ている。
【0052】超臨界処理槽14は、金型12を入れる本
体部14Aと、この本体部14Aの開口を塞ぐ蓋14B
を備えている。
【0053】蓋14Bは、ボルト16等を使用して本体
部14Aに取り付けられ、内部を完全密閉することがで
きる。
【0054】本体部14Aには、ヒータ18、温度セン
サ20、内圧を測定する圧力センサ22、安全弁23が
取り付けられている。
【0055】一方、超臨界水ストレージタンク16には
ヒータ26、温度センサ28、内圧を測定する圧力セン
サ30、安全弁31が取り付けられている。
【0056】なお、超臨界水ストレージタンク16に
は、水を供給する供給口34が設けられている。供給口
34にキャップ36を取り付けることにより内部を完全
密閉することができる。
【0057】超臨界処理槽14と超臨界水ストレージタ
ンク16とは、配管38で連結されており、配管38の
途中には、超臨界水ストレージタンク16に貯留した超
臨界水を超臨界処理槽14へ供給するポンプ40が取り
付けられている。
【0058】なお、ヒータ18、温度センサ20、圧力
センサ22、ヒータ26、温度センサ28、圧力センサ
30、ポンプ40は制御装置42に連結されている。
【0059】次に、本実施形態の清浄装置10を用いた
金型12の清浄方法を説明する。
【0060】先ず、超臨界水ストレージタンク16に、
予め十分な量の水を貯留しておく。
【0061】次に、超臨界処理槽14の本体部14Aの
中に清浄する金型12を入れ、蓋14Bを閉める。
【0062】超臨界水ストレージタンク16のヒータ2
6を通電して超臨界水ストレージタンク16の水を加熱
し、超臨界水(圧力22MPa以上、かつ温度374°
C以上。本実施形態では、圧力23MPa、温度400
°C)とする。
【0063】その後、ポンプ40を駆動して超臨界水を
超臨界処理槽14内へ圧送し、金型12を超臨界水に浸
漬する。
【0064】なお、超臨界処理槽14においては、水が
超臨界状態を保つように、ヒータ18が制御される。
【0065】このように超臨界水に金型12を浸漬する
ことにより、浸透力が強く、活性が強く、高い反応性を
有する超臨界水が金型12の隅々まで行き渡り、金型1
2に付着しているゴム(エラストマー)等の有機物の残
滓が超臨界水と反応して清浄除去される。
【0066】また、従来の清浄方法では、インサーター
モールドの清浄を清浄する際に、モールドを分解して隙
間の清浄をする必要があったが、本実施形態の清浄方法
では狭い隙間の清浄が確実に行われるため、金型12が
多数のピースからなるインサーターモールドであっても
分解する必要がなくなる。
【0067】なお、水に過酸化水素水を添加しても良
い。添加した過酸化水素水が酸化反応を促進するので、
清浄効果を更に向上させることができる。例えば、有機
物は、二酸化炭素と、水と、無機塩に分解される。
【0068】なお、本実施形態では、ゴム等の有機物の
残滓を清浄除去するために超臨界状態とした水を使用し
たが、本発明はこれに限らず、取扱が安全かつ容易で、
金型12を損傷(腐蝕)させなければ、水以外のものを
使用しても良い。
【0069】また、酸化反応を促進するため、水に過酸
化水素水以外の酸化促進剤を添加してもよい。
【0070】また、上記実施形態では、タイヤを加硫す
る金型12を清浄したが、本発明はこれに限らず、他の
ゴム製品の金型や、樹脂成形用の金型の清浄、その他金
属部品の清浄にも使用できる。(試験例)本発明の効果
を確かめるために、タイヤ用の金型(アルミニューム製
のインサーターモールド)を用い、清浄条件を種々を変
えて清浄効果を比較した。
【0071】
【表1】
【0072】試験の結果、試験例1、3〜5では、30
μmのピース間の汚れを清浄できた。また、試験例2で
は、清浄時間が短かったため加硫残滓が若干あった。
【0073】また、金型がアルミニュームの場合、超臨
界水の温度は400°C程度が良く、過酸化水素水(H
2 2 )を30%含ませることにより清浄時間を大幅に
短縮できることも分かった。
【0074】さらに、試験例1〜5の何れの場合も金型
の腐蝕は見られなかった。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の金型の清
浄方法によれば、狭い隙間に付着した残滓であっても確
実に清浄することができる、という優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の金型の清浄方法を実現するための清浄
装置の構成図である。
【図2】温度と圧力とを変えたときの水の状態を示す状
態図である。
【符号の説明】
10 清浄装置(金型清浄装置) 12 金型(加硫金型) 14 超臨界処理槽(加熱加圧手段) 16 超臨界水ストレージタンク(超臨界流体貯留タ
ンク)(加熱加圧手段) 18 ヒータ(加熱加圧手段) 26 ヒータ(加熱加圧手段) 40 ポンプ(圧送手段)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型を超臨界流体に接触させることを特
    徴とする金型の清浄方法。
  2. 【請求項2】 前記金型を前記超臨界流体に浸漬するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の金型の清浄方法。
  3. 【請求項3】 前記超臨界流体は臨界水であることを特
    徴とする請求項1または請求項2に記載の金型の清浄方
    法。
  4. 【請求項4】 前記水に過酸化水素水が添加されている
    ことを特徴とする請求項3に記載の金型の清浄方法。
  5. 【請求項5】 前記金型は、多数個のピースからなるイ
    ンサーターモールドであることを特徴とする請求項1乃
    至請求項4の何れか1項に記載の金型の清浄方法。
  6. 【請求項6】 金型を清浄処理するための超臨界処理槽
    と、 超臨界流体を貯える超臨界流体貯留タンクと、 前記超臨界流体貯留タンクから前記超臨界流体を前記超
    臨界処理槽へ圧送する圧送手段と、 前記超臨界流体を加熱、加圧する加熱加圧手段と、 を備えたことを特徴とする金型清浄装置。
  7. 【請求項7】 超臨界水下の処理槽内に加硫金型を装入
    することにより前記加硫金型に付着したエラストマー加
    硫残滓を除去する工程を含むことを特徴とする加硫金型
    の清浄方法。
  8. 【請求項8】 前記処理槽内の環境が、超臨界水を送り
    込み、かつ酸化反応液を混入した雰囲気であることを特
    徴とする請求項7に記載の加硫金型の清浄方法。
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