KR100940876B1 - 타이어 몰드 초음파 세척장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 몰드 초음파 세척장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파를 이용하여 물에 수용성 세척제를 혼합하여 타이어 몰드를 손상 및 오염시키지 않고 깨끗하게 세척할 수 있도록 하는 타이어 몰드 초음파 세척장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 컨트롤러에 연결된 진동부에서 20∼40KHZ로 진동하고, 물과 수용성 세척제가 7:3의 비율로 혼합되어 타이어 몰드를 1차 세척하는 세척 탱크의 내부에 가열기를 설치한 1차 세척장치와;
컨트롤러에 연결된 진동부에서 20∼40KHZ로 진동하고, 물이 공급되어 타이어 몰드를 2차 세척하는 세척탱크의 내부에 가열기를 설치한 2차 세척장치와;
상기 2차 세척장치에서 세척된 타이어 몰드에 에어를 분사하여 물과 이물질을 제거하는 에어건으로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.
타이어 몰드, 세척장치, 수용성 세척제, 초음파 세척

Description

타이어 몰드 초음파 세척장치 및 그 방법{Tire mold ultrasonic washer and the method}
본 발명은 타이어 몰드 초음파 세척장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파를 이용하여 물에 수용성 세척제를 혼합하여 타이어 몰드를 손상 및 오염시키지 않고 깨끗하게 세척할 수 있도록 하는 타이어 몰드 초음파 세척장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차륜으로 이용되는 타이어는 상부몰드와 하부몰드로 이루어진 한 벌의 타이어 몰드에 의해 성형하게 되며, 하부몰드에 원재료를 투입하고, 상,하몰드를 결합한 상태에서 고온으로 가열하여 성형하게 된다.
이러한 타이어의 성형과정에서는 원재료의 찌꺼기 등이 타이어 몰드의 내면 또는 공기배출홀 등에 흡착되어 잔류하게 되므로 이를 제거하지 않고 반복 성형할 경우 불량품을 양산하게 된다.
이에, 타이어 제조라인에는 레이저 세척기, 샌드블라스트 세척장치, 그라스비트(유리가루) 세척장치 등 다양한 세척장치가 마련되어 타이어 몰드 내에 잔류 되는 이물질을 제거하고 있지만, 레이저 세척기는 타이어 몰드의 굴곡진 부분의 이물질을 완벽하게 제거할 수 없고, 샌드블라스트 세척정치와 글라스비트 세척장치는 고압 분사되는 분사물(모래, 유리가루)에 의해 타이어 몰드의 마모를 유발할 뿐만 아니라 분사물이 굴곡진 틈새 부분에 끼워져 잔류 됨에 따라 오히려 불량품을 유발하는 단점이 발생한다.
그리고 세척작업을 위해서는 제조공정으로부터 타이어 몰드를 분리하여 세척장소로 이동하고, 세척한 후 다시 제조공정으로 운반하여 장착한 후 조절 및 예열하여야 하는 등 복잡한 과정을 거쳐야 하므로 타이어 제조비용의 상승과 생산성을 저해하는 원인이 되고 있다.
최근에는 상기 단점을 보완하기 위해, 발명특허 등록번호 제10-0742717호 및 미국 특허번호 US 6,406,360 B1호에 나타난 바와 같이 드라이아이스 세척장치는 드라이아이스 공급장치, 세척드럼, 회전연결함으로 연결되어 세척드럼을 상하이동 및 360도 회전시켜 주는 승하강장치 및 드라이아이스 공급장치, 세척드럼 및 승하강장치를 이동시켜주기 위한 이동수단을 구비한다.
이러한 드라이아이스 세척장치는 상부몰드의 세척 후에 세척드럼을 회전시키고, 다시 세척드럼의 접속부와 하형몰드의 접속부를 서로 일치시켜야 하는 등 작업공정이 어렵고 복잡할 뿐만 아니라 조립시간의 증가로 인해 타이어 생산라인의 휴 지시간을 증가시키므로 생산성을 저하시키는 원인이 되었다.
그리고 종래 드라이아이스 세척장치는 히트분사노즐을 통해 비교적 온도가 낮은 열풍이 공급되어 이물질을 고온으로 가열할 수 없으므로 드라이아이스의 분사시 급속냉각의 강도가 약하고 이로 인해 불순물의 크랙, 박리 및 제거 효율이 저하되는 단점을 갖는다.
아울러, 종래 드라이아이스 세척장치는 드라이아이스 분사노즐 및 히트분사노즐의 단일 구조로서 입체적인 분사가 불가능하므로 타이어의 트레스 및 사이드상을 형성하기 위해 타이어 몰드에 형성된 요철부의 내벽면이나 모서리 부분 등을 깨끗하게 청소하지 못하는 결점을 갖는다.
본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 타이어 몰드를 물과 수용성 세척제가 혼합된 세척탱크에 공급되어 소정의 온도에서 가열된 물과 수용성 세척제 및 초음파 세척의 원리에 의해 타이어 몰드의 요철부나 모서리 부분 등을 깨끗하게 세척할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명은 1차로 세척된 타이어 몰드를 2차로 물과 초음파 세척의 원리로 세척한 후 공기를 분사하여 물이나 수용성 세척제를 제거함으로써 몰드의 에어홀이나 그르부 등 미세한 부분까지 깨끗하게 세척할 수 있도록 하는 세척장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 컨트롤러에 연결된 진동부에서 20∼40KHZ로 진동하고, 물과 수용성 세척제가 7:3의 비율로 혼합되어 타이어 몰드를 1차 세척하는 세척 탱크의 내부에 가열기를 설치한 1차 세척장치와;
컨트롤러에 연결된 진동부에서 20∼40KHZ로 진동하고, 물이 공급되어 타이어 몰드를 2차 세척하는 세척탱크의 내부에 가열기를 설치한 2차 세척장치와;
상기 2차 세척장치에서 세척된 타이어 몰드에 에어를 분사하여 물과 이물질을 제거하는 에어건으로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 1차 세척을 위한 세척 탱크에 물과 수용성 세척제를 7:3의 비율로 혼합하여 공급하며, 2차 세척을 위한 세척 탱크에 물을 공급하는 세척제 공급단계;
1, 2차 세척을 위한 세척 탱크의 가열기에 전원을 공급하여 70℃의 온도 세척제을 가열하는 세척제 가열단계;
컨트롤러부터 전원을 공급하여 진동부 20∼40KHZ로 진동되도록 하고, 타이어를 성형한 타이어 몰드를 1차 세척하는 세척 탱크에 공급하여 물과 수용성 세척제의 작용에 의해 초음파 세척하는 1차 세척단계;
컨트롤러로부터 전원을 공급하여 진동부가 20∼40KHZ로 진동되도록 하고, 1차 세척한 타이어 몰드를 2차 세척하는 세척 탱크에 공급하여 물의 작용에 의해 초음파 세척하는 2차 세척단계; 및
2차 세척된 타이어 몰드에 고압의 공기를 에어건으로 공급하여 물기와 이물질 등을 제거하여 건조하는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 타이어 몰드를 물과 수용성 세척제가 혼합된 세척탱크에 공급되어 소정의 온도(70℃)에서 가열된 물과 수용성 세척제에 침전시켜 초음파 세척의 원리에 의해 타이어 몰드의 요철부나 모서리 부분 등의 이물질을 깨끗하게 세척할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 1차로 세척된 타이어 몰드를 2차로 물과 초음파 세척의 원리로 세척한 후 공기를 분사하여 물이나 수용성 세척제를 제거함으로써 몰드의 에어홀이나 그르부 등 미세한 부분까지 깨끗하게 세척할 수 있도록 하는 세척장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 필요한 경우 물에 세척제를 혼합하여 한번 더 세척할 수 있도록 함으로써 인체에 무해한 수용성 세척제와 초음파 세척의 원리를 이용하여 타이어 몰드에 남아 있는 이물질을 모두 깨끗하게 세척할 수 있도록 하는 세척장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 물과 수용성 세척제를 사용하여 초음파 세척하는 것이므로 몰드에 흡집을 전혀 내지 않고 세척할 수 있는 것이어서 타이어의 생산에 의한 불량요소를 제거하며, 장기간 사용할 수 있도록 하는 것이다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 세척장치에 대한 설치상태도를 나타낸 것으로, 1차와 2차로 타이어 몰드(15)를 세척하는 1,2차 세척장치(10, 20)는, 초음파를 공급하여 제어하는 컨트롤러(11)와 연결된 세척 탱크(12)의 내부에는 물 또는 물에 수용성 세척제를 혼합하여 공급하는 것이다.
상기 세척 탱크(12)는 내부의 하측이 상측면으로 돌출되도록 형성하고, 양쪽이 하측으로 홈형태를 갖도록 형성하되, 양쪽에는 진동부(13)를 설치하여 컨트롤러(11)와 연결되어 220V의 전원을 공급받아 20∼40KHZ로 에너지를 변환하여 내부에 공급하는 것이다.
상기 세척 탱크(12)의 내부에는 사방 측면과 소정의 간격이 떨어지도록 세척망(16)을 설치하여 세척 탱크(12)의 벽면과 닿지 않고 이격되도록 하는 것이다.
상기 세척 탱크(12)는 연속해서 설치하여 세척하는 것으로, 1차로 세척하는 1차 세척장치(10)의 내부에는 물과 수용성 세척제를 7:3의 비율이 되도록 혼합하여 공급하는 것이 바람직하며, 수용성 세척제는 누리케미칼에서 생산하는 NR-5050 및 NR-TR520를 사용하는 것이 바람직하지만, 그 외 다양한 수용성 세척제를 사용하는 것이 가능하다.
상기 1차 세척장치(10)의 세척 탱크(12) 내부에는 가열기(12)를 설치하여 60∼80℃의 온도로 물과 수용성 세척제를 가열하여 타이어 몰드(15)를 공급하여 1차로 세척하는 것이다.
상기 2차 세척장치(20)의 세척 탱크(12) 내부에는 가열기(12)를 설치하여 물을 공급하고 가열함으로써 50∼70℃가 되도록 하여 타이어 몰드(15)를 공급하여 2차로 세척하는 것이다.
도 6 은 본 발명의 연속 세척장치에 대한 설치상태도를 나타낸 것으로, 타이어 몰드(15)를 레일(70)에 공급하여 소정의 속도로 이동하는 과정에서 1차 세척탱크(50)와 2차 세척탱크(60)를 통과하면서 세척이 이루어지도록 하는 것이다.
상기 1차 세척탱크(50)는 물과 세척용액이 혼합된 용액(51)이 저장되고 상측으로 에어건(52)이 설치되어 있다.
상기 2차 세척탱크(60)는 물과 세척액이 혼합된 세척액(61)이 저장되고 상측 으로 에어건(62)이 설치되어 있다.
상기 1, 2차 세척탱크(50, 60)의 일측에는 유압실(71)과 공압실(72) 및 초음파주파수 발생실(73)이 설치되는 것이다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 초음파 세척장치인 1, 2차 세척장치(10, 20)는 타이어 몰드(15)가 소정의 라인에 설치되어 이동하는 과정에서 연속공정에 의해 자동으로 이루어지도록 설치하는 것과, 타이어의 성형이 종료된 후 1차 세척장치(10)로 타이어 몰드(15)를 이동하여 세척하는 것이 모두 가능하다.
1차 세척장치(10)의 내부에 물과 수용성 세척제를 7:3의 비율로 혼합하여 공급한 후 가열기(14)에 전원을 공급하여 60∼70℃의 온도가 유지되도록 가열하면서 타이어를 생산한 타이어 몰드(15)를 세척 탱크(12)의 내부에 공급하고, 컨트롤러(11)에서 높은 주파수의 전기신호를 공급하게 되면 초음파 진동부(13)가 20∼40KHZ으로 진동하게 되므로 상기 진동부(13)에 의해 타이어 몰드(15)의 에어홀이나 그르부 및 다양한 공간에 남아 있는 이물질 및 찌꺼기 등을 분리하여 1차로 세척되도록 하는 것이다.
1차로 세척이 종료된 타이어 몰드(15)는 2차 세척장치(20)인 세척 탱크(12)에 공급하게 되고, 세척 탱크(12)에는 물이 공급되어 가열기(14)를 통해 50∼70℃의 온도로 가열된 상태를 유지하며, 컨트롤러(11)에서 높은 주파수의 전기신호를 공급하게 되면 초음파 진동부(13)가 20∼40KHZ으로 진동하게 되므로 상기 진동부(13)에 의해 타이어 몰드(15)의 에어홀이나 그르부 및 다양한 공간에 남아 있는 이물질 및 찌꺼기 등을 분리하여 2차로 세척되도록 하는 것이다.
상기 세척 탱크(12)의 내부에는 세척망(16)이 설치되어 있어서 타이어 몰드(15)가 세척 탱크(12)의 벽면과 충돌하지 않고 진동이 정상적으로 전달되어 청소가 이루어지도록 하는 것이다.
2차로 세척이 종료되면, 타이어 몰드(15)에 통상적인 에어건(30)을 사용하여 에어를 고압으로 분사함으로써 타이어 몰드(15)에 묻어있는 물기 등을 제거하여 건조한 후 타이어를 성형할 수 있는 다음 공정으로 공급하는 것이다.
상기 세척 탱크(12)에서 타이어 몰드(15)를 2차로 세척한 후 에어를 공급하여 물기 등을 제거하는 과정의 사이에 필요한 경우 3차 세척장치(40)인 세척 탱크(12)를 하나 더 설치하여 내부에 물과 세척제(린스 등)를 혼합하여 20∼30KHZ 범위에서 한차례 더 세척작업을 진행할 수 있는 것이다.
본 발명은 도 6에 도시한 바와 같이, 레일(70)에 타이어 몰드(15)를 공급하면 소정의 속도로 이동하여 1차 세턱탱크(50)에 공급되면 타이어 몰드(15)를 이송하여 용액(51)의 내부에 잠기도록 설치함으로써 초음파주파수 발생실(73)로부터 제공하는 초음파를 통하여 용액(51)이 타이어 몰드(15)를 세척할 수 있도록 하는 것이며, 세척이 종료된 이후에는 타이어 몰드(15)를 상승시켜 에어건(52)으로 남아있는 용액(51)을 분리할 수 있도록 하는 것이다.
1차 세척탱크(50)에서 세척이 완료된 타이어 몰드(15)는 2차 세척탱크(60)로 레일(70)에서 공급되면 타이어 몰드(15)를 이송하여 세척액(61)에 잠기도록 설치함 으로써 초음파주파수 발생실(73)로부터 제공하는 초음파를 통하여 세척액(61)이 타이어 몰드(15)를 세척할 수 있도록 하는 것이며, 세척이 종료된 이후에는 타이어 몰드(15)를 상승시켜 에어건(62)을 남아있는 세척액(61)과 이물질 등을 분리 건조할 수 있도록 하는 것이다.
상기 1, 2차 세턱탱크(50, 60)의 내부 조건이나 내용은 1, 2차 세척장치(10, 20)와 같은 조건과 방법으로 진행하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 바람직한 실시예를 작업 순서에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.
[실시예 1]
(1) 세척제 공급단계
1차 세척장치(10)에서 세척을 위한 세척 탱크(12)에 물과 수용성 세척제인 NR-5050을 7:3의 비율로 혼합하여 공급하며, 2차 세척장치(20)에서 세척을 위한 세척 탱크(12)에 물을 공급한다.
(2) 세척제 가열단계
1, 2차 세척장치(10, 20)에서 세척을 위한 세척 탱크(12)의 가열기(14)에 전원을 공급하여 70℃의 온도 세척제을 가열한다.
(3) 1차 세척단계
컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진동부(13)가 40KHZ로 진동되도록 하 고, 타이어를 성형한 타이어 몰드(15)를 1차 세척하는 세척 탱크(12)에 공급하여 물과 수용성 세척제의 작용에 의해 초음파 세척한다.
(4) 2차 세척단계
컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진동부(13)가 40KHZ로 진동되도록 하고, 1차 세척한 타이어 몰드(15)를 2차 세척하는 2차 세척장치(20)에 공급하여 물의 작용에 의해 초음파 세척한다.
(5) 건조단계
2차 세척된 타이어 몰드(15)에 고압의 공기를 에어건으로 공급하여 물기와 이물질 등을 제거하여 건조한다.
[실시예 2]
(1) 세척제 공급단계
1차 세척장치(10)에서 세척을 위한 세척 탱크(12)에 물과 수용성 세척제인 NR-5050을 7:3의 비율로 혼합하여 공급하며, 2차 세척장치(20)에서 세척을 위한 세척 탱크(12)에 물을 공급하고, 3차 세척장치(40)에서 세척을 위한 세척 탱크(12)에 물과 세척제인 린스를 8:2로 혼합하여 공급한다.
(2) 세척제 가열단계
1, 2차 세척을 위한 세척 탱크(12)의 가열기(14)에 전원을 공급하여 70℃의 온도 세척제를 가열한다.
(3) 1차 세척단계
컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진동부(13)가 40KHZ로 진동되도록 하고, 타이어를 성형한 타이어 몰드(15)를 1차 세척하는 세척 탱크(12)에 공급하여 물과 수용성 세척제의 작용에 의해 초음파 세척한다.
(4) 2차 세척단계
컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진동부(13)가 40KHZ로 진동되도록 하고, 1차 세척한 타이어 몰드(15)를 2차 세척하는 세척 탱크(12)에 공급하여 물의 작용에 의해 초음파 세척한다.
(5) 3차 세척단계
컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진공부(13)가 30KHZ로 진동되도록 하고, 2차 세척한 타이어 몰드(15)를 3차 세척하는 세척탱크(12)에 공급하여 물과 린스의 작용에 의해 초음파 세척한다.
(6) 건조단계
3차 세척된 타이어 몰드(15)에 고압의 공기를 에어건으로 공급하여 물기와 이물질 등을 제거하여 건조한다.
본 발명은 타이어를 성형한 타이어 몰드 뿐만 아니라 다양한 제품을 성형하는 몰드에 적용하여 초음파 세척을 통해 에어홀이나 그르부 등의 이물질을 깨끗하게 세척하여 제거하되, 몰드의 손상이 전혀 발생되지 않도록 세척작업을 수행할 수 있는 것이다.
도 1 은 본 발명의 1차 세척장치에 대한 설치상태도
도 2 는 본 발명의 2차 세척장치에 대한 설치상태도
도 3 은 본 발명의 3차 세척장치에 대한 설치상태도
도 4 는 본 발명의 세척과정을 나타낸 블럭도
도 5 는 본 발명의 다른 세척과정을 나타낸 블럭도
도 6 은 본 발명의 연속 세척장치에 대한 설치상태도
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
10 : 1차 세척장치 11 : 컨트롤러
12 : 세척 탱크 13 : 진동부
14 : 가열기 15 : 타이어 몰드
16 : 세척망 20 : 2차 세척장치
30, 52, 62 : 에어건 40 : 3차 세척장치
50 : 1차 세척탱크 51 : 용액
60 : 2차 세척탱크 61 : 세척액
70 : 레일 71 : 유압실
72 : 공압실 73 : 초음파주파수 발생실

Claims (5)

  1. 컨트롤러(11)에 연결된 진동부(13)에서 20∼40KHZ로 진동하고, 물과 수용성 세척제가 7:3의 비율로 혼합되어 타이어 몰드(15)를 1차 세척하는 세척 탱크(12)의 내부에 가열기(14)를 설치한 1차 세척장치(10)와;
    컨트롤러(11)에 연결된 진동부(13)에서 20∼40KHZ로 진동하고, 물이 공급되어 타이어 몰드(15)를 2차 세척하는 세척 탱크(12)의 내부에 가열기(14)를 설치한 2차 세척장치(20)와;
    상기 2차 세척장치(20)에서 세척된 타이어 몰드(15)에 에어를 분사하여 물과 이물질을 제거하는 에어건(30)으로 이루어짐을 특징으로 하는 타이어 몰드 초음파 세척장치.
  2. 1차 세척을 위한 세척 탱크(12)에 물과 수용성 세척제를 7:3의 비율로 혼합하여 공급하며, 2차 세척을 위한 세척 탱크(12)에 물을 공급하는 세척제 공급단계;
    1, 2차 세척을 위한 세척 탱크(12)의 가열기(14)에 전원을 공급하여 70℃의 온도 세척제를 가열하는 세척제 가열단계;
    컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진동부(13)가 20∼40KHZ로 진동되도록 하고, 타이어를 성형한 타이어 몰드(15)를 1차 세척하는 세척 탱크(12)에 공급하여 물과 수용성 세척제의 작용에 의해 초음파 세척하는 1차 세척단계;
    컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진동부(13)가 20∼40KHZ로 진동되도록 하고, 1차 세척한 타이어 몰드(15)를 2차 세척하는 세척 탱크(12)에 공급하여 물의 작용에 의해 초음파 세척하는 2차 세척단계; 및
    2차 세척된 타이어 몰드(15)에 고압의 공기를 에어건으로 공급하여 물기와 이물질을 제거하여 건조하는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 몰드 초음파 세척방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    수용성 세척제는 NR-5050 및 NR-TR520 임을 특징으로 하는 타이어 몰드 초음파 세척장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    2차 세척단계와 건조단계의 사이에 컨트롤러(11)로부터 전원을 공급하여 진동부(13)가 20∼30KHZ로 진동되도록 하고, 2차 세척한 타이어 몰드(15)를 3차 세척하는 세척탱크(12)에 공급하여 물과 린스의 작용에 의해 초음파 세척하는 3차 세척단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 몰드 초음파 세척방법.
  5. 타이어 몰드(15)를 올려놓아 공급하는 레일(70)이 설치되며 내부에 용액(51)을 저장하고 상측에 에어건(52)을 설치하는 1차 세척탱크(50)와;
    상기 타이어 몰드(15)를 공급하는 레일(70)이 관통하며 내부에 세척액(61)을 저장하고 상측에 에어건(62)을 설치하는 2차 세척탱크(60)와;
    상기 1, 2차 세척탱크(50, 60)의 일측에 유압실(71)과 공압실(72) 및 초음파주파수 발생실(73)을 설치함을 특징으로 하는 타이어 몰드 초음파 세척장치.
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