專利名稱：輪胎硫化模具的清洗方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎硫化模具的清洗方法以及裝置，更詳細(xì)地說，涉及能 夠縮短清洗時(shí)間提高清洗效率的輪胎硫化模具的清洗方法以及裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在無防滑釘輪胎中，為了進(jìn)一步提高性能，胎面圖形采用三 維形狀的刀槽花紋、花紋溝等，胎面圖形的微細(xì)化不斷進(jìn)展。對(duì)這樣的無 防滑釘輪胎進(jìn)行硫化的硫化模具，在扇形塊的成型面上設(shè)有使三維形狀的 刀槽花紋、花紋溝成型的較細(xì)的成型骨，所以當(dāng)通過以往的模具清洗所使 用的將塑料珠吹到扇形塊的成型面上進(jìn)行清洗的噴丸方法、將高壓水噴射 到扇形塊的成型面上進(jìn)行清洗的高壓噴射清洗方法等進(jìn)行清洗時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 成型骨破損的問題。因此，在這樣的輪胎硫化模具中， 一直采用物理損傷 較小的等離子體清洗方法。以往，作為進(jìn)行這樣的等離子體清洗的裝置，已知有如圖3以及圖4 所示的輪胎硫化模具的清洗裝置。該清洗裝置包括收納使充氣輪胎的胎 面部成型的輪胎硫化模具的扇形塊20的清洗處理槽101,具備用于使清洗 處理槽101內(nèi)成為負(fù)壓的真空泵102和過濾器103等的減壓?jiǎn)卧?04，和 向清洗處理槽101內(nèi)供給反應(yīng)氣體Q的供給單元105。在清洗處理槽101 內(nèi)，配置有經(jīng)由阻抗匹配器106而連接于高頻電源107的放電用的上部電 極108和電極臺(tái)(下部電極)109。上述清洗裝置構(gòu)成為將扇形塊120配置在電極臺(tái)109上，在通過減 壓?jiǎn)卧?04使清洗處理槽101內(nèi)成為真空的狀態(tài)下，通過供給單元105向 清洗處理槽IOI內(nèi)供給反應(yīng)氣體Q，在反應(yīng)氣體環(huán)境中通過來自上部電極108的放電而在上部電極108與扇形塊120的成型面120a之間產(chǎn)生等離子 體Z, 通過等離子體放電和反應(yīng)氣體Q的化學(xué)反應(yīng)來除去附著在扇形塊 120的成型面120a上的污垢(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。然而，通過上述的裝置進(jìn)行的等離子體清洗，與噴丸方法等以往的清 洗方法相比清洗時(shí)間較長(zhǎng)，特別是在污垢較重的無防滑釘輪胎用的輪胎硫 化模具中，必須進(jìn)行至少2次等離子體清洗處理，結(jié)果存在清洗時(shí)間大幅 度增加、清洗效率大幅度下降的問題。專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-293729號(hào)公才艮發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠縮短清洗時(shí)間提高清洗效率的輪胎硫 化模具的清洗方法以及裝置。達(dá)成上述目的的本發(fā)明的輪胎硫化模具的清洗方法，使用等離子體清 洗使充氣輪胎的胎面部成型的輪胎硫化模具的扇形塊的成型面，該等離子 體是在可與附著于所述扇形塊的成型面上的污垢進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)氣體 環(huán)境中產(chǎn)生的，該清洗方法的特征在于，包括使所述扇形塊的成型面與 放電用電極相面對(duì)地將該扇形塊配置在清洗處理槽內(nèi)的電極臺(tái)上的工序； 一邊對(duì)清洗處理槽內(nèi)減壓、 一邊向該清洗處理槽內(nèi)供給反應(yīng)氣體的工序； 向放電用電極供給高頻電力、在放電用電極與扇形塊的成型面之間生成等 離子體的工序；和向電極臺(tái)施加頻率比供給到放電用電極的高頻波低的高 頻電壓、在該電極臺(tái)中產(chǎn)生負(fù)的自偏電壓的工序。本發(fā)明的輪胎硫化模具的清洗裝置，使用等離子體清洗使充氣輪胎的 胎面部成型的輪胎硫化模具的扇形塊的成型面，該等離子體是在可與附著該清洗裝置的特征在于，具有收納扇形塊的清洗處理槽；配設(shè)在該清洗 處理槽內(nèi)、載置扇形塊的電極臺(tái)；對(duì)清洗處理槽內(nèi)進(jìn)行減壓的減壓?jiǎn)卧?向清洗處理槽內(nèi)供給反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體供給單元；配設(shè)在清洗處理槽內(nèi) 的放電用電極；向該;改電用電極供給高頻電力的第1高頻電源；和向電極臺(tái)供給頻率比向放電用電極供給的高頻波低的高頻電壓的第2高頻電源。根據(jù)上述的本發(fā)明，由于向載置要清洗的扇形塊的電極臺(tái)上施加頻率 比供給到放電用電極的高頻波低的高頻電壓從而在該電極臺(tái)中產(chǎn)生負(fù)的自 偏電壓，所以能夠?qū)⑺傻牡入x子體中的正離子以比以往更高的速度吸 引到載置在電極臺(tái)上的扇形塊，以較大的離子沖擊能量撞擊在扇形塊的成 型面上。因此，能夠高速高效地除去附著在扇形塊的成型面上的污垢，能 夠縮短扇形塊的清洗時(shí)間，提高清洗效率。


圖1是在配置有要清洗的扇形塊的狀態(tài)下表示本發(fā)明的輪胎硫化模具 的清洗裝置的一個(gè)實(shí)施方式的概略說明圖。圖2是在沒有要清洗的扇形塊的狀態(tài)下從右方觀察圖1的輪胎硫化模 具的清洗裝置時(shí)的概略說明圖。圖3是在配置有要清洗的扇形塊的狀態(tài)下表示以往的輪胎硫化模具的 清洗裝置的概略說明圖。圖4是在沒有要清洗的扇形塊的狀態(tài)下從右方觀察圖3的輪胎硫化模 具的清洗裝置時(shí)的概略說明圖。
具體實(shí)施方式
下面， 一邊參照附圖一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 圖1、 2表示本發(fā)明的輪胎硫化模具的清洗裝置的一個(gè)實(shí)施方式。該清 洗裝置，使用等離子體清洗使充氣輪胎的胎面部成型的輪胎硫化模具的扇 形塊20的成型面20a，具有收納要清洗的扇形塊20的清洗處理槽l，其中， 所述等離子體是在可與附著在成型面20a的污垢進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)氣體 環(huán)境中產(chǎn)生的。在該清洗處理槽1內(nèi)，配置有連接于放電用的上部電極2 和下部電極3的電才及臺(tái)4。由鋁等導(dǎo)電性金屬形成的上部電極2由板狀體構(gòu)成，經(jīng)由支撐構(gòu)件5 從清洗處理槽1的上面la的中央部懸吊設(shè)置。上部電極2具有與載置于電極臺(tái)4上的扇形塊20的成型面20a相面對(duì)的面2a和不相面對(duì)的面2b，不 相面對(duì)的面2b被電絕緣層所覆蓋，使得不會(huì)從該不相面對(duì)的面2b放電。 由此能夠?qū)Ξa(chǎn)生等離子體的區(qū)域進(jìn)行限定，使后述的反應(yīng)氣體Q的使用量 和電力的使用量降低。上部電極2，經(jīng)由阻抗匹配器8而與設(shè)置在清洗處理槽1的外部的第1 高頻電源7電連接，從第1高頻電源7向上部電極2供給高頻電力。作為 第1高頻電源7，可優(yōu)選使用如振蕩出在日本電波法中被規(guī)定為工業(yè)頻率 的13，56MHz的高頻波的高頻振蕩器。電極臺(tái)4,隔著下部電極3而配i殳于設(shè)置在清洗處理槽1的底面lb上 的電絕緣體9。下部電極3，經(jīng)由連接部IO，與設(shè)置在清洗處理槽l的外 部的第2高頻電源11電連接。從第2高頻電源11經(jīng)由連接部IO和下部電 極3，向電極臺(tái)4供給頻率比從第1高頻電源7向上部電極2供給的高頻 波低的高頻電壓，從而在電極臺(tái)4中產(chǎn)生負(fù)的自偏電壓。作為第2高頻電源11，可優(yōu)選使用振蕩出40KHz 100KHz的高頻波 的高頻振蕩器。在將振蕩出40KHz 100KHz的高頻波的高頻振蕩器使用 作第2高頻電源11時(shí)，從第2高頻電源ll輸出的高頻波的周期長(zhǎng)，所以 不需要阻抗匹配，不需要在連接部10與第2高頻電源11之間電連接阻抗 匹配器。即4吏從第2高頻電源11輸出的高頻波的頻率低于40KHz或者超 過100KHz，也不需要阻抗匹配。在第1高頻電源7以及第2高頻電源11上，電連接有控制來自第1 高頻電源7和第2高頻電源11的輸出使其分別階段性地增加的控制單元 12。在清洗處理槽1的下部，連接有用于使清洗處理槽1內(nèi)成為負(fù)壓的減 壓?jiǎn)卧?3。該減壓?jiǎn)卧?3，具有過濾器14和用于將清洗處理槽1內(nèi)吸成 負(fù)壓的真空泵15，真空泵15經(jīng)由過濾器14而連接于形成在清洗處理槽1 的底面lb上的吸氣口 16。通過真空泵15吸走的清洗處理槽1內(nèi)的氣體從 真空泵15排出到清洗處理槽1的外部。通過減壓?jiǎn)卧?3，清洗處理槽1 內(nèi)維持為60Pa 卯Pa的壓力。在時(shí)常吸氣使得清洗處理槽1內(nèi)的壓力低于60Pa時(shí)，真空度變得過高，被供給到清洗處理槽1內(nèi)的后述的反應(yīng)氣 體Q在扇形塊20的成型面20a附近滯留的時(shí)間縮短，所以阻礙了等離子 體的生成。相反在使清洗處理槽1內(nèi)的壓力高于卯Pa時(shí)，真空度變得過 低，等離子體反應(yīng)后的使用過的氣體滯留在扇形塊20的成型面20a附近， 妨礙放電，所以反應(yīng)氣體Q的反應(yīng)時(shí)間參差不齊，等離子體分布變得不均 勻。在清洗處理槽1的側(cè)面，連接有向清洗處理槽1內(nèi)供給反應(yīng)氣體Q的反應(yīng)氣體供給單元n。反應(yīng)氣體供給單元n，供給與附著在扇形塊20的成型面20a上的污垢進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)氣體Q，構(gòu)成為從形成在清洗 處理槽l的側(cè)壁lc上的供給口 18向清洗處理槽1內(nèi)的上部電極2與載置 在電極臺(tái)4上的扇形塊20之間噴射反應(yīng)氣體Q。通過在上部電極2與載置 在電極臺(tái)4上的扇形塊20之間產(chǎn)生的輝光放電，在上部電極2與扇形塊 20之間產(chǎn)生反應(yīng)氣體Q的等離子體Z。作為反應(yīng)氣體Q，可優(yōu)選使用如氧氣和四氟化碳的混合氣體。例如， 在將反應(yīng)氣體Q的噴射壓力設(shè)為0.15MPa時(shí)，可以將氧氣的流量設(shè)為 400SCCM，將四氟化碳的流量設(shè)為IOOSCCM。與清洗處理槽l相鄰，設(shè)有能夠預(yù)熱扇形塊20的預(yù)熱單元19。預(yù)熱 單元19，具有用于預(yù)熱扇形塊20的高溫槽19A，能夠在該高溫槽19A內(nèi) 在IOO'C 160。C的范圍內(nèi)對(duì)扇形塊20加熱。通過用預(yù)熱單元19對(duì)扇形塊 20預(yù)熱，能夠除去扇形塊20的濕氣，由此能夠盡早^f吏對(duì)配置了扇形塊20 的清洗處理槽l內(nèi)進(jìn)行減壓時(shí)的真空度穩(wěn)定， 一邊使生成的等離子體活性 化一邊縮短扇形塊20的溫度上升到設(shè)定溫度為止的時(shí)間。在加熱溫度低于 IO(TC時(shí)，扇形塊20的濕氣的除去不充分，真空度的穩(wěn)定需要時(shí)間，進(jìn)而 等離子體能量在扇形塊20的升溫中被消耗，所以由等離子體進(jìn)行的化學(xué)反 應(yīng)速度變慢。相反在加熱溫度超過160。C時(shí)，在扇形塊20的處理等方面產(chǎn) 生問題。另外，圖中30是配置在連接部IO的周圍的電絕緣體。下面，使用上述的清洗裝置說明本發(fā)明的輪胎硫化模具的清洗方法。首先，在高溫槽19A內(nèi)對(duì)要清洗的扇形塊20預(yù)熱。加熱溫度如上所 述為100°C 16(TC的范圍。出于上述的原因而優(yōu)選進(jìn)行該預(yù)熱工序，但并 非一定要實(shí)施。在對(duì)扇形塊20預(yù)熱后，將該預(yù)熱后的扇形塊20配置在清洗處理槽1 內(nèi)的電極臺(tái)4上。此時(shí)，使得扇形塊20的成型面20a與上部電極2的面 2a相面對(duì)。接下來，通過減壓?jiǎn)卧?3的真空泵14對(duì)清洗處理槽1內(nèi)減壓，同時(shí) 反應(yīng)氣體供給單元17向上部電極2與載置在電極臺(tái)4上的扇形塊20之間 噴射反應(yīng)氣體Q，向清洗處理槽l內(nèi)供給反應(yīng)氣體Q。反應(yīng)氣體Q的噴射 壓力和流量如上所述，噴射壓力為0,15MPa左右，流量為IOOSCCM-400SCCM左右。清洗處理槽1內(nèi)，通過減壓?jiǎn)卧?3維持為60Pa 卯Pa 左右的壓力。在將清洗處理槽1內(nèi)減壓為上述壓力、設(shè)為反應(yīng)氣體Q的環(huán)境的狀態(tài) 下，從笫1高頻電源7向上部電極2供給高頻電力。與此同時(shí)，從第2高 頻電源11向電極臺(tái)4施加高頻電壓。由此，在上部電極2與載置在電極臺(tái) 4上的扇形塊20之間的空間內(nèi)生成等離子體Z。另外，在電極臺(tái)4中產(chǎn)生 負(fù)的自偏電壓，等離子體Z中的正離子被該負(fù)的自偏電壓吸引而加速，以 較大的離子沖擊能量撞擊在載置于電極臺(tái)4上的扇形塊20的成型面20a 上。由此將附著在扇形塊20的成型面20a上的污垢高速高效地除去。另夕卜， 反應(yīng)氣體Q變化而生成的離子或自由基粒子等與附著在扇形塊20的成型 面20a上的污垢的成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，由此使該成分燃燒，將其除去。優(yōu)選的是通過控制單元12控制第1高頻電源7， 一邊使從第1高頻 電源7向上部電極2供給的高頻電力的輸出階段性地增加， 一邊從第1高 頻電源7向上部電極2供給的高頻電力。例如，使高頻電力的輸出從整個(gè) 輸出的50%開始，階段性地每隔30秒或者1分鐘增加10%, —直增加到 100%。由此，通過阻抗匹配器8進(jìn)行的匹配變得容易，能夠使等離子體Z 的生成密度穩(wěn)定，所以能夠提高通過等離子體Z進(jìn)行的清洗.的精度。另外，優(yōu)選的是從向上部電極2供給高頻電力開始延遲10秒~5分鐘后，從第2高頻電源11向電極臺(tái)4施加偏壓，另一方面通過控制單元 12控制第2高頻電源11，使施加的偏壓的輸出階段性地增加。例如，使 施加的偏壓的輸出從整個(gè)輸出的50%開始，階段性地每隔30秒或者1分 鐘增加10%, —直增加到100。/。。由此，能夠使等離子體Z的生成密度更 加穩(wěn)定。在延遲小于10秒時(shí)，等離子體狀態(tài)不穩(wěn)定，所以阻抗匹配變得困 難。相反在延遲超過5分鐘時(shí)，清洗處理所花費(fèi)的時(shí)間變長(zhǎng)，所以不優(yōu)選。一邊在規(guī)定期間將清洗處理槽1內(nèi)維持為負(fù)壓的狀態(tài)下，通過反應(yīng)氣 體供給單元17向清洗處理槽1內(nèi)供給反應(yīng)氣體Q， 一邊在反應(yīng)氣體環(huán)境中 在上部電極2與扇形塊20的成型面20a之間生成等離子體Z，除去附著在 扇形塊20的成型面20a上的污垢。根據(jù)上述的本發(fā)明，向載置要清洗的扇形塊20的電極臺(tái)4施加頻率比 供給到上部電極2的高頻波低的高頻電壓，在電極臺(tái)4中產(chǎn)生負(fù)的自偏電 壓，所以能夠?qū)⒌入x子體Z中的正離子以比以往更高的速度吸引到載置在 電極臺(tái)4上的扇形塊20，以較大的離子沖擊能量撞擊在成型面20a上。因 此，能夠高速高效地除去附著在扇形塊20的成型面20a上的污垢。因此， 能夠縮短扇形塊20的清洗時(shí)間，提高清洗效率。本發(fā)明在上述的實(shí)施方式中示出了清洗多個(gè)扇形塊20的例子，但當(dāng)然 也可以是清洗一個(gè)扇形塊20的情況，并不局限于上述的實(shí)施方式。具有上述的優(yōu)異效果的本發(fā)明的輪胎硫化模具的清洗方法以及裝置， 能夠極為有效地用于清洗對(duì)充氣輪胎進(jìn)行硫化的模具的扇形塊，特別是對(duì) 胎面圖形樣"田化了的無防滑釘輪胎進(jìn)行硫化的模具的扇形塊。
權(quán)利要求
1.一種輪胎硫化模具的清洗方法，使用等離子體清洗使充氣輪胎的胎面部成型的輪胎硫化模具的扇形塊的成型面，該等離子體是在可與附著于所述扇形塊的成型面上的污垢進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)氣體環(huán)境中產(chǎn)生的，該方法包括使所述扇形塊的成型面與放電用電極相面對(duì)地將該扇形塊配置在清洗處理槽內(nèi)的電極臺(tái)上的工序；一邊對(duì)所述清洗處理槽內(nèi)減壓、一邊向該清洗處理槽內(nèi)供給所述反應(yīng)氣體的工序；向所述放電用電極供給高頻電力、在所述放電用電極與所述扇形塊的成型面之間生成等離子體的工序；和向所述電極臺(tái)施加頻率比供給到所述放電用電極的高頻低的高頻電壓、在該電極臺(tái)產(chǎn)生負(fù)的自偏電壓的工序。
2. 如權(quán)利要求l所述的輪胎硫化模具的清洗方法，其中使供給到 所述放電用電極的高頻電力的輸出階段性地增加。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的輪胎硫化模具的清洗方法，其中在向 所述放電用電極供給高頻電力的同時(shí)，向所述電極臺(tái)施加高頻電壓。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的輪胎硫化模具的清洗方法，其中在開 始向所述放電用電極供給高頻電力之后，延遲10秒~ 5分鐘向所述電極臺(tái) 施加高頻電壓，另一方面使向所述電極臺(tái)施加的高頻電壓的輸出階段性地 增力口。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的輪胎硫化模具的清洗方 法，其中從40KHz 100KHz的高頻電源向所述電極臺(tái)施加所述高頻電 壓。
6. 如權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的輪胎硫化模具的清洗方 法，其中將所述清洗處理槽內(nèi)減壓到60Pa 卯Pa的范圍。
7. 如權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的輪胎硫化模具的清洗方法，其中具有在將所述扇形塊配置在所述清洗處理槽內(nèi)之前對(duì)所述扇形 塊進(jìn)行預(yù)熱的工序。
8. 如權(quán)利要求7所述的輪胎硫化模具的清洗方法，其中在100°C ~ 160°C的范圍內(nèi)對(duì)所述扇形塊預(yù)熱。
9. 一種輪胎硫化模具的清洗裝置，使用等離子體清洗使充氣輪胎的 胎面部成型的輪胎硫化模具的扇形塊的成型面，該等離子體是在可與附著 于所述扇形塊的成型面上的污垢進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)氣體環(huán)境中產(chǎn)生的， 該清洗裝置具有收納所述扇形塊的清洗處理槽；配設(shè)在該清洗處理槽內(nèi)、載置所述扇 形塊的電極臺(tái)；對(duì)所述清洗處理槽內(nèi)進(jìn)行減壓的減壓?jiǎn)卧?；向所述清洗?理槽內(nèi)供給所述反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體供給單元；配設(shè)在所述清洗處理槽內(nèi) 的放電用電極；向該放電用電極供給高頻電力的第1高頻電源；和向所述 電極臺(tái)供給頻率比向所述放電用電極供給的高頻波低的高頻電壓的第2高 頻電源。
10. 如權(quán)利要求9所述的輪胎硫化模具的清洗裝置，其中在所述放 電用電極與所述第1高頻電源之間電連接有阻抗匹配器。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的輪胎硫化模具的清洗裝置，其中具 有控制所述第1高頻電源和所述第2高頻電源的輸出使其階段性增加的控 制單元。
12. 如權(quán)利要求9、 10或11所述的輪胎硫化模具的清洗裝置，其中 具有能夠預(yù)熱所述扇形塊的預(yù)熱單元。
13. 如權(quán)利要求9、 10、 11或12所述的輪胎硫化模具的清洗裝置， 其中所述放電用電極由板狀體構(gòu)成，該板狀體由鋁形成，該板狀體的面與載置在所述電^f及臺(tái)上的所述扇形塊的成型面相面對(duì)。
14. 如權(quán)利要求9~13中的任意一項(xiàng)所述的輪胎硫化模具的清洗裝 置，其中所述反應(yīng)氣體供給單元構(gòu)成為，向所述放電用電極與載置在所 述電極臺(tái)上的所述扇形塊之間噴射反應(yīng)氣體。
15. 如權(quán)利要求9~14中的任意一項(xiàng)所述的輪胎硫化模具的清洗裝置，其中在所述清洗處理槽的下部連接有所述減壓?jiǎn)卧?br> 16.如權(quán)利要求9~15中的任意一項(xiàng)所迷的輪胎^/f匕^^具的清洗裝 置，其中所述第1高頻電源由實(shí)質(zhì)上振蕩出13.56MHz的高頻波的高頻 振蕩器構(gòu)成，所述第2高頻電源由實(shí)質(zhì)上振蕩出40KHz~100KHz的高頻波的高頻振蕩器構(gòu)成。
全文摘要
一種輪胎硫化模具的清洗方法，其使用等離子體清洗使充氣輪胎的胎面部成型的輪胎硫化模具的扇形塊的成型面，該等離子體是在可與附著于所述扇形塊的成型面上的污垢進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)氣體環(huán)境中產(chǎn)生的。該方法包括在清洗處理槽內(nèi)的電極臺(tái)上配置扇形塊的工序；一邊對(duì)清洗處理槽內(nèi)減壓、一邊向該清洗處理槽內(nèi)供給反應(yīng)氣體的工序；向放電用電極供給高頻電力、在放電用電極與扇形塊的成型面之間生成等離子體的工序；和向電極臺(tái)施加頻率比供給給放電用電極的高頻波低的高頻電壓、在該電極臺(tái)中產(chǎn)生負(fù)的自偏電壓的工序。
文檔編號(hào)B29C33/72GK101232984SQ200680028270
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者齋藤幸, 瀨古明和, 畑中俊彥 申請(qǐng)人:橫濱橡膠株式會(huì)社