JPH08244041A

JPH08244041A - 加硫金型の清浄方法

Info

Publication number: JPH08244041A
Application number: JP7052480A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Kusano; 行弘草野; Shinji Saito; 伸二斉藤; Masahito Yoshikawa; 雅人吉川; Yoshio Nohara; 義夫野原; Koji Hirose; 煌司弘瀬
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1996-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】異常放電を阻止することにより加硫残滓が付
着した加硫金型内側面に均一なプラズマ分布領域を常時
形成させて、高効率かつ低コストな残滓アッシングが実
現できる加硫金型の清浄方法を提供する。【構成】処理槽内に突出させた一方の電極の周囲に環
状加硫金型を他方の電極として位置させ、これら両電極
に電力を印加して両電極間に放電によるプラズマを生起
させ、両電極間の放電領域を覆う位置に絶縁体を設けて
異常放電の発生を阻止し、真空処理槽内に流入させるガ
スのうち反応ガスが酸素ガス及びハロゲン化物ガスと
し、ガス圧力を所定範囲内の低圧に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ゴムタイヤ、防振ゴ
ムなどのゴム製品及びその他のエラストマとしてのプラ
スチック製品の加硫成形に際し、繰返し用いる金型の成
形表面、分割金型の場合は互いに隣接する合せ面も含め
た表面及び凹部や穴に不可避的に形成されるエラストマ
残滓を有利に除去するための加硫金型の清浄方法に関
し、特にプラズマの有効活用により一層短時間で均一な
高効率清浄を、かつより小電力量の使用及びより廉価な
反応ガスの主適用での低コスト清浄を可能とする加硫金
型の清浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既に本出願人による特開平６−２８５８
６８号公報にて詳述したように、エラストマ製品、とり
わけゴムタイヤ製品（以降単にタイヤと記す）や防振ゴ
ム製品などは要求性能を満たすため、天然ゴム、合成ゴ
ム又はこれらのブレンドゴムに架橋剤としての硫黄と補
強材としてのカーボンブラックとを配合するほか、加硫
促進剤や各種耐久性保持のための各種薬品を配合する必
要がある。

【０００３】このようにして調合した未加硫ゴム組成物
を加硫成形する際、一般的に２００℃に近い高温度で架
橋反応などの化学反応を生じさせるので、ゴム組成物は
流動性を増すばかりでなく一部はガス化し、その結果加
硫金型の成形表面はもとより、金型の合せ面の極く狭い
隙間や空気抜きのいわゆるベントホールなどの穴などに
もゴム組成物及びその化学反応生成物が加硫成形の都
度、微量ながら残滓物として強固に付着するのは不可避
である。この加硫成形を多数回にわたり繰返すことによ
り残滓物は看過し得ないほどの厚さで堆積する。このこ
とはゴム組成物に限らず他のエラストマについても大同
小異で同様に生じる。

【０００４】加硫金型に強固に付着堆積した厚い加硫残
滓はタイヤの外観を損ねるのみに止まらず、タイヤ全体
の優れた品質保持に対し悪影響を及ぼす。よって加硫成
形を所定回数だけ実施した加硫金型を新品同様に清浄す
る作業が必要であり、この作業法としてプラスチックビ
ーズやグラスビーズなどの粒体を高圧ガスにより吹き当
てるショットブラスト清浄法、又は酸、アルカリ、アミ
ン系などの溶液中に浸す液体清浄法が主流を占めていた
ところ、これらの清浄法による各種の不利な点を大幅に
改善するため、本出願人は上記特開平６−２８５８６８
号公報に記載したプラズマによる加硫金型清浄方法を提
案し、顕著に優れた成果を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの成果を突き
詰めてみると、下記する諸点につきさらに改善を施す余
地があることを見出した。すなわちその第一点は、加硫
金型の清浄面に対しプラズマ領域が過大であり、その結
果大電力と余分な量の反応ガスを必要とし、処理コスト
が高価につくことである。

【０００６】その第二点は、清浄を必要とする加硫金型
の型形成面に、特殊なタイヤ種は別としても一般にはタ
イヤに対する要求特性の十分な発揮に必要不可欠な太
溝、細溝、スリットなどをトレッド部に形成するための
多数個のリブやサイプ（細条片）などの突起物を設けて
いて、プラズマがこれらの突起物に遮られて清浄面対象
全領域にわたる加硫残滓の均一なアッシング（灰化）が
損なわれ勝ちであることである。

【０００７】その第三点は、上記第二点に関連して多く
の処理時間を要するため清浄能率が低下すること、そし
て第四点は、清浄対象外の表面までプラズマにさらす結
果となるため、この表面部分に劣化を生じさせ、また損
傷を与えることである。

【０００８】従ってこの発明の目的は上述した不利な諸
点の改善を目指すと共に他に不利な異常現象を新たに伴
うことなく、加硫金型の型形成面に制約を加えずに低コ
ストで、かつ短い処理時間での均一なアッシングを有利
に実現することが可能な加硫金型の清浄方法を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明による加硫金型の清浄方法は、真空処理槽
内の希薄反応ガスに生起させたプラズマを加硫金型に作
用させ、エラストマの繰返し加硫成形により金型表面に
形成されたエラストマ残滓をアッシングして除去するに
あたり、一方の電極を処理槽内に突出させ、突出した電
極の周囲に環状加硫金型を他方の電極として前者の電極
から所定距離隔てて位置させ、これら両電極に電力を印
加して両電極間に放電によるプラズマを生起させ、上記
両電極間の放電領域を覆う位置に絶縁体を設け、これに
より該放電領域と電力供給の電圧印加側部分における放
電との間の放電結合現象を阻止し、真空処理槽内に流入
させるガスのうち反応ガスを酸素ガス及びハロゲン化物
ガスとし、ガスの流入量及び流出量の均衡の下でガス圧
力を所定範囲内の低圧に保持することを特徴とする。

【００１０】この発明を実施するにあたり、反応ガス圧
力が０．１〜１０．０Ｔｏｒｒの範囲内であること、上
記絶縁体がアルミナを主成分とするセラミックスである
こと、酸素ガス及びハロゲン化物ガスとの反応ガスに、
アルゴンガス、ヘリウムガス及び窒素ガスのうち少なく
とも一のガスを希釈ガスとして添加すること、上記両電
極間のプラズマ分布に不均一領域が生じたときを含むそ
の近傍時点で、酸素ガス及びハロゲン化物ガスとの反応
ガスに、アルゴンガス、ヘリウムガス及び窒素ガスのう
ち少なくとも一のガスを希釈ガスとして添加すること、
ハロゲン化物ガスが四フッ化炭素（ＣＦ₄)ガスであるこ
と、そして上記両電極間のプラズマ分布状態及び上記異
常放電現象をモニタリング手段により監視し、監視結果
を反応ガス圧力、反応ガス流入量、放電電力及び金型温
度の各制御系のうち少なくとも一の制御系にフィードバ
ックし、このフィードバックに基づき各制御系のうち少
なくとも一の制御系を制御可能とするのが望ましい。

【００１１】

【作用】一方の電極を処理槽内に突出させると共に、こ
の電極の周囲に環状加硫金型を他方の電極として前者電
極から所定距離隔てて位置させることにより、まず、清
浄を必要とする加硫金型の面と電極面との間の領域にの
みプラズマを生起させればよく、その結果プラズマ領域
を必要最小限度で最適化することができ、よって余分な
電力及び余分な反応ガス使用量を低減させ、処理コスト
を引き下げることが可能となる。

【００１２】次に、プラズマ領域の最適化は低コストで
処理時間の短縮を可能とする外、清浄対象外の表面に対
し劣化をもたらす不具合が回避できる利点を有する。ま
た相当に複雑で多様な形態をもつタイヤトレッド模様形
成面に対し最適化したプラズマ領域は均一なアッシング
をもたらす。

【００１３】また清浄処理当初から処理終了までの間、
両電極間のプラズマ密度分布（以下プラズマ分布と略記
する）が必ずしも均一であるとは言えない。このありさ
まを、例えば図５にプラズマ分布状態を簡略図解した両
電極４、１５の平面図に示すように、環状加硫金型１５
の内周面の一部に好適強さをもつプラズマ領域（斜線を
施した部分）に比し弱いプラズマ領域、もしくは非プラ
ズマ領域、すなわち非放電領域（両者とも白抜き部分）
が処理途中で発生し勝ちである。図５に示す例の外に、
両電極間の上下方向に弱いプラズマ領域もしくは非プラ
ズマ領域が形成されることもしばしばである。

【００１４】上述した不均一プラズマ分布の下でアッシ
ング処理を継続すると、処理効率の低下、処理不良など
の不具合を生じる他に、両電極間にスパークが発生して
加硫金型や中央電極が損傷を受ける不利がもたらされ
る。

【００１５】そこで不均一プラズマ分布の発生原因を追
求したところ、（１）中央電極と加硫金型との間の半径
方向距離が周回りで見て一定又は一様ではないこと及び
上記半径方向と直交する向き（上下方向）で加硫金型内
側断面形状が湾曲しているため上下方向での中央電極と
加硫金型との間の距離に差が生じること、（２）特に割
りモールドの場合、放電による加硫金型の温度上昇度合
いが各セグメント毎に異なり、温度分布が一様ではない
こと、（３）プラズマ中に不可避的に生じる負イオン、
例えばＦ^-、Ｏ^-が局所的に滞留すること（特にＦ^-は
プラズマ中での滞留時間が長く、これが局所的に電子の
雲の状態を呈する部分が形成され勝ちで、この部分が両
電極間の放電を遮断するように作用する）、（４）中央
電極が帯電するか又は加硫金型内側面のエラストマ残滓
（これは絶縁体）が帯電することにあることを究明し
た。

【００１６】上記の原因除去のため、（ａ）供給電力を
高めること、（ｂ）処理槽内部の真空度を高める、すな
わち反応ガスの流入量を減少させて反応ガスの圧力を下
げること、（ｃ）そして放電を促し易い不活性ガスを添
加することが有効である。なかでも反応ガス圧力のより
一層の低圧化は、ガス分子の平均自由工程が長くなり放
電が広がりやすくなるため効果的手段と言える。しかし
これらのプラズマ分布均一化手段を安易に適用すると下
記するような異常放電現象が生じ勝ちであり、好ましく
ない。

【００１７】図６、図７に真空処理槽１′、１″の断面
を例示し、その内部に生じる異常放電現象のありさまを
各図に基づき説明する。図６、７において、真空処理槽
１′、１″の容器２内部に突出させて収容した電極４の
周囲に加硫金型１５を位置させている。加硫金型１５は
定盤１６上面に据え、これらをホイールコンベヤ１７が
担持する。なお真空吸引部３は容器２の下方に位置す
る。

【００１８】図６に示す真空処理槽１′は加硫金型１５
を接地側とし、電圧印加側としての電極４に送電パイプ
６を介し電力を供給する。このとき上記手段によりプラ
ズマ分布を均一にすると、まず絶縁体８′及び送電パイ
プ６を収容する金属製パイプ１０′の間に配置する接合
用金属スペーサ１１′と絶縁体８′上部との間に高密度
の電気力線が集中して不所望の放電現象があらわれ、次
いでこの放電が電極４と加硫金型１５との間のプラズマ
生起用放電領域と結合し、図示の格子模様で示すような
異常放電現象にまで進展することを確かめた。

【００１９】この異常放電現象の下では、電極４と加硫
金型１５の内側面との間の所望放電電力が大幅に低下
し、従って所望する領域におけるプラズマ密度が著しく
減少してアッシング処理能力の低下がもたらされるのは
不可避である。加えてこのことは放電を望まない加硫金
型１５部分まで放電領域に含め、その結果この部分に劣
化や損傷が生じる不利をもたらす。

【００２０】図７に示す真空処理槽１″は、電極４を接
地側とし、電圧印加側としての加硫金型１５に送電パイ
プ６′を介し電力を供給する。この場合も先に示した例
と同様に図示の格子模様で示す位置に異常放電現象が生
じ、上記同様な不利をもたらす。

【００２１】しかし両電極、すなわち電極４及び加硫金
型１５間の放電領域を覆う位置に絶縁体を設けることに
より、先に述べた（ａ）〜（ｃ）項のプラズマ分布均一
化手段を適用した際に図６、７で説明したような異常放
電を阻止することができる。その理由は下記の通りであ
る。

【００２２】まず両電極に電力を供給するための電圧印
加側及び接地側が比較的接近している部分で生じる不所
望放電が異常放電のきっかけとなることは先に述べたと
ころであるが、これは所望するプラズマ密度を得るため
高電力、すなわち高電圧、例えば０．２〜２０ｋＶを印
加する必要上、上記接近部分間の電場が強まり、絶縁破
壊電圧、すなわち放電開始電圧に達するからであり、こ
のことは真空状態ともいうべき低圧反応ガス雰囲気中で
は止むを得ない。この不所望放電位置が両電極４、１５
間の所望放電領域と比較的近い場合、図６に示す例のよ
うに絶縁体８′上部から接合用金属スペーサを経て金属
製パイプ１０′の接合フランジに至る間の場合、この不
所望放電が両電極間の所望放電領域と結合する傾向を呈
する。

【００２３】よって異常放電阻止のため上記の絶縁破壊
電圧もしくは放電開始電圧を高めることも必要ではある
がこれだけで万全とは言い切れず、従ってたとえ不所望
放電が生じたとしても、両電極間の放電領域を覆う位置
に絶縁体を設けることにより、望ましくは該放電領域の
上下側位置のうち少なくとも電圧印加側位置に放電領域
を覆う絶縁体を設けることにより、放電領域に面する絶
縁体表面がプラズマの作用により帯電するため、両電極
間の放電領域に電圧印加側部分の不所望放電が結合する
ことはなく、異常放電現象の発生を完全に阻止すること
が可能となる。その結果プラズマ領域が上方又は下方に
拡散する現象もまた阻止できる。

【００２４】上述した通りの手段を適用することにより
異常放電のうれいなくプラズマ分布の均一化を図ること
が可能となる。すなわち真空処理槽内に流入させるガス
のうち反応ガスを酸素ガス及びハロゲン化物ガスとし、
ガスの流入量及び流出量の均衡下でガス圧力を所定範囲
内の低圧に保持することにより、先に（ａ）〜（ｃ）項
で述べたように、供給電力を高め、反応ガスの圧力を下
げ、そして放電を促し易い不活性ガスを添加することが
可能となり、その結果放電開始当初から終了までの間に
わたり両電極間に均一なプラズマを生起させることがで
き、均一な清浄と処理時間の短縮及びコスト低減とを実
現することが可能となる。

【００２５】ここに酸素ガス及びハロゲン化物ガスはプ
ラズマ中で負イオンになり易く、特に後者ガスのイオン
はプラズマ中の滞在寿命が長いため局所的に上記の負イ
オンガ滞留し、放電に必要な電子の供給を妨げ、その結
果プラズマ分布に不均一領域を形成するところ、酸素ガ
ス及びハロゲン化物ガスを低圧に保持することによりこ
れら負イオンの発生量を抑制して放電遮断作用を緩和す
ることが可能となり、均一なプラズマ処理が得られるこ
とになる。

【００２６】反応ガス圧力が０．１〜１０．０Ｔｏｒｒ
の範囲内であれば上記効果をより一層高めることに寄与
する。絶縁体がアルミナを主成分とするセラミックスで
あれば異常放電発生阻止に有効であり、その他テフロン
などの絶縁性樹脂の適用も効果的である。

【００２７】酸素ガス及びハロゲン化物ガスの反応ガス
に、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス及び
窒素（Ｎ₂)ガスのうち少なくとも一のガスを、最適には
Ａｒガスを希釈ガスとして添加することにより、両電極
間の放電をより一層円滑ならしめて均一なプラズマ分布
を得ることに寄与させることができる。またプラズマ分
布に不均一領域が生じるような兆しが見えたとき、又は
生じた以後にＡｒガス、Ｈｅガス及びＮ₂ ガスのうち少
なくとも一のガスを、最適にはＡｒガスを希釈ガスとし
て添加すれば不均一問題の解消と共に高価なＡｒガスの
使用量を削減できてコスト低減に役立つ。

【００２８】またハロゲン化物ガスを四フッ化ガス（Ｃ
Ｆ₄)とすれば高効率なアッシングに寄与する。なおハロ
ゲン化物ガスとしてＦ（フッ素）、Ｃｌ（塩素）、Ｂｒ
（臭素）、Ｉ（ヨウ素）などを化合物中に有するあらゆ
るガスを適用することができる。さらにこれらの化合物
は真空処理槽内にガスとして供給できればよいので、標
準状態（２５℃、１ａｔｍ）で必ずしもガスである必要
はなく、例えば液状状態であってもよい。また特にフロ
ンやＮＦ₃、ＳＦ₆が好適に用いられ、なかでもＣＦ₄
が有効である。

【００２９】さらにプラズマ分布状態及び異常放電現象
をモニタリング手段により監視し、監視結果を反応ガス
圧力、反応ガス流入量、放電電力及び加硫金型温度の各
制御系のうち少なくとも一の制御系にフィードバックし
て制御可能とすることは、上に述べた諸作用効果を有利
に的確に実現することに貢献する。

【００３０】

【実施例】この発明による実施例を図１〜図４に基づき
詳細に以下説明する。図１は加硫金型の清浄に使用する
真空処理槽１側面の要部断面を、簡略図解した加硫金型
の断面と合せ示す説明図であり、この真空処理槽１を後
述する実施例１〜３に適用する。

【００３１】図１において、真空処理槽１は下方位置に
て相互に上下に分離可能でかつシール可能な容器上部２
−１と容器下部２−２とからなる容器２を備え、容器下
部２−２に図示しない真空ポンプに接続させる吸引部３
を具備する。加硫金型の清浄作業を開始するに先立ちこ
の真空ポンプを稼働させて容器２内部の空気圧を、例え
ば１０^-1〜１０^-5Ｔｏｒｒのいわゆる中真空〜高真空と
する。なお図示例の真空処理槽１は容器下部２−２側
を、例えば複数本の支柱２−２ａ（図では１本のみを示
す）により床面Ｆｓなどに固定し、容器上部２−１側を
容器下部２−２に対し上方に向け着脱自在に設ける。

【００３２】一方側の電極４を図１に示すように上方か
ら吊下げ状態で容器２内に突出させて配置する。この配
置位置は図の上下方向に移動可能とするか、又は容器上
部２−１に固定するか何れでも可とする。図示例の電極
４は外周が円筒状をなし、円筒の中程を導電体プレート
（円板）４ａで電気的、機械的に接合するタイプであ
る。なおこの種の電極４の外側形状を円筒に限定する必
要はなく、例えば５角形以上の多角形とすることを可と
し、また放電効率を高めるため多数個のフィンを電極外
周に沿って横並びに配置するか、又は縦並びに配置する
ことができる。

【００３３】さらに電極４を拡径及び縮径自在に構成す
るすることができ、この場合は後述する加硫金型１５の
内側と電極４の外側との間の半径方向（水平方向）距離
が調整自在となり、最適距離の選定や内径が大幅に異な
る各種加硫金型の適用に役立つ利点を有する。

【００３４】導電体プレート４ａを介し電極４を導電体
の冷却槽５と電気的かつ機械的に接合し、冷却槽５をや
や太径の送電パイプ６（例えば銅製パイプ）と電気的か
つ機械的に接合する。勿論導電体プレート４ａと冷却槽
５とは相互にシールして外部に冷却媒体が流出するのを
防止する。送電パイプ６は容器２の中央に配置し、容器
上部２−１の上方で絶縁固着する。なおこの例では容器
２を接地側とし、送電パイプ６を電圧印加側とした。

【００３５】送電パイプ６の内部に、電極４を冷却する
ための液体（例えば約２０℃の冷却水や同様冷却油）又
は気体などの冷却媒体を冷却槽５に供給するより細径の
冷却用パイプ７を収容する。パイプ７は冷却槽５内に開
口して冷却媒体を放出し、放出された冷却媒体はその役
を果たした後、送電パイプ６と冷却用パイプ７との間を
通り、図の上方に向け移動し、排出される。なお送電パ
イプ６と冷却用パイプ７との間は大気圧とほぼ同等の内
圧に保つ。

【００３６】かようにして電極４を容器２に縦軸中央位
置で中央電極として固定支持すると共に冷却槽５及び送
電パイプ６を介して電極４に電力を供給し、併せて動作
時における電極４の過熱を抑制して電極４を適当な温度
に保持する。なお電力供給用電源は図示を省略したがこ
の例では周波数１３．５６ＭＨｚのラジオ波と呼ばれる
高周波電力を送電する。なお電力供給は直流、交流のい
ずれも可能であり、周波数により放電形式を適宜選ぶこ
とができる。交流放電としては上述の高周波の他に、低
周波又はマイクロ波放電などがよく知られている。

【００３７】縦長の絶縁体、例えばアルミナのようなセ
ラミックスの絶縁体８をその下部にて冷却槽５の上部に
固着する。絶縁体８は中空部を有し、この中空部は送電
パイプ６と反応ガス供給パイプ９とを収容するスペース
を有する。さらに絶縁体８の上部と、絶縁体８と同様上
方に垂直に延びる金属、例えばステンレス鋼の円筒１０
のフランジ部とを、十分な厚さをもつ金属製の連結用ス
ペーサ１１を介して相互に完全なシール状態で結合す
る。勿論この金属円筒１０の内部は両パイプ６、９を収
容するのに十分な空間を有する。この空間とつながる絶
縁体８の空間は大気に解放し、よって冷却槽５と絶縁体
８とは十分なシール状態で互いに結合する。金属円筒１
０は容器上部２−１に固定するか、又は移動自在に取付
ける。

【００３８】このとき、絶縁体８と連結用スペーサ１１
との結合面の内方に向かう延長上、図１の断面では結合
線としてあらわす直線の延長と送電パイプ６との交点を
点Ｘで、連結用スペーサ１１の下側結合面の端縁を点Ｙ
でそれぞれ示し、好適には両点Ｘ−Ｙ間の距離Ｌを５０
ｍｍ以上とする。このことにより点Ｙ（実際上は円周端
縁）近傍における不所望放電の発生を有効に阻止するこ
ができる。

【００３９】反応ガスは供給パイプ９の下端部にて絶縁
体８の中を完全シール状態で横方向に延び、それから電
極４の内部で下方に延びる連結パイプ９−１を経て、こ
のパイプ９−１の下方終端部に連結した円環状パイプ９
−２に送られ、このパイプ９−２にほぼ等間隔で形成し
た多数個の吐出口（図示省略）から処理槽１内に供給さ
れる。その際反応ガスの流れは電極４のプレート４ａに
遮られて一旦上方に向かい、それから容器２内に充満す
る。

【００４０】中央電極４の周囲に環状加硫金型１５を位
置させる。加硫金型１５は一体として図示しているが、
この例ではいわゆる割りモールドのうち外周側を分割形
成する多数個、例えば３〜２０個のセグメントを、金属
製、例えばスチール製の電気伝導を兼ねる支持搬送用定
盤１６上面に、実際の使用時と同じ状態に仮組みしたと
ころを示している。

【００４１】あたかも加硫金型１５の上蓋のように張り
出す板状絶縁体１２を絶縁体８の下方位置に設ける。こ
の板状絶縁体１２は少なくとも電極４と加硫金型１５と
の間に生起するプラズマ領域を覆う形状ないし寸度を有
し、かつ一方の板表面がこのプラズマに曝されて帯電す
る位置に配置し、またプラズマの上方領域に向かう拡散
を阻止させ位置に設ける。板状絶縁体１２の材質はテフ
ロンやセラミックス、とりわけアルミナセラミックスと
するのが好適であり、ＣＦ₄やＯ₂のプラズマに対し優
れた耐腐食性を有する材質が適する。

【００４２】板状絶縁体１２を上記位置に設けることに
より、たとえ先に述べた点Ｙ近傍に不所望放電が発生し
たとしても、この放電が両電極４、１５間の所望放電領
域に結合する不具合を排除することができる。また図１
に示すように、筒状絶縁体８上部から金属円筒１０中間
部までの周囲を被覆する充実絶縁体１３を配置すれば、
上述の点Ｙから被覆絶縁体１３外側表面までの距離Ｚ
（例えば１０〜３００ｍｍ）内に電気力線が集中しても
被覆絶縁体１３の充実により放電現象を生じることはな
い。また被覆絶縁体１３の周囲では電場が大幅に弱まる
ので、所望放電領域に結合する不所望放電の発生は十分
に抑制可能となる。

【００４３】加硫金型１５につき、タイヤのトレッド部
に踏面及び各種溝やスリットを形成する部分には一般に
アルミニューム合金を適用し、実際に使用する際はこの
合金部分をスチール製保持部材に取付けて上述のセグメ
ントとするものであり、この発明では上記合金部分のみ
の場合とセグメントの場合との両方を含めて加硫金型と
呼ぶ。

【００４４】加硫金型１５が割りモールドである場合は
図示のセグメントモールドの上下に一対のサイドモール
ドを組み合わせてモールド本体とする。このモールド本
体を加硫金型１５としてプラズマ清浄を施すこともで
き、さらに周上に分割面を有する、いわゆる２つ割りモ
ールドにもこの発明を適用することができる。

【００４５】図示を省略したが定盤１６は、多数個のセ
グメントを仮組みする際又は割りモールド本体や２つ割
りモールドを据え置く際、セグメントの集合体又はこれ
らモールドを所定位置に据えるための機構を備え、さら
に定盤１６は、集合体としての加硫金型１５又はこれら
モールドとしての加硫金型１５を中央電極４に対し心出
しをする機構を備える。後者の機構は加硫金型１５及び
定盤１６を支持するホイールコンベヤ１７に設けた心出
し装置と心出し係合する。

【００４６】加硫金型１５の処理槽１内への導入は、容
器上部２−１や中央電極４を上方に移動させた状態で、
予め処理槽１の外部で定盤１６上に仮組み乃至据え置い
た加硫金型１５を定盤１６と共に、図示を省略した同様
ホイールコンベヤ上で図示位置まで搬送し、同時に心出
しをする。この心出し精度は心ずれ量で望ましくは３ｃ
ｍ以下、より望ましくは５ｍｍ以下である。

【００４７】定盤１６を所定位置まで搬送した後、ホイ
ールコンベヤ１７に設けた固定手段（図示省略）により
定盤１６を一時固定する。固定した後に昇降手段２０に
連結したロッド１９の上端に設けた電気接点１８を上昇
させて定盤１６と接触させる。ロッド１９を介し電気接
点１８を電力供給用電源の接地側に接続する。すなわち
この例では加硫金型１５を接地側とするも、別の例では
電圧印加側とすることができる。

【００４８】その後容器上部２−１や中央電極４を下降
させて容器下部２−２と接触係合させ、両容器２−１、
２−２を密封状態で固定し、それから図示しない真空ポ
ンプを稼働させて吸引部３を介し容器２内部を先に述べ
た所定の中〜高真空状態とする。次いで反応ガスを円環
状パイプ９−２の吐出口から流入させる。なお空気排出
及び反応ガスの流入と流出の均衡を円滑ならしめるた
め、好適には吸引部３の吸引口位置に対応する定盤１６
位置に複数個の貫通穴を設ける。なお反応ガスの圧力測
定位置は吸引部３の吸引口及びその近傍を除く位置なら
何れの箇所でもよい。

【００４９】図示を省略したがこの装置には、プラズマ
分布状態及び異常放電現象をモニタリングする手段を備
え、モニタ対象としてはプラズマ発光スペクトル、電子
温度及び電子密度（プローブ測定）、加硫金型温度（熱
電対、赤外線温度計）などであり、その他目視やビデオ
カメラ撮影可能な窓を容器２に設け、外部からの観察と
画像解析を可能としている。これらのモニタリングによ
る監視結果に基づき、反応ガス圧力、反応ガス流入量、
放電電力及び加硫金型温度の制御を適正に実施する。

【００５０】［実施例１］図１に従い、電極４は円筒形
をなし、その寸法諸元は外径が４８０ｍｍ、高さが２２
０ｍｍである。加硫金型１５のセグメント数は８個で最
大内径が５５０ｍｍである。反応ガスはＣＦ₄ガス及び
Ｏ₂ガスの混合ガスを用い、これらガスの流入量の比を
ＣＦ₄：Ｏ₂＝１：２とした。詳細にはＯ₂が５００Ｓ
ＣＣＭ、ＣＦ₄が２５０ＳＣＣＭである。

【００５１】放電時間約９０分にわたる間の経過時間と
反応ガス圧力（Ｔｏｒｒ）及び放電電力（ＫＷ）との関
係を、前者は三角形印の連なりで、後者は丸印の連なり
でそれぞれ線図として纏めて図２に示す。比較評価のた
め板状絶縁体１２を取外した処理槽を用い、実施例１と
同程度のポリマ残滓が付着した同一サイズの加硫金型
を、プラズマ分布を均一にして清浄処理を施したときの
処理完了時間で対比してみたところ、実施例１の約９０
分に対し比較対象金型では約１５０分を要することが判
明した。

【００５２】その理由は図２に示すように、異常放電の
うれいがないため実施例１では初期電力を８ＫＷまで高
めることが可能であったのに対し、比較対象金型の場合
は異常放電を生じない限度の初期電力が６ＫＷに過ぎな
いことによる。さらに均一なプラズマ領域確保のための
反応ガス圧力の減圧操作が比較対象金型では２回に及ん
だのに対し、実施例１では１回のみで足り、その上減圧
時に合せて低下させた後の電力につき、実施例１での５
ＫＷに対し比較対象金型は約４ＫＷであったことによ
る。なお図に示す丸印の連なりは電力を、三角形印は反
応ガス圧力を示す。

【００５３】［実施例２］実施例１で清浄に供した加硫
金型１５より一層残滓付着量が多い金型を用いた他は全
て同じ加硫金型１５にプラズマ処理を施した。処理槽１
は同一である。但し処理槽１に流入させるガスとして、
放電当初から反応ガスのＣＦ₄ガス及びＯ ₂ガスにＡｒ
ガスを添加し、これらガスの混合比をＣＦ₄：Ｏ₂：Ａ
ｒ＝１：２：３に設定し、この比を処理終了まで一定に
保つと共に、ガス圧力も１．６Ｔｏｒｒに保持し、電力
は放電開始当初を除き一定の８ＫＷとした。このありさ
まを線図として図３に示す。なお図に示す丸印の連なり
は電力を、三角形印はガス圧力を示す（以下同じ）。

【００５４】図３からＡｒガスを添加することにより、
放電開始から十分なアッシングが達成される放電停止ま
での間、均一なプラズマ分布を損なわずにガス圧力を一
定に保つことが可能であることがわかる。また実施例１
に比し本来なら処理時間の延長が余儀なくされるところ
放電開始当初を除き終始高電力での放電が可能なため約
６０分で済むことがわかる。

【００５５】［実施例３］実施例２と同じ加硫金型１５
を用い、放電開始から約２５分間経過までの間の流入ガ
スは反応ガスのＣＦ₄ガス及びＯ₂ガス（ＣＦ₄：Ｏ₂
＝１：２）のみとし、その後Ａｒガスの添加を開始しプ
ラズマ分布が不均一になる状態が予測される３０分経過
頃までに、流入ガスをＣＦ₄：Ｏ₂：Ａｒ＝１：２：３
とした。ガス圧力は終始１．５Ｔｏｒｒに保持した。こ
のありさまを線図として図４に示し、図において右縦軸
をＡｒガスの流入量比とした。

【００５６】実施例３ではモニタリングによりプラズマ
分布不均一状態の発生をいち早く検出し、この時点でＡ
ｒガスの添加流入を開始させる操作を実施した。その結
果プラズマ分布は終始一貫して均一状態を示し、処理終
了時間も約６０分に短縮することができた。

【００５７】前述の比較対象とは別に、比較例として従
来の両電極間に各実施例と同じ８個のセグメントの加硫
金型を位置させ、６ＫＷの電力で、反応ガスはＣＦ₄ガ
スとＯ₂ガスとの混合ガス（流入量比１：２）を適用
し、反応ガス圧力を１．５Ｔｏｒｒに保持してプラズマ
処理を施した。評価項目は各セグメントの処理完了時点
における温度と、目視による清浄状態良否判断とによっ
た。なお比較例の残滓付着量は実施例１と同程度であっ
た。温度測定結果を表１に示す。表１においてセグメン
トＮｏ．は時計回りに順次付した。値はＮｏ．１〜８の
間で均一なほうが良い。

【００５８】

【表１】

【００５９】表１から実施例１〜３は各セグメント間の
温度格差が僅少で、均一なプラズマ分布の下での処理が
達成できていることをあらわし、これに対し比較例は最
高温度と最低温度との比が２倍以上に達し、分布に不均
一領域が現れたことを裏付けている。そこでプラズマ処
理終了後に加硫金型を取出して詳細に観察したところ、
各実施例は加硫金型内面全体にわたり一様、かつ十分な
残滓清浄が達成されている一方、比較例では特にセグメ
ントＮｏ．５、６が清浄不十分であった。さらに各実施
例の何れにも加硫金型に何ら損傷が見出せなかったのに
対し、比較例では高温となったセグメントＮｏ．１に看
過し得ない損傷部分が生じていた。

【００６０】

【発明の効果】この発明によれば、エラストマの繰返し
加硫成形により不可避的に金型の内側表面に形成された
エラストマ残滓を、加硫金型に損傷を与えるなどの不利
を伴うことなく、また加硫金型の型形成面に何ら制約を
加えることなく、低コストで、かつ短い処理時間で均一
に有利にアッシングすることが可能な加硫金型の清浄方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による清浄方法に供する一実施例の真
空処理槽側面の断面図である。

【図２】この発明による一実施例の放電時間と電力及び
反応ガス圧力との関係をあらわす線図である。

【図３】この発明による他の実施例の放電時間と電力及
び反応ガス圧力との関係をあらわす線図である。

【図４】この発明による別の実施例の放電時間と電力及
び反応ガス流入量比との関係をあらわす線図である。

【図５】プラズマ分布の説明図である。

【図６】この発明の作用を説明するための別の真空処理
槽側面の断面図である。

【図７】この発明の作用を説明するための他の真空処理
槽側面の断面図である。

【符号の説明】

１真空処理槽２容器２−１容器上部２−２容器下部３吸引部４電極５冷却槽６送電パイプ７冷媒送りパイプ８絶縁体９反応ガス供給パイプ９−１連結パイプ９−２円環状パイプ１０金属円筒１１連結用スペーサ１２板状絶縁体１３充実被覆絶縁体１５加硫金型１６支持搬送用定盤１７ホイールコンベヤ１８電気接点１９ロッド２０昇降手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者弘瀬煌司東京都小平市小川町１−445−１ガーデンハイツ小平１−612

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空処理槽内の希薄反応ガスに生起させ
たプラズマを加硫金型に作用させ、エラストマの繰返し
加硫成形により金型表面に形成されたエラストマ残滓を
アッシングして除去するにあたり、一方の電極を処理槽内に突出させ、突出した電極の周囲
に環状加硫金型を他方の電極として前者の電極から所定
距離隔てて位置させ、これら両電極に電力を印加して両
電極間に放電によるプラズマを生起させ、上記両電極間の放電領域を覆う位置に絶縁体を設け、こ
れにより該放電領域と電力供給の電圧印加側部分におけ
る放電との間の放電結合現象を阻止し、真空処理槽内に流入させるガスのうち反応ガスを酸素ガ
ス及びハロゲン化物ガスとし、ガスの流入量及び流出量
の均衡の下でガス圧力を所定範囲内の低圧に保持するこ
とを特徴とする加硫金型の清浄方法。
【請求項２】反応ガス圧力が０．１〜１０．０Ｔｏｒ
ｒの範囲内である請求項１に記載した清浄方法。
【請求項３】上記絶縁体がアルミナを主成分とするセ
ラミックスである請求項１又は２に記載した清浄方法。
【請求項４】酸素ガス及びハロゲン化物ガスの反応ガ
スに、アルゴンガス、ヘリウムガス及び窒素ガスのうち
少なくとも一のガスを希釈ガスとして添加する請求項１
〜３の何れか一項に記載した清浄方法。
【請求項５】上記両電極間のプラズマ分布に不均一領
域が生じたときを含むその近傍時点で、酸素ガス及びハ
ロゲン化物ガスの反応ガスに、アルゴンガス、ヘリウム
ガス及び窒素ガスのうち少なくとも一のガスを希釈ガス
として添加する請求項１〜４に記載した清浄方法。
【請求項６】ハロゲン化物ガスが四フッ化炭素（ＣＦ
₄)ガスである請求項１〜５に記載した清浄方法。
【請求項７】上記両電極間のプラズマ分布状態及び上
記異常放電現象をモニタリング手段により監視し、監視
結果を反応ガス圧力、反応ガス流入量、放電電力及び金
型温度の各制御系のうち少なくとも一の制御系にフィー
ドバックし、このフィードバックに基づき各制御系のう
ち少なくとも一の制御系を制御可能とする請求項１〜６
に記載した清浄方法。