JP2011245832A - 加硫制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム成形品の加硫時間を精度良く決定することができる加硫制御システムを提供する。
【解決手段】押出機２の吐出口８における帯状ゴム部材３の温度を測定する温度計９と、情報を帯状ゴム部材３に直接記録する記録手段１０と、記録された情報を加硫装置７での加硫前に読み取る読取手段１１と、加硫時間を決定するタイマー１２と、それら温度計９、記録手段１０、読取手段１１及びタイマー１２に接続する制御器１４とを備えており、制御器１４は、温度計９の測定温度を記録手段１０により帯状ゴム部材３自体に記録させると共に、読取手段１１を通じて取得した測定温度を基にして算出した加硫時間をタイマー１２に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は加硫制御システムに関し、更に詳しくは、ゴム成形品の最適な加硫時間を精度良く決定することができる加硫制御システムに関する。

タイヤやベルトなどに代表されるゴム成形品の加硫工程においては、ゴム成形品を構成するゴム部材の製造条件、組成及び形状などを考慮して、加硫不足や過加硫が発生しないように適切な加硫条件が決定される。それ故、主要なゴム部材の熱履歴は、ゴム成形品の加硫時間の決定に大きな影響を及ぼすことになる。そのため、あらかじめゴム部材の生産ロットごとにサンプルを採取して、加硫装置においてゴム成形品の試作が行われる。

しかしながら、このような試作を繰り返すことでゴム成形品の生産開始が遅れるため、生産効率が低下することになる。また、試作から予測される加硫条件にもある程度のバラツキが生じるため、安全度を見込んで加硫時間を長目にとる傾向があるので、過加硫による品質低下を招くおそれがある。

このような問題を解決するため、特許文献１は、あらかじめ素練ゴムの生産ロット毎の特性を測定し、その測定結果と従来からの基準特性値との差からグリーンタイヤの加硫時間を補正するタイヤの加硫制御システムを提案している。

しかし、同じ生産ロットでも初期と末期においてゴム部材が受ける熱履歴は大きく異なるため、上記の特許文献１に記載の加硫制御システムでは、最適な加硫時間を精度良く決定することができないという問題がある。

特開２００７−９８７５６号公報

本発明の目的は、ゴム成形品の加硫時間を精度良く決定することができる加硫制御システムを提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の加硫制御システムは、押出機から押し出されたゴム部材を主な構成とする未加硫のゴム成形品の加硫時間を決定する加硫制御システムであって、前記押出機の吐出口における前記ゴム部材の温度を測定する温度計と、情報を前記ゴム部材に記録する記録手段と、加硫前に前記記録された情報を読み取る読取手段と、前記加硫時間を決定するタイマーと、前記温度計、記録手段、読取手段及びタイマーに接続する制御器とを備え、前記制御器は、前記温度計の測定温度を前記記録手段により前記ゴム部材に記録させると共に、前記読取手段を通じて取得した測定温度を基にして算出した加硫時間を前記タイマーに設定することを特徴とするものである。

本発明の加硫制御システムによれば、個々のゴム部材の熱履歴をゴム部材本体に記録して、加硫装置での加硫前に読み取った熱履歴に基づいてゴム成形品の加硫時間を決定するようにしたので、従来よりも詳細にゴム部材の熱履歴を求めることができ、かつゴム部材とゴム成形品とを確実に対応させることができるので、ゴム成形品の加硫時間を精度良く決定することができる。

ゴム部材の温度を測定する温度計は、非接触式温度計を用いることが望ましい。そのようにすることで、ゴム部材の損傷防止と作業の安全とを図ることができる。

ゴム部材の測定温度をゴム部材本体に記録する記録手段と、その記録された測定温度を読み取る読取手段との組み合わせとしては、帯状ゴム部材の表面に測定温度に応じた数字、記号及び／又は色彩を印刷する印刷機と、その印刷された数字、記号及び／又は色彩を認識するカメラとから構成することが望ましい。そのような一般的な機器を用いることで、加硫制御システムを簡素化して構築に掛かるコストを低減することができる。

または、測定温度を記録するＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグと、そのＲＦＩＤタグに記録された情報を読み取るリーダとの組み合わせとすることもできる。
そのようにすることで、測定温度を正確に伝達することができる。

あるいは、測定温度に応じて金属粒子の含有量を可変するインクの噴射器と、そのインクの熱伝導度を測定する測定器との組み合わせとすることもできる。そのようにすることで、読取情報が単なる測定値で済むため、制御器の処理負担を軽減することができる。

更に、測定温度に応じて帯状ゴム部材のスプライス部（両端の接合部）に塗布するセメントの組成を可変する塗布機と、そのセメントの熱伝導度を測定する測定器との組み合わせとすることもできる。そのようにすることで、帯状ゴム部材の表面を清浄に保つことができる。

本発明の実施形態からなる加硫制御システムの構成を示す説明図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる加硫制御システムの構成を示す。

この加硫制御システムは、代表的なゴム成形品であるタイヤの加硫工程において、主な構成部材であるキャップトレッドを構成する帯状ゴム部材の熱履歴を基にしてグリーンタイヤの加硫時間を決定するものである。キャップトレッドはタイヤの厚肉部であるため、このキャップトレッドの加硫時間によりグリーンタイヤ全体の加硫時間が律速されることになる。

このタイヤの製造工程は、図示しない混練工程等から供給されたゴム組成物１を押出機２から断続的に押し出して帯状ゴム部材３とし、その帯状ゴム部材３を搬送ローラ４等で成形装置５まで搬送し、帯状ゴム部材３がキャップトレッドとなるグリーンタイヤ６を組み立てて、そのグリーンタイヤ６を加硫装置７で加硫する工程を有している。

加硫制御システムは、帯状ゴム部材３の熱履歴（押出機２の吐出口８における温度）を測定する温度計９と、帯状ゴム部材３に情報を直接記録する記録手段１０と、成形装置６への装着前に帯状ゴム部材３に記録された情報を読み取る読取手段１１と、それら温度計９及び記録手段１０並びに加硫装置７の加硫時間を決定するタイマー１２に、それぞれ信号線１３ａ〜１３ｄを通じて接続する制御器１４とから主に構成される。なお、制御器１４には、あらかじめ実験等により求められた帯状ゴム部材３の熱履歴と加硫時間との関係からなる基準データが格納された記憶部１５が付属している。

温度計９については、帯状ゴム部材３の損傷防止及び作業の安全性の観点から、非接触式温度計を用いることが望ましく、具体的には赤外線放射温度計が例示される。また、制御器１４と温度計９等の他の機器との接続方法は、信号線１３ａ〜１３ｄではなく無線を用いるようにしても良い。更に、記録手段１０により記録された情報がグリーンタイヤ６の状態でも認識できる場合には、読取手段１１を加硫装置７の手前に設置するようにしても良い。

このような加硫制御システムにおける制御器１４の機能を以下に説明する。

まず、押出機２の吐出口８における帯状ゴム部材３の温度を温度計９により測定し、その測定温度を記録手段１０を用いて帯状ゴム部材３自体に直接的に記録する。

そして、その記録された測定温度を読取手段１１を通じて読み取り、その取得した温度を記憶部１５の基準データと照らし合わせることで最適な加硫時間を決定し、加硫装置７のタイマー１２を最適時間値にセットする。

このようにして、個々の帯状ゴム部材３の熱履歴を帯状ゴム部材３本体に記録して、加硫装置７での加硫前に読み取った熱履歴に基づいてグリーンタイヤ６の加硫時間を決定するようにしたことにより、生産ロット毎に熱履歴を測定する場合よりも正確に帯状ゴム部材３の熱履歴を求めることができ、かつ帯状ゴム部材３とグリーンタイヤ６とを確実に対応させることができるので、グリーンタイヤ６の加硫時間を精度良く決定することができる。そして、その結果として製造タイヤの品質を向上することができる。

上記の記録手段１０と読取手段１１との組み合わせとしては、帯状ゴム部材３の表面に測定温度に応じた数字、記号や色彩を印刷する印刷機と、その印刷された数字、記号や色彩を認識して対応する信号を出力するカメラ（例えば、インテリジェントカメラなど）とから構成することが望ましい。そのような一般的な機器を用いることで、加硫制御システムを簡素化して構築に掛かるコストを低減することができる。

または、測定温度を記録するＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグと、そのＲＦＩＤタグに記録された情報を読み取るリーダとの組み合わせとすることで、測定温度を正確に伝達することができる。

あるいは、測定温度に応じて金属粒子の含有量を可変するインクの噴射器と、そのインクの熱伝導度を測定する測定器との組み合わせとすることもできる。そのようにすることで、読取情報が単なる測定値で済むため、制御器の処理負担を軽減することができる。

また、帯状ゴム部材３の表面を清浄に維持したいような場合には、測定温度に応じて帯状ゴム部材３のスプライス部（両端の接合部）に塗布するセメントの組成を可変する塗布機と、そのセメントの熱伝導度を測定する測定器との組み合わせとするのが良い。

本発明の加硫制御システムは、上述したようにタイヤの製造において好適に用いられるが、それに限ることなく、防舷材やコンベヤベルトなどの他のゴム成形品の製造にも適用することができる。

ゴム成形品をタイヤサイズが２１５／６０Ｒ１６の空気入りタイヤとし、図１に示す製造工程により製造する場合において、本発明の加硫制御システムを用いた場合（実施例）と、従来の方法による場合（比較例）とを実施した。なお、従来の方法では、帯状ゴム部材３の生産ロットの１本目の熱履歴を基にして加硫時間を決定した。記録手段１０と読取手段１１の組み合わせとしては、帯状ゴム部材３の表面に測定温度値を数字で印刷する印刷機と、その数字を認識するカメラとから構成した。

これら２つの方法による加硫成形を行った空気入りタイヤのブローポイントを評価し、その結果を表１に示した。評価対象とした空気入りタイヤは、帯状ゴム部材３の生産ロットの初期から末期にかけてほぼ等間隔で採取した５つのサンプルをキャップトレッドとするものである。また、ブローポイントとは、加硫成形後の圧力開放時にタイヤ表面にバブルの発生が観察されなくなる最小の加硫時間であり、最適な加硫時間に近似するものである。ブローポイントの評価結果は、比較例を１００とする指数値で示し、この指数値が小さいほど加硫時間が短いことになる。

表１から、本発明の加硫制御システムを用いた場合には、個々の空気入りタイヤに対して最適な加硫時間が精度良く決定されていることが分かる。また、従来の方法に比べて、生産ロット当たりの総加硫時間が短縮するため、空気入りタイヤの製造効率を向上できることが分かった。

１ ゴム組成物
２ 押出機
３ 帯状ゴム部材
４ 搬送ローラ
５ 成形装置
６ グリーンタイヤ
７ 加硫装置
８ 吐出口
９ 温度計
１０ 記録手段
１１ 読取手段
１２ タイマー
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 信号線
１４ 制御器
１５ 記憶部

Claims (7)

1. 押出機から押し出されたゴム部材を主な構成とする未加硫のゴム成形品の加硫時間を決定する加硫制御システムであって、
   前記押出機の吐出口における前記ゴム部材の温度を測定する温度計と、情報を前記ゴム部材に記録する記録手段と、加硫前に前記記録された情報を読み取る読取手段と、前記加硫時間を決定するタイマーと、前記温度計、記録手段、読取手段及びタイマーに接続する制御器とを備え、
   前記制御器は、前記温度計の測定温度を前記記録手段により前記ゴム部材に記録させると共に、前記読取手段を通じて取得した測定温度を基にして算出した加硫時間を前記タイマーに設定することを特徴とする加硫制御システム。
2. 前記温度計が非接触式温度計である請求項１に記載の加硫制御システム。
3. 前記記録手段が、前記ゴム部材の表面に前記測定温度に応じた数字、記号及び／又は色彩を印刷する印刷機であり、前記読取手段が、前記印刷された数字、記号及び／又は色彩を認識するカメラである請求項１又は２に記載の加硫制御システム。
4. 前記記録手段が、前記測定温度を記録するＲＦＩＤタグであり、前記読取手段が、前記ＲＦＩＤタグに記録された情報を読み取るリーダである請求項１又は２に記載の加硫制御システム。
5. 前記記録手段が、前記測定温度に応じて金属粒子の含有量を可変するインクの噴射器であり、前記読取手段が、前記インクの熱伝導度を測定する測定器である請求項１又は２に記載の加硫制御システム。
6. 前記ゴム成形品がタイヤであり、前記ゴム部材が前記タイヤのキャップトレッドを構成する帯状ゴム部材である請求項１〜５のいずれかに記載の加硫制御システム。
7. 前記記録手段が、前記測定温度に応じて前記帯状ゴム部材のスプライス部に塗布するセメントの組成を可変する塗布機であり、前記読取手段が、前記セメントの熱伝導度を測定する測定器である請求項６に記載の加硫制御システム。