JP2015131449A - ゴムストリップ製造装置およびゴムストリップ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム押出機が長期間停止した後の再稼働において、ゴムストリップ切断による生産性の悪化を防止すると共に、未加硫ゴムの払出量（排出量）を最小にすることができるゴムストリップ製造装置およびゴムストリップ製造方法を提供する。【解決手段】ゴム押出機が、停止時間Ｔｓだけ停止した場合、押出ヘッドから未加硫ゴムの払出を開始して、カレンダロール手段によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、ゴムストリップ幅比較手段が第１設定幅Ｗｍ１より狭いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を停止時間Ｔｓより短縮して、押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に早く開始するように制御するゴムストリップ製造装置。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴムストリップを製造するゴムストリップ製造装置およびゴムストリップ製造方法に関する。

ゴムストリップ製造装置は、ゴム押出機により熱入れされた未加硫ゴムを、先端に設けられた押出ヘッドから押し出した後、カレンダロールによって圧延してゴムストリップを製造する装置である（例えば、特許文献１、特許文献２）。

ゴム押出機の押出し作業の稼働および停止を繰り返して、ゴムストリップを作製する場合、ゴムストリップ製造装置が長時間停止すると、その間に未加硫ゴムの冷却やシュリンクにより、粘度、弾性率、引張強度等の物性が大きく変化してしまい、稼働再開後、押出成形されたゴムストリップが切断されるという不具合（ゴム切れ）が生じる。特に、ゴムストリップの幅が狭い仕様の場合は、ゴムストリップの切断が発生し易く、生産に支障が出る。

そこで、このような不具合の発生を解消するために、ゴムストリップ製造装置が長時間停止する場合は、ゴム押出機およびカレンダロールを定期的に稼動させて、未加硫ゴムをゴム押出機から押し出して払出（排出）するようにしている。

特開２０１２−２５４５３５号公報 特許第５１３２２６１号公報

しかしながら、従来のゴムストリップ製造装置の場合、未加硫ゴムを押し出して払出（排出）する間隔の時間設定は、経験により定めた一定の時間に固定されており、未加硫ゴムの特性のばらつきや製造環境の変化等から発生する未加硫ゴムのロット間変動に充分には対応しきれていなかった。

即ち、未加硫ゴムを払出（排出）する間隔（払出のタイミング）が長過ぎる場合には、未加硫ゴムの物性の変化が大きく、成形されるゴムストリップの切断回数が多くなるという問題があった。

逆に、未加硫ゴムを払出（排出）する間隔（払出のタイミング）が短過ぎるときには、払出回数が多くなり、払出作業中はゴムストリップの製造が中断されるため、生産性が悪化し、払出されてロスとなる未加硫ゴムの量も増加するという問題があった。

そこで、本発明は、ゴム押出機が長期間停止した後の再稼働において、ゴムストリップ切断による生産性の悪化を防止すると共に、未加硫ゴムの払出量（排出量）を最小にすることができるゴムストリップ製造装置およびゴムストリップ製造方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
ゴム押出機に投入された未加硫ゴムを先端の押出ヘッドに向かって混練りしながら押出成形するゴム押出手段と、
前記押出ヘッドの下流側に配設され、カレンダロール間で前記押出ヘッドから押し出された未加硫ゴムを所定の幅のゴムストリップに圧延成形するカレンダロール手段と
を備えたゴムストリップを製造するゴムストリップ製造装置であって、
前記カレンダロール手段の下流側に配設されて、ゴムストリップの幅を測定するゴム幅センサーと、
前記押出ヘッドからの未加硫ゴム払出のオン、オフを選択的に切り換えて制御する制御手段と、
未加硫ゴム払出のために予め設定された停止時間Ｔｓおよび予め設定されたゴムストリップの第１設定幅Ｗｍ１を記憶する記憶手段と、
前記第１設定幅Ｗｍ１と前記ゴム幅センサーが測定したゴムストリップの幅とを比較するゴムストリップ幅比較手段とを備え、
前記制御手段は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドから未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール手段によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較手段が前記第１設定幅Ｗｍ１より狭いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより短縮して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に早く開始するように制御する制御手段である
ことを特徴とするゴムストリップ製造装置である。

また、請求項２に記載の発明は
前記ゴム押出機がギヤ押出機であることを特徴とする請求項１に記載のゴムストリップ製造装置である。

また、請求項３に記載の発明は
前記記憶手段は、さらに、予め設定されたゴムストリップの前記第１設定幅Ｗｍ１以上の幅である第２設定幅Ｗｍ２を記憶し、
前記制御手段は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドから未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール手段によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較手段が前記第２設定幅Ｗｍ２より広いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより延長して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に遅らせて開始するように制御する制御手段である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴムストリップ製造装置である。

請求項４に記載の発明は、
ゴム押出機に投入された未加硫ゴムを先端の押出ヘッドに向かって混練りしながら押出成形するゴム押出工程と、
前記押出ヘッドの下流側において、カレンダロール間で前記押出ヘッドから押し出された未加硫ゴムを所定の幅のゴムストリップに圧延成形するカレンダロール工程と、
を備えたゴムストリップを製造するゴムストリップ製造方法であって、
前記カレンダロール工程の下流側において、ゴム幅センサーによりゴムストリップの幅を測定するゴムストリップ幅測定工程と、
前記押出ヘッドからの未加硫ゴム払出のオン、オフを選択的に切り換えて制御する制御工程と、
未加硫ゴム払出のために予め設定された停止時間Ｔｓおよび予め設定されたゴムストリップの第１設定幅Ｗｍ１を記憶する記憶工程と、
前記第１設定幅Ｗｍ１と前記ゴム幅センサーが測定したゴムストリップの幅とを比較するゴムストリップ幅比較工程とを備え、
前記制御工程は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール工程によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較工程が前記第１設定幅Ｗｍ１より狭いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより短縮して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に早く開始するように制御する制御工程である
ことを特徴とするゴムストリップ製造方法である。

また、請求項５に記載の発明は
前記記憶工程は、さらに、予め設定されたゴムストリップの前記第１設定幅Ｗｍ１以上の幅である第２設定幅Ｗｍ２を記憶し、
前記制御工程は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール工程によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較工程が前記第２設定幅Ｗｍ２より広いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより延長して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に遅らせて開始するように制御する制御工程である
ことを特徴とする請求項４に記載のゴムストリップ製造方法である。

本発明によれば、ゴム押出機が長期間停止した後の再稼働において、ゴムストリップ切断による生産性の悪化を防止すると共に、未加硫ゴムの払出量（排出量）を最小にすることができるゴムストリップ製造装置およびゴムストリップ製造方法を提供することができる。

本発明に係るゴムストリップ製造装置の一実施の形態を示す構成断面図である。 ゴムストリップの幅を測定する方法を説明するための平面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して説明する。

１．ゴムストリップ製造装置およびゴムストリップの製造方法

図１に示すように、ゴムストリップ製造装置１は、投入されたゴム組成物を押出成形するゴム押出機２と、このゴム押出機２の吐出側に配設されて押出成形されたゴムＧをゴムストリップＧＳに圧延成形するカレンダロール部３と、ゴム押出機２とカレンダロール部３とをそれぞれ制御する制御手段４と、ゴム幅センサー１０と、記憶手段（図示せず）と、ゴムストリップ幅比較手段（図示せず）とを備えている。

ゴムストリップ製造装置１は、タイヤ用ゴム部材の形成サイクルに合わせて稼働・停止を繰り返すように構成されている。

ゴム押出機２は、投入されたゴム組成物を先端の押出ヘッド７に向かって混練りしながら押すゴム押出機本体５と、ゴム押出機本体５の排出側に配設され、かつ、定量的にゴムＧを押出するギヤポンプ６と、ギヤポンプ６から押出されたゴムＧを押出成形する押出ヘッド７とを備えている。

ゴム押出機本体５は、シリンダー内にスクリュー軸を収納した構造であり、スクリュー軸を回転駆動させることによって、投入されたゴム組成物を混練りしながら押出成形してシリンダーの吐出口から吐出させる。

ギヤポンプ６は、ケーシング内に押出しギアが設けられた構造（図示せず）であり、押出しギアを回転駆動させることによって、混練りされたゴムＧを押出ヘッド７に吐出する。

押出ヘッド７は、ゴム押出機２の先端に設けられている。混練りされたゴムＧは、押出ヘッド７によって、所定形状のゴムＧに押出成形される。

カレンダロール部３は、押出成形されたゴムＧを上下のカレンダロール８ａ、８ｂ間で挟み込んで圧延し、狙いの厚みおよび幅のゴムストリップＧＳに成形する。カレンダロール８ａ、８ｂは、回転軸が平行であり、押出ヘッド７の下流側に配設されている。

ゴム幅センサー１０は、カレンダロール部３の下流側に配設され、ゴムストリップＧＳの幅を測定する。

制御手段４は、押出ヘッド７からのゴムＧの払出のオン、オフを選択的に切り換えて制御する。より具体的には、制御手段４は、ギヤポンプ６の回転のオン／オフ、並びに、カレンダロール８ａ、８ｂの回転のオン／オフの切換え等を制御する。このような制御手段４としては、例えばプログラマブルシーケンサ、マイコン、パーソナルコンピュータ、その他の制御デバイスが使用される。

更に、記憶手段は、ゴムストリップＧＳの狙い幅Ｗと、ゴムＧの払出のために予め設定された停止時間Ｔｓと、予め設定されたゴムストリップＧＳの第１設定幅Ｗｍ１および第２設定幅Ｗｍ２とを記憶している。なお、第２設定幅Ｗｍ２は第１設定幅Ｗｍ１以上の幅である。

ゴムストリップ幅比較手段は、第１設定幅Ｗｍ１とゴム幅センサーが測定したゴムストリップの幅とを比較する。

ゴムストリップ製造装置１が作業中断して長時間停止する場合、制御手段４は、ゴム押出機２が、記憶手段に記憶された停止時間Ｔｓだけ停止したことを検知すると、ギヤポンプ６およびカレンダロール８ａ、８ｂの回転をオンして、押出ヘッド７からゴムＧの払出を開始する。

そして、図２に示すように、ゴムＧがカレンダロール８ａ、８ｂによって圧延成形されたゴムストリップＧＳの幅が、ゴム幅センサー１０によって測定される。ゴムストリップ幅比較手段は、ゴムストリップＧＳの測定された幅と狙い幅Ｗと比較して、局部的に狭い部分の幅Ｗｍが第１設定幅Ｗｍ１より狭いか否かを判定し、狭いと判定したときは、制御手段４が、次回からゴム押出機２の停止時間Ｔｓの値をより小さい値に設定し、押出ヘッド７からのゴムＧの払出の開始時間を自動的に（強制的に）早く開始するように制御する。

一方、ゴムＧがカレンダロール８ａ、８ｂによって圧延成形されたゴムストリップＧＳの幅が、ゴム幅センサー１０によって測定され、ゴムストリップ幅比較手段が第２設定幅Ｗｍ２より広いと判定したときは、制御手段４が次回からゴム押出機２の停止時間Ｔｓをより大きい値に設定し、押出ヘッド７からのゴムＧの払出の開始時間を自動的に（強制的に）遅く開始するように制御する。

ここで、カレンダロール部３によって圧延成形されたゴムストリップＧＳの幅の測定時間は、押出ヘッド７からの未加硫ゴム払出が開始した直後から、ゴムストリップＧＳがカレンダロール部３を経て、ゴム幅センサー１０を通り過ぎるまでの時間である。

これにより、払出時のゴムストリップの幅変化を確認し、それに伴う停止時間を変化させ、その変化を次回からの払出にフィードバックすることができる。この結果、最適な停止時間だけゴム押出機２を停止させることができ、最適な未加硫ゴム払出を行うことができる。

なお、上記においては、ゴム押出機としてギヤポンプを備えたギア押出機を用いているが、汎用のゴム押出機であってもよい。また、ギア押出機の上流側に汎用のゴム押出機が配置されてゴム押出機全体が構成されていてもよく、この場合には、ゴム組成物の投入は、上流側の汎用のゴム押出機から行われる。

２．本実施の形態の効果
ゴムストリップ製造装置１が長期間停止した後の再稼働において、ゴムストリップＧＳの切断による生産性の悪化を防止すると共に、物性が許容値を超えたゴムストリップＧＳの払出量（排出量）を最小にすることができる。

１．実施例および比較例
実施例のゴムストリップ製造装置１は、前述の実施の形態の制御手段４を備えた装置である。ゴムストリップ幅比較手段がゴムストリップＧＳの幅が局部的に狙い幅Ｗの例えば９０％以下になる部分があると判定した場合は、制御手段４がその比率に応じて払出設定時間（この設定時間になると、払出（排出）が開始される時間：停止時間Ｔｓ）を短縮するように制御する。例えば、払出設定時間が４分であったとき、ゴムストリップ幅比較手段がゴムストリップＧＳの幅が局部的に７５％となった部分があると判定した場合は、制御手段４が次回から払出設定時間を４分×０．７５＝３分に変更する。

また、ゴムストリップ幅比較手段がゴムストリップＧＳの幅が局部的に狙い幅の例えば９０％以下になる部分がないと判定した場合は、制御手段４は払出設定時間を１０％延長するように制御する。例えば、払出設定時間が４分であったとき、ゴムストリップＧＳの幅が局部的に９０％より狭い部分がない場合は、制御手段４は次回から払出設定時間を４分×１．１＝４．４分に変更する。

一方、比較例１〜３のゴムストリップ製造装置は、従来のように、払出設定時間が経験により定めた時間に固定され、一定の払出設定時間で払出が行われる装置である。すなわち、比較例１は払出設定時間は常に３分である。また、比較例２、３は、それぞれ払出設定時間は常に４分、５分である。

２．試験方法
実施例および比較例１〜３のゴムストリップ製造装置を使用して、ゴム押出機の１時間停止のテストをＮ＝５回実施して、幅が２０ｍｍ、厚みが１ｍｍのゴムストリップを作製した。ただし、その１時間停止の中に、払出時間とゴムストリップ切れ時の処置時間は含まれない。

３．評価方法
評価は、ゴム押出機の１時間停止のテストの間に発生した払出回数とゴムストリップ切断回数とを測定した。払出回数とゴムストリップ切断回数とは、少ない程良好である。

４．評価結果
表１には、払出回数とゴムストリップ切断回数の評価結果を示す。

表１より、実施例のゴムストリップ製造装置は、払出回数が相対的に少なく、かつ、ゴムストリップ切断回数が０回であることが確認できた。

一方、比較例１のゴムストリップ製造装置は、ゴムストリップ切断回数は０回であるが、払出回数が２０回と多く、生産性が悪化し、無駄になる排出ゴム量も増加することが認められた。更に、比較例２、３のゴムストリップ製造装置は、ゴムストリップ切断回数が多いことが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ ゴムストリップ製造装置
２ ゴム押出機
３ カレンダロール部
４ 制御手段
５ ゴム押出機本体
６ ギヤポンプ
７ 押出ヘッド
８ａ、８ｂ カレンダロール
１０ ゴム幅センサー
Ｇ ゴム
ＧＳ ゴムストリップ
Ｗ 狙い幅
Ｗｍ 局部的に狭い部分の幅

Claims (5)

1. ゴム押出機に投入された未加硫ゴムを先端の押出ヘッドに向かって混練りしながら押出成形するゴム押出手段と、
   前記押出ヘッドの下流側に配設され、カレンダロール間で前記押出ヘッドから押し出された未加硫ゴムを所定の幅のゴムストリップに圧延成形するカレンダロール手段と
   を備えたゴムストリップを製造するゴムストリップ製造装置であって、
   前記カレンダロール手段の下流側に配設されて、ゴムストリップの幅を測定するゴム幅センサーと、
   前記押出ヘッドからの未加硫ゴム払出のオン、オフを選択的に切り換えて制御する制御手段と、
   未加硫ゴム払出のために予め設定された停止時間Ｔｓおよび予め設定されたゴムストリップの第１設定幅Ｗｍ１を記憶する記憶手段と、
   前記第１設定幅Ｗｍ１と前記ゴム幅センサーが測定したゴムストリップの幅とを比較するゴムストリップ幅比較手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドから未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール手段によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較手段が前記第１設定幅Ｗｍ１より狭いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより短縮して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に早く開始するように制御する制御手段である
   ことを特徴とするゴムストリップ製造装置。
2. 前記ゴム押出機がギヤ押出機であることを特徴とする請求項１に記載のゴムストリップ製造装置。
3. 前記記憶手段は、さらに、予め設定されたゴムストリップの前記第１設定幅Ｗｍ１以上の幅である第２設定幅Ｗｍ２を記憶し、
   前記制御手段は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドから未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール手段によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較手段が前記第２設定幅Ｗｍ２より広いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより延長して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に遅らせて開始するように制御する制御手段である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴムストリップ製造装置。
4. ゴム押出機に投入された未加硫ゴムを先端の押出ヘッドに向かって混練りしながら押出成形するゴム押出工程と、
   前記押出ヘッドの下流側において、カレンダロール間で前記押出ヘッドから押し出された未加硫ゴムを所定の幅のゴムストリップに圧延成形するカレンダロール工程と、
   を備えたゴムストリップを製造するゴムストリップ製造方法であって、
   前記カレンダロール工程の下流側において、ゴム幅センサーによりゴムストリップの幅を測定するゴムストリップ幅測定工程と、
   前記押出ヘッドからの未加硫ゴム払出のオン、オフを選択的に切り換えて制御する制御工程と、
   未加硫ゴム払出のために予め設定された停止時間Ｔｓおよび予め設定されたゴムストリップの第１設定幅Ｗｍ１を記憶する記憶工程と、
   前記第１設定幅Ｗｍ１と前記ゴム幅センサーが測定したゴムストリップの幅とを比較するゴムストリップ幅比較工程とを備え、
   前記制御工程は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール工程によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較工程が前記第１設定幅Ｗｍ１より狭いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより短縮して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に早く開始するように制御する制御工程である
   ことを特徴とするゴムストリップ製造方法。
5. 前記記憶工程は、さらに、予め設定されたゴムストリップの前記第１設定幅Ｗｍ１以上の幅である第２設定幅Ｗｍ２を記憶し、
   前記制御工程は、前記ゴム押出機が、前記停止時間Ｔｓだけ停止した場合、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出を開始して、前記カレンダロール工程によって圧延成形されたゴムストリップの幅を、前記ゴムストリップ幅比較工程が前記第２設定幅Ｗｍ２より広いと判定したときは、次回からゴム押出機の停止時間を前記停止時間Ｔｓより延長して、前記押出ヘッドからの未加硫ゴムの払出の開始時間を自動的に遅らせて開始するように制御する制御工程である
   ことを特徴とする請求項４に記載のゴムストリップ製造方法。

Images