JP2023023716A - ゴム加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】品質異常や練り不良を効果的に防止することを可能にしたゴム加工方法を提供する。【解決手段】密閉式ゴム混練機1内で配合剤Xと共に未加硫ゴムR1を混練した後、該密閉式ゴム混練機1により混練された未加硫ゴムR2をロール圧延機21によりシート状に加工するゴム加工方法において、ロール圧延機1から排出されるゴムシートR3の温度を該ゴムシートR3の幅方向に沿って測定し、該ゴムシートR3から得られる温度情報に基づいて密閉式ゴム混練機1における加工条件及び/又は材料条件を調整する。【選択図】図2
Description
本発明は、密閉式ゴム混練機内で配合剤と共に未加硫ゴムを混練した後、混練された未加硫ゴムをロール圧延機によりシート状に加工するゴム加工方法に関し、更に詳しくは、品質異常や練り不良を効果的に防止することを可能にしたゴム加工方法に関する。
タイヤやゴムホース等のゴム製品を製造する際には、原料ゴムにカーボンブラックやオイル等の非加硫系配合剤が混練された未加硫ゴムを硫黄等の加硫系配合剤と共に密閉式ゴム混練機内で混練することが行われている。
ところが、密閉式ゴム混練機内での未加硫ゴムの温度が高過ぎると、意図せずに加硫が進行したり、局所的な焼けが発生したりして、ゴム組成物としての品質が低下することになる。一方、密閉式ゴム混練機内での未加硫ゴムの温度が低過ぎると、特に硬いゴムでは練り不良が発生し、加硫系配合剤が均一に分散しないという問題がある。
そのため、例えば、密閉式ゴム混練機内のドロップドアの位置に熱電対を設置し、その熱電対により密閉式ゴム混練機内で混練される未加硫ゴムの温度を測定し、その測定温度に基づいて品質異常や練り不良を判定することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、密閉式ゴム混練機内に設置された熱電対は、その設置部分(例えば、ドロップドア)の温度の影響を受けたり、或いは、硬いゴムの摩擦熱の影響を受けたりするので、密閉式ゴム混練機内で混練されている未加硫ゴムの温度を必ずしも正確に検出することができない。そのため、熱電対により測定された密閉式ゴム混練機内の未加硫ゴムの温度を指標とする判定手法では、品質異常や練り不良を確実に検知することができないのが現状である。
本発明の目的は、品質異常や練り不良を効果的に防止することを可能にしたゴム加工方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明のゴム加工方法は、密閉式ゴム混練機内で配合剤と共に未加硫ゴムを混練した後、該密閉式ゴム混練機により混練された未加硫ゴムをロール圧延機によりシート状に加工するゴム加工方法において、前記ロール圧延機から排出されるゴムシートの温度を該ゴムシートの幅方向に沿って測定し、該ゴムシートから得られる温度情報に基づいて前記密閉式ゴム混練機における加工条件及び/又は材料条件を調整することを特徴とするものである。
本発明では、密閉式ゴム混練機内で配合剤と共に未加硫ゴムを混練した後、該密閉式ゴム混練機により混練された未加硫ゴムをロール圧延機によりシート状に加工するゴム加工方法において、ロール圧延機から排出されるゴムシートの温度を該ゴムシートの幅方向に沿って測定することにより、該ゴムシートから得られる温度情報に基づいて未加硫ゴムの混練状態を詳細に把握することができる。そして、このような温度情報に基づいて密閉式ゴム混練機における加工条件及び/又は材料条件を調整するので、密閉式ゴム混練機内での未加硫ゴムの温度が高過ぎることによる品質異常のみならず、密閉式ゴム混練機内での未加硫ゴムの温度が低過ぎることによる練り不良を防止することができる。
本発明において、温度情報に基づいて調整される密閉式ゴム混練機における加工条件は、ローター回転数、ラム上下回数、加工時間、設定温度、積算電力の少なくとも1つを含むことが好ましい。このような加工条件を調整することで、未加硫ゴムの混練状態を適正化することができる。
また、温度情報に基づいて調整される密閉式ゴム混練機における材料条件は、未加硫ゴムの投入時の温度を含むことが好ましい。このような材料条件を調整することで、未加硫ゴムの混練状態を適正化することができる。
温度情報に基づいて密閉式ゴム混練機における加工条件又は材料条件を調整する際に、ロール圧延機の駆動状態を判定条件として加味することが好ましい。例えば、ロール圧延機が停止した際には、ゴムシートの熱がロール側に移動し、その影響がゴムシートの温度情報に現れるので、ロール圧延機の駆動状態を判定条件として加味することで、より正確なフィードバックを行うことができる。
好適なゴム加工方法として、温度情報はゴムシートの幅方向の平均温度とゴムシートの幅方向の温度分布とを含み、平均温度が予め設定された第1の閾値よりも高い場合、密閉式ゴム混練機による加工時間を短縮し、平均温度が予め設定された第1の閾値よりも低く、かつ、温度分布において予め設定された第2の閾値よりも低くなる少なくとも1つの極小値が存在する場合、密閉式ゴム混練機による加工時間を延長することが好ましい。これにより、未加硫ゴムの混練状態を適正化することができる。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明で使用される密閉式ゴム混練機の一例を示し、図2は本発明で使用されるロール圧延機の一例を示し、図3は図2のロール圧延機から排出されるゴムシートを示すものである。
図1に示すように、密閉式ゴム混練機1は、上下方向に延在する筒状のケーシング2と、該ケーシング2の下部に連結されたチャンバー3とを備えている。ケーシング2の上下方向の中間部には、投入扉4を備えた投入口5が設けられている。この投入口5から未加硫ゴムR1及び配合剤Xが投入される。より具体的には、未加硫ゴムR1は原料ゴムにカーボンブラックやオイル等の非加硫系配合剤が混練された未加硫ゴムであり、配合剤Xは硫黄等の加硫系配合剤である。ケーシング2内には、チャンバー3を閉止するためのラム6がケーシング2の長手方向に沿って摺動自在に配設されている。ラム6は、未加硫ゴムR1及び配合剤Xがケーシング2の内部に投入される際には上方の待機位置に配置され、未加硫ゴムR1及び配合剤がケーシング2の内部に投入された後は待機位置から下方に移動してチャンバー3の上部を塞ぐ位置に配置される。
一方、チャンバー3内には、一対のローター7,7が平行に配設されている。各ローター7は水平方向に配設されたローター軸7aと該ローター軸7aの外周面に突設された撹拌羽根7bとを有している。これら一対のローター7,7は制御装置8の制御に基づいて互いに反対方向に回転するように駆動される。チャンバー3の下部には、ドロップドア9を備えた排出口10が設けられている。未加硫ゴムR1と配合剤Xとの混練物からなる未加硫ゴムR2は排出口10から排出されて次工程に供される。また、ドロップドア9にはチャンバー3内に突出する温度センサ11が埋設されており、温度センサ11の測定結果が制御装置8に供給されるようになっている。
図2に示すように、ロール圧延機21は、水平方向に延在する筒状のケーシング22と、該ケーシング22の長手方向に延在していて該ケーシング22内に収容されたスクリュー軸23と、ケーシング22の先端側に配設された一対のロール24,24とを備えている。ケーシング22の後端側の上部には投入口25が設けられ、ケーシング22の先端には排出口26が形成されている。投入口25に投入された未加硫ゴムR2はスクリュー軸23の回動に伴ってケーシング22の先端側に移動し、排出口26から押し出されるようになっている。排出口26から押し出された未加硫ゴムR2は一対のロール24,24の隙間を通過し、その隙間によって規定される厚さを有するゴムシートR3に加工される。なお、ゴムシートR3は不図示のガイド部材により一定幅となるように成形される。
ゴムシートR3の搬送経路には、非接触式の温度測定装置31が配設されている。温度測定装置31は、ロール圧延機21から排出されるゴムシートR3の温度を該ゴムシートR3の幅方向に沿って測定する。つまり、図3に示すように、ゴムシートR3の全幅に亘る測定線Lに沿ってゴムシートR3の温度が連続的に採取されるようになっている。このような温度測定装置31としては、例えば、赤外線サーモグラフィを用いることができる。赤外線サーモグラフィは、ゴムシートR3の搬送に伴ってゴムシートR3の幅方向の温度情報を画像又は動画として連続的に取り込む。そのようにして取り込まれた温度情報から参照すべき情報が抽出される。勿論、温度測定装置31として他の装置を用いることも可能である。
次に、上述した装置を用いたゴム加工方法について説明する。先ず、図1に示すように、密閉式ゴム混練機1の内部に配合剤Xと共に未加硫ゴムR1を投入し、チャンバー3をラム6で閉塞した状態で一対のローター7,7を回動させることにより、配合剤Xと共に未加硫ゴムR1を混練する。混練開始から混練終了までに、必要に応じてラム6を上下動させることができる。つまり、ラム6を下方位置に配置した状態で混練する工程を1ステージとして、複数のステージを繰り返すことができる。
このようにして得られた未加硫ゴムR2は、図2及び図3に示すように、ロール圧延機21に供される。ロール圧延機21は投入口25から投入された未加硫ゴムR2をシート状に加工する。その際、ロール圧延機21から排出されるゴムシートR3の温度を温度測定装置31によりゴムシートR3の幅方向に沿って連続的に測定する。そして、ゴムシートR3から得られる温度情報に基づいて密閉式ゴム混練機1における加工条件及び/又は材料条件を調整する。つまり、ゴムシートR3から得られる温度情報を密閉式ゴム混練機1における加工条件及び/又は材料条件のためのフィードバックとして利用する。
上述したゴム加工方法によれば、密閉式ゴム混練機1内で配合剤Xと共に未加硫ゴムR1を混練した後、該密閉式ゴム混練機1により混練された未加硫ゴムR2をロール圧延機21によりシート状に加工するにあたって、ロール圧延機1から排出されるゴムシートR3の温度を該ゴムシートR3の幅方向に沿って測定することにより、該ゴムシートR3から得られる温度情報に基づいて未加硫ゴムR1の混練状態を詳細に把握することができる。そして、このような温度情報に基づいて密閉式ゴム混練機1における加工条件及び/又は材料条件を調整するので、密閉式ゴム混練機1内での未加硫ゴムR2の温度が高過ぎることによる品質異常のみならず、密閉式ゴム混練機1内での未加硫ゴムR2の温度が低過ぎることによる練り不良を防止することができる。
上述したゴム加工方法において、ゴムシートR3から得られる温度情報に基づいて調整される密閉式ゴム混練機1における加工条件は、ローター回転数、ラム上下回数、加工時間、設定温度、積算電力の少なくとも1つを含むことが好ましい。このような加工条件を調整することで、未加硫ゴムR2の混練状態を適正化することができる。
より具体的には、温度情報として、ゴムシートR3の幅方向の平均温度とゴムシートR3の幅方向の温度分布とを利用することができる。例えば、ゴムシートR3の長手方向の任意の位置における幅方向の温度分布を測定し、その平均温度を求めた場合、ゴムシートR3の幅方向の平均温度と時間との関係は例えば図4のようになる。ここで、ゴムシートR3の幅方向の平均温度が予め設定された第1の閾値T1よりも高い場合、密閉式ゴム混練機1による加工時間を短縮する。つまり、ゴムシートR3の幅方向の平均温度が第1の閾値T1よりも高い場合、意図せずに加硫が進行したり、局所的な焼けが発生したりして、ゴム組成物としての品質が低下する恐れがあると判定し、密閉式ゴム混練機1による加工時間を短縮するのである。第1の閾値T1は、品質異常が発生していない場合におけるゴムシートR3の幅方向の平均温度を指標として任意に選択することができる。また、必要であれば、ゴムシートR3の幅方向の平均温度の下限値を規定するための閾値を設定することも可能である。
一方、ゴムシートR3の幅方向の温度分布は例えば図5のようになる。ここで、ゴムシートR3の幅方向の平均温度が予め設定された第1の閾値T1よりも低く、かつ、ゴムシートR3の幅方向の温度分布において予め設定された第2の閾値T2よりも低くなる少なくとも1つの極小値が存在する場合(特に、第2の閾値T2よりも低くなる少なくとも1つの極小値が同一バッチにおいて複数回検出される場合)、密閉式ゴム混練機1による加工時間を延長する。例えば、図3において、ゴムシートR3の一部に配合剤Xの塊が存在していると、その部分の温度が局所的に低くなるため、図5の温度分布において第2の閾値T2を下回るような極小値が検出される。そのため、ゴムシートR3の幅方向の平均温度が第1の閾値T1よりも低い場合、高温による品質異常の問題は生じないものの、ゴムシートR3の幅方向の温度分布において予め設定された第2の閾値T2よりも低くなる少なくとも1つの極小値が存在する場合、練り不良による配合剤Xの塊が存在していると判定し、密閉式ゴム混練機1による加工時間を延長する。第2の閾値T2は、練り不良により配合剤Xの塊が形成された場合におけるゴムシートR3の局所的な温度を指標として任意に選択することができるが、例えば、ゴムシートR3の平均温度の80%以下に設定可能である。
なお、密閉式ゴム混練機1による加工時間を短縮する替りに、ローター回転数を低下させ、ラム上下回数を減らし、設定温度を低くし、或いは、積算電力を低下させることが可能である。同様に、密閉式ゴム混練機1による加工時間を延長する替りに、ローター回転数を増加させ、ラム上下回数を増やし、設定温度を高くし、或いは、積算電力を増大させることが可能である。特に、密閉式ゴム混練機1による加工時間を調整した場合、未加硫ゴムR2の混練状態を容易に適正化することができる。
また、ゴムシートR3から得られる温度情報に基づいて調整される密閉式ゴム混練機1における材料条件としては、加硫系の配合剤Xを含まない未加硫ゴムR1の投入時の温度を含むことが好ましい。例えば、未加硫ゴムR1の投入時の温度を高くすることにより、配合剤Xが均一に分散するので、ゴムシートR3の幅方向の温度分布において予め設定された第2の閾値T2よりも低くなる少なくとも1つの極小値が存在する場合には、密閉式ゴム混練機1における材料条件を変更し、未加硫ゴムR1の投入時の温度を高くすることも可能である。
また、ゴムシートR3から得られる温度情報に基づいて密閉式ゴム混練機1における加工条件又は材料条件を調整する際に、ロール圧延機21の駆動状態を判定条件として加味すると良い。例えば、ロール圧延機21が停止した際には、ゴムシートR3の熱がロール24側に移動し、その影響がゴムシートR3の温度情報に現れるので、ロール圧延機1の駆動状態を判定条件として加味することで、より正確なフィードバックを行うことができる。例えば、ロール圧延機21が停止した場合、停止時にゴムシートR3がロール24と接触していた部分に関する温度情報をフィードバックから除外することができる。
1 密閉式ゴム混練機
2 ケーシング
3 チャンバー
4 投入扉
5 投入口
6 ラム
7 ローター
8 制御装置
9 ドロップドア
10 排出口
11 温度センサ
21 ロール圧延機
22 ケーシング
23 スクリュー軸
24 ロール
25 投入口
26 排出口
31 温度測定装置
R1,R2 未加硫ゴム
R3 ゴムシート
X 配合剤
2 ケーシング
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R1,R2 未加硫ゴム
R3 ゴムシート
X 配合剤
Claims (5)
- 密閉式ゴム混練機内で配合剤と共に未加硫ゴムを混練した後、該密閉式ゴム混練機により混練された未加硫ゴムをロール圧延機によりシート状に加工するゴム加工方法において、前記ロール圧延機から排出されるゴムシートの温度を該ゴムシートの幅方向に沿って測定し、該ゴムシートから得られる温度情報に基づいて前記密閉式ゴム混練機における加工条件及び/又は材料条件を調整することを特徴とするゴム加工方法。
- 前記温度情報に基づいて調整される前記密閉式ゴム混練機における加工条件は、ローター回転数、ラム上下回数、加工時間、設定温度、積算電力の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のゴム加工方法。
- 前記温度情報に基づいて調整される前記密閉式ゴム混練機における材料条件は、前記未加硫ゴムの投入時の温度を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム加工方法。
- 前記温度情報に基づいて前記密閉式ゴム混練機における加工条件又は材料条件を調整する際に、前記ロール圧延機の駆動状態を判定条件として加味することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のゴム加工方法。
- 前記温度情報は前記ゴムシートの幅方向の平均温度と前記ゴムシートの幅方向の温度分布とを含み、前記平均温度が予め設定された第1の閾値よりも高い場合、前記密閉式ゴム混練機による加工時間を短縮し、前記平均温度が予め設定された第1の閾値よりも低く、かつ、前記温度分布において予め設定された第2の閾値よりも低くなる少なくとも1つの極小値が存在する場合、前記密閉式ゴム混練機による加工時間を延長することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のゴム加工方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021129499A JP2023023716A (ja) | 2021-08-06 | 2021-08-06 | ゴム加工方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116373197A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-04 | 苏州恒则成智能科技有限公司 | 一种橡胶生产设备和方法 |
-
2021
- 2021-08-06 JP JP2021129499A patent/JP2023023716A/ja active Pending
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CN116373197A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-04 | 苏州恒则成智能科技有限公司 | 一种橡胶生产设备和方法 |
CN116373197B (zh) * | 2023-04-19 | 2023-11-07 | 苏州恒则成智能科技有限公司 | 一种橡胶生产设备和方法 |
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