JP2023032725A - 未加硫のゴムシート部材の製造方法および製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】品質低下の発生をより精度よく検知しつつ効率的に未加硫のゴムシート部材を製造できる製造方法および製造システムを提供する。【解決手段】未加硫ゴムＲが圧延装置２によって圧延されたゴムシート部材Ｓを搬送装置６ａによって搬送中に、ゴムシート部材Ｓの表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲Ａの温度分布データを搬送ライン６の所定位置でサーモグラフィ装置７によって逐次測定して演算装置８に入力し、演算装置８は、許容範囲データとして予め記憶されている良品に分類されるゴムシート部材Ｓａの搬送ライン６の所定位置での所定範囲Ａの温度分布データから、入力された温度分布データが外れた場合に、ゴムシート部材Ｓに品質低下が発生していると判断して警告装置１０によって警告を発する。【選択図】図１

Description

本発明は、未加硫のゴムシート部材の製造方法および製造システムに関し、さらに詳しくは、品質低下の発生をより精度よく検知しつつ効率的に未加硫のゴムシート部材を製造することができる製造方法および製造システムに関するものである。

タイヤやコンベヤベルトなど種々のゴム製品を製造する際に、未加硫のゴムシート部材が使用されている。このゴムシート部材は、加熱された未加硫ゴムをロール間に通過させて圧延することで製造される（例えば、特許文献１参照）。未加硫ゴムのみを圧延してゴムシート部材が製造されるだけでなく、未加硫ゴムとともに補強線材をロール間に通過させて、補強線材が未加硫ゴムで被覆されたゴムシート部材が製造されることもある。

ゴムシート部材の製造条件が適切でない場合は、ゴムシート部材の表面が荒れた状態になる、ゴム欠損が発生する、焼けたゴム粒が散在する、補強線材が表面に露出するなどの品質異常が発生する。従来、製造されたゴムシート部材の所定品質を確保するために、ロール間の上方に滞留する未加硫ゴムのバンク量をモニタリングすることが提案されている（特許文献１の特許請求の範囲などを参照）。バンク量は、ロール間を通過した直後に測定されたゴムシート部材の温度に基づいて推定されている。

しかしながら、バンク量をモニタリングしても製造されたゴムシート部材の実際の表面状態を把握できないため、品質異常を十分に検知できない。また、製造されたゴムシート部材の表面を目視して確認するには、搬送ラインでの搬送速度を遅くしなければならないため、ゴムシート部材の生産性が低下する。それ故、品質低下の発生をより精度よく検知しつつ効率的に未加硫のゴムシート部材を製造するには改善の余地がある。

特開平３－１６１３１５号公報

本発明の目的は、品質低下の発生をより精度よく検知しつつ効率的に未加硫のゴムシート部材を製造することができる製造方法および製造システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の未加硫のゴムシート部材の製造方法は、未加硫ゴムを含む構成材料を圧延した後、搬送ラインを搬送させる未加硫のゴムシート部材の製造方法において、前記搬送ラインの所定位置で、搬送中の前記ゴムシート部材の表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲の温度分布データをサーモグラフィ装置によって逐次測定して演算装置に逐次入力し、前記演算装置には、良品に分類される前記ゴムシート部材の前記所定位置での前記所定範囲の温度分布データを許容範囲データとして予め記憶しておき、前記演算装置が、入力された前記温度分布データと前記許容範囲データとを比較して、入力された前記温度分布データが前記許容範囲データから外れた場合に、前記許容範囲データから外れた前記温度分布データを測定した前記ゴムシート部材の該当範囲に品質低下が発生していると判断することを特徴とする。

本発明の未加硫のゴムシート部材の製造システムは、未加硫ゴムを含む構成材料を圧延する圧延装置と、この圧延装置の下流側の搬送ラインに配置された搬送装置とを備えた未加硫のゴムシート部材の製造システムにおいて、前記搬送ラインの所定位置で、前記搬送装置によって搬送されている前記ゴムシート部材の表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲の温度分布データを逐次、測定するサーモグラフィ装置と、このサーモグラフィ装置によって測定された前記温度分布データが逐次入力される演算装置とを有し、前記演算装置には、良品に分類される前記ゴムシート部材の前記所定位置での前記所定範囲の温度分布データが許容範囲データとして予め記憶されていて、逐次入力される前記温度分布データと前記許容範囲データとが前記演算装置により比較されて、入力された前記温度分布データが前記許容範囲データから外れた場合に、前記許容範囲データから外れた前記温度分布データが測定された前記ゴムシート部材の該当範囲に品質異常が存在していると判断される構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、前記搬送ラインの前記所定位置での前記ゴムシート部材の表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲の温度分布データと前記許容範囲データとを比較して、前記ゴムシート部材での品質低下の発生有無を判断する。そのため、前記ゴムシート部材の表面全体を網羅してより高い精度で品質低下の発生有無を判断するには有利になる。また、搬送ラインを搬送されている前記ゴムシート部材に対して、サーモグラフィ装置を用いて非接触で前記温度分布データを測定するので、前記ゴムシート部材の生産性を損なうことがない。そのため、効率的に前記ゴムシート部材を製造するには有利になる。

未加硫のゴムシート部材の製造システムの実施形態を側面視で例示する説明図である。 図１の製造システムを平面視で例示する説明図である。 サーモグラフィ装置によって測定されたゴムシート部材の温度分布データを模式的に例示する説明図である。 補強線材が埋設されているゴムシート部材Ｓを平面視で例示する説明図である。 サーモグラフィ装置によって測定された図４のゴムシート部材の温度分布データを模式的に例示する説明図である。

以下、本発明の未加硫のゴムシート部材の製造方法および製造システムを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示する本発明の未加硫のゴムシート部材の製造システム１（以下、製造システム１という）の実施形態は、未加硫ゴムＲを含む構成材料を圧延してゴムシート部材Ｓを製造する。この実施形態では、ゴムシート部材Ｓの構成材料が未加硫ゴムＲだけである。

この製造システム１は、圧延装置２と、圧延装置２の下流側の搬送ライン６に配置された搬送装置６ａと、サーモグラフィ装置７と、演算装置８とを備えている。この実施形態では製造システム１はさらに、ディスプレイ９および警告装置１０を備えている。

圧延装置２はモータなどの回転駆動部３ａにより回転駆動されるロール３と、ゴムフィード部４と、制御部５とを有している。対向するロール３は互いに反対方向に回転する。対向するロール３のうち、一方のロール３には隙間調整部３ｂが取り付けられている。隙間調整部３ｂには流体シリンダなどが用いられる。隙間調整部３ｂのロッドが前後移動することで、対向するロール３どうしの隙間は調整可能になっている。

ゴムフィード部４は、ゴムシート部材Ｓの構成材料である未加硫ゴムＲを、対向するロール３の間に投入する。ゴムフィード部４にはベルトコンベヤ装置などが用いられる。

回転駆動部３ａ（ロール３）の回転速度、隙間調整部３ｂの動き（対向するロール３どうしの隙間）は、制御部５によって制御される。この回転速度、隙間は、製造するゴムシート部材Ｓの仕様などに基づいて適正値に設定される。尚、圧延装置２は、公知の種々のタイプを用いることができる。

搬送ライン６は、対向するロール３で圧延された直後から次工程やストック場所までゴムシート部材Ｓを搬送する。搬送ライン６では、ゴムシート部材Ｓは搬送装置６ａに載置されて搬送される。搬送装置６ａとしては公知の種々のベルトコンベヤ装置などを用いることができる。搬送ライン６において圧延装置２に隣接している側が上流側になる。

サーモグラフィ装置７は、カメラ７ａとカメラ７ａに接続されたデータ処理部７ｂとを備えている。このサーモグラフィ装置７は、搬送ライン６の所定位置Ｐで、搬送装置６ａによって搬送されている（移動している）ゴムシート部材Ｓの表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲Ａをカメラ７ａによって撮影する。カメラ７ａによって撮影された画像データがデータ処理部７ｂに入力されて処理されることで所定範囲Ａの温度分布データＤｓ（画像データ）が得られる。

このようにサーモグラフィ装置７は、所定範囲Ａの温度分布データＤｓを逐次、測定する。カメラ７ａ（サーモグラフィ装置７）は１台に限らず、２台など複数台にしてもよい。サーモグラフィ装置７によって測定された温度分布データＤｓは演算装置８に逐次入力される。

演算装置８にはコンピュータが用いられる。この演算装置８には、異常が発生していない品質基準をクリアした良品に分類されるゴムシート部材Ｓａの所定位置Ｐでの所定範囲Ａの温度分布データＤａが許容範囲データＤａ（画像データ）として予め記憶されている。例えば、良品のゴムシート部材Ｓに対してサーモグラフィ装置７により測定された所定位置Ｐでの所定範囲Ａの温度分布データＤｓが、許容範囲データＤａとして演算装置８に記憶される。即ち、許容範囲データＤａは、所定範囲Ａにおいてその温度範囲であれば異常が生じてないことを意味する指標データである。ゴム仕様（ゴム種）に起因して許容範囲データＤａが大きく異なることがあるので、ゴム仕様（ゴム種）毎に許容範囲データＤａを把握して用いることが望ましい。

一方、異常が発生しているゴムシート部材Ｓに対してサーモグラフィ装置７により測定された所定位置Ｐでの所定範囲Ａの温度分布データＤｓは、不適格データとして把握される。許容範囲データＤａは、この不適格データが確実に含まれないように設定される。

許容範囲データＤａとして、所定範囲Ａにおける全領域が同じ温度範囲に設定されることもあるが、部分的に異なる温度範囲が設定されることもある。例えば、所定範囲Ａの全領域を幅方向に幾つかの領域に細分化して、細分化された領域毎に温度範囲が設定されこともある。幅広いゴムシート部材Ｓでは、幅方向端部が幅方向中央部よりも搬送中に冷却され易いので、許容範囲データＤａとして、幅方向端部での温度範囲が幅方向中央部よりも若干低く設定されることもある。或いは、ゴムシート部材Ｓに補強線材Ｆが埋設されている場合には補強線材Ｆの埋設位置の影響によってゴムシート部材Ｓの表面温度が異なる場合があるので、許容範囲データＤａとして所定範囲Ａにおいて部分的に異なる温度範囲が設定されることがある。

ディスプレイ９には、演算装置８に入力されたデータや演算処理されたデータなどが表示される。ディスプレイ９は後述する警告装置１０として機能させることもできる。

警告装置１０は、演算装置８による判断に基づいて作動する。警告装置１０としては、警告灯、警報機、警告表示をする各種機器などを例示できる。

次に、本発明により未加硫ゴムシート部材Ｓを製造する手順の一例を説明する。

図１、図２に例示するように、ゴムフィード部４を用いて未加硫ゴムＲを圧延装置２に投入する。圧延装置２では、一対の回転するロール３の間を未加硫ゴムＲが通過することで圧延されたゴムシート部材Ｓが製造される。製造されたゴムシート部材Ｓは引き続き途切れることなく連続的に搬送装置６ａによって搬送ライン６を下流側に搬送される。

搬送ライン６の所定位置Ｐには、サーモグラフィ装置７のカメラ７ａが設置されている。サーモグラフィ装置７は、所定位置Ｐで、搬送中のゴムシート部材Ｓの表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲Ａの温度分布データＤｓを逐次測定して演算装置８に逐次入力する。

演算装置８は、入力された温度分布データＤｓと記憶されている許容範囲データＤａとを比較する。そして、入力された温度分布データＤｓが許容範囲データＤａから外れているか否かを判断する。入力された温度分布データＤｓに、許容範囲データＤａとして設定された温度範囲よりも高い温度または低い温度の少なくとも一方が存在している場合には、入力された温度分布データＤｓが許容範囲データＤａから外れていると演算装置８は判断する。このように判断した場合は、演算装置８は、許容範囲データＤａから外れた温度分布データＤｓを測定したゴムシート部材Ｓの該当範囲に品質低下が発生していると判断する。

例えば、何らかの原因でゴムシート部材Ｓの表面が過剰に加熱されて、表面が荒れた状態になっている、焼けたゴム粒が散在するなどの場合は、入力された温度分布データＤｓに許容範囲データＤａとして設定された温度範囲よりも高い温度が存在する。ゴムシート部材Ｓのゴムが一部欠損している（穴あきが発生している）場合などは、入力された温度分布データＤｓに許容範囲データＤａとして設定された温度範囲よりも低い温度が存在する。

ゴムシート部材Ｓの表面温度は、搬送ライン６を下流側に搬送されるに連れて低くなる。この表面温度が低くなり過ぎると、品質低下の発生を検知し難くなるので、搬送ライン６においてサーモグラフィ装置７によって温度分布データＤｓが測定される所定位置Ｐは圧延装置２の近傍が好ましい。例えば、ゴムシート部材Ｓが一対のロール３の間を通過した位置を基準点にすると、この基準点からゴムシート部材Ｓの長さが例えば０．５ｍ～３ｍになる範囲に所定位置Ｐを設定するとよい。

サーモグラフィ装置７によって測定されたゴムシート部材Ｓの温度分布データＤｓを図３に例示する。図３に例示する温度分布データＤｓでは、許容範囲データＤａとして設定された温度範囲よりも高い温度の領域は縦横の格子模様、この温度範囲よりも低い温度の領域は斜めの格子模様にして模式的に記載されている。

ディスプレイ９を備えている場合、演算装置８に入力された温度分布データＤｓは、予め設定された温度区分毎に色を異ならせて表示される。これにより、ディスプレイ９を目視するだけで、ゴムシート部材Ｓの表面の温度状態を把握し易くなる。ディスプレイ９に表示される色は、温度の高低が把握し易いようにグラデーション様式に設定される。実際の温度分布データＤｓでは、縦横の格子模様および斜めの格子模様以外の領域においても多少の温度差（温度分布）があるので、これら格子模様以外の領域は図３のように単純な白色一色ではなく、複数の色が分布して表示されることが多い。

この実施形態では、品質低下が発生していると演算装置８が判断した場合には、警告装置１０によって品質低下の発生を知らせる警告を発する。ディスプレイ９に品質低下の発生を知らせる警告表示をする構成にすれば、ディスプレイ９は警告装置１０として機能する。警告装置１０を設けることで、ゴムシート部材Ｓの品質低下を遅滞なく把握できるので迅速な対策を行うことができる。

さらに、ゴムシート部材Ｓにおける品質低下が発生していると演算装置８が判断した該当範囲の位置を特定する位置特定データが、外部に出力される。測定した温度分布データＤｓに、測定時刻と搬送装置６ａによる搬送速度などを関連付けて演算装置８に記憶することで、位置特定データを演算処理によって算出することができる。この位置特定データはディスプレイ９に表示されて外部に出力される。この位置特定データをプリンタなどによって印字して外部に出力することもできる。位置特定データを用いることで、品質が低下していると判断された当該範囲をシート部材Ｓから取り除くなどの処理がし易くなる。

図４に例示するように、ゴムシート部材Ｓには、補強線材Ｆが未加硫ゴムＲに埋設されている仕様もある。スチールコードや有機繊維コードが補強線材Ｆとして使用される。このゴムシート部材Ｓでは、長手方向に延在する多数のスチールコードが補強線材Ｆとして幅方向に並んで埋設されている。このゴムシート部材Ｓは、補強線材Ｆと共に未加硫ゴムＲをロール３の間に通過させることで製造される。

図４に例示するように、補強線材Ｆが切断していてゴムシート部材Ｓの表面に露出するなどの品質異常が発生することもある。このようなゴムシート部材Ｓの温度分布データＤｓを図５に例示する。図５に例示する温度分布データＤｓでは、許容範囲データＤａとして設定された温度範囲よりも低い温度の領域は斜めの格子模様にして模式的に記載されている。ゴムシート部材Ｓの表面に露出している補強線材Ｆの部分は周辺のゴムよりも冷却されてより低温になるために、図５に例示するように、補強線材Ｆの露出部分が温度分布データＤｓとして明確に表示される。実際の温度分布データＤｓでは、斜めの格子模様以外の領域においても多少の温度差（温度分布）があるので、この格子模様以外の領域は図５のように単純な白色一色ではなく、複数の色が分布して表示されることが多い。

上述したように本発明によれば、演算装置８によって温度分布データＤｓと許容範囲データＤａとを比較して、ゴムシート部材Ｓでの品質低下の発生有無を判断する。温度分布データＤｓは、搬送ライン６の所定位置Ｐで、搬送中のゴムシート部材Ｓの表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲Ａを逐次測定して取得されているので、ゴムシート部材Ｓの表面全体を網羅してより高い精度で品質低下の発生有無を判断するには有利になる。

また、温度分布データＤｓは、搬送ライン６を搬送されているゴムシート部材Ｓに対してサーモグラフィ装置７を用いて非接触で測定されて取得される。そのため、ゴムシート部材Ｓの表面上での品質低下を検知するために、ゴムシート部材Ｓの搬送速度を極端に遅くする必要がない。したがって、ゴムシート部材Ｓの生産性を損なうことがなく、効率的に製造するには有利になる。

演算装置８が、シート部材Ｓに品質低下が発生していると判断した場合に、製造条件を変更する構成にすることもできる。即ち、演算装置８が継続して品質低下が発生していると判断することを回避するように、ゴムシート部材Ｓを製造する条件のうち、予め選択されている特定条件を変更して工程条件を改善する。

特定条件としては、ゴムフィード部４により圧延装置２に投入される時の未加硫ゴムＲの温度、この未加硫ゴムＲの量、ロール３の回転速度、ロールクロッシング条件などを例示できる。製造された直後のゴムシート部材Ｓの温度に大きく影響を与える条件を特定条件として選択するとよい。

特定条件は、許容範囲データＤａから外れた温度分布データＤｓと許容範囲データＤａとの比較結果に基づいて変化させる。両者の差異（温度差）がより大きい場合は特定条件の変更具合をより大きくする。このようにすれば、良品のゴムシート部材Ｓをより生産性よく製造するには有利になる。

１ 製造システム
２ 圧延装置
３ ロール
３ａ 回転駆動部
３ｂ 隙間調整部
４ ゴムフィード部
５ 制御部
６ 搬送ライン
６ａ 搬送装置
７ サーモグラフィ装置
７ａ カメラ
７ｂ データ処理部
８ 演算装置
９ ディスプレイ
１０ 警告装置
Ｆ 補強線材
Ｒ 未加硫ゴム
Ｓ ゴムシート部材

Claims (5)

1. 未加硫ゴムを含む構成材料を圧延した後、搬送ラインを搬送させる未加硫のゴムシート部材の製造方法において、
   前記搬送ラインの所定位置で、搬送中の前記ゴムシート部材の表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲の温度分布データをサーモグラフィ装置によって逐次測定して演算装置に逐次入力し、前記演算装置には、良品に分類される前記ゴムシート部材の前記所定位置での前記所定範囲の温度分布データを許容範囲データとして予め記憶しておき、前記演算装置が、入力された前記温度分布データと前記許容範囲データとを比較して、入力された前記温度分布データが前記許容範囲データから外れた場合に、前記許容範囲データから外れた前記温度分布データを測定した前記ゴムシート部材の該当範囲に品質低下が発生していると判断することを特徴とする未加硫のゴムシート部材の製造方法。
2. 品質低下が発生していると前記演算装置が判断した場合に、品質低下の発生を知らせる警告を発するとともに、前記ゴムシート部材における前記該当範囲の位置を特定する位置特定データを外部に出力する請求項１に記載の未加硫のゴムシート部材の製造方法。
3. 入力された前記温度分布データを、予め設定された温度区分毎に色を異ならせてディスプレイに表示し、前記位置特定データを前記ディスプレイに表示することで外部に出力する請求項２に記載の未加硫のゴムシート部材の製造方法。
4. 品質低下が発生していると前記演算装置が判断した場合に、前記演算装置が継続して品質低下が発生していると判断することを回避するように、前記ゴムシート部材を製造する条件のうち、予め選択されている特定条件を、前記許容範囲データから外れた前記温度分布データと前記許容範囲データとの比較結果に基づいて変化させる請求項１～３のいずれかに記載の未加硫のゴムシート部材の製造方法。
5. 未加硫ゴムを含む構成材料を圧延する圧延装置と、この圧延装置の下流側の搬送ラインに配置された搬送装置とを備えた未加硫のゴムシート部材の製造システムにおいて、
   前記搬送ラインの所定位置で、前記搬送装置によって搬送されている前記ゴムシート部材の表面の全幅に渡る長手方向の所定範囲の温度分布データを逐次、測定するサーモグラフィ装置と、このサーモグラフィ装置によって測定された前記温度分布データが逐次入力される演算装置とを有し、
   前記演算装置には、良品に分類される前記ゴムシート部材の前記所定位置での前記所定範囲の温度分布データが許容範囲データとして予め記憶されていて、逐次入力される前記温度分布データと前記許容範囲データとが前記演算装置により比較されて、入力された前記温度分布データが前記許容範囲データから外れた場合に、前記許容範囲データから外れた前記温度分布データが測定された前記ゴムシート部材の該当範囲に品質異常が存在していると判断される構成にしたことを特徴とする未加硫のゴムシート部材の製造システム。

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