JP4780714B2 - Rubber reinforcing cord manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ディップ液が付着した有機繊維コードを水分率が目標範囲内になるよう乾燥させて水分率のばらつきを低減するゴム補強用コードの製造方法及び装置に関する。
The present invention is an organic fiber cord dip solution adheres a manufacturing method and apparatus reduce variation to Lugo arm reinforcing cord of moisture content by drying so that the water content is within the target range.
従来、各種繊維からなる繊維コードは、工業製品又はその原材料として幅広い分野で使用されており、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)やナイロン等の有機繊維からなるゴム補強用コードは、空気入りタイヤやコンベアベルト、ホース、空気バネ等のゴム工業製品の補強材料(例えばタイヤコード等)として広く使用されている。このゴム補強用コードは、一般に、有機繊維の原糸に撚糸装置で撚りを加えて有機繊維コードを製造した後、繊維材料とゴム間の接着等のために必要なディップ(ディッピング)処理やコード物性の改質処理等の各種処理により適正な物性及びゴムとの接着性が付与されてゴム補強用コード(ディップコード)となる。その後、そのまわりにゴムが被覆されてゴム製品または中間部材が製造される(特許文献1参照)。 Conventionally, fiber cords made of various fibers have been used in a wide variety of fields as industrial products or raw materials thereof. For example, rubber reinforcing cords made of organic fibers such as PET (polyethylene terephthalate) and nylon are used for pneumatic tires and conveyors. Widely used as a reinforcing material (for example, tire cords) for rubber industrial products such as belts, hoses, and air springs. In general, this rubber reinforcing cord is made by twisting organic fiber yarn with a twisting device to produce the organic fiber cord, and then dipping or dipping necessary for bonding between the fiber material and rubber. Appropriate physical properties and adhesion to rubber are imparted by various treatments such as physical property modification treatment to form a rubber reinforcing cord (dip cord). Thereafter, a rubber product or an intermediate member is manufactured by covering the periphery thereof with rubber (see Patent Document 1).
このようなゴム補強用コードの従来の一般的な製造装置は、1本又は複数本の長尺な有機繊維コードをロールから巻き出す等して供給する供給装置と、供給された有機繊維コードをディップ液(接着液)に浸漬してディップ液を付着させる付着装置と、ディップ液が付着した有機繊維コードを乾燥させる乾燥装置と、乾燥させた有機繊維コードを改質する熱処理装置と、熱処理された有機繊維コード(ゴム補強用コード)を巻き取る巻取装置とを、有機繊維コードの移動経路に沿って順に備えている。 A conventional general manufacturing apparatus for such a rubber reinforcing cord includes a supply device for supplying one or more long organic fiber cords by unwinding them from a roll, and the supplied organic fiber cords. An adhesion device for dipping the dip solution by dipping in the dip solution (adhesive solution), a drying device for drying the organic fiber cord to which the dip solution adheres, a heat treatment device for modifying the dried organic fiber cord, and a heat treatment A winding device for winding the organic fiber cord (rubber reinforcing cord) is provided in order along the movement path of the organic fiber cord.
この従来の製造装置では、供給される有機繊維コードを連続的に移動させて上記した各装置(工程)を順次通過させ、それぞれで各処理を施してゴム補強用コードを1本又は複数本同時に連続的に製造する。具体的には、まず、供給される有機繊維コードに対し、ディップ液内を通過させてディップ液を付着させた後、乾燥装置内を通過させて付着したディップ液を乾燥させる。次に、熱処理装置内を通過させてより高温の熱処理を施し、乾燥したディップ液を加熱により有機繊維コードに接着し、さらに張力を付与して高温・高張力の所定条件で熱延伸処理を行い、有機繊維の分子配列を整える等して有機繊維コードの物性を改質・調整し標準化する。 In this conventional manufacturing apparatus, the supplied organic fiber cord is continuously moved and sequentially passed through each of the above-described apparatuses (processes), and each treatment is applied to each one or a plurality of rubber reinforcing cords simultaneously. Manufacture continuously. Specifically, first, the supplied organic fiber cord is allowed to pass through the dip solution to adhere the dip solution, and then is passed through the drying device to dry the attached dip solution. Next, heat treatment is performed at a higher temperature by passing through a heat treatment apparatus, and the dried dip solution is bonded to the organic fiber cord by heating, and further, a tension is applied to perform heat stretching treatment under predetermined conditions of high temperature and high tension. The physical properties of organic fiber cords are modified, adjusted and standardized by adjusting the molecular arrangement of organic fibers.
以上の各処理を経て製造されたゴム補強用コード(ディップコード)は、表面に形成された接着層により、有機繊維コードと被覆されるゴムとが強固に接着するとともに、コード物性が適正化される。その結果、例えばタイヤコードの場合には、ゴムとの接着力が高くなりタイヤの耐久性を向上させることができ、かつコード物性の均一性が高くなりタイヤ性状を安定化させることができる。 The rubber reinforcing cord (dip cord) manufactured through each of the above treatments has an adhesive layer formed on the surface, whereby the organic fiber cord and the rubber to be coated are firmly bonded, and the cord physical properties are optimized. The As a result, for example, in the case of a tire cord, the adhesive strength to rubber can be increased, the durability of the tire can be improved, and the uniformity of the cord physical properties can be increased to stabilize the tire properties.
ここで、有機繊維コードに付着させるディップ液は、ゴムとの接着性を確保するために最適に配合された、例えばレゾルシン・フォルムアルデヒド縮合体(RF)樹脂溶液とゴム・ラテックス(L)水溶液とを混合したRFL液等であり、ゴムとの接着力を高めるための、水を媒体として多量に含む液状の接着剤(接着液)である。従って、有機繊維コードの乾燥工程では、コードの接着性等を確保するため、加熱により付着させたディップ液中の水分を蒸発・乾燥し、有機繊維コードの表面に樹脂皮膜を形成する必要がある。 Here, the dip solution to be attached to the organic fiber cord is, for example, a resorcin / formaldehyde condensate (RF) resin solution and an aqueous rubber / latex (L) solution, which are optimally blended in order to ensure adhesion with rubber. Is a liquid adhesive (adhesive liquid) containing a large amount of water as a medium for enhancing the adhesive strength with rubber. Therefore, in the drying process of the organic fiber cord, it is necessary to evaporate and dry the water in the dip liquid adhered by heating to form a resin film on the surface of the organic fiber cord in order to ensure the adhesiveness of the cord. .
ところで、従来の乾燥装置では、装置内に熱風を循環させて有機繊維コードに吹き付け、その表面から内部に向かって徐々に熱を伝導させて、水分の蒸発及び乾燥を行うのが一般的である。そのため、熱効率及び乾燥効率が低く、先に乾燥したディップ液の表面部分が内部の水分の蒸発に伴い破壊され、或いは、長時間の加熱による酸化等によりブリスター(ディップスケール)が発生し、それが有機繊維コードや装置内に付着して作業性等が悪化することがある。加えて、有機繊維コードは、高温・高水分(高湿度)下に長時間置かれると、劣化して耐久性や強力が低下する傾向があるため、乾燥に比較的長時間を要するこの従来の乾燥装置では、有機繊維コードに劣化及び強力低下が発生して損傷が生じる恐れがある。 By the way, in the conventional drying apparatus, it is common to circulate hot air in the apparatus and blow it on the organic fiber cord, and conduct heat gradually from the surface toward the inside to evaporate and dry the moisture. . Therefore, the thermal efficiency and drying efficiency are low, and the surface portion of the previously dried dip liquid is destroyed as the moisture in the interior evaporates, or blisters (dip scale) are generated due to oxidation by prolonged heating, etc. Workability and the like may deteriorate due to adhesion to the organic fiber cord or the apparatus. In addition, organic fiber cords tend to deteriorate and become less durable and strong when placed under high temperature and high moisture (high humidity) for a long time. In the drying apparatus, there is a possibility that the organic fiber cord is deteriorated and the strength is reduced to cause damage.
そこで、近年では、マイクロ波を利用して有機繊維コードを乾燥処理し、このような問題に対処することが行われている。この乾燥方法では、ディップ液が付着した有機繊維コードに対してマイクロ波を照射し、ディップ液及び有機繊維コード内の水の分子を振動させて内部から熱を発生させ、この熱により加熱して水分の蒸発及び乾燥を行う。このマイクロ波は、水に対する誘電率が極めて高いため、ディップ液の他の成分や有機繊維コードに比べて水を選択的に加熱して速やかに蒸発させることができる。同時に、ディップ液の表面のみならず内部からも発熱してディップ液全体を高速に加熱できるため、ディップ液が付着した有機繊維コードを短時間で乾燥させることができる。その結果、乾燥処理時間を短縮してその効率を向上できるとともに、有機繊維コードの上記した湿熱劣化やスケールの発生を抑制することができる。 Therefore, in recent years, the organic fiber cord is dried using a microwave to deal with such a problem. In this drying method, the organic fiber cord to which the dip solution is attached is irradiated with microwaves, and the water molecules in the dip solution and the organic fiber cord are vibrated to generate heat from the inside. Evaporate and dry the moisture. Since this microwave has a very high dielectric constant with respect to water, water can be selectively heated and quickly evaporated as compared with other components of the dip liquid and organic fiber cords. At the same time, heat can be generated not only from the surface of the dip solution but also from the inside to heat the entire dip solution at a high speed, so that the organic fiber cord to which the dip solution has adhered can be dried in a short time. As a result, the drying process time can be shortened to improve the efficiency, and the above-described wet heat deterioration and scale generation of the organic fiber cord can be suppressed.
しかしながら、この乾燥方法では、マイクロ波による乾燥で有機繊維コードが過乾燥状態となり、有機繊維コードの水分率(残存する水分の質量率である含水率)が所定値以下になって0%に近づくと、有機繊維コード自体がマイクロ波により発熱して加熱され、その温度が想定温度以上に上昇することがある。このような場合には、乾燥中の有機繊維コードが溶解等して溶断や強力低下等が生じる恐れが高くなるため、このマイクロ波による乾燥方法では、有機繊維コードの水分率が、低くなり過ぎず、かつ乾燥が不十分とならない適切な目標範囲にコントロールする必要がある。 However, in this drying method, the organic fiber cord is overdried by microwave drying, and the moisture content of the organic fiber cord (the moisture content, which is the mass ratio of the remaining moisture) becomes less than a predetermined value and approaches 0%. In some cases, the organic fiber cord itself generates heat by the microwave and is heated, and the temperature thereof rises above the assumed temperature. In such a case, there is a high risk that the organic fiber cord being melted will be melted, resulting in fusing, reduced strength, etc., so in this microwave drying method, the moisture content of the organic fiber cord becomes too low. Therefore, it is necessary to control the target range so that drying is not insufficient.
そこで、従来は、製造後の製品(ゴム補強用コード)の水分率を水分計により後確認で測定し、その測定結果を基に製造条件を修正して有機繊維コードの水分率が目標範囲になるように調整している。即ち、従来は、まず、予め設定した製造条件で乾燥装置を運転して有機繊維コードを乾燥処理し、上記した各処理を全て施して有機繊維コードを巻取装置で巻き取る。次に、全ての有機繊維コードの処理及び巻き取りを終了して装置全体を停止した後、巻き取った有機繊維コードからサンプルを抽出して水分率を測定し、その製造条件における有機繊維コードの水分率を把握する。次に、その情報に基づいて製造条件を修正し、修正した条件により装置を運転して次のゴム補強用コードの製造を行う。このような作業を、毎回又は定期的に行い、有機繊維コードの水分率が目標範囲になるようにコントロールしている。 Therefore, in the past, the moisture content of the manufactured product (rubber reinforcement cord) was measured after confirmation with a moisture meter, and the manufacturing conditions were modified based on the measurement results to bring the moisture content of the organic fiber cord within the target range. It is adjusted so that That is, in the prior art, first, the drying device is operated under preset manufacturing conditions to dry the organic fiber cord, and all the above-described processes are performed, and the organic fiber cord is wound by the winding device. Next, after finishing the processing and winding of all the organic fiber cords and stopping the entire apparatus, a sample is extracted from the wound organic fiber cords, the moisture content is measured, and the organic fiber cords in the production conditions are measured. Know the moisture content. Next, the manufacturing conditions are corrected based on the information, and the apparatus is operated under the corrected conditions to manufacture the next rubber reinforcing cord. Such an operation is performed every time or periodically, and the moisture content of the organic fiber cord is controlled to be within a target range.
従って、この従来の水分率のコントロール方法では、処理中の有機繊維コードの品質のチェックや管理等をリアルタイムで行うことができず、かつ、処理中は製造条件を変更できないため、処理中の有機繊維コードの水分率の変動に対し柔軟に対応できないという問題がある。その結果、有機繊維コードの水分率に、その長手方向や幅方向で大きなばらつきが発生することがあり、処理後の有機繊維コードの品質の変動を抑制するのが難しい。また、有機繊維コードの水分率が目標範囲から外れる恐れもあり、水分率が目標範囲以下になり0%に近づいて、有機繊維コードの溶断や強力低下等が発生して品質が低下する恐れもある。 Therefore, in this conventional moisture content control method, the quality and quality of the organic fiber cord being processed cannot be checked in real time, and the manufacturing conditions cannot be changed during the processing. There is a problem that it is not possible to flexibly cope with fluctuations in the moisture content of the fiber cord. As a result, the moisture content of the organic fiber cord may vary greatly in the longitudinal direction and the width direction, and it is difficult to suppress variations in the quality of the organic fiber cord after processing. In addition, the moisture content of the organic fiber cord may be out of the target range, the moisture content may be below the target range, approaching 0%, and the quality of the organic fiber cord may be deteriorated due to fusing or strength reduction. is there.
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、処理中の有機繊維コードの水分率の変動に対し柔軟に対応して、有機繊維コードの水分率のばらつきを低減し、溶断等の発生を防止して品質の安定化を図ることである。
The present invention has been made in view of the conventional problems, and its object is flexibly correspond to variation of the moisture content of the organic fiber cord in the process, reduce variations in the moisture content of the organic fiber cord The purpose is to stabilize the quality by preventing the occurrence of fusing.
請求項1の発明は、有機繊維コードを連続して移動させてゴム補強用コードを製造するゴム補強用コードの製造方法であって、前記有機繊維コードにディップ液を付着させる工程と、前記ディップ液が付着した有機繊維コードに対してマイクロ波を照射して乾燥する工程と、前記乾燥させた有機繊維コードの水分率を測定する工程と、前記水分率の測定値と予め定められた水分率の目標値とを対比する工程と、前記対比結果に基づいて、前記乾燥させた有機繊維コードの水分率が目標範囲になるように前記マイクロ波の出力を変更する工程と、を有し、前記各工程を連続して実行することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載されたゴム補強用コードの製造方法において、前記有機繊維コードを改質する熱処理工程を有することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載されたゴム補強用コードの製造方法において、前記有機繊維コードは、1本又は複数本の緯糸を有さない単線の有機繊維コード又はすだれ織りされた有機繊維コードであることを特徴とする。
請求項4の発明は、有機繊維コードを連続して移動させてゴム補強用コードを製造するゴム補強用コードの製造装置であって、前記有機繊維コードにディップ液を付着させる付着装置と、前記ディップ液が付着した有機繊維コードに対してマイクロ波を照射して乾燥する乾燥装置と、前記有機繊維コードの移動経路に沿って配置され、前記乾燥させた有機繊維コードの水分率を測定する測定手段と、前記水分率の測定値と予め定められた水分率の目標値とを対比し、該対比結果に基づいて、前記乾燥させた有機繊維コードの水分率が目標範囲になるように前記乾燥装置のマイクロ波の出力を変更制御する制御装置と、を有することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項4に記載されたゴム補強用コードの製造装置において、前記有機繊維コードを改質する熱処理装置を有することを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項4又は5に記載されたゴム補強用コードの製造装置において、前記有機繊維コードは、1本又は複数本の緯糸を有さない単線の有機繊維コード又はすだれ織りされた有機繊維コードであることを特徴とする。
The invention of
The invention of
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a rubber reinforcing cord according to the first or second aspect, the organic fiber cord is a single-wire organic fiber cord or a braided weave having no one or a plurality of wefts. It is characterized by being an organic fiber cord.
A fourth aspect of the present invention, an apparatus for producing a rubber-reinforcing cord for manufacturing a rubber-reinforcing cord is moved continuously organic fiber cord, and attachment device for attaching a dip solution to the organic fiber cord, the A drying device that irradiates the organic fiber cord to which the dip solution is adhered with microwaves to dry, and a measurement that measures the moisture content of the dried organic fiber cord that is disposed along the movement path of the organic fiber cord. Means for comparing the measured value of the moisture content with a predetermined target value of the moisture content, and based on the comparison result, the moisture content of the dried organic fiber cord is within the target range. And a control device for changing and controlling the microwave output of the device .
According to a fifth aspect of the present invention, in the rubber reinforcing cord manufacturing apparatus according to the fourth aspect, the apparatus further comprises a heat treatment apparatus for modifying the organic fiber cord .
According to a sixth aspect of the present invention, in the rubber reinforcing cord manufacturing apparatus according to the fourth or fifth aspect, the organic fiber cord is a single-wire organic fiber cord or a braided weave having no one or a plurality of wefts. It is characterized by being an organic fiber cord .
(作用)
本発明では、ディップ液が付着した有機繊維コードに対してマイクロ波を照射して短時間で乾燥させる。また、乾燥させた有機繊維コードの水分率を測定してその測定値と予め定められた目標値とを対比し、対比結果に基づいて、その差に応じてマイクロ波の出力を増強又は低下させる等、マイクロ波の出力を変更し、有機繊維コードの水分率が目標範囲となるように最適な条件へフィードバック制御して、有機繊維コードの水分率をコントロールする。
(Function)
In the present invention, the organic fiber cord to which the dip solution is adhered is irradiated with microwaves and dried in a short time. Further, the moisture content of the dried organic fiber cord is measured, and the measured value is compared with a predetermined target value. Based on the comparison result, the microwave output is increased or decreased according to the difference. The moisture content of the organic fiber cord is controlled by changing the output of the microwave and performing feedback control to an optimum condition so that the moisture content of the organic fiber cord falls within the target range.
本発明によれば、処理中の有機繊維コードの水分率の変動に対し柔軟に対応して、有機繊維コードの水分率のばらつきを低減でき、溶断等の発生を防止して品質の安定化を図ることができる。 According to the present invention, flexibility in response to variations in the moisture content of the organic fiber cord in the process, can reduce variations in the moisture content of the organic fiber cord, preventing to stabilize the quality occurrence of fusing such Can be planned.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態のゴム補強用コードの製造装置における要部の構成を示す模式図である。
この製造装置1は、1本又は複数本(例えば2本から250本)の緯糸を有さない単線の有機繊維コード50、又は、緯糸によりすだれ織りされた有機繊維コード(反物)50を連続して移動(図の矢印)させ、同時に各種処理を施して改質し、ゴム補強用コードを製造するものであり、図示しない生産管理システムからの運転開始指令及び運転終了指令に従って、動作を開始及び終了(停止)する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part in the rubber reinforcing cord manufacturing apparatus of the present embodiment.
The
本実施形態の製造装置1は、図示のように、有機繊維コード50の移動経路に沿って複数箇所に配置された複数のロール2Rからなるプルロール2(図では1箇所のみ示す)、及び有機繊維コード50の移動を案内するフリーロール3、4、5を備えている。また、有機繊維コード50の移動経路に沿って、移動方向の上流側から下流側に向かって順次配置された、有機繊維コード50にディップ液12を付着させる付着装置10と、有機繊維コード50に付着したディップ液12を絞り取る絞取装置20と、ディップ液12が付着した有機繊維コード50の水分率コントロール装置30と、を備えている。
As shown in the drawing, the
更に、この製造装置1は、プルロール2に対して有機繊維コード50の移動方向上流側に配置された有機繊維コード50の供給装置(図示せず)や、水分率コントロール装置30に対して有機繊維コード50の移動方向下流側に配置された、有機繊維コード50を改質する熱処理装置(図示せず)、及び各処理を経て製造されたゴム補強用コードを巻き取る巻取装置(図示せず)等、一般的なゴム補強用コードの製造装置の公知の構成を備えている。
In addition, the
プルロール2は、有機繊維コード50が上下方向にジグザグ状に交互に掛け渡された、軸線周りに回転可能な複数のロール2Rからなり、所定位置の複数のロール2Rを駆動手段(図示せず)により回転させて、有機繊維コード50を所定の張力を付与しつつ長手方向に移動させる。各フリーロール3、4、5は、支持部材(図示せず)により軸線周りに回転自在に支持されており、有機繊維コード50を外周面に掛け渡して、その移動を案内する。また、それぞれ、フリーロール3は、プルロール2と付着装置10との間に配置され、フリーロール4は、付着装置10のディップ液12内に配置され、フリーロール5は、絞取装置20と水分率コントロール装置30との間に配置されている。
The
付着装置10は、ディップ液12を収容するディップ液槽11を有し、フリーロール4によりディップ液槽11内に案内された有機繊維コード50にディップ液12を付着させる。このとき、フリーロール4が、常にディップ液槽11のディップ液12内に位置するようにディップ液12の量を調節し、有機繊維コード50に対し確実にディップ液12を付着させて、その移動方向下流側の絞取装置20に送り出す。
The adhering
絞取装置20は、この有機繊維コード50に付着した過剰なディップ液12を絞り取り、その付着量を調節するためのもので、有機繊維コード50の移動方向上流側から順に直線状に配置された3つの絞りロール21、22、23を有する。これら各絞りロール21、22、23は、支持部材(図示せず)により軸線周りに回転自在に支持されており、有機繊維コード50を、上流側の絞りロール21の外周面に沿って移動させて中央の絞りロール22の外周面との間を通過させた後、中央の絞りロール22の外周面に沿って移動させて下流側の絞りロール23の外周面との間を通過させる。また、両端の絞りロール21、23は、それぞれピストン・シリンダ機構等の駆動手段により、中央の絞りロール22に対して接近・離間する方向(ここでは、図の矢印で示す上下方向)に変位可能に構成され、その位置に応じて、各絞りロール21、22、23の外周面間の隙間を変化させるようになっている。
The squeezing
この絞取装置20は、ディップ液12が付着した有機繊維コード50を、各絞りロール21、22、23間で絞って過剰なディップ液12を絞り取るが、その際に、両端の絞りロール21、23の変位によりロール外周面間の隙間を変化させて調節する。これにより、各絞りロール21、22、23間を通過する有機繊維コード50に対する加圧力を変化させて、有機繊維コード50に付着したディップ液12の絞り取り量を変化させる。絞取装置20は、この絞りロール21、23の変位量を制御して有機繊維コード50からのディップ液12の絞り取り量を最適化し、過剰なディップ液12を有機繊維コード50から絞り取って付着量を適切な量に調節し、フリーロール5を経由して下流側の水分率コントロール装置30に送り出す。
The squeezing
有機繊維コード50の水分率コントロール装置30は、ディップ液12が付着した有機繊維コード50を乾燥させるとともに、乾燥後の有機繊維コード50の水分率をコントロールするものである。本実施形態の水分率コントロール装置30は、フリーロール5に対し、有機繊維コード50の移動方向下流側に配置された乾燥装置31と、その下流側かつ次工程の熱処理装置前(ここでは、乾燥装置31の出口付近)に配置された非接触水分計32と、それらを含む水分率コントロール装置30の各部に接続された制御装置40と、からなる。
The
乾燥装置31は、有機繊維コード50を挟んで対向して配置された一対のマイクロ波照射装置31B、31Cを有し、ディップ液12が付着した有機繊維コード50に対してマイクロ波を照射して乾燥する。即ち、この乾燥装置31は、各マイクロ波照射装置31B、31Cにより発生させた所定出力のマイクロ波を、その間を移動する有機繊維コード50に向かって両側から照射する。このマイクロ波により、付着したディップ液12や有機繊維コード50内の水の分子を選択的に振動させて内部から発熱させ、その熱により加熱して水分を蒸発させて有機繊維コード50を乾燥させる。また、この乾燥装置31では、各マイクロ波照射装置31B、31Cの出力が変更可能となっており、マイクロ波の出力を変化させて有機繊維コード50の発熱量を変化させることにより、水分の蒸発量を変化させてその乾燥の程度、即ち、その水分率を変化させることができる。
The drying
非接触水分計32は、その非接触式センサ部を、有機繊維コード50に対して所定の間隔を開けて対向して配置し、乾燥装置31で乾燥させた有機繊維コード50の水分率を非接触で測定する測定手段である。この非接触水分計32は、物質の有する水分量に応じて誘電率が変化する性質を利用して、非接触でディップ液12が付着した有機繊維コード50の単位長毎の水分率をインラインで連続して計測し、その測定データを制御装置40に出力する。
The
制御装置40は、水分率コントロール装置30全体の制御等を行うものであり、中央演算処理装置(CPU)41と、CPU41に接続された入出力部42及びメモリ43を備えている。また、この制御装置40(CPU41)は、入出力部42を介して乾燥装置31の各マイクロ波照射装置31B、31Cや非接触水分計32等に接続され、入出力部42を介して装置30各部との間で各種データを送受信し、それらの動作を制御する。
The
CPU41は、この水分率コントロール装置30の制御に必要な各種データ処理や解析、演算等を行い、例えば入出力部42を介して入力された非接触水分計32の測定データから有機繊維コード50の水分率を演算処理する。また、その演算結果(水分率の測定値)やメモリ43に記憶された各種データ等に基づいて、乾燥した有機繊維コード50の水分率が目標範囲になるようなマイクロ波照射装置31B、31Cの出力を演算して乾燥条件を決定する。更に、この決定した条件と条件変更指示を、入出力部42を介してマイクロ波照射装置31B、31Cに出力し、マイクロ波の出力を変更制御する等、有機繊維コード50の乾燥及び水分率のコントロール動作をオンラインでフィードバック制御して実行させる。
The
メモリ43には、水分率コントロール装置30の制御等に必要な各種プログラムに加えて、その制御に利用される各種データ、例えば目標水分率44、水分率変換テーブル45、目標水分率データ値46、標準条件テーブル47、及び出力制御テーブル48が記憶されている。
目標水分率44は、有機繊維コード50の溶断等を防止可能な適切な水分率を定めるもので、水分率の目標値と目標範囲(目標値の上下限値)を示すデータからなる。なお、ここでは、目標範囲の中央値を目標値として設定(以下、同様)している。
In the
The
水分率変換テーブル45は、非接触水分計32による有機繊維コード50の水分率の測定値(水分計32の指示値:以下、水分率データ値という)と、水分率の実測値との対応関係を示すテーブルであり、水分率データ値と水分率との相互の変換に使用される。このテーブル45は、有機繊維コード50に対する非接触水分計32の水分率データ値と、その有機繊維コード50の水分率の実測値(例えば、125℃×30分乾燥前後の質量差から算出)とを、予め複数サンプリングして両値の対応関係を求めて設定される。
The moisture content conversion table 45 is a correspondence relationship between the measured value of the moisture content of the
目標水分率データ値46は、上記した目標水分率44の目標値と目標範囲を、水分率変換テーブル45により変換したもので、有機繊維コード50の水分率データ値(非接触水分計32の指示値)の目標値と目標範囲を示すデータである。
The target moisture content data value 46 is obtained by converting the target value and the target range of the
標準条件テーブル47は、乾燥装置31(マイクロ波照射装置31B、31C)により乾燥させる有機繊維コード50の水分率データ値を、目標値W付近にするための標準的な乾燥条件(マイクロ波の標準出力T)を示すテーブル(図2A参照)である。
出力制御テーブル48は、非接触水分計32により測定された有機繊維コード50の水分率データ値と目標値Wとの差分値ΔWと、マイクロ波の出力の増減量ΔTとの関係を示すテーブル(図2B参照)である。
The standard condition table 47 is a standard drying condition (microwave standard) for setting the moisture content data value of the
The output control table 48 is a table showing the relationship between the difference value ΔW between the moisture content data value of the
本実施形態では、これら各テーブル47、48は、事前に、複数の出力でマイクロ波を照射して有機繊維コード50を乾燥させて各水分率を測定等し、それらの結果に基づいて設定又は作成する。また、この制御装置40は、水分率コントロール装置30以外の、ゴム補強用コードの製造装置1の各部(プルロール2やディップ液12の付着装置10、絞取装置20等)に接続され、それらとの間でデータを送受信して、有機繊維コード50の移動やディップ液の付着及び付着量の調整等、各部を連動して作動させて製造のための各処理を実行させる。
In the present embodiment, the tables 47 and 48 are set in advance based on the results of measuring the moisture content by irradiating the microwaves with a plurality of outputs to dry the
次に、以上の構成を有するゴム補強用コードの製造装置1の動作について説明する。
図3は、この製造装置1の動作の内、特に水分率コントロール装置30の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the rubber reinforcing
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
まず、図示しない生産管理システムから製造装置1に運転開始指令が入力されると、制御装置40は、絞取装置20(図1参照)の両端側の絞りロール21、23を変位させて各ロール外周面間の隙間を変化させ、乾燥装置31の入口付近における有機繊維コード50へのディップ液12の付着量が適切になるよう調節する。また、制御手段40は、メモリ43の標準条件テーブル47(図2A)を参照して、乾燥後の有機繊維コード50の水分率データ値を目標値W付近にコントロールするためのマイクロ波の標準出力Tを読み出し、読み出した値に従って、乾燥装置31のマイクロ波照射装置31B、31Cの出力を設定する。制御手段40は、以上の各設定を含めた製造装置1各部の設定を行い、プルロール2を含む複数のプルロールを駆動して有機繊維コード50の移動及び製造装置1の運転を開始する(S101)。
First, when an operation start command is input to the
これにより、まず、供給される有機繊維コード50を付着装置10(ディップ液槽11)内のディップ液12に浸漬し、有機繊維コード50にディップ液12を付着させる。次に、絞取装置20の各絞りロール21、22、23により、有機繊維コード50に付着した過剰なディップ液12を絞り取って除去し、ディップ液12の付着量を適切な量に調整して乾燥装置31の入口側に移送する。乾燥装置31では、マイクロ波照射装置31B、31Cにより上記した標準出力Tでマイクロ波を発生し、その間を通過して移動するディップ液12が付着した有機繊維コード50に対してマイクロ波を照射して乾燥する。
Thereby, first, the supplied
次に、乾燥装置31で乾燥させた有機繊維コード50の水分率を、非接触水分計32により測定し、その水分率データ値を制御装置40に出力する。この入力を受けた制御装置40は(S102)、水分率の測定値(入力された水分率データ値)と、メモリ43に記憶している予め定められた水分率の目標値(ここでは、図1の目標水分率データ値46の目標値、又は目標範囲(目標値の上下限値))とを対比し、その対比結果に基づいて、乾燥装置31のマイクロ波の出力を変更制御する。
Next, the moisture content of the
具体的には、制御装置40は、測定した水分率データ値と目標値とを対比して水分率データ値が目標範囲か否かを判定し(S103)、目標範囲内であれば(S103、Yes)、生産管理システムから運転終了指示が入力された否かを判定する(S106)。この判定の結果、入力がない場合(S106、No)にはS102に戻り、乾燥装置31のマイクロ波の出力を運転開始時(S101)に設定した値に維持し、その条件で有機繊維コード50の乾燥を続行する。
Specifically, the
一方、入力され水分率データ値が目標範囲の下限値よりも小さい場合、即ち、有機繊維コード50の水分率が低く目標よりも乾燥し過ぎである場合(S103、No(小))には、まず、目標値との差(差分値ΔW)に対応する乾燥装置31(マイクロ波照射装置31B、31C)のマイクロ波の出力の増減量(ΔT)(図2B参照)をメモリ43の出力制御テーブル48から読み出す。次に、読み出した値に従って、乾燥装置31を制御してマイクロ波の出力を変更し、マイクロ波照射装置31B、31Cの出力を低下させる(S104)。これにより、有機繊維コード50の発熱量及び水分の蒸発量を低下させ、非接触水分計32の位置に達した乾燥後の有機繊維コード50の水分率が増加する方向(目標範囲となる方向)にコントロールする。このとき、制御装置40は、マイクロ波の出力を水分率の測定値と目標値との差に応じて低下させて、その差に応じて出力の変更量を調節し、有機繊維コード50の水分率が迅速に目標範囲まで増加する最適な条件に制御する。
On the other hand, when the input moisture content data value is smaller than the lower limit value of the target range, that is, when the moisture content of the
また、入力され水分率データ値が目標範囲の上限値よりも大きい場合、即ち、有機繊維コード50の水分率が高く目標よりも乾燥が不充分である場合(S103、No(大))には、まず、目標値との差(差分値ΔW)に対応する乾燥装置31のマイクロ波の出力の増減量(ΔT)をメモリ43の出力制御テーブル48から読み出す。次に、読み出した値に従って、乾燥装置31を制御してマイクロ波の出力を変更し、マイクロ波照射装置31B、31Cの出力を増強させる(S105)。これにより、有機繊維コード50の発熱量及び水分の蒸発量を増加させ、乾燥後の有機繊維コード50の水分率が低下する方向(目標範囲となる方向)にコントロールする。このとき、制御装置40は、マイクロ波の出力を水分率の測定値と目標値との差に応じて増強させて、その差に応じて出力の変更量を調節し、有機繊維コード50の水分率が迅速に目標範囲まで低下する最適な条件に制御する。
Further, when the input moisture content data value is larger than the upper limit value of the target range, that is, when the moisture content of the
この水分率コントロール装置30は、以上のように、乾燥させた有機繊維コード50の水分率の測定値と目標値との対比結果に基づいて、マイクロ波の出力を変更し、有機繊維コード50の水分率が目標範囲となるように最適な条件にフィードバック制御して、有機繊維コード50の乾燥及び水分率をオンラインでコントロールする。この動作を生産管理システムから運転終了指示が入力されるまで連続して実行し(S102〜S106、No)、運転終了指示が入力された場合(S106、Yes)には運転を終了して装置を停止する(S107)。
As described above, the moisture
従って、本実施形態によれば、処理中の有機繊維コード50の水分率等の品質のチェックや管理等をリアルタイムで行うことができ、かつ、処理中でも製造条件(マイクロ波の出力)を変更できるため、処理中の有機繊維コード50の水分率の変動に対し柔軟に対応できる。また、乾燥後の有機繊維コード50の水分率を測定し、その水分率が予め定められた目標範囲になるように最適条件にフィードバック制御してコントロールするため、有機繊維コード50の長手方向や幅方向で生じる水分率のばらつきを低減でき、処理後の有機繊維コード50の品質を安定化させることができる。同時に、有機繊維コード50の水分率が目標範囲から外れるのを抑制でき、特に水分率が目標範囲以下になり0%に近づくのを防止できるため、有機繊維コード50に、その水分率が0%に近づくことで発生する溶断や強力低下等が生じるのを防止でき、品質の安定化を図ることができる。
Therefore, according to this embodiment, quality checks such as the moisture content of the
また、この乾燥装置31では、有機繊維コード50の乾燥にマイクロ波を使用するため、ディップ液12が付着した有機繊維コード50を短時間で、かつムラなく乾燥させることができる。その結果、乾燥処理時間を短縮して乾燥効率を向上できるとともに、有機繊維コード50の水分率の幅方向のばらつきを効果的に低減できる。従って、有機繊維コード50の上記した湿熱劣化やスケールの発生を抑制することもできる。
Moreover, in this drying
ここで、有機繊維コード50の適切な水分率は、繊維の材質(例えばナイロン、レーヨン、PET等)により異なり、その目標値及び目標範囲も異なるため、上記した水分率コントロール装置30の制御には、有機繊維コード50の材質毎に異なる水分率の目標値及び目標範囲を使用する。従って、制御装置40のメモリ43に、複数の材質毎の各目標値及び目標範囲を予め記憶しておき、有機繊維コード50の材質に合わせて使用する各目標値及び目標範囲を選択できるようにする。
Here, the appropriate moisture content of the
また、以上の実施形態では、有機繊維コード50の水分率の測定値(ここでは、非接触水分計32の指示値である水分率データ値)を、その目標範囲の中央値である目標値と対比したが、その他に、例えば目標範囲(目標値の上下限値)と対比して、その差に応じて出力を変更制御してもよい。同様に、対比の対象である水分率の測定値は、水分率データ値以外に、その値に対応する水分率をメモリ43の水分率変換テーブル45を用いて変換して算出し、算出した測定値とその目標値又は目標範囲(図1の目標水分率44)とを対比し、その対比結果に基づいて、マイクロ波の出力を変更制御してもよい。
Moreover, in the above embodiment, the measured value of the moisture content of the organic fiber cord 50 (here, the moisture content data value that is the indication value of the non-contact moisture meter 32) is the target value that is the median value of the target range. In contrast, for example, it may be compared with a target range (upper and lower limit values of the target value), and the output may be changed and controlled according to the difference. Similarly, the measured value of the moisture content that is the object of comparison is calculated by converting the moisture content corresponding to that value using the moisture content conversion table 45 of the
更に、この水分率コントロール装置30では、有機繊維コード50の水分率の測定値が、その目標範囲から外れたときにマイクロ波の出力を変更したが、水分率の測定値が目標範囲内であっても、目標範囲の中央値である目標値との差に応じて、マイクロ波の出力を変更制御するようにしてもよい。この場合には、有機繊維コード50の水分率が、常に目標値に近づくようにフィードバック制御されるため、その変動をより抑制することができる。
Further, in this moisture
なお、以上のようにして適切な水分率にコントロールされた有機繊維コード50は、次工程である熱処理装置に向かって移動し、熱処理装置内で高温加熱処理や熱延伸処理等が施される。これにより、有機繊維コード50を改質して物性を調整した後、巻取装置で巻き取ってゴム補強用コードを連続的に製造する。この熱処理装置は、熱風加熱式等の一般的なものでもよいが、有機繊維コード50に対して遠赤外線を照射して加熱処理する装置を用いた場合には、有機繊維コード50の表面を効果的かつ均一に加熱して処理時間を短縮できるとともに、その内部の加熱による温度上昇を抑制して特性劣化を防止できるため、より望ましい。
In addition, the
また、本実施形態の乾燥装置31では、マイクロ波照射装置31B、31Cのみにより有機繊維コード50の乾燥を行ったが、乾燥装置31に熱風発生装置を併設し、マイクロ波による乾燥と、熱風による乾燥とを組み合わせて併用してもよい。
Further, in the drying
(水分率コントロール試験)
本発明の効果を確認するため、以上説明した有機繊維コード50の水分率コントロール装置30を備えたゴム補強用コードの製造装置(以下、実施例という)と、従来の製造装置(以下、比較例という)とを使用し、有機繊維コード50に対し各種処理を施してゴム補強用コードを製造し、その水分率等を比較した。
(Moisture control test)
In order to confirm the effect of the present invention, a rubber reinforcing cord manufacturing apparatus (hereinafter referred to as an example) including the
実施例と比較例の各装置はともに、有機繊維コード50にディップ液12を付着させるディップ液槽11を備えた付着装置10(図1参照)に加えて、同様に構成される乾燥装置31及び熱処理装置とを有する。乾燥装置31には、マイクロ波を発生して有機繊維コード50に照射するマイクロ波照射装置31B、31C(芝浦メカトロニクス社製TMG−490C(水冷式)、波長2450MHz)に熱風発生装置を併設して使用した。熱処理装置には、遠赤ヒータ(出力16kW/m)を使用し、有機繊維コード50に対し遠赤外線を照射して加熱するとともに、循環ファンにより装置内の気体を循環させた。
Each of the devices of the example and the comparative example has a drying
以上に加えて、実施例の装置には、乾燥装置31の出口部に非接触水分計32(Sensortech Systems Inc.製ST2200A)を設置するとともに、マイクロ波の出力を変更制御する上記した制御装置40(図1参照)を設けた。これにより、有機繊維コード50の水分率コントロール装置30を構成し、以上説明した方法で、非接触水分計32の測定値に基づいて、マイクロ波の出力を変更制御してディップ液12が付着した有機繊維コード50を乾燥させ、その水分率をコントロールした。一方、比較例の装置には、これら非接触水分計32とマイクロ波の制御装置40を設けずに、乾燥装置31のマイクロ波照射装置31B、31Cの出力を一定値にして有機繊維コード50を乾燥させた。
In addition to the above, in the apparatus of the embodiment, a non-contact moisture meter 32 (ST2200A manufactured by Sensortech Systems Inc.) is installed at the outlet of the drying
また、実施例及び比較例に用いた有機繊維コード50は、何れもPET、1100dtex、撚り構造1100dtex/2で撚数47回/10cm(上下共)の有機繊維コード50である。この有機繊維コード50を実施例及び比較例の各装置で処理してゴム補強用コードを製造し、その水分率を島津製作所製の電子式水分計を用いて測定した。
The
まず、実施例の装置では、乾燥装置31のマイクロ波の出力を変化させて有機繊維コード50の水分率を測定し、マイクロ波の出力と水分率との関係を確認した。
図4は、この測定結果を示すグラフである。
図示のように、乾燥装置31のマイクロ波の出力が大きくなるほど有機繊維コード50の水分率が低下しており、マイクロ波の変化に連動して水分率が変化することが確認できる。
First, in the apparatus of the example, the moisture output of the
FIG. 4 is a graph showing the measurement results.
As shown in the figure, the moisture content of the
次に、実施例及び比較例の装置によりゴム補強用コードを製造し、そのコード水分率の長手方向及び幅方向のばらつき(標準偏差:σ)を求めて比較するとともに、有機繊維コード50の水分率が0%に近づくことによる溶断確率(%)を求めて比較した。この結果を、表1に示す。
Next, rubber reinforcing cords are manufactured using the devices of the examples and comparative examples, and variations (standard deviation: σ) in the longitudinal and width directions of the moisture content of the cords are obtained and compared, and the moisture of the
表1に示すように、比較例のコード水分率のばらつき(σ)は、長手方向及び幅方向共に0.07であるのに対し、実施例では共に0.03と低下していることが分かった。また、有機繊維コード50の水分率が0%に近づくことによる溶断確率は、比較例では3%であるのに対し、実施例では0%であり、このような溶断を完全に防止できることが分かった。
As shown in Table 1, the code moisture content variation (σ) of the comparative example was 0.07 in both the longitudinal direction and the width direction, whereas it was found to be 0.03 in the example. It was. Further, the fusing probability due to the moisture content of the
以上の結果から、本発明により、乾燥後の有機繊維コード50の水分率が予め定められた目標範囲になるようにコントロール可能であり、その水分率の長手方向及び幅方向のばらつきを低減できるとともに、溶断の発生を防止して品質を安定化できることが証明された。
From the above results, according to the present invention, the moisture content of the dried
1・・・ゴム補強用コードの製造装置、2・・・プルロール、3、4、5・・・フリーロール、10・・・ディップ液の付着装置、11・・・ディップ液槽、12・・・ディップ液、20・・・絞取装置、21、22、23・・・絞りロール、30・・・有機繊維コードの水分率コントロール装置、31・・・乾燥装置、31B、31C・・・マイクロ波照射装置、32・・・非接触水分計、40・・・制御装置、50・・・有機繊維コード。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記有機繊維コードにディップ液を付着させる工程と、
前記ディップ液が付着した有機繊維コードに対してマイクロ波を照射して乾燥する工程と、
前記乾燥させた有機繊維コードの水分率を測定する工程と、
前記水分率の測定値と予め定められた水分率の目標値とを対比する工程と、
前記対比結果に基づいて、前記乾燥させた有機繊維コードの水分率が目標範囲になるように前記マイクロ波の出力を変更する工程と、を有し、
前記各工程を連続して実行することを特徴とするゴム補強用コードの製造方法。 The organic fiber cords are moved in succession to a method for producing a rubber-reinforcing cord for manufacturing a rubber-reinforcing cord,
Attaching a dip solution to the organic fiber cord;
Irradiating the organic fiber cord to which the dip solution is adhered with microwaves and drying;
A step of measuring the moisture content of the organic fiber cord obtained by the drying,
A step of comparing the target value of the measured value with a predetermined water fraction of the moisture content,
Based on the comparison result, and a step of changing the microwave output as moisture content of the organic fiber cord obtained by the drying of the target range,
A method for producing a rubber reinforcing cord, wherein the steps are continuously performed .
前記有機繊維コードを改質する熱処理工程を有することを特徴とするゴム補強用コードの製造方法。 In the manufacturing method of the cord for rubber reinforcement according to claim 1,
Method of manufacturing a rubber-reinforcing cord according to claim Rukoto to have a heat treatment step of modifying the organic fiber cord.
前記有機繊維コードは、1本又は複数本の緯糸を有さない単線の有機繊維コード又はすだれ織りされた有機繊維コードであることを特徴とするゴム補強用コードの製造方法。 In the manufacturing method of the cord for rubber reinforcement according to claim 1 or 2,
The method for producing a rubber reinforcing cord, wherein the organic fiber cord is a single-wire organic fiber cord or a braided organic fiber cord that does not have one or a plurality of wefts.
前記有機繊維コードにディップ液を付着させる付着装置と、
前記ディップ液が付着した有機繊維コードに対してマイクロ波を照射して乾燥する乾燥装置と、
前記有機繊維コードの移動経路に沿って配置され、前記乾燥させた有機繊維コードの水分率を測定する測定手段と、
前記水分率の測定値と予め定められた水分率の目標値とを対比し、該対比結果に基づいて、前記乾燥させた有機繊維コードの水分率が目標範囲になるように前記乾燥装置のマイクロ波の出力を変更制御する制御装置と、
を有することを特徴とするゴム補強用コードの製造装置。 An apparatus for manufacturing a rubber reinforcing cord for manufacturing a rubber reinforcing cord by continuously moving an organic fiber cord,
An attachment device for attaching a dip solution to the organic fiber cord;
A drying device for drying by microwave irradiation to the organic fiber cord in which the dip solution adheres,
Measuring means for measuring the moisture content of the dried organic fiber cord, arranged along the movement path of the organic fiber cord;
The measured value of the moisture content is compared with a predetermined target value of the moisture content, and based on the comparison result, the moisture content of the dried organic fiber cord is adjusted to be within the target range. A control device for changing and controlling the output of the wave;
An apparatus for manufacturing a rubber reinforcing cord, comprising:
前記有機繊維コードを改質する熱処理装置を有することを特徴とするゴム補強用コードの製造装置。 In the rubber reinforcing cord manufacturing apparatus according to claim 4,
An apparatus for producing a rubber reinforcing cord, comprising a heat treatment device for modifying the organic fiber cord .
前記有機繊維コードは、1本又は複数本の緯糸を有さない単線の有機繊維コード又はすだれ織りされた有機繊維コードであることを特徴とするゴム補強用コードの製造装置。
In the apparatus for manufacturing a rubber reinforcing cord according to claim 4 or 5,
The apparatus for producing a rubber reinforcing cord, wherein the organic fiber cord is a single-wire organic fiber cord or a braided organic fiber cord that does not have one or a plurality of wefts .
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