KR100961057B1 - 시트고무 적재온도 제어장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배합이 완료된 시트고무의 두께를 실시간으로 제어하여 냉각 효율이 향상되도록 함과 동시에 적재되는 고무의 온도를 균일하게 유지함으로써, 후공정에서의 안정성을 확보할 수 있도록 한 시트고무의 적재온도 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서,
시트고무의 적재온도 제어장치는, 적재부(18)에 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하는 온도 측정부(21)와, 압출기(14)의 성형부(15)를 조작하여 시트고무의 두께를 조절하는 두께 조절부(22)와, 온도 측정부(21)에서 입력된 실제 고무온도와 표준온도를 비교하여 두께 조절부(22)를 제어하는 제어 PLC(20)를 포함하는 것을 특징으로 하고,
시트고무의 적재온도 제어방법은, 시트고무 제조장치에서 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하는 온도측정단계와; 측정된 실제 고무온도와 표준온도를 비교하여 압출기의 출구 갭을 조절하여 시팅되는 시트고무의 두께를 제어하는 두께조절단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
시트고무, 적재온도, 온도편차, 롤갭, 고무두께, 비례제어, PLC, 압출기
Description
본 발명은 배합이 완료된 시트고무의 두께를 실시간으로 제어하여 냉각 효율이 향상되도록 함과 동시에 적재되는 고무의 온도를 균일하게 유지함으로써, 후공정에서의 안정성을 확보할 수 있도록 한 시트고무의 적재온도 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시트고무 제조장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 여러 종류의 고무와 약품을 혼합하여 배치 단위의 작업을 통해 배합고무를 생산하는 밀폐형 믹서(11)와, 상기 밀폐형 믹서(11)로부터 압출기 호퍼(12)를 통해 유입된 배합고무를 압출하는 압출기 스크류(13)가 구비되고 출구에 압출되는 배합고무를 시트고무로 성형하는 성형부(15)가 구비된 압출기(14)와, 상기 압출기(14)에서 나온 시트고무에 이형제를 도포하는 이형제 도포부(16)와, 상기 이형제가 도포된 시트고무를 건조 및 냉각시키는 건조/냉각부(17)와, 건조 및 냉각이 완료된 시트고무가 적재되는 적재부(18)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성된 시트고무 제조장치는, 밀폐형 믹서(11)를 이용하여 고무 와 여러 가지 약품들을 혼합하며, 통상적으로 배치 단위의 작업을 통해 배합이 완료된 고무를 압출기 호퍼(12)를 통해 압출기(14)에 공급한다. 그리고, 압출기 스크류(13)에 압출되는 배합고무는 상기 압출기(14)의 출구에 구비된 성형부(15)에 의해 시팅(Sheeting)된다. 즉, 롤러 다이 또는 시팅 밀을 통과하면서 고무가 시팅되어 시트고무로 형성되는 것이다.
상기 성형부(15)에 의해 성형된 시트고무는 컨베이어를 통해 이형제 도포부(16)로 공급된다. 상기 이형제 도포부(16)에서는 시트고무 사이의 점착을 방지하여 위하여 시트고무의 표면에 이형 용액을 도포하며, 이 구간을 통과한 시트고무는 인클라인 컨베이어를 거쳐 건조/냉각부(17)로 공급된다. 상기 건조/냉각부(17)에서는 각각의 고무이송 바에 시트고무가 건조 및 냉각에 용이하도록 걸리게 되며, 시트고무가 건조/냉각부(17)를 일정 속도로 통과하면서 건조와 동시에 냉각된 후, 적재부(18)에 적재되도록 하고 있다.
여기서, 상기 건조/냉각부(17)에는 정해진 온도의 냉각 공기가 공급되고 있으며, 일정한 거리를 일정한 속도로 이송되고 있으므로, 건조/냉각부(17) 내에서의 체류 시간이 대체적으로 유사하고 시트고무의 두께에도 변화가 없는 경우에는, 상기 건조/냉각부(17)를 통과하는 동안의 온도 감소량 역시 유사하게 된다.
그리고, 상기 건조/냉각부(17) 내에서의 고무온도 감소량은 시트고무의 두께, 냉각공기의 온도 및 고무의 체류시간 등의 영향을 받게 되므로, 대부분의 경우에는 공간을 적게 차지하면서도 원하는 온도까지 빠르게 냉각시키는 방향으로 기술 개발이 진행되고 있다.
이와 유사한 목적을 가지면서 고무의 냉각/건조를 위한 종래의 특허들을 보면 다음과 같다. 즉, JP 2005-238508에는 냉각/건조를 위한 공간을 작게 차지하면서, 일정량 적재된 고무에 강제로 물을 분사하여 냉각시키는 방법이 개시되어 있으며, 온도센서를 이용하여 적재된 시트고무의 온도를 측정하면서 원하는 온도에 만족할 때까지 반복적으로 물을 분사하도록 하고 있다. 또, JP 1995-205162에는, 다수개의 컨베이어를 갖으며 특정 공간 내에서 이송되는 시트고무를 냉각 공기를 이용하여, 적정 수준으로 냉각시켜 원하는 장력을 얻을 수 있도록 한 장치를 나타내고 있다.
이들 모두 연속적으로 공급되는 시트고무를 냉각시키기 위한 수단이며, 각각의 다른 온도와 다른 두께의 시트 고무를 원하는 온도로 일정하게 유지하여 적재하거나 저장하는 것은 곤란하다. 또한 상온의 공기를 저온으로 냉각시키기 위한 냉각 공기 공급 장치는 고비용이 요구되어 경제적인 부담이 있다.
시트 고무의 적재 온도가 높거나 낮게 되면, 후공정에서 배합의 불균일을 유발할 수 있으며, 가공성의 차이를 보이게 되고, 또한 적재 온도가 높을수록 시트 고무의 점착성 문제로 이형 용액의 사용량이 늘게 되어 품질 하락 및 불필요한 재료비 손실 등의 문제를 유발하게 된다.
다시 말해서 종래의 시트고무 제조장치에서는, 시트고무의 적재 온도를 원하는 수준으로 균일하게 유지하는 것이 곤란하여, 후공정에 투입되는 고무의 온도 차이에 의한 배합의 불균일을 유발할 수 있고, 더불어 후공정에서 가공성의 차이를 보이게 되는 문제점이 있다,
특히, 시트고무의 적재 온도가 높을수록 시트고무의 점착성이 커지게 되므로, 시트고무끼리 붙지 않도록 하기 위해서는 이형 용액의 사용량이 늘게 되고, 최종적으로는 품질 하락 및 재료비 상승의 원인이 될 수 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 건조 및 냉각이 완료되어 적재부에 최종 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정한 후 측정된 실제온도와 표준온도와의 차이에 따라 시트고무의 두께를 조절함으로써 적재되는 시트고무의 온도를 일정하게 유지시켜 최종 배합물의 품질의 균일성을 확보함과 동시에 불필요한 재료비의 손실을 방지할 수 있도록 한 시트고무의 적재온도 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시트고무의 적재온도 제어장치는, 여러 종류의 고무와 약품을 혼합하여 배치 단위의 작업을 통해 배합고무를 생산하는 밀폐형 믹서와, 상기 밀폐형 믹서로부터 압출기 호퍼를 통해 유입된 배합고무를 압출하는 압출기 스크류가 구비되고 출구에 압출되는 배합고무를 시트고무로 성형하는 성형부가 구비된 압출기와, 상기 압출기에서 나온 후 이형제가 도포된 시트고무를 건조 및 냉각시키는 건조/냉각부와, 건조 및 냉각이 완료된 시트고무가 적재되는 적재부를 포함하는 시트고무 제조장치에 설치되는 것으로; 상기 적재부에 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 상기 압출기의 롤러 다이를 조작하여 시트고무의 두께를 조절하는 두께 조절부와, 상기 온도 측정부에서 입력된 실제 고무온도와 표준온도를 비교하여 상기 두께 조절부를 제어하는 제어 PLC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 시트고무의 적재온도 제어장치에 따르면, 상기 두께 조절부는 상기 성형부를 구성하는 롤 또는 밀 사이의 간격을 조절하는 롤 갭 조절장치인 것을 특징으로 하며, 상기 성형부는, 상기 압출기의 출구 아래쪽에 설치되는 롤 또는 밀로 이루어진 고정부와, 상기 압출기의 출구 상측에 설치되어 상기 두께 조절부에 의해 상하로 이동되는 가동부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 의한 시트고무의 적재온도 제어방법은, 여러 종류의 고무와 약품을 배합하여 시트고무를 제조하는 시트고무 제조장치에서 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하는 온도측정단계와; 상기 단계에서 측정된 실제 고무온도와 표준온도를 비교하여 압출기의 출구 갭을 조절하여 시팅되는 시트고무의 두께를 제어하는 두께조절단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 시트고무의 적재온도 제어방법에 따르면, 상기 두께조절단계는, 실제 고무온도가 표준온도보다 높으면 시트고무의 두께를 감소시키고, 실제 고무온도가 표준온도보다 낮으면 시트고무의 두께를 증가시키는 방향으로 압출기의 출구 갭을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 시트고무의 적재온도 제어방법에 따르면, 상기 두께조절단계는, 상기 온도측정단계에서 결정되는 온도 편차와 상기 시트고무의 두께를 비례 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 시트고무의 적재온도 제어장치 및 그 방법에 따르면, 최종 적재되기 직전의 실제온도와 표준온도를 비교하여 시트고무의 두께를 조절함으로써 적재 부에 적재되는 시트고무의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 함과 아울러 후공정의 배합 안정성을 유도하여 배합고무의 품질 수준을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 시트고무의 적재온도 제어장치 및 그 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 시트고무의 적재온도 제어장치가 개략적으로 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명의 요부 구성인 두께 조절부가 개략적으로 도시된 구성도이며, 도 4는 온도편차와 시트고무의 두께 사이의 관계가 도시된 그래프이다.
본 발명의 시트고무의 적재온도 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 여러 종류의 고무와 약품을 혼합하여 배치 단위의 작업을 통해 배합고무를 생산하는 밀폐형 믹서(11)와, 상기 밀폐형 믹서(11)로부터 압출기 호퍼(12)를 통해 유입된 배합고무를 압출하는 압출기 스크류(13)가 구비되고 출구에 압출되는 배합고무를 시트고무로 성형하는 롤러 다이 또는 시트 밀로 이루어진 성형부(15)가 구비된 압출기(14)와, 상기 압출기(14)에서 나온 후 이형제가 도포된 시트고무를 건조 및 냉각시키는 건조/냉각부(17)와, 건조 및 냉각이 완료된 시트고무가 적재되는 적재부(18)를 포함하는 시트고무 제조장치에 설치되는 것으로,
상기 적재부(18)에 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하는 온도 측정부(21)와, 상기 압출기(14)의 롤러 다이(15)를 조작하여 시트고무의 두께를 조절하는 두께 조절부(22)와, 상기 온도 측정부(21)에서 입력된 실제 고무온도와 표준온 도를 비교하여 상기 두께 조절부(22)를 제어하는 제어 PLC(20)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 두께 조절부(22)는 상기 성형부(15)를 구성하는 롤 또는 밀 사이의 간격을 조절하는 롤 갭 조절장치이며, 상기 성형부(15)는, 상기 압출기(14)의 출구 아래쪽에 설치되는 롤 또는 밀로 이루어진 고정부(15a)와, 상기 압출기(14)의 출구 상측에 설치되어 상기 두께 조절부(22)에 의해 상하로 이동되는 가동부(15b)로 이루어진다.
상기한 장치를 이용한 본 발명의 시트고무의 적재온도 제어방법은 다음과 같은 과정을 통해 시트고무의 적재온도를 균일하게 유지시키게 된다.
시트고무를 제조하는 시트고무 제조장치에서 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하고, 실제 고무온도와 표준온도를 비교하여 압출기(14)의 출구 갭(G)을 조절하여 시팅되는 시트고무의 두께를 제어한다. 즉, 실제 고무온도가 표준온도보다 높으면 시트고무의 두께를 감소시키고, 실제 고무온도가 표준온도보다 낮으면 시트고무의 두께를 증가시키는 방향으로 압출기(14)의 출구 갭(G)을 조절한다. 이때, 실제 고무온도와 표준온도 사이의 온도 편차와 시트고무의 두께를 비례제어 하는 것이 바람직하다. 다만,상기 실제 온도와 표준온도의 편차와 시트고무의 두께와의 관계는 시트고무의 조성에 따라 달라지므로 실제 제어와 관련한 구체적인 수치에 대하여는 언급하지 않기로 한다.
밀폐형 믹서(11)에서 배합된 배합고무가 압출기 스크류(13)에 의해 압출되며, 압출기(14)의 출구에 구비된 성형부(15)에 의해 시팅된다. 이어, 시트고무가 이형제 도포부(16)를 통과하면서 이형용액이 도포되고, 인클라인 컨베이어를 거쳐 건조/냉각부(17)로 공급된다. 상기 건조/냉각부(17)에서는 각각의 고무이송 바에 시트고무가 건조 및 냉각에 용이하도록 걸리게 되며, 시트고무가 정해진 건조/냉각부(17)를 일정 속도로 통과하면서 건조와 동시에 냉각된 후, 적재부(18)에 적재된다.
이 과정에서 상기 적재부(18)에 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 온도측정부(21)를 통해 측정하며, 측정된 실제 고무온도와 제어 PLC(20)에 미리 입력된 표준온도와 비교한 후 그 편차에 따라 두께 조절부(22)를 제어한다. 즉, 실제 고무온도와 표준온도의 차이에 따라 성형부(15)의 가동부(15b)를 상하 이동시켜 고정부(15a)와 가동부(15b) 사이의 갭(G)을 제어함으로써 온도 편차에 상응하도록 시트고무의 두께를 조절한다.
구체적으로 도 4의 그래프를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 실제 고무온도와 표준온도가 동일할 경우의 시트고무의 두께를 기준 게이지로 설정한 후, 실제온도가 표준온도보다 높으면(그래프 상의 "+" 구간) 시트고무의 두께가 얇아지도록 롤 갭(G)을 조절하며, 실제 온도가 표준온도보다 낮을 경우에는(그래프 상의 "-" 구간 ) 시트고무의 두께가 두꺼워지도록 롤 갭(G)을 조정하는 것이다. 이와 같이 실제 고무온도에 따라 시트고무의 두께를 변화시키게 되면, 동일한 건조/냉각부(17)를 지나는 동안 시트고무의 냉각효율에 차이가 발생하게 되고, 그에 따라 최종 적재온도가 표준온도에 가까워지게 된다. 여기서, 상기 실제 온도와 표준온도의 편차와 시트고무의 두께와의 관계는 시트고무의 조성에 따라 달라지므로 구체적인 수치 및 기울기에 대하여는 언급하지 않기로 한다.
이때, 상기 적재부(18)에 적재되기 직전의 실제 고무온도와 표준온도 사이의 편차에 따라 시트고무의 두께를 비례 제어하게 되므로, 시트고무의 온도 변화에 따라 시트고무의 두께를 실시간으로 변화시킬 수 있고, 그에 따라 최종 적재온도가 점진적으로 표준온도에 근접하게 된다.
도 1은 통상적인 시트고무 제조장치가 개략적으로 도시된 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 시트고무의 적재온도 제어장치가 개략적으로 도시된 구성도.
도 3은 본 발명의 요부 구성인 두께 조절부가 개략적으로 도시된 구성도.
도 4는 온도편차와 시트고무의 두께 사이의 관계가 도시된 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 밀폐형 믹서 12: 압출기 호퍼
13: 압출기 스크류 14: 압출기
15: 성형부 15a: 고정부
15b: 가동부 16: 이형액 도포부
17: 건조/냉각부 18: 적재부
20: 제어 PLC 21: 온도 측정부
22: 두께 조절부 G: 롤 갭(Roll Gap)
Claims (6)
- 여러 종류의 고무와 약품을 혼합하여 배치 단위의 작업을 통해 배합고무를 생산하는 밀폐형 믹서(11)와, 상기 밀폐형 믹서(11)로부터 압출기 호퍼(12)를 통해 유입된 배합고무를 압출하는 압출기 스크류(13)가 구비되고 출구에 압출되는 배합고무를 시트고무로 성형하는 성형부(15)가 구비된 압출기(14)와, 상기 압출기(14)에서 나온 후 이형제가 도포된 시트고무를 건조 및 냉각시키는 건조/냉각부(17)와, 건조 및 냉각이 완료된 시트고무가 적재되는 적재부(18)를 포함하는 시트고무 제조장치에 설치되는 것으로,상기 적재부(18)에 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하는 온도 측정부(21)와, 상기 압출기(14)의 성형부(15)를 조작하여 시트고무의 두께를 조절하는 두께 조절부(22)와, 상기 온도 측정부(21)에서 입력된 실제 고무온도와 표준온도를 비교하여 상기 두께 조절부(22)를 제어하는 제어 PLC(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트고무의 적재온도 제어장치.
- 제1항에 있어서,상기 두께 조절부(22)는 상기 성형부(15)를 구성하는 롤 또는 밀 사이의 간격을 조절하는 롤 갭 조절장치인 것을 특징으로 하는 시트고무의 적재온도 제어장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 성형부(15)는, 상기 압출기(14)의 출구 아래쪽에 설치되는 롤 또는 밀로 이루어진 고정부(15a)와, 상기 압출기(14)의 출구 상측에 설치되어 상기 두께 조절부(22)에 의해 상하로 이동되는 가동부(15b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 시트고무의 적재온도 제어장치.
- 여러 종류의 고무와 약품을 배합하여 시트고무를 제조하는 시트고무 제조장치에서 적재되기 직전의 시트고무의 온도를 측정하는 온도측정단계와;상기 단계에서 측정된 실제 고무온도와 표준온도를 비교하여 압출기의 출구 갭을 조절하여 시팅되는 시트고무의 두께를 제어하는 두께조절단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트고무의 적재온도 제어방법.
- 제4항에 있어서,상기 두께조절단계는, 실제 고무온도가 표준온도보다 높으면 시트고무의 두께를 감소시키고, 실제 고무온도가 표준온도보다 낮으면 시트고무의 두께를 증가시키는 방향으로 압출기의 출구 갭을 조절하는 것을 특징으로 하는 시트고무의 적재온도 제어방법.
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