KR20120069299A - Apparatus and method for mixing rubber - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A rubber mixture apparatus and a method thereof are provided to uniformalize physical property and product quality of the rubber mixture by performing a third milling after approaching specific value of viscosity. CONSTITUTION: A method of a rubber mixture apparatus comprises the following steps: setting an initial mill condition about mill(110); inputting desired current value and standard current value in a current meter(120); performing a first milling by inserting rubber into the mill; measuring mill current value of the mil; comparing the mill current value and reference current value; adjusting interval between a first roller and a second roller or rotation speed of the first roller and the second rollers; performing a second milling until the mill current value approaches to target current value; and performing a third milling after reducing the condition of the mill to the initial mill condition after the mill current value approaches to the target current value.

Description

고무 혼합 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MIXING RUBBER}Rubber mixing apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR MIXING RUBBER}

본 발명은 고무 혼합 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고무 배합물의 물성을 균일하게 할 수 있는 고무 혼합 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber mixing device and method, and more particularly to a rubber mixing device and method that can make the physical properties of the rubber compound uniform.

타이어 제조 공정에서 고무 혼합 공정은 타이어 제조를 위한 반제품에 사용되는 각각의 배합물을 만드는 공정이다. 고무 배합물의 혼합 방법에는 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 첫째는, 일반적으로 사용되어지는 반부리 믹서(Banbury mixer)를 통한 내부 혼합으로 반부리 믹서 챔버 내에서 로터(rotor)의 전단 응력을 통한 혼합 방법이다. 둘째는, 한 쌍의 롤러를 포함하는 밀을 이용하여 공기 중에 오픈된 상태에서 원형의 밀을 통과할 때 주어지는 전단 응력을 통한 혼합 방법이다.In the tire manufacturing process, the rubber mixing process is the process of making each compound used in the semifinished product for tire production. There are two main methods for mixing rubber compounds. The first is the mixing method through shear stress of the rotor in the halfbarrow mixer chamber with internal mixing through a commonly used Banbury mixer. The second is a mixing method through a shear stress given when passing through a circular mill in an open state in air using a mill including a pair of rollers.

밀 혼합은 저온 혼합이 가능하여 고무의 점도나 점탄성 등 레올로지(rheology)를 제어하는 것이 유리하다. 그러나, 밀 혼합시 단순히 혼합 시간만으로 제어할 경우 밀 갭이나 밀링 속도 등 밀 조건에 따른 편차가 유발될 수 있어, 고무 점도 변화에 대한 트렌드 분석이 어렵고, 고무 배합물의 품질이 균일하지 않게 되는 문제점이 있다.It is advantageous to control the rheology, such as the viscosity and viscoelasticity of the rubber, by mixing the mill at low temperatures. However, if the mill mixing simply controls the mixing time, it may cause variations due to mill conditions such as mill gaps or milling speeds, making it difficult to analyze trends in changes in rubber viscosity and inconsistent quality of rubber formulations. have.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 밀 혼합에서 고무 배합물의 물성 및 품질을 균일하게 할 수 있는 고무 혼합 장치 및 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a rubber mixing apparatus and method capable of making the physical properties and quality of the rubber compound uniform in mill mixing.

본 발명의 실시예들에 따른 고무 혼합 장치는, 제1 롤러와 제2 롤러를 포함하는 밀, 및 밀 전류값을 측정하여 표시하는 전류 미터를 포함한다. 상기 밀 전류값은 상기 밀의 동작시 상기 밀에 가해지는 전류값을 나타낸다.The rubber mixing apparatus according to embodiments of the present invention includes a mill including a first roller and a second roller, and a current meter for measuring and displaying a mill current value. The mill current value represents a current value applied to the mill during operation of the mill.

상기 밀 전류값에 따라 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러의 회전 속도 또는 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이의 간격이 조절될 수 있다. 상기 밀은 상기 전류 미터에 의해 제어되어, 상기 회전 속도와 상기 간격이 자동으로 조절될 수 있다.The rotation speed of the first roller and the second roller or the distance between the first roller and the second roller may be adjusted according to the mill current value. The mill is controlled by the current meter so that the rotational speed and the interval can be automatically adjusted.

본 발명의 실시예들에 따른 고무 혼합 방법은, 상기 고무 혼합 장치를 이용하여 고무를 혼합하는 방법으로서, 상기 밀에 대하여 초기 밀 조건을 설정하는 단계, 상기 전류 미터에 기준 전류값 및 목표 전류값을 입력하는 단계, 상기 밀에 고무를 투입하여 제1 밀링을 수행하는 단계, 상기 밀의 밀 전류값을 측정하는 단계, 상기 밀 전류값과 기준 전류값을 비교하여 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러의 회전 속도 또는 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이의 간격을 조절하는 단계, 상기 밀 전류값이 상기 목표 전류값에 도달할 때까지 제2 밀링을 수행하는 단계, 및 상기 밀 전류값이 상기 목표 전류값에 도달한 후 상기 밀의 조건을 상기 초기 밀 조건으로 환원한 후 제3 밀링을 수행하는 단계를 포함한다. Rubber mixing method according to embodiments of the present invention, a method of mixing rubber using the rubber mixing device, the step of setting the initial mill conditions for the mill, the reference current value and the target current value in the current meter Inputting a step, putting rubber into the mill to perform a first milling, measuring a mill current value of the mill, comparing the mill current value with a reference current value, and comparing the first roller and the second roller. Adjusting the rotational speed or the interval between the first roller and the second roller, performing a second milling until the mill current value reaches the target current value, and the mill current value being the Reducing the mill condition to the initial mill condition after reaching a target current value and then performing third milling.

상기 밀 전류값이 상기 기준 전류값보다 크면, 상기 회전 속도가 증가하거나 상기 간격이 좁아질 수 있고, 상기 밀 전류값이 상기 기준 전류값보다 크지 않으면, 상기 회전 속도가 감소하거나 상기 간격이 넓어질 수 있다.If the mill current value is greater than the reference current value, the rotation speed may increase or the interval may be narrowed. If the mill current value is not greater than the reference current value, the rotation speed may decrease or the interval may be widened. Can be.

본 발명의 실시예들에 따르면, 오픈 밀에서 혼합된 후 배출되는 고무 혼합물의 물성 및 품질을 균일하게 할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to make the physical properties and quality of the rubber mixture discharged after being mixed in the open mill uniform.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고무 혼합 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고무 혼합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a는 밀 갭과 무니 점도 감소량의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 3b는 무니 점도와 밀 전류값의 관계를 나타내는 그래프이다.1 is a view for explaining a rubber mixing device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a rubber mixing method according to an embodiment of the present invention.
3A is a graph showing the relationship between the mill gap and the Mooney viscosity reduction amount, and FIG. 3B is a graph showing the relationship between the Mooney viscosity and the mill current value.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 첨부된 도면과 관련된 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The objects, features, and advantages of the present invention will be readily understood through the following embodiments related to the accompanying drawings. The invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고무 혼합 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a rubber mixing device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 고무 혼합 장치(100)는 고무 배합물을 혼합하는 밀(110)과, 밀 동작시 밀에 가해지는 전류값(밀 전류값)을 측정하여 표시하는 전류 미터(120)를 포함한다. 밀(110)은 제1 롤러(111)와 제2 롤러(112)를 포함한다. 도 1에서, V는 밀링 속도로서 제1 롤러(111) 및 제2 롤러(112)의 회전 속도를 나타내고, G는 밀 갭으로서 제1 롤러(111)와 제2 롤러(112) 사이의 간격을 나타낸다.Referring to FIG. 1, the rubber mixing apparatus 100 includes a mill 110 for mixing a rubber compound and a current meter 120 for measuring and displaying a current value (mill current value) applied to the mill during mill operation. do. The mill 110 includes a first roller 111 and a second roller 112. In FIG. 1, V denotes the rotational speed of the first roller 111 and the second roller 112 as milling speed, and G denotes the gap between the first roller 111 and the second roller 112 as the mill gap. Indicates.

밀 혼합에 있어서, 전단 속도(shear rate)는 V/G로 표현될 수 있고, 총 전단 변형량(total shear strain)은 상기 전단 속도에 총 가해진 시간을 곱함으로써 구할 수 있다. 밀 혼합에서 시간을 동일하게 적용하는 경우, 고무가 받는 총 전단 변형량은 밀링 속도(V)가 빠를수록. 밀 갭(G)이 작을수록 커진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 점도값이 큰 고무에 대하여는 전단 변형량을 크게 적용하고, 점도값이 작은 고무에 대하여는 전단 변형량을 작게 적용하여 밀 혼합에서 고무 점도값을 균일하게 할 수 있다. 어느 정도의 전단 변형량을 적용해야 하는지를 판단하기 위해서는 밀 혼합시에 실시간으로 점도를 표시해 줄 인자가 필요하며, 이를 위해 본 실시예에서는 밀 전류값을 이용한다. 단단한 상태의 고무가 밀(110)에 진입하게 되면 밀(110)에 가해지는 부하가 상당히 높아지고, 밀링을 계속함에 따라 고무가 부드러운 상태로 변하며 밀(110)에 가해지는 부하도 감소하게 된다. 이와 같이, 밀에 가해지는 부하값은 전류값을 통해 알 수 있으며, 이를 통해 고무 점도를 알 수 있다. In mill mixing, the shear rate can be expressed in V / G, and the total shear strain can be found by multiplying the shear rate by the total applied time. If the time is applied equally in mill mixing, the total shear deformation the rubber receives is the faster the milling speed (V). It can be seen that the smaller the mill gap G is, the larger it becomes. Therefore, the shear strain amount is largely applied to the rubber having a large viscosity value, and the shear strain amount is small applied to the rubber having a small viscosity value, so that the rubber viscosity value can be uniform in mill mixing. In order to determine how much shear deformation should be applied, a factor for displaying the viscosity in real time at the time of mill mixing is required, and in this embodiment, a mill current value is used. When the rubber in the hard state enters the mill 110, the load on the mill 110 is considerably high, and as the milling continues, the rubber changes to a soft state and the load on the mill 110 is also reduced. In this way, the load value applied to the mill can be known through the current value, through which the rubber viscosity can be known.

도 3a는 밀 갭과 무니 점도 감소량의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 3b는 무니 점도와 밀 전류값의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 3a를 참조하면, 밀 갭이 변화함에 따라 무니 점도 감소량이 선형으로 변화하고, 상관 계수는 0.9779이다. 도 3b를 참조하면, 무니 점도가 변화함에 따라 밀 전류값이 선형으로 변화하고, 상관 계수는 0.9895이다. 즉, 밀 갭과 무니 점도 감소량은 매우 높은 수준의 상관 관계를 나타내고, 무니 점도와 밀 전류값은 매우 높은 수준의 상관 관계를 나타낸다. 따라서, 밀 혼합 시에 밀 전류값을 이용하여 고무 배합물의 점도값을 검출할 수 있고, 검출된 점도값을 반영하여 밀 조건을 피드-백(feed-back)하여 제어하게 되면 최종적으로 밀 혼합 완료 후 고무 배합물의 물성을 균일하게 할 수 있다.3A is a graph showing the relationship between the mill gap and the Mooney viscosity reduction amount, and FIG. 3B is a graph showing the relationship between the Mooney viscosity and the mill current value. Referring to FIG. 3A, the Mooney viscosity decrease is linearly changed as the mill gap is changed, and the correlation coefficient is 0.9779. Referring to FIG. 3B, the mill current value changes linearly as the Mooney viscosity changes, and the correlation coefficient is 0.9895. That is, the mill gap and the Mooney viscosity reduction amount show a very high level of correlation, and the Mooney viscosity and the mill current value show a very high level of correlation. Therefore, the viscosity value of the rubber compound can be detected by using the mill current value at the time of mill mixing, and when the mill condition is controlled by feeding back the mill condition reflecting the detected viscosity value, the wheat mixing is finally completed. The physical properties of the rubber compound can then be made uniform.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고무 혼합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a rubber mixing method according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 고무 혼합을 수행할 오픈 밀(110)에 대하여 밀링 속도(V)와 밀 갭(G) 등 초기 밀 조건이 설정된다. 전류 미터(120)에 기준 전류값 및 목표 전류값이 입력된다. 밀(110)에 고무가 투입되면 밀(110)은 제1 밀링을 수행하고, 전류 미터(120)는 밀 전류값을 스캔한다. 밀 전류값이 기준 전류값보다 크면, 밀(110)은 밀 갭(G)을 좁히거나, 밀링 속도(V)를 높여서 제2 밀링을 수행하고, 밀 전류값이 기준 전류값보다 크지 않으면, 밀(110)은 밀 갭(G)을 넓히거나 밀링 속도(V)를 낮추어서 제2 밀링을 수행한다. 일 실시예에서, 전류 미터(120)는 밀 전류값과 기준 전류값을 비교, 판단하여 밀(110)을 자동으로 제어할 수 있다. 즉, 밀(110)은 전류 미터(120)에 의해 제어되어 밀링 속도(V)와 밀 갭(G)이 자동으로 조절될 수 있다. 다른 실시예에서, 고무 혼합 장치(100)는 밀(110)과 전류 미터(120)를 자동으로 제어할 수 있는 제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다.1 and 2, initial mill conditions such as milling speed V and mill gap G are set for the open mill 110 to perform rubber mixing. The reference current value and the target current value are input to the current meter 120. When rubber is injected into the mill 110, the mill 110 performs the first milling, and the current meter 120 scans the mill current value. If the mill current value is greater than the reference current value, the mill 110 performs a second milling by narrowing the mill gap G or increasing the milling speed V, and if the mill current value is not greater than the reference current value, the mill 110 widens the mill gap G or lowers the milling speed V to perform second milling. In one embodiment, the current meter 120 may automatically control the mill 110 by comparing and determining the mill current value and the reference current value. That is, the mill 110 is controlled by the current meter 120 so that the milling speed V and the mill gap G can be automatically adjusted. In another embodiment, the rubber mixing device 100 may further include a controller (not shown) capable of automatically controlling the mill 110 and the current meter 120.

밀 전류값이 목표 전류값에 도달할 때까지, 제2 밀링이 계속하여 수행이 된다. 밀 전류값이 목표 전류값에 도달하면, 밀링 속도(V)와 밀 갭(G) 등의 밀 조건이 상기 초기 밀 조건으로 환원되고, 밀(110)은 제3 밀링을 수행한다. 이와 같이, 밀 전류값이 목표 전류값에 도달 한 후, 즉 고무 배합물의 점도가 일정값에 도달한 후 제3 밀링이 수행됨으로써, 배출되는 고무 배합물의 물성 및 품질이 균일해질 수 있다.
The second milling is continued until the mill current value reaches the target current value. When the mill current value reaches the target current value, mill conditions such as milling speed V and mill gap G are reduced to the initial mill conditions, and mill 110 performs third milling. As such, the third milling is performed after the mill current value reaches the target current value, that is, after the viscosity of the rubber compound reaches a certain value, whereby the physical properties and the quality of the discharged rubber compound can be made uniform.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention have been described. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100 : 고무 혼합 장치
110 : 밀
120 : 전류 미터100: rubber mixing device
110: wheat
120: current meter

Claims (5)

제1 롤러와 제2 롤러를 포함하는 밀; 및
밀 전류값을 측정하여 표시하는 전류 미터를 포함하며,
상기 밀 전류값은 상기 밀의 동작시 상기 밀에 가해지는 전류값을 나타내는 것을 특징으로 하는 고무 혼합 장치.A mill comprising a first roller and a second roller; And
A current meter for measuring and displaying mill current values,
And the mill current value represents a current value applied to the mill during operation of the mill. 제 1 항에 있어서,
상기 밀 전류값에 따라 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러의 회전 속도 또는 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 고무 혼합 장치.The method of claim 1,
The rotation speed of the first roller and the second roller or the distance between the first roller and the second roller is adjusted according to the mill current value. 제 2 항에 있어서,
상기 밀은 상기 전류 미터에 의해 제어되어, 상기 회전 속도와 상기 간격이 자동으로 조절되는 것을 특징으로 하는 고무 혼합 방법.The method of claim 2,
And the mill is controlled by the current meter so that the rotational speed and the interval are automatically adjusted. 제 1 항의 고무 혼합 장치를 이용하여 고무를 혼합하는 방법으로서,
상기 밀에 대하여 초기 밀 조건을 설정하는 단계;
상기 전류 미터에 기준 전류값 및 목표 전류값을 입력하는 단계;
상기 밀에 고무를 투입하여 제1 밀링을 수행하는 단계;
상기 밀의 밀 전류값을 측정하는 단계;
상기 밀 전류값과 기준 전류값을 비교하여 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러의 회전 속도 또는 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이의 간격을 조절하는 단계;
상기 밀 전류값이 상기 목표 전류값에 도달할 때까지 제2 밀링을 수행하는 단계; 및
상기 밀 전류값이 상기 목표 전류값에 도달한 후 상기 밀의 조건을 상기 초기 밀 조건으로 환원한 후 제3 밀링을 수행하는 단계를 포함하는 고무 혼합 방법. A method of mixing rubber using the rubber mixing device of claim 1,
Setting an initial mill condition for the mill;
Inputting a reference current value and a target current value into the current meter;
Injecting rubber into the mill to perform first milling;
Measuring a mill current value of the mill;
Comparing the mill current value with a reference current value to adjust a rotational speed of the first roller and the second roller or a gap between the first roller and the second roller;
Performing second milling until the mill current value reaches the target current value; And
And after the mill current value reaches the target current value, reducing the mill condition to the initial mill condition and then performing third milling. 제 4 항에 있어서,
상기 밀 전류값이 상기 기준 전류값보다 크면, 상기 회전 속도가 증가하거나 상기 간격이 좁아지고,
상기 밀 전류값이 상기 기준 전류값보다 크지 않으면, 상기 회전 속도가 감소하거나 상기 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 고무 혼합 방법.
The method of claim 4, wherein
If the mill current value is greater than the reference current value, the rotational speed increases or the interval becomes narrower,
And when the mill current value is not greater than the reference current value, the rotation speed is reduced or the interval is widened.
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