KR20150043758A - Temperature Control Method for Mixing Silica Filled Compound - Google Patents

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KR20150043758A KR20130122539A KR20130122539A KR20150043758A KR 20150043758 A KR20150043758 A KR 20150043758A KR 20130122539 A KR20130122539 A KR 20130122539A KR 20130122539 A KR20130122539 A KR 20130122539A KR 20150043758 A KR20150043758 A KR 20150043758A
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Abstract

The present invention, a method for controlling mixing temperature of silica filled rubber comprise the steps of inputting mixing control conditions to a PC and mixing while injecting raw materials (S10); obtaining gradient to temperature rising velocity of mixed rubber by having an additional mixing of the raw materials (S20); renewing rotor rotating velocity required for a silane reaction by analyzing the gradient data through operations (S30); and positive temperature-mixing by a real-time control of rotor velocity corresponding to the variation of mixing temperature gradient during the reaction between silica and silane (S40). Therefore, the mixing quality of the silica filled rubber is improved since regular temperature can be maintained for a fixed time without exceeding the fixed temperature for the optimal reaction between silica and silane.

Description

실리카 고무의 배합온도 제어방법 {Temperature Control Method for Mixing Silica Filled Compound}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlling a mixing temperature of a silica rubber,

본 발명은 실리카 고무의 배합온도 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 실리카 배합 시 필연적으로 사용되는 실란이라는 공정조제와의 반응 온도와 반응 시간을 충분히 확보하여 실리카 고무의 품질을 향상시킬 수 있는 실리카 고무의 배합온도 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for controlling the mixing temperature of silica rubbers, and more particularly, to a method for controlling the mixing temperature of silica rubbers, which is capable of improving the quality of silica rubbers by sufficiently securing the reaction temperature and reaction time with the process aid, To a method of controlling the mixing temperature of rubber.

고무를 배합함에 있어서, 종래 수동 작업에 의한 작업자의 임의성을 배제하기 위하여, PLC와 PC를 이용하여 믹서 로터 회전수(RPM), 램 실린더(Ram Cylinder) 압력 등의 배합 인자를 배합 단계 별로 미리 설정한 상태에서, 각 배합 단계마다 배합 시간, 배합온도, 배합 에너지 등의 결정 인자 기준 값을 설정하여, 주어진 설정 값에 만족할 때까지만 고무를 배합한 후 다음 단계로 진행하며, 이렇게 최종 배합 완료를 위한 결정 인자의 기준 값에 도달하게 되면 배합을 완료하였다. In order to eliminate the randomness of the operator in the conventional manual work, the compounding factors such as the mixer rotor speed (RPM) and the ram cylinder pressure are preliminarily set in the mixing step using the PLC and the PC In this state, a determination factor reference value such as a mixing time, a compounding temperature, and a compounding energy is set for each compounding step, and the rubber is compounded until the given set value is satisfied, and then the process proceeds to the next step. When the reference value of the determinant was reached, the mixing was completed.

또한 배합온도에 따른 비례 제어를 통해 로터속도를 제어하거나, 미리 배합온도 및 에너지 등의 한계 범위를 설정한 후 이를 벗어남에 따라 비례 제어를 통해 로터속도, 램 실린더 압력 등을 제어하여 배합을 하였다.In addition, the rotor speed was controlled through proportional control according to the compounding temperature, and the limit range of the compounding temperature and energy was set in advance. Then, the rotor speed, the ram cylinder pressure and the like were controlled through the proportional control according to the deviation.

이러한 제어기술로서 한국 등록특허공보 제0520110호에는 고무의 목표 혼합 제어 값을 설정하고, 실제 온도 값과 비교하여 그 차이에 따라 로터속도를 제어하는 방법이 제안되어 있다. 또한 EP 1,201,387에는 온도, 에너지 등의 간접 인자의 한계 범위를 설정하고, 실제 배합이 이 범위를 벗어날 때, 비례적으로 로터속도 및 램 실린더 압력을 제어하는 방법이 제안되어 있다.Korean Patent Registration No. 0520110 discloses a control method in which a target mixing control value of rubber is set and the rotor speed is controlled based on the difference between the target mixing control value and the actual temperature value. In EP 1,201,387, a method is proposed in which the limit range of indirect factors such as temperature and energy is set, and the rotor speed and the ram cylinder pressure are controlled proportionally when the actual composition is out of this range.

그런데, 상기한 바와 같은 종래 기술들에 있어서는 실제 배합온도가 미리 설정한 온도를 벗어날 경우에 그 온도 차이에 따라 로터속도 제어를 시작하게 되어 있으며, 이 경우 배합온도는 믹서 내부 써모커플(Thermocouple)에서 감지한 온도와 비례제어기 또는 PC와의 응답 시간 때문에 항상 설정 온도를 벗어난 상태에서 제어를 시작할 수밖에 없다. However, in the above-described prior arts, when the actual mixing temperature deviates from a predetermined temperature, the rotor speed control is started in accordance with the temperature difference. In this case, the mixing temperature is controlled by a thermocouple in the mixer Due to the detected temperature and the response time of the proportional controller or the PC, it is inevitable to always start the control in a state where it is out of the set temperature.

또한, 온도 차이에 따른 로터속도 제어 값을 비례제어 값(통상적으로 온도 1℃ 당 로터속도 변화량)으로 미리 입력하기 때문에, 다양한 고무들의 발열 특성(배합 중 온도 증가 속도)에 따라 로터속도 제어 값도 달라져야 하나, 이를 반영하기가 어려우므로 사용자가 원하는 온도 제어가 가능한 적용 대상 고무들이 제한적일 수 있다. Further, since the rotor speed control value according to the temperature difference is input in advance as the proportional control value (typically, the rotor speed change amount per 1 DEG C), the rotor speed control value also varies depending on the heat generation characteristics However, since it is difficult to reflect this, it is possible that the rubber to which the user can control the temperature can be limited.

특히 실리카 고무 배합 품질을 결정하는 가장 중요한 요소인 실리카와 실란(공정조제)의 충분한 반응을 위해서는 실란반응 온도 범위(통상 130~150℃ 사이) 내에서 임계 온도를 설정하고, 그 온도를 충분한 시간동안 유지하는 것이 중요한 데, 종래 기술로는 정확한 온도 유지에 한계가 있다.
Especially, in order to sufficiently react silica and silane (process auxiliary), which are the most important factors for determining the quality of silica rubber compounding, a critical temperature is set within a silane reaction temperature range (usually between 130 and 150 ° C.) It is important to keep the temperature accurately.

1. 한국 등록특허공보 제0520110호 “밀폐식 혼합기의 고무 혼합 제어 방법”(공개일자 : 2004. 5. 27.)1. Korean Patent Registration No. 0520110 entitled " Control Method of Rubber Mixing of Closed Mixer " (Open Date: May 27, 2004)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 제 1 목적은 실리카와 실란의 최적 반응을 위해 설정한 온도를 초과하지 않고 설정된 시간동안 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하여 실리카 고무의 배합 품질을 향상시키는데 있다.A first object of the present invention is to improve the mixing quality of silica rubber by maintaining a constant temperature for a set time without exceeding the set temperature for the optimal reaction between silica and silane have.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 실리카 배합 시 필연적으로 사용되는 실란이라는 공정조제와의 반응 온도와 반응 시간을 충분히 확보하여 실리카 고무의 품질을 더욱 향상시키는데 있다.
The second object of the present invention is to further improve the quality of the silica rubber by sufficiently securing the reaction temperature and the reaction time with the process aid of silane which is necessarily used in the silica blending.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고무와 약품 등의 원료를 투입하고 로터로 교반하면서 실리카 고무의 배합온도를 제어하는 방법에 있어서: PC에 배합 제어 조건을 입력하고 원료를 투입하면서 배합을 수행하는 제1단계; 상기 원료의 추가적인 배합 과정을 거치면서 배합 고무의 온도상승속도에 대한 기울기 데이터를 획득하는 제2단계; 상기 기울기 데이터를 연산으로 분석하여 실란반응에 요구되는 로터회전속도를 갱신하는 제3단계; 및 실리카와 실란이 반응하는 과정에서 배합온도 기울기 변화에 대응한 실시간 로터속도 제어로 정온배합을 수행하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for controlling the compounding temperature of silica rubber by adding a raw material such as rubber and chemicals, and stirring the mixture with a rotor, wherein: mixing control conditions are inputted into a PC, ; A second step of obtaining slope data with respect to a temperature rising speed of the compounding rubber while an additional compounding step of the raw material is performed; A third step of analyzing the slope data to calculate a rotor rotational speed required for the silane reaction; And a fourth step of performing a constant temperature mixing by real-time rotor speed control corresponding to a change in the inclination of the compounding temperature in the course of the reaction of silica and silane.

또, 본 발명에 따르면 상기 제1단계 내지 제3단계는 실란반응 이전의 온도증가 기울기를 설정된 주기로 분석하여 저장하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the first to third steps are performed by analyzing and storing the temperature increase slope before the silane reaction at a predetermined cycle.

또, 본 발명에 따르면 상기 제4단계는 배합온도와 로터회전속도 간 비례제어를 실시하기 위한 주기를 설정하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in the fourth step, a period for performing proportional control between the blending temperature and the rotor rotational speed is set.

또, 본 발명에 따르면 상기 제4단계는 실란반응의 개시와 동시에 이전에 저장된 정보를 근거로 하여 재설정된 값으로 로터회전속도의 감소를 진행하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the fourth step is characterized in that, at the same time as the initiation of the silane reaction, the rotor rotation speed is reduced to a value that is reset based on previously stored information.

또, 본 발명에 따르면 상기 제4단계는 실란반응이 진행되는 동안 목표온도와 현재온도의 차이에 대한 기울기를 비교ㆍ연산하여 기울기가 “0”이 되는 시점까지 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
According to the present invention, in the fourth step, the slope of the difference between the target temperature and the present temperature is compared and calculated during the progress of the silane reaction, and the control is performed until the slope reaches "0".

이상과 같이 본 발명에 의하면, 실리카와 실란의 최적 반응을 위해 설정한 온도를 초과하지 않고 설정된 시간동안 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하여 실리카 고무의 배합 품질을 향상시키는 제 1 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to maintain a constant temperature for a set time without exceeding the set temperature for the optimal reaction between silica and silane, thereby improving the mixing quality of the silica rubber.

또한, 본 발명은 실리카 배합 시 필연적으로 사용되는 실란이라는 공정조제와의 반응 온도와 반응 시간을 충분히 확보하여 실리카 고무의 품질을 더욱 향상시키는 제 2 효과가 있다.
Further, the present invention has a second effect of further improving the quality of the silica rubber by sufficiently securing the reaction temperature and the reaction time with the process aid, silane, which is necessarily used in the silica blending.

도 1은 본 발명에 따른 배합온도의 자동 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 배합온도상승속도(기울기)에 대응하여 로터회전속도 변화량을 설정하기 위한 입력 화면이다.
도 3a는 종래기술과 본 발명에 따르는 배합 조건 입력/ 비교표이다.
도 3b는 상기 3a를 이용한 실시 예로 실리카 고무 배합온도와 로터회전속도 변화를 나타낸 배합 결과 그래프이다.
도 3c는 본 발명의 효과를 확인하기 위한 실시 예로 실란반응 시간을 더 연장하여 여러 배치를 배합한 결과 그래프이다.
도 4는 상기 배합 결과에 따른 실리카 분산 품질 비교표이다. 1 is a flow chart showing a method for automatically controlling a blending temperature according to the present invention.
Fig. 2 is an input screen for setting the amount of change in rotor rotational speed in accordance with the blending temperature rising speed (slope).
FIG. 3A is a mixing condition input / comparison table according to the prior art and the present invention. FIG.
FIG. 3B is a graph showing the result of blending showing the change of the mixing temperature of the silica rubber and the rotation speed of the rotor using the example 3a.
FIG. 3C is a graph showing the results obtained by further extending the silane reaction time and combining various batches to confirm the effect of the present invention.
4 is a comparison chart of silica dispersion quality according to the result of the blending.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 고무와 약품 등의 원료를 투입하고 로터로 교반하면서 실리카 고무의 배합온도를 제어하는 방법에 관하여 제안한다. 실리카 고무의 배합 과정에서 설정한 임계온도를 초과할 경우에는 실란 내에 포함된 유황(Sulfur)의 반응으로 조기 가류(Scorch 또는 Precured Lump) 불량 발생의 위험이 있으며, 이를 방지하기 위해 너무 낮은 온도에서 유지하게 되면 보다 긴 반응 시간이 필요하여 생산성이 하락할 수 있다.The present invention proposes a method for controlling the compounding temperature of silica rubber by adding raw materials such as rubber and chemicals and stirring with a rotor. If the temperature exceeds the critical temperature set in the mixing process of the silica rubber, there is a risk of occurrence of an early cirrus (scorch or precured lump) due to the reaction of sulfur contained in the silane. To prevent this, A longer reaction time is required and productivity may be lowered.

본 발명의 제1단계(S10)는 PC에 배합 제어 조건을 입력하고 원료를 투입하면서 배합을 수행하는 과정으로 시작된다.The first step (S10) of the present invention starts with the process of inputting the mixing control condition to the PC and performing the mixing while inputting the raw material.

우선 고무 배합이 실질적으로 이루어지기 전에 배합 제어 조건을 입력하는 단계로서 전체 배합 단계 별 로터회전속도, 램 압력, 제어 시간, 제어 온도 등을 입력하며, 이는 후속되는 배합 단계에서 배합온도상승속도(기울기) 분석을 위한 데이터로 활용된다. 이외에 실란반응 배합 단계의 조건으로 실란반응 온도와 유지 시간을 설정한다. First, the rotor rotational speed, the ram pressure, the control time, and the control temperature are input for the entire compounding step before the compounding of the rubber is practically performed, ) Analysis data. In addition, the silane reaction temperature and the holding time are set under the conditions of the silane reaction mixing step.

도 2의 입력 화면을 개략적으로 살피면, 부호 11은 배합온도상승속도(기울기) 분석시간을 설정하는 부분이고, 부호 13은 분석된 온도상승속도(기울기)에 대응하는 로터회전속도(RPM) 조정 값을 설정하는 부분이고, 부호 12 및 부호 14는 실란반응 배합 단계에서의 일정한 온도 유지를 위해 현재 배합온도와 목표 온도(설정 온도)와의 비교시간 및 기울기를 설정하는 부분이다. 일예로, 현재 배합온도가 목표 온도(설정 온도)보다 낮으면 분석된 온도상승속도(기울기)를 더 높이도록 기울기를 “+” 값으로 설정하고, 현재 배합온도가 목표 온도보다 높다면 반대로 기울기를 “-”값으로 설정하여 온도상승속도(기울기)를 느리게 한다.2, reference numeral 11 denotes a portion for setting a compounding temperature rise speed (slope) analyzing time, and reference numeral 13 denotes a rotor rotational speed (RPM) adjusting value corresponding to the analyzed temperature rising speed (slope) And reference numeral 12 and reference numeral 14 designate a time and a slope of the comparison time between the present blending temperature and the target temperature (set point) in order to maintain a constant temperature in the silane reaction blending step. For example, if the present blending temperature is lower than the target temperature (set temperature), the slope is set to a "+" value to further increase the analyzed temperature rise speed (slope). If the blending temperature is higher than the target temperature, Set the value to "-" to slow down the temperature ramp (slope).

본 발명의 제2단계(S20)는 상기 원료의 추가적인 배합 과정을 거치면서 배합 고무의 온도상승속도에 대한 기울기 데이터를 획득하는 과정으로 진행된다. 추가적인 배합은 고무와 약품 등의 원료를 투입하고 배합하는 과정이다. 기울기 데이터 획득을 위해 PC 상에 MCC 소프트웨어를 탑재하고 자동 인식/연산 제어를 수행할 수 있다. The second step (S20) of the present invention proceeds to acquire slope data with respect to the rate of temperature rise of the compounded rubber while performing the additional compounding process of the raw material. Additional compounding is the process of adding and mixing raw materials such as rubber and chemicals. In order to acquire gradient data, it is possible to mount MCC software on PC and perform automatic recognition / calculation control.

본 발명의 제3단계(S30)는 상기 기울기 데이터를 연산으로 분석하여 실란반응에 요구되는 로터회전속도를 갱신하는 과정으로 진행된다. 현재 배합하고 있는 고무의 배합온도상승속도(기울기) 분석이 완료되면, 분석된 기울기 값과 배합 제어 조건에 입력된 제어 값들과 비교하여, 분석된 기울기 값에 대응하도록 실란반응 배합 단계의 로터회전속도 값이 갱신된다. 또한 이러한 온도 차이에 대응하는 로터회전속도 변화량 역시 갱신된다.The third step S30 of the present invention proceeds to a process of analyzing the slope data to update the rotor rotation speed required for the silane reaction. When the compounding temperature raising rate (slope) analysis of the rubber compounded at present is completed, the analyzed slope value is compared with the control values inputted in the compounding control condition, and the rotor rotation speed of the silane reaction compounding step The value is updated. The amount of change in the rotor rotation speed corresponding to this temperature difference is also updated.

도 2에서, 분석시간(부호 11)은 실란반응 이전 단계를 온도증가 기울기를 측정하고 분석하는 시간을 설정하는 부분이다. 도시에는 5초 동안의 온도증가 기울기를 분석해서 이 결과 값을 근거로 로터회전속도 재설정 값(부호 13)을 결정ㆍ연산하게 설정됨을 나타낸다.In FIG. 2, the analysis time (reference numeral 11) is a portion for setting the time for measuring and analyzing the temperature increase slope before the silane reaction. The city is analyzed to analyze the temperature increase slope for 5 seconds and it is set to determine and calculate the rotor rotation speed reset value (reference numeral 13) based on the resultant value.

본 발명의 제4단계(S40)는 실리카와 실란이 반응하는 과정에서 배합온도 기울기 변화에 대응한 실시간 로터속도 제어로 정온배합을 수행하면서 완료된다. 상기 제4단계(S40)는 설정된 배합온도에서 설정된 시간동안 유지하도록 수행된다. CTC(Constant Temperature Control)는 사용자가 요구하는 배합온도에서 요구 시간동안 제어/유지하기 위해 배합 인자(RPM 등)를 제어하는 과정으로 진행된다.The fourth step (S40) of the present invention is completed while performing the constant temperature mixing by real time rotor speed control corresponding to the change of the compounding temperature gradient in the course of the reaction of silica and silane. The fourth step S40 is performed so as to be maintained at the set mixing temperature for the set time. CTC (Constant Temperature Control) is a process of controlling the mixing factor (RPM, etc.) to control / maintain during the required time at the compounding temperature required by the user.

본 발명의 세부구성에 의하면, 도 2에서, 배합온도와 로터회전속도 간 비례 제어를 실시하기 위한 시간 설정 값(부호 12)을 입력한다. 현재는 1초마다 배합 온도와 로터 회전속도 간의 비례 제어 값이 갱신되어 적용된다.According to the detailed configuration of the present invention, in FIG. 2, a time set value (reference numeral 12) for performing proportional control between the blending temperature and the rotor rotational speed is input. At present, the proportional control value between the blending temperature and the rotor rotational speed is updated and applied every second.

본 발명의 세부구성에 의하면, 도 2에서 부호 13으로 나타내는 부분이 본 발명의 주요 특징에 해당한다. 실란반응 이전단계의 배합온도 증가속도(기울기)에 대응하는 로터회전속도 갱신 값(재설정 값)으로 이 단계에서의 온도증가속도(기울기)는 항상 “+”값이므로 온도증가 기울기에 대응하여 로터회전속도 감속량이 결정된다. 물론 입력 값은 사용자가 직접 설정하는 것으로서 “-”기울기의 설정도 가능하다. 실란반응 단계에 진입되기 전에 기울기 분석 및 로터회전속도 감속량이 이미 결정되어, 실란반응 단계 진입과 동시에 재설정된 로터회전속도로 미리 감소이 이루어진다. According to the detailed configuration of the present invention, the portion indicated by reference numeral 13 in Fig. 2 corresponds to the main feature of the present invention. The temperature increase rate (slope) at this stage is always " + " with the rotor rotational speed update value (reset value) corresponding to the compounding temperature increasing rate (slope) in the stage before the silane reaction, The speed reduction amount is determined. Of course, the input value is set by the user, and the slope "-" can be set. The slope analysis and the rotor speed deceleration are already determined before entering the silane reaction stage, and reduction is made in advance at the rotor speed set at the same time as the silane reaction step is entered.

이때, 본 발명은 도 2의 부호 14처럼 실란 반응 온도 구간에서 목표온도와 현재온도를 비교ㆍ연산하는 과정을 거친다. 목표온도 보다 현재온도가 높을 경우와 반대의 경우 온도차이에 대응하는 기울기 변화 값을 다르게 설정한다. 이는 배합온도의 증가 속도와 감소 속도의 기울기가 다를 수밖에 없음을 반영하는 것이다. 종래의 기술은 PLC를 이용하여 단순 비례제어를 수행하므로 온도차이에 대응하는 로터회전속도 대응량이 고정된다.At this time, the present invention performs a process of comparing and calculating the target temperature and the present temperature in the silane reaction temperature zone as indicated by reference numeral 14 in FIG. The slope change value corresponding to the temperature difference is set differently from the case where the current temperature is higher than the target temperature and vice versa. This reflects the fact that the inclination of the increasing and decreasing rates of the compounding temperature must be different. Conventional technology uses a PLC to perform simple proportional control, so that the rotor rotational speed corresponding amount corresponding to the temperature difference is fixed.

본 발명의 일예로, 온도 1℃를 상승시키기 위한 로터회전속도 증가량이 “+ 2RPM”이라면 온도를 1℃ 하강시키기 위한 로터회전속도 감소량도 “+ 2RPM”로 설정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, if the amount of increase in the rotor rotation speed for raising the temperature of 1 DEG C is " + 2RPM ", the amount of decrease in the rotor rotation speed for lowering the temperature by 1 DEG C can also be set to " + 2RPM ".

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 제4단계(S40)는 실란반응이 진행되는 동안 목표온도와 현재온도의 차이에 대한 기울기를 비교ㆍ연산하여 기울기가 “0”이 되는 시점까지 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. According to the detailed configuration of the present invention, in the fourth step S40, the slope of the difference between the target temperature and the current temperature is compared and calculated during the progress of the silane reaction, and the control is performed until the slope reaches "0" .

본 발명과 같이 온도상승을 위한 기울기 값과 이에 대응하는 로터회전속도, 온도하강을 위한 기울기 값과 이에 대응하는 로터회전속도를 구분ㆍ연산하여 적용하면 보다 빠른 시간 내에 정확하게 목표 온도에 도달할 수 있고 이러한 방식의 제어는 기울기가 “0”으로 될때까지 전술한 도 2에서 부호 12의 설정 값인 “1초”마다 수행된다.If the slope value for temperature rise, the corresponding rotor rotation speed, the slope value for temperature fall, and the corresponding rotor rotation speed are classified and calculated and applied, the target temperature can be accurately reached in a shorter time as in the present invention This type of control is performed every " one second ", which is the set value of 12 in Fig. 2, until the slope becomes " 0 ".

이어서, 배합 종료 조건 확인을 거쳐 이를 만족하면 배합이 종료된다.Then, after confirming the condition for ending the blending, if the condition is satisfied, blending ends.

도 3a는 종래 기술과 본 발명을 이용하여 실리카 배합을 한 실시 예로 배합 단계와 각각 배합 단계에서의 제어 값을 나타내며, 본 발명의 배합 단계를 보면 배합온도상승속도(기울기) 분석을 위한 배합 단계가 추가되는 것을 알 수 있다.FIG. 3A is a graph showing mixing ratios and control values in mixing ratios according to the prior art and the present invention. In the mixing ratios of the present invention, mixing ratios for the mixing temperature raising rate (slope) Can be added.

도 3b는 상기 도 3a에서 제시한 배합 단계와 제어 값을 이용하여 배합한 결과이며, 종래기술 1의 실란반응 배합 단계에서의 온도 곡선(21)을 보면 온도 유지가 되지 않고 있으며 이때의 로터회전속도(22)는 고정되어 있다. 또한 종래기술 2와 같이 실란반응 배합 단계에서 온도 차이에 대응하는 로터회전속도를 비례 제어했을 때 온도 곡선(31)을 보면 배합온도가 실란반응 설정 온도를 초과했다가 배합 종료 시점에서야 설정 온도에 도달했음을 확인할 수 있다.FIG. 3B is a result of blending using the blending step shown in FIG. 3A and the control value. In the temperature curve 21 in the silane reaction blending step of the prior art 1, the temperature is not maintained and the rotor rotation speed (22) is fixed. When the rotor rotation speed corresponding to the temperature difference is proportionally controlled in the silane reaction mixing step as in the prior art 2, the temperature curve 31 shows that the mixing temperature exceeds the silane reaction setting temperature, but reaches the set temperature .

이때 로터회전속도(32)는 배합 단계 진입 후 일정 시간이 지난 후에야 감속이 되고 최저 회전 속도에 도달 한 후에도 현재 배합온도가 설정 온도보다 높기 때문에 변하지 않음을 알 수 있다. At this time, it can be seen that the rotor rotation speed 32 is decelerated only after a predetermined time elapses from the entry into the mixing step, and is not changed since the present blending temperature is higher than the set temperature even after reaching the lowest rotation speed.

반면, 본 발명을 이용한 결과 배합온도(51)는 서서히 설정 온도에 도달하여 정확하게 온도를 유지하는 것을 볼 수 있고, 이때 로터회전속도(52)는 실란반응 배합 단계에 진입하자마자 급격히 감속된 후 실제 배합온도와 설정 온도 차이에 대응하며 연속적으로 제어되고 있음을 볼 수 있다. On the other hand, it can be seen that the resultant blending temperature 51 using the present invention gradually reaches the set temperature and maintains the temperature accurately. At this time, the rotor rotation speed 52 is rapidly decelerated upon entering the silane reaction mixing step, It can be seen that the control is continuously controlled corresponding to the difference between the temperature and the set temperature.

도 3c에서도 볼 수 있듯이 실란반응 배합 단계에서 설정 시간을 더 길게 하여 여러 배치를 배합한 결과, 배합온도(51)가 잘 유지되며 이때 로터회전속도(52)도 잘 제어되고 있음을 확인할 수 있었다.As can be seen from FIG. 3C, it was confirmed that the blending temperature was kept well and the rotor rotation speed (52) was well controlled by combining the various batches by setting the set time longer in the silane reaction blending step.

또한, 종래기술과 본 발명을 이용하여 실시한 실리카 배합 고무의 품질 비교 결과는 도 4에 나타난다. 이는 통상적으로 실리카 분산도 측정을 위해 사용하는 “RPA-2000 또는 MDR-3000”이라는 시험기의 결과값이며, ΔG'의 값이 낮을수록 실리카 분산이 좋은 것을 의미한다.The results of the comparison of the quality of the silica compounded rubbers using the prior art and the present invention are shown in Fig. This is usually the result of a tester called " RPA-2000 or MDR-3000 " used for silica dispersity measurement, and the lower the value of G ', the better the silica dispersion.

도 4에서, 실리카 분산이 종래 460.94 Kpa에서 본 발명에서는 416.19 Kpa로 향상되었으며, 표준편차도 종래 46.52 Kpa에서 11.59 Kpa로 향상되어, 본 발명이 실리카 배합 고무 품질 향상에 큰 영향이 있음을 알 수 있었다. 즉, 본 발명은 종래기술을 적용한 경우보다 실리카 분산 수준도 좋아지고 로트(Lot) 간의 편차 역시 감소했음을 확인할 수 있다.4, the silica dispersion was improved from 460.94 Kpa in the present invention to 416.19 Kpa in the present invention, and the standard deviation was also improved from 46.52 Kpa to 11.59 Kpa in the present invention, indicating that the present invention greatly influences the quality of the silica compound rubber . That is, it can be confirmed that the silica dispersion level is improved and the deviation between lots is also reduced as compared with the case where the prior art is applied.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

S10~S40: 단계
11 : 온도상승속도(기울기) 분석 시간
12 : 실란반응 배합 단계에서 실제 배합온도와 설정 온도 비교 시간
13 : 분석된 온도상승속도(기울기)에 대응하는 로터회전속도 조정 값
14 : 실란반응 배합 단계에서 온도 차이에 대응하는 기울기 제어 값 S10 to S40:
11: Temperature rise rate (tilt) analysis time
12: Comparison between the actual mixing temperature and the set temperature in the silane reaction mixing step
13: Rotor speed adjustment value corresponding to the analyzed temperature rise speed (slope)
14: Tilt control value corresponding to the temperature difference in the silane reaction compounding step

Claims (6)

고무와 약품 등의 원료를 투입하고 로터로 교반하면서 실리카 고무의 배합온도를 제어하는 방법에 있어서:
PC에 배합 제어 조건을 입력하고 원료를 투입하면서 배합을 수행하는 제1단계(S10);
상기 원료의 추가적인 배합 과정을 거치면서 배합 고무의 온도상승속도에 대한 기울기 데이터를 획득하는 제2단계(S20);
상기 기울기 데이터를 연산으로 분석하여 실란반응에 요구되는 로터회전속도를 갱신하는 제3단계(S30); 및
실리카와 실란이 반응하는 과정에서 배합온도 기울기 변화에 대응한 실시간 로터속도 제어로 정온배합을 수행하는 제4단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리카 고무의 배합온도 제어방법.
A method for controlling the compounding temperature of silica rubber by adding raw materials such as rubber and chemicals and stirring the mixture with a rotor, the method comprising:
A first step (SlO) of inputting a mixing control condition to a PC and performing mixing while inputting a raw material;
A second step (S20) of obtaining slope data with respect to the temperature rising speed of the compounding rubber while the additional compounding step of the raw material is performed;
A third step (S30) of analyzing the slope data to calculate a rotor rotational speed required for the silane reaction; And
And a fourth step (S40) of performing a constant temperature mixing with a real-time rotor speed control corresponding to a change in a compounding temperature gradient in the process of reacting silica and silane (S40).
청구항 1에 있어서,
상기 제1단계(S10) 내지 제3단계(S30)는 실란반응 이전의 온도증가 기울기를 설정된 주기로 분석하여 저장하는 것을 특징으로 하는 실리카 고무의 배합온도 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first step (S10) to the third step (S30) are performed by storing the temperature increase slope before the silane reaction at a predetermined cycle and storing the analyzed temperature increase slope.
청구항 1에 있어서,
상기 제4단계(S40)는 배합온도와 로터회전속도 간 비례제어를 실시하기 위한 주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 실리카 고무의 배합온도 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the fourth step S40 sets a cycle for performing proportional control between the mixing temperature and the rotor rotational speed.
청구항 1에 있어서,
상기 제4단계(S40)는 실란반응의 개시와 동시에 이전에 저장된 정보를 근거로 하여 재설정된 값으로 로터회전속도의 감소를 진행하는 것을 특징으로 하는 실리카 고무의 배합온도 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the fourth step S40 is a step of decreasing the rotor rotational speed to a value that is reset based on the previously stored information at the same time as the initiation of the silane reaction.
청구항 1에 있어서,
상기 제4단계(S40)는 실란반응이 진행되는 동안 목표온도와 현재온도의 차이에 대한 기울기를 비교ㆍ연산하여 기울기가 “0”이 되는 시점까지 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 실리카 고무의 배합온도 제어방법.
The method according to claim 1,
The fourth step (S40) is to control and calculate the slope of the difference between the target temperature and the current temperature during the silane reaction and control until the slope becomes "0" Temperature control method.
청구항 1에 있어서,
상기 배합 조건을 입력하는 제1단계(S10) 중 제1과정은,
로터회전속도, 램 압력, 제어 시간, 제어 온도을 입력하며, 제2과정은 실란반응 온도와 유지 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 실리카 고무의 배합온도 제어방법.The method according to claim 1,
In the first step (S10) of inputting the mixing condition,
The rotor rotation speed, the ram pressure, the control time, and the control temperature, and the second step sets the silane reaction temperature and the holding time.
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