TW202033957A - 檢查方法及檢查裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能於脫水/乾燥步驟後且成型前檢測出過量水分之檢查技術。本發明之屑粒狀之聚合物之檢查方法的特徵在於:連續地供給聚合並脫水乾燥後之屑粒狀之聚合物,檢測上述屑粒狀之聚合物內之包含過量水分之屑粒。
Description
本發明係一種檢查所供給移送之屑粒狀之聚合物中有無水分之技術。
作為屑粒狀之聚合物之製程之一例,簡單地對丁二烯橡膠等合成橡膠之製程進行說明。
製備作為原料之丁二烯溶液,並添加觸媒,使其等聚合,而形成聚合物溶液(聚合步驟)。對所獲得之聚合物溶液進行蒸汽處理,回收屑漿狀之聚合物(脫溶劑步驟)。藉由擠出機將含有水分之聚合物脫水,並藉由熱風等進行乾燥,而使其成為乾燥屑粒狀(脫水/乾燥步驟)。壓縮屑粒狀之聚合物使其成型(成型步驟)。再者,一般而言,將合成橡膠之製造過程中產生之粒徑為3〜10 mm左右之顆粒稱為屑粒。
本申請案之發明係關於成型步驟者。對成型步驟更詳細地進行說明。
利用加壓成型機(通常稱為壓型機,以下稱為壓型機),將屑粒狀或粉末狀之半製品加壓成型為具有直六面體形狀之加壓成型品(通常稱為成型件,以下稱為成型件)。
此時,自動計量屑粒狀之聚合物,並將其調整至規定重量範圍內。將其成型為規定重量範圍內之成型件,並核查重量,藉由聚乙烯膜、聚苯乙烯膜等薄膜包裝袋被覆橡膠成型件,將複數個橡膠成型件收納至集裝箱等收納用容器,然後向使用者出貨。
再者,於使用者方,對成型件進行溶融或溶解、硫化、加工。
如上所述,於合成橡膠之製程中,未必使用水分,因此於脫水/乾燥步驟中會將水分去除。然而,實際上會殘存於脫水/乾燥步驟中未被徹底去除之水分。於包含過量水分之成型件中,存在產生外觀上之缺陷,或於使用者方發生故障之風險。
針對於此,在先前之一般成型步驟中,會於成型件成型後且搬出前,由監察員實施外觀目視檢查,藉此檢測包含過量水分之成型件。然而,對於成型件內部之過量水分,監察員無法檢測。又,監察員之負擔亦較大。
於專利文獻1中,提出了如下技術:使用具有平滑面之紅外線透射透明板,一面擠壓橡膠,一面經由透明板對試樣橡膠照射紅外線,藉此能以較短時間且高精度地測定試樣橡膠之水分含有率。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2004-020192號公報
[發明所欲解決之問題]
根據專利文獻1之技術,藉由測定試樣橡膠之水分含有率,並確認其為特定值以下,能推測出成為製品之成型件中亦不含過量水分。
然而,本申請案之發明人經過對過量水分殘存機制進行研究後認為,是否會殘存過量水分之規律性較低,難以預測,不易根據試樣橡膠之水分含有率為特定值以下,而斷定成為製品之成型件中亦不含過量水分。
本發明係鑒於上述問題點而完成,其目的在於:提供一種能於脫水/乾燥步驟後且成型前檢測出過量水分之檢查技術。
[解決問題之技術手段]
解決上述問題之本發明係一種檢查方法,係連續地供給聚合並脫水乾燥後之屑粒狀之聚合物,檢測上述屑粒狀之聚合物內之包含過量水分之屑粒。
藉由檢測成型件成型前之屑粒中包含過量水分之屑粒,能檢測出先前不能偵測到之成型件內部包含之過量水分。
於上述發明中,較佳為如下設定:測定上述屑粒狀之聚合物之溫度,基於溫度差,檢測包含過量水分之屑粒。
於上述發明中,較佳為如下設定:對連續地供給之屑粒狀之聚合物,測定各測點之溫度,求出複數個測點之平均溫度,檢測與溫度低於平均溫度之測點對應之屑粒。
於上述發明中,較佳為如下設定:檢測與相對於上述平均溫度之溫度差為9.5℃以上之測點對應之屑粒。
藉此,能檢測出過量水分氣化之影響、或溫度難以上升之影響所導致之低溫部。
於上述發明中,較佳為如下設定:供給上述脫水乾燥後之屑粒狀之聚合物時的聚合物之平均溫度為40〜70℃。
藉此,過量水分所導致之上述影響容易凸顯。
於上述發明中,較佳為如下設定:上述包含過量水分之屑粒為塊狀。
包含過量水分之屑粒容易結塊。又,若為塊狀,則易於檢測出氣化或溫度難以上升之影響。
於上述發明中,較佳為如下設定:包含過量水分之屑粒之含水率為1質量%以上。
解決上述問題之本發明係一種檢查裝置,其具備:供給機構,其連續地供給聚合並脫水乾燥後之屑粒狀之聚合物;溫度測定機構,其測定自上述供給機構供給之屑粒狀之聚合物之溫度;及判斷機構,其使用上述溫度測定機構算出與平均溫度之溫度差,並基於溫度差檢測包含過量水分之屑粒。
於上述發明中,較佳為如下設定:上述過量水分檢查機構為溫度記錄相機。
[發明之效果]
本發明能於脫水/乾燥步驟後且成型前檢測出過量水分。
〜系統構成〜
圖1係本發明之一實施形態之系統構成圖。
系統具備連續供給機構、過量水分檢查機構、成型件等值重量計測機構、成型件成型機構、搬出機構、控制機構,而執行一系列動作。
連續供給機構例如為振動送料機1。振動送料機1將聚合後經過脫水/乾燥步驟8之屑粒狀之聚合物2連續地供給至系統。
過量水分檢查機構例如為溫度記錄相機3。溫度記錄相機3設置於振動送料機1上,藉由偵測乾燥不充分之屑粒所導致之溫度未上升,而檢測過量水分(詳見下文)。
成型件等值重量計測機構例如為具有料斗之計量裝置6。料斗設置於連續供給機構與成型件成型機構之間。料斗具有上料斗與下料斗。藉由控制上料斗與下料斗之動作,並利用計量裝置6計量料斗內儲存之屑粒狀之聚合物之重量,而計測相當於成型件之屑粒狀之聚合物之重量。
成型件成型機構例如為加壓成型機(壓型機)7。供給藉由成型件等值重量計測機構所計量出之量之屑粒狀之聚合物,並對其施以加壓成型,而使其成為成型件。
搬出機構例如為輸送機14。於輸送機14之中途設置有重量計測裝置15。
控制裝置30自過量水分檢查機構3輸入過量水分檢查資訊,自重量計測裝置15輸入成型件重量資訊,而執行區分控制。即,將未檢測出過量水分、重量處於正規範圍內之成型件作為正規品12搬往下一步驟(包裝步驟)9,將檢測出過量水分、或/及重量處於正規範圍外之成型件作為不合規品13剔除,並送往另一步驟10(再處理)。
過量水分並非實質瑕疵,藉由將包含過量水分之屑粒狀之聚合物再處理,可作為材料加以再利用。
〜本申請案之基本概念〜
本申請案之發明係著眼於過量水分所導致之溫度差者。圖2係作為本發明基本概念之根據之驗證試驗結果。圖2之縱軸為屑粒之含水率(質量%),橫軸為由[(WP表面溫度)-(屑粒平均溫度)]求出之數值。此處,所謂WP表面溫度,係指屑粒中被猜想為包含過量水分之部分之測定溫度,所謂屑粒平均溫度,係指複數個測點之平均溫度。
聚合後經過脫水/乾燥步驟再被連續地供給至成型步驟之屑粒狀之聚合物之平均溫度為40〜70℃。更詳細而言,於在冬季進行之驗證試驗中,屑粒狀之聚合物之平均溫度為48.8℃,而於在夏季進行之驗證試驗中,屑粒狀之聚合物之平均溫度為60.7℃。
再者,驗證試驗場所之冬季平均外部氣溫為6℃左右,夏季平均外部氣溫為26℃左右。脫水/乾燥步驟後之屑粒狀之聚合物之平均溫度會受到外部氣溫之影響。
無論是夏季還是冬季,屑粒狀之聚合物之溫度均以平均值為中心於-20℃〜+15℃之範圍內存在差異。調查此時之屑粒狀之聚合物之含水率。
由圖2之結果可知以下情況。在WP表面溫度處於屑粒平均溫度附近或高於屑粒平均溫度之屑粒中,含水率極低。另一方面,在WP表面溫度低於平均溫度之屑粒中,含水率較高。尤其,於WP表面溫度與屑粒平均溫度之溫度差為9.5℃以上之情形時,屑粒之含水率非常高。
又,包含過量水分之屑粒可見到容易結塊之傾向。將該塊中包含過量水分之部分定義為WET POINT(WP)。推測認為,脫水/乾燥步驟後之屑粒具有相對較高之溫度,而於包含過量水分之屑粒中,水分氣化時會奪取屑粒之熱量,或與過量水分增加相應地,溫度變得難以上升。
無論是夏季還是冬季,均可見同樣之傾向。於試驗之一例中,在冬季,屑粒表面溫度為48.8℃,WP為35.4℃(屑粒表面溫度與WP之溫度差為13.4℃),在夏季,屑粒表面溫度為60.7℃,WP為47.4℃(屑粒表面溫度與WP之溫度差為13.3℃)。
由該結果可判斷出,測定屑粒狀之聚合物之溫度,能檢測出包含過量水分之屑粒,尤其,藉由著眼於溫度差,能不依存於外部氣溫,而確實地檢測出WET POINT。尤其,能檢測出包含1質量%以上過量水分之屑粒之WET POINT。
〜包含過量水分之屑粒(WET POINT)之檢測〜
WET POINT係基於溫度差而檢測。更具體而言,求出屑粒之複數個測點之平均溫度,將溫度低於平均溫度之測點部分設定為WET POINT,藉此能檢測出WET POINT。
藉由將與上述平均溫度之差為9.5℃以上之測點部分設定為WET POINT,能更高精度地檢測出WET POINT。
屑粒之平均溫度例如可藉由以下方法而求出。
圖3係溫度測定之一例。溫度測定機構為溫度記錄相機。能實現30幀/秒之攝像。溫度記錄相機3例如可使用CHINO公司製造之CPA-L25B。
利用溫度記錄相機拍攝屑粒並形成圖像,測定各圖像中與特定範圍(例如,600 mm×500 mm)對應之圖像範圍(圖示虛線)內之像素單位之溫度。由各像素之測定溫度能求出屑粒之平均溫度。
求取平均溫度時,測點較佳為100〜100,000,更佳為1,000〜100,000,特佳為10,000〜100,000。能高精度地檢測出WET POINT。
進而,抽出溫度較平均溫度低特定值以下(例如9.5℃)之像素,藉此檢測WET POINT。
〜過量水分產生機制推定〜
前提條件為,藉由經過脫水/乾燥步驟,不會產生含有過量水分之屑粒。儘管如此,實際上依然會產生含有過量水分之屑粒。關於其機制進行了探討。
於脫水/乾燥步驟中,水分會被排出至外部。此時,小片牢牢黏附於排出部內壁面。小片吸收被排出至外部之水分之一部分。
存在含有水分之小片基於某種契機剝離,而混入向下一步驟(成型步驟)供給之屑粒中之風險。
因此,要預測含有過量水分之屑粒之產生非常困難。
〜關於屑粒塊〜
作為屑粒之特徵,屑粒具有黏著性,屑粒彼此容易黏結,推測認為其易於形成屑粒塊。據推測,包含過量水分之屑粒塊混入,由此導致WET POINT產生。
另一方面,若過量水分彙聚而存在,則氣化之影響等容易凸顯,從而易於檢測出低溫部(參照圖3)。
因此,本申請案適於WET POINT之檢測,但並不限定於屑粒塊,亦可應用於屑粒。
再者,一般屑粒之粒徑為3〜10 mm。於本申請案中,將粒徑達20 mm以上者稱為屑粒塊。
〜效果〜
綜上所述,能於脫水/乾燥步驟後且成型件成型前檢測出過量水分。其結果,亦能檢測出成型件內部之過量水分。
再者,由於能在成型件成型前檢測出過量水分,因此例如亦存在如下可能性:於向壓型機落下之軌道上,將包含過量水分之屑粒狀之聚合物剔除。
然而,屑粒狀之聚合物具有黏著性,顆粒彼此容易黏結,結果,粒度變得不均一而難以預測行為。於在向壓型機落下之軌道上,將包含過量水分之屑粒狀之聚合物剔除之情形時,需要複雜之機構。另一方面,只要於成型件成型後,將包含過量水分之成型件去除,便能容易且確實地將其去除。
根據上文所述,無需溫度記錄相機與簡單控制以外之構成或步驟。無需對現有之製程追加新構成或新步驟,便能輕易且確實地檢測出過量水分。亦不會對製品之品質造成影響。
又,藉由著眼於溫度差,能不依存於外部氣溫,而確實地進行檢測。
〜對象之屑粒狀之聚合物〜
形成成型件之對象之屑粒狀之聚合物為可硫化之橡膠,例如可列舉天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁二烯橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈系橡膠(NBR)、乙丙橡膠(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、丙烯酸系橡膠(ACM)、胺基甲酸酯系橡膠(U)、矽酮系橡膠(VMQ、PVMQ、FVMQ)、氟系橡膠(FKM)、多硫化橡膠(T)等。尤其,就本發明而言,最佳為對丁二烯橡膠(BR)之應用。於驗證試驗中,使用丁二烯橡膠。
〜總結〜
經過脫水/乾燥步驟再被連續地供給至成型步驟之屑粒狀之聚合物之平均溫度為40〜70℃。例如,於在冬季進行之驗證試驗中,平均溫度為48.8℃,而於在夏季進行之驗證試驗中,平均溫度為60.7℃。調查此時之屑粒狀之聚合物之含水率。在溫度處於平均值附近或高於平均之屑粒中,含水率極低。另一方面,在溫度低於平均之屑粒中,尤其在與平均溫度之溫度差為9.5℃以上之情形時,含水率顯著較高。作為一例,對包含過量水分之屑粒,測定塊之溫度,冬季為35.4℃(溫度差為13.4℃),夏季為47.4℃(溫度差為13.3℃)。由該結果可知,藉由測定屑粒狀之聚合物之溫度,並著眼於溫度差,能不依存於外部氣溫,而確實地檢測出包含過量水分之屑粒。
1:振動送料機
2:橡膠屑粒
3:溫度記錄相機
6:附料斗之計量裝置
7:壓型機(加壓成型機)
8:脫水/乾燥步驟
9:包裝步驟
10:再處理步驟
11:異常偵測信號
12:正規品(製品)
13:不合規品
14:輸送機
15:重量計測裝置
30:控制裝置
圖1係本發明之一實施形態之系統構成圖。
圖2係作為本發明基本概念之根據之驗證試驗結果。
圖3係本發明之一實施形態之檢測例。
2:橡膠屑粒
3:溫度記錄相機
6:附料斗之計量裝置
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8:脫水/乾燥步驟
9:包裝步驟
10:再處理步驟
11:異常偵測信號
12:正規品(製品)
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14:輸送機
15:重量計測裝置
30:控制裝置
Claims (9)
- 一種檢查方法,其特徵在於:連續地供給聚合並脫水乾燥後之屑粒狀之聚合物, 檢測上述屑粒狀之聚合物內之包含過量水分之屑粒。
- 如請求項1之檢查方法,其中測定上述屑粒狀之聚合物之溫度, 基於溫度差,檢測包含過量水分之屑粒。
- 如請求項2之檢查方法,其中對連續地供給之屑粒狀之聚合物,測定各測點之溫度, 求出複數個測點之平均溫度, 檢測與溫度低於平均溫度之測點對應之屑粒。
- 如請求項3之檢查方法,其中檢測與相對於上述平均溫度之溫度差為9.5℃以上之測點對應之屑粒。
- 如請求項1至4中任一項之檢查方法,其中供給上述脫水乾燥後之屑粒狀之聚合物時的聚合物之平均溫度為40〜70℃。
- 如請求項1至5中任一項之檢查方法,其中上述包含過量水分之屑粒為塊狀。
- 如請求項1至6中任一項之檢查方法,其中包含過量水分之屑粒之含水率為1質量%以上。
- 一種檢查裝置,其特徵在於具備: 供給機構,其連續地供給聚合並脫水乾燥後之屑粒狀之聚合物; 溫度測定機構,其測定自上述供給機構供給之屑粒狀之聚合物之溫度;及 判斷機構,其使用上述溫度測定機構算出與平均溫度之溫度差,並基於溫度差檢測包含過量水分之屑粒。
- 如請求項8之檢查裝置,其中上述溫度測定機構為溫度記錄相機。
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