WO2018181199A1 - 含水物検出装置、含水物検出方法、およびゴム状重合体の製造方法 - Google Patents

含水物検出装置、含水物検出方法、およびゴム状重合体の製造方法 Download PDF

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昌生 中村
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日本ゼオン株式会社
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    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content

Definitions

  • the present invention relates to a hydrated substance detection device, a hydrated substance detection method, and a method for producing a rubbery polymer.
  • the rubbery polymer after polymerization and coagulation contains a lot of water. Therefore, the moisture contained in the rubber-like polymer is removed by extruding and drying the rubber-like polymer by extrusion drying or the like, and further heating and drying the crumb of the obtained rubber-like polymer by vibration drying or the like. In addition, it is possible to detect hydrated substances such as crumbs contained in the dried rubbery polymer and remove such hydrated substances from the dried rubbery polymer. May also be performed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-12339 discloses a technique for detecting moisture contained in crumb rubber by an infrared sensor.
  • the infrared sensor tends to detect the surface of the conveyor as being at a low temperature, it is easily misrecognized as if the surface of the conveyor is hydrated.
  • the amount of the rubber-like polymer is large, only the outermost rubber can be detected, so that the hydrated substance cannot be detected with high accuracy. For this reason, there is a limit to the improvement of product quality in the conventional technology.
  • An object of the present invention is to provide a hydrated substance detection device capable of accurately detecting a hydrated substance in a rubber-like polymer.
  • one aspect of the present invention is a hydrated matter detection device for detecting a hydrated matter in a rubbery polymer, wherein the hydrated matter detecting device conveys the rubbery polymer, and is conveyed by the conveying unit.
  • a detection unit for detecting the rubber-like polymer therein with a temperature sensor the transport unit has a surface with an emissivity of 0.50 or more, and the frame rate of the temperature sensor is 5 to 120 Hz.
  • the detecting unit is a hydrated substance detection device that detects a hydrated substance in the rubber-like polymer from the downstream side of the outlet in the vicinity of the outlet of the conveying part.
  • a hydrated substance detection device capable of accurately detecting a hydrated substance in a rubber-like polymer can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a hydrated substance detection device according to the present invention.
  • the crumb detection device 100 of this embodiment is a hydrated matter detection device that detects hydrated matter in a rubber-like polymer. As shown in FIG. 1, the rubber-like polymer is processed into a plurality of dried crumbs C.
  • the plurality of crumbs C includes a dry crumb CD containing no water and a water-containing crumb CW containing water. It is included.
  • the crumb detection device 100 is an example of a hydrated matter detection device according to the present invention.
  • the crumb detection device 100 has a conveyor 10 that conveys the crumb C as shown in FIG.
  • the aspect of the conveyor 10 is not particularly limited, and may be, for example, a belt type conveyor or a vibration type conveyor.
  • the vibration type conveyor is likely to cause the crumbs C to be turned upside down during transport, and the detection of each crumb C is facilitated.
  • the material of the conveyor 10 is not particularly limited, but when using a vibrating conveyor, it is preferable to use a stainless steel plate whose surface is coated with Teflon (Teflon is a registered trademark).
  • the conveyor 10 is an example of the conveyance part in the hydrated material detection apparatus of this invention.
  • the conveyor 10 has a surface 11 with an emissivity of 0.50 or more.
  • the emissivity is a numerical value of the degree to which infrared energy is radiated from the surface of the object.
  • the emissivity of the mirror body is 0, and the emissivity of the complete black body is 1.
  • the emissivity of the surface 11 of the conveyor 10 is 0.50 or more, preferably 0.70 or more, and more preferably 0.80 or more. If the emissivity of the surface 11 of the conveyor 10 is excessively low, the reflection of light on the surface 11 of the conveyor 10 increases, so that the detection sensitivity of the sensor 40 may be significantly reduced.
  • the conveyor 10 is made of stainless steel as described above, and the emissivity of the stainless steel is about 0.3. However, since the conveyor 10 is coated with Teflon on the stainless steel surface, the radiation of the surface of the conveyor 10 is The rate is 0.50 or more.
  • the crumb detection device 100 has a sensor 40 for detecting the crumb C as shown in FIG.
  • An infrared camera 41 is mounted on the sensor 40.
  • the infrared camera 41 detects the temperature of the crumb C being conveyed by the conveyor 10.
  • the sensor 40 is an example of the detection part in the hydrated substance detection apparatus of this invention
  • the infrared camera 41 is an example of the temperature sensor of a detection part.
  • an outlet 12 of the conveyor 10 is provided on the downstream side of the conveyor 10, and a sensor 40 is disposed in the vicinity of the outlet 12.
  • the sensor 40 detects the water-containing crumb CW in the crumb C on the surface 11 of the conveyor 10 from the downstream side of the outlet 12 of the conveyor 10 in the vicinity of the outlet 12 of the conveyor 10.
  • the right side (exit 12 side) of the conveyor 10 is downstream, and the left side of the conveyor 10 (side opposite to the outlet 12) is upstream.
  • the sensor 40 is disposed in the vicinity of the outlet 12 on the downstream side of the outlet 12 of the conveyor 10, and the outlet of the conveyor 10 disposed obliquely below as viewed from the sensor 40.
  • the hydrated crumb CW in the crumb C passing through 12 is detected.
  • the vicinity of the outlet 12 of the conveyor 10 also has a surface 11 with an emissivity of 0.50 or more.
  • a heating unit such as a hot air blower or the like is provided as described below.
  • the sensor may malfunction due to the influence of heat.
  • the sensor is installed directly above the conveyor, the crumbs are transported while overlapping vertically when there is a large amount of crumb processing. Therefore, if the sensor is installed directly above the conveyor, the lower crumb that overlaps vertically will be detected. There is a problem that detection accuracy is low.
  • the senor 40 is disposed on the downstream side of the outlet 12 of the conveyor 10 (not disposed directly above the conveyor 10). It is less likely to be affected by the influence of water vapor that diverges or by heat when a heating unit such as a hot air blower is provided as will be described later, and the sensor 40 is less likely to malfunction.
  • the overlap of the crumbs C gradually collapses during the conveyance, and there is a tendency that the overlap of the crumbs C tends to decrease in the vicinity of the outlet 12 of the conveyor 10 where the crumbs C fall. is there. Therefore, even when the amount of crumb C transported is large, a decrease in detection accuracy can be prevented by detecting the hydrated crumb CW in the crumb C in the vicinity of the outlet 12 of the conveyor 10.
  • the surface near the outlet 12 of the conveyor 10 also has a surface 11 with an emissivity of 0.50 or more, the reflection of light on the surface 11 of the outlet 12 of the conveyor 10 is reduced, and the detection sensitivity of the sensor 40 is significantly reduced. Can be prevented.
  • the crumb detection apparatus 100 of this embodiment it is preferable to provide heating parts, such as the warm air blower 20 which heats the conveyor 10. As shown in FIG. If the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 is low, the sensor 40 may erroneously detect that the surface 11 of the conveyor 10 is a hydrated crumb CW. Therefore, by providing such a warm air blower 20, it is possible to control the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 to be maintained at a constant temperature.
  • the hot air blower 20 is an example of a heating unit in the hydrated matter detection device of the present invention. In addition, such a heating part is not limited to the warm air blower 20, You may use another heating means.
  • the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 is preferably maintained at 30 ° C. to 70 ° C., more preferably 40 ° C. to 70 ° C., and even more preferably 50 ° C. to 70 ° C. by heating the hot air blower 20.
  • the detection accuracy of the water-containing crumb CW by the sensor 40 can be improved. If the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 is maintained too low, the sensor 40 may be erroneously detected as described above. If the temperature is maintained at an excessively high temperature, measurement during bale molding may occur due to product deterioration or mutual attachment. The accuracy may be reduced.
  • the infrared camera 41 can adjust the frame rate for recording the infrared signal according to the transport speed.
  • the frame rate is the number of frames such as the number of still images and the number of frames that can process a moving image per unit time.
  • the frame rate of the infrared camera 41 is 5 to 120 Hz, preferably 9 Hz to 120 Hz, more preferably 15 Hz to 60 Hz, and further preferably 15 Hz to 33 Hz. If this frame rate is excessively high, a high calculation processing capability is required, and it may take a long time for detection. If it is excessively small, detection of crumb C may be missed.
  • the thermal image resolution required for infrared recording depends on the minimum size of the crumb C to be detected and the distance to the crumb C to be detected. Therefore, it is preferable that the thermal image resolution of the infrared camera 41 is usually 80 ⁇ 60 to 1024 ⁇ 768 in the horizontal and vertical directions, more preferably 160 ⁇ 120 or more, and further preferably 320 ⁇ 240 or more. If the thermal image resolution is excessively low, the hydrated crumb CW having a small size may not be detected. Further, if the thermal image resolution is excessively high, it takes time to process the signal, and there is a possibility that the water-containing crumb CW described later cannot be removed in real time.
  • the crumb detection device 100 is provided with a control device 50 including an arithmetic device such as a personal computer. Further, the control device 50 is further provided with a display device 60.
  • the sensor 40 is connected to the control device 50, and a signal detected by the sensor 40 is transmitted to the control device 50 and processed by the control device 50.
  • the processing method may be detected from a simple image. However, in order to avoid the detection of duplication of the crumb C, it is preferable to carry out the image processing by detecting the movement and size of the crumb C.
  • the processed image can be displayed on the display device 60.
  • the signal and processed image data captured by the control device 50 can be recorded in a memory (not shown) built in the control device 50 so as to be input / output.
  • the sensor 40 preferably includes a MOS (MetalMetaOxide Semiconductor) sensor 42 such as a digital camera that captures an actual image of the water-containing crumb CW.
  • the sensor 40 includes the water-containing crumb imaged by the MOS sensor 42. It is preferably controlled to detect the size and position of the CW. Since the actual image is captured in this manner, the size and position of the hydrated crumb CW can be specified, so that the detection accuracy of the hydrated crumb CW can be improved.
  • the MOS sensor 42 is an example of an imaging unit included in the detection unit in the hydrated substance detection device of the present invention.
  • an imaging device such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor or a CCD (Charge Coupled Device) may be used for such an imaging unit.
  • a sensor is preferably used.
  • the frame rate and the number of pixels of the MOS sensor 42 are larger than those of the infrared camera 41 from the viewpoint of performing more precise detection. Further, from the viewpoint of performing more precise detection, it is preferable to irradiate uniform and less flickering such as a white LED (not shown) when photographing a real image.
  • such an imaging unit such as the MOS sensor 42 is an infrared ray. It is preferable to use in combination with a temperature sensor such as the camera 41.
  • FIG. 2 is a schematic view of a crumb detection apparatus 100 showing a second embodiment of the hydrated substance detection apparatus according to the present invention.
  • an inclined surface 13 that is inclined downward is provided on the outlet 12 side of the conveyor 10.
  • the inclined surface 13 also has the surface 11 whose emissivity is 0.50 or more.
  • the sensor 40 detects the hydrated crumb CW in the crumb C on the inclined surface 13. That is, in the crumb detection device 100 shown in FIG. 2, the crumb C falls along the inclined surface 13 from the outlet 12 of the conveyor 10, and the falling crumb C is detected by the sensor 40.
  • the inclined surface 13 By providing such an inclined surface 13, the overlap of the crumbs C is eliminated, and the water-containing crumbs CW in the crumbs C can be reliably detected.
  • the inclined surface 13 also has the surface 11 having an emissivity of 0.50 or more, reflection of light on the surface 11 of the inclined surface 13 is reduced, and the detection sensitivity of the sensor 40 can be prevented from being significantly lowered.
  • FIG. 3 is a view of the crumb detection device 100 shown in FIG. 2 as viewed from the downstream side to the upstream side of the conveyor 10.
  • a process for forming a bale also referred to as a rubber bale
  • the quality of the bale is deteriorated. Therefore, the detected water-containing crumb CW is preferably recovered.
  • the method for collecting the hydrated crumb CW is not limited, and examples include a method of blowing the hydrated crumb CW with air, a method of grabbing with a robot arm, and a method of removing it with an openable chute.
  • the crumb C is often indeterminate, and unlike a resin pellet, it may become a large lump, so that it is preferable to have an openable chute structure.
  • the crumb detection device 100 with a collection box 70 for collecting the hydrated crumb CW.
  • the collection box 70 can collect the water-containing crumb CW detected when the sensor 40 detects the water-containing crumb CW from the crumb C.
  • the collection box 70 is disposed downstream of the conveyor 10 (below the outlet 12 of the conveyor 10 in FIGS. 1 and 2).
  • the recovery box 70 preferably includes a storage portion 71 that stores the recovered crumb C, and a flap 72 that opens and closes when the crumb C is recovered in the storage portion 71.
  • the collection box 70 is an example of a collection unit in the hydrated substance detection apparatus of the present invention, and the flap 72 is an example of an opening / closing door of the collection unit.
  • the flap 72 of the collection box 70 is opened, and the hydrated crumb CW is collected in the storage unit 71. Is controlled to do. Further, when the sensor 40 does not detect the hydrated crumb CW from the crumb C, the flap 72 of the collection box 70 is closed, and the crumb C is dropped onto the conveyor 30 and conveyed to the process of forming a bale.
  • the opening / closing of the flap 72 of the collection box 70 can be controlled by the control device 50 based on a signal from the sensor 40.
  • the crumb C including the hydrated crumb CW accommodated in the accommodating portion 71 of the collection box 70 can be returned to the upstream of the step of drying the crumb C.
  • a conveyor (not shown) that conveys the crumb C upstream from the collection box 70 may be provided to control the crumb C to return upstream.
  • the crumb C containing the hydrated crumb CW collected in the collection box 70 is dried again and the sensor 40 detects it, whereby the hydrated crumb CW contained in the crumb C after the drying process can be further reduced.
  • Control for returning the crumb C recovered by the recovery box 70 to the upstream side can be performed by the control device 50.
  • the collection box 70 is controlled so that the flap 72 is opened and closed in accordance with the size and position of the hydrated crumb CW detected by the sensor 40. Control for opening and closing the flap 72 can also be performed by the control device 50.
  • the flap 72 of the collection box 70 is composed of five flaps (flaps 72A to 72E) as shown in FIG.
  • the control device 50 calculates the size of the hydrated crumb CW and the position in the width direction of the conveyor 10, and based on this calculation result, The flaps 72A to 72E open and close.
  • the flaps 72A to 72E individually correspond to the dimensions of the water-containing crumbs CW1 to CW5 and the position in the width direction of the conveyor 10.
  • the hydrated crumbs CW1 to CW5 are respectively collected in the accommodating portion 71 of the collection box 70.
  • the crumb detection device 100 of the present embodiment can accurately detect the hydrated crumb CW in the crumb C. Further, by collecting the water-containing crumb CW detected in this way, the quality of the rubber product obtained from the crumb C can be improved.
  • the crumb detection method of this embodiment is a hydrated substance detection method for detecting a hydrated crumb CW from a plurality of crumbs C, and the above-described crumb detection device 100 can be used.
  • a plurality of crumbs C are conveyed by the conveyor 10, the crumb C being conveyed by the conveyor 10 is detected by the sensor 40, and the sensor 40 is a conveyor on which the crumb C falls.
  • the water-containing crumb CW in the crumb C is detected from the downstream side of the outlet 12 in the vicinity of the ten outlets 12 (see FIG. 1).
  • the inclined surface 13 which inclines below may be provided in the exit 12 side of the conveyor 10, and the water-containing crumb CW in the crumb C may be detected by the inclined surface 13 (refer FIG. 2).
  • the conveyor 10 has a surface with an emissivity of 0.50 or more, and the emissivity of the surface 11 of the conveyor 10 is preferably 0.70 or more, and more preferably 0.80 or more.
  • the conveyor 10 is preferably heated by the hot air blower 20.
  • an infrared camera 41 can be used (see FIG. 1).
  • the frame rate of the temperature sensor is 5 to 120 Hz, preferably 9 Hz to 120 Hz, more preferably 15 Hz to 60 Hz, and further preferably 15 Hz to 33 Hz.
  • the sensor 40 is preferably provided with a MOS sensor 42 that captures an actual image of the hydrated crumb CW, and the size and position of the hydrated crumb CW captured by the MOS sensor 42 are preferably detected.
  • a recovery box 70 for recovering the detected water-containing crumb CW is provided, and when the sensor 40 detects the water-containing crumb CW in the crumb C, it is recovered in this recovery box 70.
  • the collection box 70 is preferably provided with a storage portion 71 and a flap 72 that opens and closes when the crumb C is recovered in the storage portion 71.
  • the flap 72 is preferably composed of a plurality of flaps 72A to 72E, and opens and closes the flaps 72A to 72E corresponding to the detected size and position of the water-containing crumb CW.
  • the crumb detection method of the present embodiment By detecting the hydrated crumb CW in the crumb C using the crumb detection method of the present embodiment, the effect of using the crumb detection device 100 of the present embodiment can be obtained. That is, the water-containing crumb CW in the crumb C can be detected with high accuracy. Further, by collecting the water-containing crumb CW detected in this way, the quality of the rubber product obtained from the crumb C can be improved.
  • the crumb detection method of this embodiment is an example of the hydrated substance detection method of this invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for producing a rubbery polymer according to an embodiment of the present invention.
  • the method for producing a rubber-like polymer of this embodiment includes a polymerization step S1, a coagulation step S2, a dehydration step S3, an extrusion drying step S4, a vibration drying step S5, and a molding step S6.
  • the manufacturing method of this embodiment is an example of the manufacturing method of the rubber-like polymer of this invention.
  • a rubber raw material such as butadiene is polymerized by a polymerization reaction such as solution polymerization or emulsion polymerization to obtain a polymer solution or latex of a rubber-like polymer.
  • a rubber-like polymer slurry is prepared by removing a solvent or a polymer solution of a rubber-like polymer by a steam stripping method or by salt coagulation.
  • coagulation process S2 is an example of the coagulation process in the manufacturing method of the rubber-like polymer of this invention.
  • the rubber-like polymer slurry is dehydrated using a dehydrator such as an extruder-type squeezer to obtain a crumb having a predetermined moisture content.
  • the extrusion drying step S4 the dehydrated rubber polymer crumb C is extrusion dried using an extrusion dryer.
  • the dehydration step S3 and the extrusion drying step S4 are examples of the dehydration step and the crumbization step in the method for producing a rubbery polymer of the present invention.
  • the crumb C that has passed through the extrusion drying step S4 is placed on a moving vibration belt and heated while being vibrated to be dried (hereinafter sometimes referred to as heat drying).
  • the weight of the crumb C that has undergone the vibration drying step S5 is measured and formed into a bale having a predetermined size using a forming machine.
  • the bale may have a rectangular parallelepiped shape having a predetermined dimension.
  • the vibration drying step S5 and the molding step S6 are examples of the vibration drying step and the molding step in the method for producing a rubber-like polymer of the present invention.
  • the manufacturing method of the rubber-like polymer of the present embodiment further includes a transport process S51, a detection process S52, and a recovery process S54. These steps can be performed using the crumb detection method of the present embodiment described above.
  • a conveying step S51 is performed after the vibration drying step S5.
  • the crumb C dried in the vibration drying step S5 is transported. And it progresses to detection process S52, and the sensor 40 detects the water-containing crumb CW in the crumb C from the downstream of the exit 12 of the conveyor 10 in the vicinity of the exit 12 of the conveyor 10 where the crumb C currently conveyed by the conveyor 10 falls. .
  • the process proceeds to the collection step S54, and the detected hydrated crumb CW is collected.
  • the recovery step includes a step of returning the recovered water-containing crumb CW to the vibration drying step S5 (step from S54 to S5).
  • the recovered water-containing crumb CW is transported to the vibration drying step S5 and again Heated to dry.
  • the transport destination of the collected water-containing crumb CW is not limited to the vibration drying step S5, and may be transported upstream of the vibration drying step S5 that can be heated and dried again.
  • the process proceeds to the molding step S6, and the crumb C is molded into a bale having a predetermined dimension.
  • the effect of using the crumb detection method of the present embodiment can be obtained. That is, the water-containing crumb CW in the crumb C can be detected with high accuracy. Further, by collecting the water-containing crumb CW detected in this way, the quality of the rubber product obtained from the crumb C can be improved.
  • Preliminary test (Detection rate of hydrous crumb)
  • dry crumbs dried crumbs
  • a completely dried crumb and a crumb containing an undried portion were separated from the dried crumb.
  • About 20 kg of crumb pre-warmed in a 90 ° C. oven for 5 minutes was supplied so that the bed thickness was about 5 cm and the bed width was about 30 cm, and detection was performed three times at predetermined detection locations and conditions.
  • the average detection rate was defined as detection rate%.
  • 100 parts of undried rubber having a volatile content of about 20% per about 20 kg of dry rubber and about 5 cm square and about 1 cm thick were added.
  • Detection was carried out through three sections of hot air drying from the extrusion dryer.
  • the drying temperature was 105 ° C in the first section, 90 ° C in the second section, and 90 ° C-80 ° C-50 ° C or 90 ° C-80 ° C-70 ° C in the third section. It was dried with the vibration conveyor of the state.
  • the residence time for each section was 0.5 minutes, 2 minutes, and 2 minutes, respectively.
  • butadiene rubber was obtained by solution polymerization using an organolithium catalyst.
  • the resulting butadiene rubber had a Mooney viscosity of 50, and the 1,2-bond content in butadiene was 9 mol%.
  • the crumb C was obtained by charging this to an extrusion dryer whose rotation speed was controlled so that the die temperature would be 145 ° C. so as to obtain a predetermined dry weight.
  • the obtained crumb C was dried with warm air.
  • the volatile content in the first section-out (set temperature: 100 ° C., residence time: 30 seconds) of hot air drying was 5%.
  • the second section was dried by supplying hot air at 100 ° C. and the third section at 100 ° C., 70 ° C., and 30 to 70 ° C. in three divided temperatures.
  • the crumb C is detected by using an infrared (IR) camera 41 (pixel number: 320 ⁇ 240, frame rate: 33 Hz) on the sensor 40 and vibration drying using a vibration conveyor as a drying method.
  • the detection location was the outlet 12 of the conveyor 10, the emissivity of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 0.55, the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 70 ° C., and crumb C was detected.
  • the detection rate of hydrous crumb CW was 83%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 2 Clam C was detected in the same manner as in Example 1 except that the emissivity of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 0.96 (see FIG. 1). The detection rate of hydrous crumb CW was 90%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 3 Clam C was detected in the same manner as in Example 2 except that the infrared camera 41 and the MOS sensor 42 were used as the sensor 40 (see FIG. 1). A 1280 ⁇ 720 ⁇ 30 fps real image moving image recording camera (4/3 type MOS sensor) was used as the MOS sensor 42, and white LED light was irradiated as auxiliary light. The detection rate of hydrous crumb CW was 95%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 4 Clam C was detected in the same manner as in Example 3 except that the inclined surface 13 was provided on the exit 12 side of the conveyor 10 and the detection location was the inclined surface 13 (see FIG. 2).
  • the detection rate of hydrous crumb CW was 100%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 5 Clam C was detected in the same manner as in Example 3 except that the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 50 ° C. (see FIG. 2). The detection rate of hydrous crumb CW was 100%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 6 Clam C was detected in the same manner as in Example 3 except that the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 40 ° C. (see FIG. 2). The detection rate of hydrous crumb CW was 98%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 7 Clam C was detected in the same manner as in Example 3 except that the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 30 ° C. (see FIG. 2). The detection rate of hydrous crumb CW was 88%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 8 Clam C was detected in the same manner as in Example 5 except that drying using a belt conveyor instead of vibration drying was performed as a drying method (see FIG. 2). The detection rate of hydrous crumb CW was 100%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 9 Furthermore, crumb C was detected in the same manner as in Example 2 except that the frame rate of the sensor 40 (infrared camera 41) was 9 Hz (see FIG. 1). The detection rate of hydrous crumb CW was 71%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 10 Clam C was detected in the same manner as in Example 9 except that the frame rate of the sensor 40 (infrared camera 41) was 15 Hz (see FIG. 1). The detection rate of hydrous crumb CW was 89%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 11 Clam C was detected in the same manner as in Example 9 except that the frame rate of the sensor 40 (infrared camera 41) was 25 Hz (see FIG. 1). The detection rate of hydrous crumb CW was 100%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 1 The crumb C was prepared in the same manner as in Example 8 except that the infrared sensor 41 was not used as the sensor 40, only the MOS sensor 42 was used, the detection location was directly above the conveyor 10, and the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 90 ° C. Detected (see FIG. 6). The detection rate of hydrous crumb CW was 6%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Clam C was detected in the same manner as in Example 9 except that the frame rate of the sensor 40 (infrared camera 41) was 1 Hz (see FIG. 6). The detection rate of hydrous crumb CW was 15%. Table 1 shows the detection conditions and results.
  • Example 4 and Example 8 a removal test of the detected hydrated crumb CW was performed.
  • the removal rate averaged 95%.
  • the removal rate is about 30% on average.
  • Example 4 and Example 8 a removal test of the detected hydrated crumb CW was performed.
  • the removal rate averaged 95%.
  • the removal rate is about 30% on average.
  • Examples 12 to 17, Comparative Example 7 Based on the conditions and results of Examples 4 to 6 from Table 1, an actual machine test was conducted. Dry crumbs were detected by an actual machine test, and the drying uniformity of the crumbs after removing the water-containing crumb CW was confirmed (Examples 12 to 17, Comparative Example 7).
  • Example 12 As shown in FIG. 2, an infrared camera 41 and a MOS sensor 42 are used as the sensor 40, vibration drying is performed using a vibration conveyor (conveyance width: 1.5 m) as a drying method, and the resultant is put into an extrusion dryer (actual machine).
  • the rate was set to 7000 kg / h
  • the emissivity of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 0.96
  • the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 50 ° C.
  • a recovery box 70 (flap: 1 piece) was used as a crumb removal method. (See FIGS. 2 and 3).
  • the amount of crumb removed was 236 kg / h, and the drying uniformity was 0.1.
  • Table 2 The conditions and results are shown in Table 2.
  • Example 13 Clam C was detected in the same manner as in Example 12 except that the recovery box 70 (flap: 5) was used as the crumb removal method (see FIGS. 2 and 3). The amount of crumb removed was 75 kg / h, and the drying uniformity was 0.1. The conditions and results are shown in Table 2.
  • Example 14 Clam C was detected in the same manner as in Example 13 except that the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 70 ° C. (see FIGS. 2 and 3). The amount of crumb removed was 92 kg / h, and the drying uniformity was 0.0. The conditions and results are shown in Table 2.
  • Example 15 Clam C was detected in the same manner as in Example 14 except that the charging rate into the extrusion dryer (actual machine) was 5000 kg / h (see FIGS. 2 and 3). The amount of crumb removed was 221 kg / h, and the drying uniformity was 0.0. The conditions and results are shown in Table 2.
  • Example 16 Clam C was detected in the same manner as in Example 15 except that a vibrating conveyor (conveyance width: 1.8 m) was used as the drying method and a collection box 70 (flaps: 6) was used as the crumb removal method (FIG. 2). FIG. 3). The amount of crumb removed was 111 kg / h, and the drying uniformity was 0.0. The conditions and results are shown in Table 2.
  • Example 17 Clam C was detected in the same manner as in Example 16 except that the temperature of the surface 11 of the conveyor 10 was set to 40 ° C. (see FIGS. 2 and 3). The amount of crumb removed was 48 kg / h, and the drying uniformity was 1.0. The conditions and results are shown in Table 2.
  • the emissivity of the surface 11 of the conveyor 10 is set to 0.50 or more, and the infrared camera 41 with a frame rate of 5 to 120 Hz is used in the crumb C from the downstream side of the outlet 12 in the vicinity of the outlet 12 of the conveyor 10.
  • the detection rate of water-containing crumb CW was 65% or more (Examples 1 to 11).
  • the detection rate was less than 65% (Comparative Examples 1 to 6).
  • the crumb detection device 100 of the present embodiment it is possible to accurately detect the water content in the rubber-like polymer, and to improve the quality of the obtained rubber-like polymer. understood.

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Abstract

ゴム状重合体中の含水物を検出する含水物検出装置であって、ゴム状重合体を搬送する搬送部と、前記搬送部で搬送中の前記ゴム状重合体を温度センサにより検出する検出部とを有し、前記搬送部は、放射率が０．５０以上の表面を有し、前記温度センサのフレームレートが、５～１２０Ｈｚであり、前記検出部は、前記搬送部の出口の近傍で、前記出口の下流側から前記ゴム状重合体中の含水物を検出する、含水物検出装置。

Description

含水物検出装置、含水物検出方法、およびゴム状重合体の製造方法
　本発明は、含水物検出装置、含水物検出方法、およびゴム状重合体の製造方法に関する。
　ゴム状重合体の製造過程では、重合および凝固を経た後のゴム状重合体に水分が多く含まれている。そのため、押出乾燥等により押し出し乾燥を行い、得られたゴム状重合体のクラムを振動乾燥等によりさらに加熱乾燥することで、ゴム状重合体に含まれる水分の除去が行われている。また、乾燥後のゴム状重合体に含まれる未乾燥の（または乾燥が不十分な）クラム等の含水物を検出して、乾燥後のゴム状重合体からこのような含水物を除去することも行われる場合がある。
　例えば、特開昭５９－１２３３９号公報には、クラム状のゴムに含まれる水分を赤外線センサにより検出する技術が開示されている。
特開昭５９－１２３３９号公報
　しかしながら、従来の技術では、赤外線センサがコンベアの表面を低い温度であるものと検知する傾向があるため、コンベアの表面が含水物であるかのように誤認知され易い。また、ゴム状重合体の処理量が多い場合、最表面のゴムしか検出できないため、含水物を精度よく検出することはできない。そのため、従来の技術では、製品の品質の向上に限界がある。
　本発明の目的は、ゴム状重合体中の含水物を精度よく検出することができる含水物検出装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の一形態は、ゴム状重合体中の含水物を検出する含水物検出装置であって、ゴム状重合体を搬送する搬送部と、前記搬送部で搬送中の前記ゴム状重合体を温度センサにより検出する検出部とを有し、前記搬送部は、放射率が０．５０以上の表面を有し、前記温度センサのフレームレートが、５～１２０Ｈｚであり、前記検出部は、前記搬送部の出口の近傍で、前記出口の下流側から前記ゴム状重合体中の含水物を検出する、含水物検出装置である。
　本発明の一形態によれば、ゴム状重合体中の含水物を精度よく検出することができる含水物検出装置を提供することができる。
本発明に係る含水物検出装置の第１実施形態を示す概略図である。 本発明に係る含水物検出装置の第２実施形態を示す概略図である。 本発明の含水物検出装置における回収部の一例を示す図である。 本発明に係るゴム状重合体の製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る含水物検出方法の一例を示すフローチャートである。 従来の含水物検出装置を示す概略図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、各図で共通する部分については、同一の符号または対応する符号を付して説明を省略する。
　図１は、本発明に係る含水物検出装置の第１実施形態を示す概略図である。本実施形態のクラム検出装置１００は、ゴム状重合体中の含水物を検出する含水物検出装置である。ゴム状重合体は、図１に示すように、乾燥処理された複数のクラムＣに加工されたものであり、複数のクラムＣには、水分を含まない乾燥クラムＣＤと水分を含む含水クラムＣＷが含まれている。なお、クラム検出装置１００は、本発明に係る含水物検出装置の一例である。
　クラム検出装置１００は、図１に示すように、クラムＣを搬送するコンベア１０を有する。コンベア１０の態様は、特に限定されず、例えばベルト式のコンベアでも、振動方式のコンベアでもよい。なお、振動方式のコンベアは、搬送中にクラムＣの上下反転が起こり易く、各クラムＣの検出が容易になる。また、コンベア１０の材質は、特に限定されないが、振動コンベアを用いる場合は、表面をテフロンコーティングしたステンレス板を用いるのが好ましい（テフロンは登録商標）。なお、コンベア１０は、本発明の含水物検出装置における搬送部の一例である。
　本実施形態では、コンベア１０は、放射率が０．５０以上の表面１１を有する。ここで放射率とは、物体の表面から赤外線エネルギーを放射させる度合いを数値化したものであり、例えば、鏡面体の放射率は０、完全黒体の放射率は１となる。
　本実施形態では、コンベア１０の表面１１の放射率は、０．５０以上であり、好ましくは０．７０以上、さらに好ましくは０．８０以上である。コンベア１０の表面１１の放射率が過度に低いと、コンベア１０の表面１１における光の反射が大きくなるため、センサ４０の検出感度が著しく低下するおそれがある。なお、コンベア１０は、上述のようにステンレス製であり、ステンレスの放射率は約０．３であるが、コンベア１０では、ステンレスの表面にテフロンがコーティングされているため、コンベア１０の表面の放射率は０．５０以上になっている。
　また、クラム検出装置１００は、図１に示すように、クラムＣを検出するセンサ４０を有する。センサ４０には、赤外線カメラ４１が搭載されている。センサ４０では、この赤外線カメラ４１がコンベア１０で搬送中のクラムＣの温度を検出する。なお、センサ４０は、本発明の含水物検出装置における検出部の一例であり、赤外線カメラ４１は検出部の温度センサの一例である。
　本実施形態では、コンベア１０の下流側にコンベア１０の出口１２が設けられており、該出口１２の近傍にセンサ４０が配置されている。センサ４０は、コンベア１０の出口１２の近傍で、コンベア１０の出口１２の下流側からコンベア１０の表面１１上のクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出する。なお、図１において、コンベア１０の右側（出口１２側）が下流であり、コンベア１０の左側（出口１２と反対の側）が上流である。
　具体的には、図１に示すように、センサ４０は、コンベア１０の出口１２の下流側の上方で出口１２の近傍に配置され、センサ４０から見て斜め下方に配置されたコンベア１０の出口１２を通過するクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出する。また、コンベア１０の出口１２付近も、放射率が０．５０以上の表面１１を有する。
　従来の含水物検出装置では、コンベアの直上にセンサが設けられているため、乾燥処理されて搬送されるクラムから発散する水蒸気の影響や、後述のように温風送風機等の加熱部を設けた場合の熱の影響を受けて、センサが誤作動するおそれがある。また、センサをコンベアの直上に設けると、クラムの処理量が多い場合にクラムが上下に重なりながら搬送されるため、センサをコンベアの直上に設けると、上下に重なった下側のクラムが検出されにくくなり、検出精度が低いという問題がある。
　これに対して、本実施形態のクラム検出装置１００では、センサ４０が、コンベア１０の出口１２の下流側に配置されている（コンベア１０の直上に配置されていない）ため、センサ４０がクラムから発散する水蒸気の影響や後述のように温風送風機等の加熱部を設けた場合の熱の影響を受けにくく、センサ４０が誤作動する可能性が少ない。
　また、クラムＣの重なりは、搬送中に徐々に崩れ、クラムＣが落下するコンベア１０の出口１２の近傍では、クラムＣの重なりが少なくなる傾向があり、この傾向は振動コンベアの場合に顕著である。そのため、クラムＣの搬送量が多い場合でも、コンベア１０の出口１２の近傍でクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出すことにより、検出精度の低下を防ぐことができる。
　さらに、コンベア１０の出口１２付近の表面も、放射率が０．５０以上の表面１１を有するため、コンベア１０の出口１２の表面１１における光の反射が小さくなり、センサ４０の検出感度が著しく低下するのを防ぐことができる。
　また、本実施形態のクラム検出装置１００では、図１に示すように、コンベア１０を加熱する温風送風機２０等の加熱部を設けるのが好ましい。コンベア１０の表面１１の温度が低いと、センサ４０がコンベア１０の表面１１を含水クラムＣＷであると誤検知するおそれがある。そのため、このような温風送風機２０を設けることにより、コンベア１０の表面１１の温度が一定温度に維持されるように制御することができる。温風送風機２０は、本発明の含水物検出装置における加熱部の一例である。なお、このような加熱部は、温風送風機２０に限定されるものではなく、他の加熱手段を用いてもよい。
　この温風送風機２０の加熱により、コンベア１０の表面１１の温度は、好ましくは３０℃～７０℃、より好ましくは４０℃～７０℃、さらに好ましくは５０℃～７０℃に維持されている。このような温度範囲に制御することで、センサ４０による含水クラムＣＷの検知精度を向上させることができる。なお、コンベア１０の表面１１の温度を過度に低く維持すると、上述のようにセンサ４０が誤検知するおそれがあり、過度に高い温度に維持すると製品の劣化や互着により、ベール成形時の計量精度が低下するおそれがある。
　また、本実施形態では、搬送されるクラムＣをより正確に検出するため、赤外線カメラ４１において赤外線の信号を記録するフレームレートを搬送速度に応じて調整することができるようになっている。フレームレートは、動画を単位時間あたりに処理できる静止画像数、コマ数等のフレーム数である。赤外線カメラ４１のフレームレートは、５～１２０Ｈｚであり、好ましくは９Ｈｚ～１２０Ｈｚ、より好ましくは１５Ｈｚ～６０Ｈｚ、さらに好ましくは１５Ｈｚ～３３Ｈｚである。このフレームレートが過度に大きいと高い演算処理能力が要求され、検知に時間がかかるおそれがあり、過度に小さいとクラムＣの検出漏れが生じるおそれがある。
　また、赤外線カメラ４１では、赤外線の記録に必要な熱画像解像度は、検知するクラムＣの最少の大きさと、検出するクラムＣまでの距離に依存する。そのため、赤外線カメラ４１の熱画像解像度は、通常、横×縦が８０×６０～１０２４×７６８であることが好ましく、より好ましくは１６０×１２０以上、さらに好ましくは３２０×２４０以上である。熱画像解像度が過度に低いと、寸法が小さい含水クラムＣＷを検知できないおそれがある。また、熱画像解像度が過度に高いと信号の処理に時間が必要になり、後述する含水クラムＣＷの除去がリアルタイムでできないおそれがある。
　なお、クラム検出装置１００には、パソコン等の演算装置を含む制御装置５０が設けられている。また、制御装置５０には、さらに表示装置６０が設けられている。センサ４０は、この制御装置５０に接続されており、センサ４０が検出した信号は、制御装置５０に送信され、制御装置５０で処理される。処理方法は単純な画像から検知してもよいが、クラムＣの重複検出を避けるため、クラムＣの動きと大きさを検知した画像処理により行うことが好ましい。処理された画像は、表示装置６０に表示することができる。なお、制御装置５０に取り込まれた信号および処理画像のデータは、制御装置５０に内蔵された図示しないメモリーに出入力可能に記録することができる。
　また、センサ４０には、好ましくは、含水クラムＣＷの実画像を撮像するデジタルカメラ等のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）センサ４２が含まれており、センサ４０は、このＭＯＳセンサ４２が撮像した含水クラムＣＷの寸法および位置を検出するように制御されるのが好ましい。このように実画像を撮像することにより、含水クラムＣＷの寸法および位置を特定することができるため、含水クラムＣＷの検出精度を向上させることができる。なお、ＭＯＳセンサ４２は、本発明の含水物検出装置における検出部に含まれる撮像部の一例である。このような撮像部には、ＭＯＳの他にＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を用いても良いが、高速好感度で処理できる観点からＣＭＯＳセンサまたはＭＯＳセンサを用いるのが好ましい。
　なお、より精密な検出を行う観点から、ＭＯＳセンサ４２のフレームレート及び画素数は、赤外線カメラ４１より大きなものを用いるのが好ましい。また、さらに精密な検出を行う観点から、実画像の撮影の際には、図示しない白色のＬＥＤなどの均一でちらつきの少ない照射を行うのが好ましい。
　また、含水クラムＣＷの大きさ、位置、移動速度等を正確に検出することにより、後述のように含水クラムＣＷを効率よく回収する観点から、このようなＭＯＳセンサ４２等の撮像部は、赤外線カメラ４１等の温度センサと併用するのが好ましい。
　図２は、本発明に係る含水物検出装置の第２実施形態を示すクラム検出装置１００の概略図である。この第２実施形態では、コンベア１０の出口１２側に、下方に傾斜する傾斜面１３が設けられている。また、傾斜面１３も、放射率が０．５０以上の表面１１を有するのが好ましい。そして、センサ４０は、傾斜面１３でクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出する。すなわち、図２に示すクラム検出装置１００では、クラムＣがコンベア１０の出口１２から傾斜面１３に沿って落下し、この落下するクラムＣがセンサ４０により検出される。
　このような傾斜面１３を設けることにより、クラムＣの重なりが解消され、クラムＣ中の含水クラムＣＷを確実に検出することができる。また、傾斜面１３も放射率が０．５０以上の表面１１を有するため、傾斜面１３の表面１１における光の反射が小さくなり、センサ４０の検出感度が著しく低下するのを防ぐことができる。
　図３は、図２に示すクラム検出装置１００をコンベア１０の下流から上流に視た図である。含水クラムＣＷは、そのままベール（ゴムベールともいう）を成形する工程に搬送されると、ベールの品質が低下する原因となるため、検出された含水クラムＣＷは回収するのが好ましい。含水クラムＣＷの回収方法は、限定されず、含水クラムＣＷをエアにより吹き飛ばす方法、ロボットアームによりつかみ取る方法、開閉式シュートにより除去する方法等が挙げられる。クラムＣは不定形であることが多く、樹脂のペレットとは異なり大きな塊になることもあるため、開閉式シュート構造によるものがよい。
　このような観点から、本実施形態では、図１～図３に示すように、クラム検出装置１００に含水クラムＣＷを回収する回収ボックス７０を設けるのが好ましい。本実施形態では、回収ボックス７０は、センサ４０がクラムＣ中から含水クラムＣＷを検出したときに検出した含水クラムＣＷを回収することができる。
　回収ボックス７０は、コンベア１０の下流（図１、図２では、コンベア１０の出口１２の下方）に配置されている。また、回収ボックス７０は、好ましくは、回収したクラムＣを収容する収容部７１と、収容部７１にクラムＣを回収する際に開閉するフラップ７２とを有する。なお、回収ボックス７０は、本発明の含水物検出装置における回収部の一例であり、フラップ７２は、該回収部の開閉扉の一例である。
　回収ボックス７０では、センサ４０がクラムＣ中から含水クラムＣＷを検出すると、図１、図２に示すように、回収ボックス７０のフラップ７２が開いた状態となり、含水クラムＣＷを収容部７１に回収するように制御されている。また、センサ４０がクラムＣ中から含水クラムＣＷが検出されないとき、回収ボックス７０のフラップ７２が閉じた状態となり、クラムＣがコンベア３０に落下してベールを成形する工程へ搬送される。なお、回収ボックス７０のフラップ７２の開閉は、制御装置５０によりセンサ４０からの信号に基づいて制御することができる。このような回収ボックス７０を設けることにより、乾燥処理後のクラムＣに含まれる含水クラムＣＷをさらに減らすことができる。そのため、クラムＣを用いて成形されるベールの品質を高くすることができる。
　また、回収ボックス７０の収容部７１に収容された含水クラムＣＷを含むクラムＣは、クラムＣを乾燥する工程の上流に戻すことができる。この場合、回収ボックス７０から上流にクラムＣを搬送する図示しないコンベアを設け、クラムＣを上流に戻す制御を行ってもよい。このように回収ボックス７０に回収された含水クラムＣＷを含むクラムＣを再度乾燥してセンサ４０が検出することにより、乾燥処理後のクラムＣに含まれる含水クラムＣＷをさらに減らすことができる。なお、回収ボックス７０が回収したクラムＣを上流に戻す制御は、制御装置５０により行うことができる。
　また、回収ボックス７０は、図３に示すように、センサ４０が検出した含水クラムＣＷの寸法および位置に対応してフラップ７２が開閉するように制御されている。このフラップ７２を開閉する制御も、制御装置５０により行うことができる。
　回収ボックス７０のフラップ７２は、図３に示すように、５枚のフラップ（フラップ７２Ａ～７２Ｅ）で構成されている。回収ボックス７０では、センサ４０が含水クラムＣＷの寸法、位置を検出すると、制御装置５０が、含水クラムＣＷの大きさ、コンベア１０の幅方向における位置を演算し、この演算結果に基づいて、各フラップ７２Ａ～７２Ｅが開閉する。
　具体的には、図３に示すように、センサ４０が含水クラムＣＷ１～ＣＷ５をそれぞれ検出すると、含水クラムＣＷ１～ＣＷ５の各寸法およびコンベア１０の幅方向における位置に応じてフラップ７２Ａ～７２Ｅが個々に開閉し、含水クラムＣＷ１～ＣＷ５がそれぞれ回収ボックス７０の収容部７１に回収される。
　このように複数のフラップ７２Ａ～７２Ｅを開閉することにより、回収ボックス７０にはできるだけ含水クラムＣＷだけを回収して、乾燥クラムＣＤが回収されないように制御することができる。そのため、本実施形態のクラム検出装置１００では、含水クラムＣＷの回収効率を高めることができる。
　このように、本実施形態のクラム検出装置１００は、クラムＣ中の含水クラムＣＷを精度よく検出することができる。また、このように検出した含水クラムＣＷを回収することにより、クラムＣから得られるゴム製品の品質を向上させることができる。
　次に、本実施形態に係るクラム検出方法について説明する。本実施形態のクラム検出方法は、複数のクラムＣの中から含水クラムＣＷを検出する含水物検出方法であり、上述のクラム検出装置１００を用いることができる。
　具体的には、本実施形態のクラム検出方法では、コンベア１０で複数のクラムＣを搬送し、コンベア１０で搬送中のクラムＣをセンサ４０が検出し、センサ４０は、クラムＣが落下するコンベア１０の出口１２の近傍で、出口１２の下流側からクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出する（図１参照）。また、コンベア１０の出口１２側に、下方に傾斜する傾斜面１３を設け、傾斜面１３でクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出してもよい（図２参照）。
　また、コンベア１０は、放射率が０．５０以上の表面を有し、コンベア１０の表面１１の放射率は、好ましくは０．７０以上、さらに好ましくは０．８０以上である。また、コンベア１０は、温風送風機２０により加熱するのが好ましい。
　センサ４０には、赤外線カメラ４１を用いることができる（図１参照）。また、温度センサのフレームレートは５～１２０Ｈｚであり、好ましくは９Ｈｚ～１２０Ｈｚ、より好ましくは１５Ｈｚ～６０Ｈｚ、さらに好ましくは１５Ｈｚ～３３Ｈｚである。さらに、センサ４０には、含水クラムＣＷの実画像を撮像するＭＯＳセンサ４２を設け、ＭＯＳセンサ４２が撮像した含水クラムＣＷの寸法および位置を検出するのが好ましい。
　さらに、検出した含水クラムＣＷを回収する回収ボックス７０を設け、センサ４０がクラムＣ中に含水クラムＣＷを検出したときに、この回収ボックス７０に回収する。回収ボックス７０には、収容部７１と、収容部７１にクラムＣを回収する際に開閉するフラップ７２を設けるのが好ましい。フラップ７２は、好ましくは、複数のフラップ７２Ａ～７２Ｅで構成し、検出した含水クラムＣＷの寸法および位置に対応してフラップ７２Ａ～７２Ｅを開閉する。
　本実施形態のクラム検出方法を用いてクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出することにより、本実施形態のクラム検出装置１００を用いた場合の効果が得られる。すなわち、クラムＣ中の含水クラムＣＷを精度よく検出することができる。また、このように検出した含水クラムＣＷを回収することにより、クラムＣから得られるゴム製品の品質を向上させることができる。なお、本実施形態のクラム検出方法は、本発明の含水物検出方法の一例である。
　本実施形態に係るゴム状重合体の製造方法について説明する。図４は、本発明の実施形態に係るゴム状重合体の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、本実施形態のゴム状重合体の製造方法は、重合工程Ｓ１、凝固工程Ｓ２、脱水工程Ｓ３、押出乾燥工程Ｓ４、振動乾燥工程Ｓ５、成形工程Ｓ６を含む。なお、本実施形態の製造方法は、本発明のゴム状重合体の製造方法の一例である。
　重合工程Ｓ１では、ブタジエン等のゴム原料を溶液重合、乳化重合等の重合反応により重合してゴム状重合体の重合体溶液やラテックスを得る。凝固工程Ｓ２では、ゴム状重合体の重合体溶液やラテックスをスチームストリッピング法により脱溶媒して、あるいは塩凝固させてゴム状重合体のスラリーを調製する。なお、凝固工程Ｓ２は、本発明のゴム状重合体の製造方法における凝固工程の一例である。
　脱水工程Ｓ３では、ゴム状重合体のスラリーを押出機型スクイザー等の脱水機を用いて脱水し、所定の含水率を有するクラムを得る。押出乾燥工程Ｓ４では、脱水したゴム状重合体のクラムＣを、押出乾燥機を用いて押出乾燥する。なお、脱水工程Ｓ３および押出乾燥工程Ｓ４は、本発明のゴム状重合体の製造方法における脱水工程およびクラム化工程の一例である。
　振動乾燥工程Ｓ５では、押出乾燥工程Ｓ４を経たクラムＣを、移動する振動ベルトに載せ、振動させながら加熱して乾燥する（以下、加熱乾燥という場合がある）。成形工程Ｓ６では、振動乾燥工程Ｓ５を経たクラムＣの重量を測定し、成形機を用いて所定の寸法のベールに成形する。ベールは、例えば、所定の寸法を有する直方体形状とすることができる。なお、振動乾燥工程Ｓ５および成形工程Ｓ６は、本発明のゴム状重合体の製造方法における振動乾燥工程および成形工程の一例である。
　本実施形態のゴム状重合体の製造方法は、さらに、搬送工程Ｓ５１、検出工程Ｓ５２、および回収工程Ｓ５４を含む。これらの工程は、上述した本実施形態のクラム検出方法を用いての実施することができる。
　本実施形態のゴム状重合体の製造方法では、図５に示すように、振動乾燥工程Ｓ５の後に搬送工程Ｓ５１を実施する。搬送工程Ｓ５１では、振動乾燥工程Ｓ５で乾燥したクラムＣを搬送する。そして、検出工程Ｓ５２に進み、コンベア１０で搬送中のクラムＣが落下するコンベア１０の出口１２の近傍で、センサ４０がコンベア１０の出口１２の下流側からクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出する。
　検出工程Ｓ５２で、センサ４０がクラムＣ中に含水クラムＣＷを検出すると（Ｓ５３）、回収工程Ｓ５４に進み、検出した含水クラムＣＷを回収する。また回収工程には、回収された含水クラムＣＷを振動乾燥工程Ｓ５に戻す工程（Ｓ５４からＳ５に進む工程）が含まれており、回収した含水クラムＣＷは、振動乾燥工程Ｓ５に搬送され、再度加熱乾燥される。なお、回収した含水クラムＣＷの搬送先は、振動乾燥工程Ｓ５に限定されるものではなく、再度加熱乾燥が可能な振動乾燥工程Ｓ５の上流に搬送してもよい。
　また、検出工程Ｓ５２で、含水クラムＣＷを検出しなかった場合は（Ｓ５３）、成形工程Ｓ６に進み、クラムＣが所定の寸法のベールに成形される。
　本実施形態のゴム状重合体の製造方法によれば、本実施形態のクラム検出方法を用いた場合の効果が得られる。すなわち、クラムＣ中の含水クラムＣＷを精度よく検出することができる。また、このように検出した含水クラムＣＷを回収することにより、クラムＣから得られるゴム製品の品質を向上させることができる。
　以下、本実施形態について、さらに実施例を用いて具体的に説明する。なお、以下において、「部」および「％」は、特に断りのない限り、重量基準である。各種の試験および評価は、下記の方法にしたがって行った。
　［予備試験（含水クラムの検出率）］
　乾燥後のクラム（以下、乾燥クラムという）について、予備試験を行った。具体的には、まず、乾燥クラムから完全に乾燥しているクラムと未乾燥部分を含むクラムを分別した。９０℃のオーブンで５分あらかじめ温めたクラムを、ベッド厚みが約５ｃｍ、ベッド幅が約３０ｃｍになるように約２０ｋｇ供給し、所定の検出場所と条件で検出を３回行った。平均の検出割合を検出率％とした。なお、乾燥ゴム約２０ｋｇ当たり未乾燥のゴムは揮発分が約２０％あり、約５ｃｍ四方で厚み約１ｃｍのものを１００個投入した。
　［含水クラムの除去試験］
　検出した含水クラムＣＷの除去試験を行った。除去方法は、回収ボックス７０を用いてクラムＣを回収する方法（図１～図３参照）、エアガンで吹き飛ばす方法をそれぞれ行った。
　［乾燥均一性の評価］
　得られたクラムＣを成形したベールを１時間連続的に検査して、各ベールの表面に１０ｍｍ以上のウェットスポットがあるか確認し、確認されたウェットスポットの数を数えた。これを２回行い、１００ベール当りの平均値を算出した。合計２時間で全くウェットスポットが確認されない場合は、さらに６００ベールを継続して検査して、合計１０００ベールまで検査し、１００ベール当りの値に換算した。得られた値から乾燥均一性を評価した。なお、この平均値が１以下の場合は乾燥均一性に優れるものと評価し、平均値が１を超える場合は乾燥均一性に劣るものと評価した。
　［実機試験（クラムの乾燥方法）］
　溶液重合でスチレン含有量２１％、ブタジエン中のビニル量６３モル％、ムーニー粘度４５の溶液重合スチレンブタジエンゴムを常法で得た。フェノール系老化防止剤を０．２部添加したのち、スチームスチリッピング法で脱溶媒し、連続回転スクリュー押出機で脱水し、含水率１５％、残留シクロヘンキサン量が１．５％のゴム状重合体のクラムを得た。得られたクラムを１４インチ径の押出乾燥機（実機）に所定の投入レートで投入した。ダイ温度を１６０℃に維持して乾燥した。押出乾燥機から温風乾燥の３つのセクションを経て検出を行った。乾燥温度は第１セクションで１０５℃、第２セクションで９０℃、第３セクションは９０℃－８０℃－５０℃または９０℃－８０℃－７０℃のように徐々に温風温度を低下させた状態の振動コンベアで乾燥させた。各セクションの滞留時間は、それぞれ０．５分、２分、２分であった。
　以下、実施例及び比較例について説明する。まず実施例１～１２及び比較例１～６について、予備試験を行った。
　［実施例１］
　有機リチウム触媒を用い溶液重合によりブタジエンゴムを得た。得られたブタジエンゴムのムーニー粘度は５０であり、ブタジエン中の１，２－結合量は９モル％であった。これをスチームストリッピング法で脱溶媒し、連続スクリュー脱水機を用いて１２％の揮発分のものを得た。これをダイ温度１４５℃になるように回転数を制御した押出乾燥機へ所定の乾燥重量になるように投入してクラムＣを得た。得られたクラムＣを温風乾燥した。温風乾燥の第１セクションアウト（設定温度１００℃、滞留時間３０秒）における揮発分は５％であった。第２セクションを１００℃、第３セクションを１００℃、７０℃、３０～７０℃と３分割の温度で温風を供給して乾燥した。また、クラムＣの検出条件は、図１に示すように、センサ４０に赤外線（ＩＲ）カメラ４１（画素数：３２０×２４０、フレームレート：３３Ｈｚ）、乾燥方式として振動コンベアを用いた振動乾燥を行い、検出場所をコンベア１０の出口１２とし、コンベア１０の表面１１の放射率を０．５５とし、コンベア１０の表面１１の温度を７０℃に設定して、クラムＣを検出した。含水クラムＣＷの検出率は８３％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例２］
　コンベア１０の表面１１の放射率を０．９６とした以外は、実施例１と同様にクラムＣを検出した（図１参照）。含水クラムＣＷの検出率は９０％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例３］
　センサ４０として赤外線カメラ４１とＭＯＳセンサ４２を用いた以外は、実施例２と同様にクラムＣを検出した（図１参照）。なお、ＭＯＳセンサ４２として、１２８０×７２０・３０ｆｐｓの実画像動画記録カメラ（４／３型ＭＯＳセンサー）を用い、補助光として白色ＬＥＤライトを照射した。含水クラムＣＷの検出率は９５％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例４］
　コンベア１０の出口１２側に傾斜面１３を設け、検出場所を傾斜面１３とした以外は、実施例３と同様にクラムＣを検出した（図２参照）。含水クラムＣＷの検出率は１００％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例５］
　コンベア１０の表面１１の温度を５０℃に設定した以外は、実施例３と同様にクラムＣを検出した（図２参照）。含水クラムＣＷの検出率は１００％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例６］
　コンベア１０の表面１１の温度を４０℃に設定した以外は、実施例３と同様にクラムＣを検出した（図２参照）。含水クラムＣＷの検出率は９８％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例７］
　コンベア１０の表面１１の温度を３０℃に設定した以外は、実施例３と同様にクラムＣを検出した（図２参照）。含水クラムＣＷの検出率は８８％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例８］
　乾燥方式として振動乾燥の代わりにベルトコンベアを用いた乾燥を行った以外は、実施例５と同様にクラムＣを検出した（図２参照）。含水クラムＣＷの検出率は１００％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例９］
　さらにセンサ４０（赤外線カメラ４１）のフレームレートを９Ｈｚとした以外は、実施例２と同様にクラムＣを検出した（図１参照）。含水クラムＣＷの検出率は７１％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例１０］
　センサ４０（赤外線カメラ４１）のフレームレートを１５Ｈｚとした以外は、実施例９と同様にクラムＣを検出した（図１参照）。含水クラムＣＷの検出率は８９％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［実施例１１］
　センサ４０（赤外線カメラ４１）のフレームレートを２５Ｈｚとした以外は、実施例９と同様にクラムＣを検出した（図１参照）。含水クラムＣＷの検出率は１００％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［比較例１］
　センサ４０として赤外線カメラ４１を用いずＭＯＳセンサ４２のみを用い、検出場所をコンベア１０の直上とし、コンベア１０の表面１１の温度を９０℃に設定した以外は、実施例８と同様にクラムＣを検出した（図６参照）。含水クラムＣＷの検出率は６％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［比較例２］
　検出場所をコンベア１０の直上とし、コンベア１０の表面１１の温度を９０℃に設定した以外は、実施例８と同様にクラムＣを検出した（図６参照）。含水クラムＣＷの検出率は５９％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［比較例３］
　センサ４０として赤外線カメラ４１のみを用い、検出場所をコンベア１０の直上とし、コンベア１０の表面１１の温度を９０℃に設定した以外は、実施例８と同様にクラムＣを検出した（図６参照）。含水クラムＣＷの検出率は５５％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［比較例４］
　コンベア１０の表面１１の放射率を０．１２とした以外は、実施例１と同様にクラムＣを検出した（図６参照）。含水クラムＣＷの検出率は６１％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［比較例５］
　コンベア１０の表面１１の放射率を０．３１とした以外は、実施例１と同様にクラムＣを検出した（図６参照）。含水クラムＣＷの検出率は６３％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　［比較例６］
　センサ４０（赤外線カメラ４１）のフレームレートを１Ｈｚとした以外は、実施例９と同様にクラムＣを検出した（図６参照）。含水クラムＣＷの検出率は１５％であった。検出条件および結果を表１に示す。
　なお、実施例４及び実施例８では、さらに検出した含水クラムＣＷの除去試験を行った。回収ボックス７０を用いた除去試験では、平均９５％の除去率となった。一方、エアガンによる方法では、エアが当たっても殆どが回転するだけで除去できず、周辺のより小さなクラムが排出する傾向があり、除去率は平均約３０％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、実施例４及び実施例８では、さらに検出した含水クラムＣＷの除去試験を行った。回収ボックス７０を用いた除去試験では、平均９５％の除去率となった。一方、エアガンによる方法では、エアが当たっても殆どが回転するだけで除去できず、周辺のより小さなクラムが排出する傾向があり、除去率は平均約３０％であった。
　表１から実施例４～６の条件及び結果をもとに実機試験を行った。実機試験により乾燥したクラムを検出し、含水クラムＣＷを除去した後のクラムについて乾燥均一性を確認した（実施例１２～１７、比較例７）。
　［実施例１２］
　図２に示すように、センサ４０として赤外線カメラ４１とＭＯＳセンサ４２を用い、乾燥方式として振動コンベア（搬送幅：１．５ｍ）を用いた振動乾燥を行い、押出乾燥機（実機）への投入レートを７０００ｋｇ／ｈとし、コンベア１０の表面１１の放射率を０．９６とし、コンベア１０の表面１１の温度を５０℃とし、クラムの除去方式として回収ボックス７０（フラップ：１個）を用いた（図２、図３参照）。クラムの除去量は２３６ｋｇ／ｈで、乾燥均一性は０．１であった。条件および結果を表２に示す。
　［実施例１３］
　クラムの除去方式として回収ボックス７０（フラップ：５個）を用いた以外は、実施例１２と同様にクラムＣを検出した（図２、図３参照）。クラムの除去量は７５ｋｇ／ｈで、乾燥均一性は０．１であった。条件および結果を表２に示す。
　［実施例１４］
　コンベア１０の表面１１の温度を７０℃に設定した以外は、実施例１３と同様にクラムＣを検出した（図２、図３参照）。クラムの除去量は９２ｋｇ／ｈで、乾燥均一性は０．０であった。条件および結果を表２に示す。
　［実施例１５］
　押出乾燥機（実機）への投入レートを５０００ｋｇ／ｈとした以外は、実施例１４と同様にクラムＣを検出した（図２、図３参照）。クラムの除去量は２２１ｋｇ／ｈで、乾燥均一性は０．０であった。条件および結果を表２に示す。
　［実施例１６］
　乾燥方式として振動コンベア（搬送幅：１．８ｍ）を用い、クラムの除去方式として回収ボックス７０（フラップ：６個）を用いた以外は、実施例１５と同様にクラムＣを検出した（図２、図３参照）。クラムの除去量は１１１ｋｇ／ｈで、乾燥均一性は０．０であった。条件および結果を表２に示す。
　［実施例１７］
　コンベア１０の表面１１の温度を４０℃に設定した以外は、実施例１６と同様にクラムＣを検出した（図２、図３参照）。クラムの除去量は４８ｋｇ／ｈで、乾燥均一性は１．０であった。条件および結果を表２に示す。
　［比較例７］
　押出乾燥機への投入レートを７０００ｋｇ／ｈとし、クラムの検出および除去を行わなかった以外は、実施例１７と同様にクラムＣを検出した。乾燥均一性は５２．０であった。条件および結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１から、コンベア１０の表面１１の放射率を０．５０以上とし、フレームレートが５～１２０Ｈｚの赤外線カメラ４１により、コンベア１０の出口１２の近傍で、出口１２の下流側からクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出した場合、含水クラムＣＷの検出率は６５％以上となった（実施例１～１１）。
　一方、コンベア１０の表面１１の放射率を０．５０以上とする条件、赤外線カメラ４１のフレームレートが５～１２０Ｈｚの条件、赤外線カメラ４１により、コンベア１０の出口１２の近傍で、出口１２の下流側からクラムＣ中の含水クラムＣＷを検出する条件の全てを満たさない場合、検出率が６５％未満となった（比較例１～６）。
　また、表２から、センサとして赤外線カメラ４１とＭＯＳセンサ４２を用い、コンベア１０の傾斜面１３でクラムＣを検出し、検出した含水クラムＣＷを回収ボックス７０に回収した場合、乾燥均一性に優れるものとなった（実施例１２～１７）。これに対して、クラムＣの検出も含水クラムＣＷの回収も行わない場合は乾燥均一性が劣るものとなった（比較例７）。
　これらの結果から、本実施形態のクラム検出装置１００を用いることにより、ゴム状重合体中の含水物を精度よく検出することができ、得られるゴム状重合体の品質を向上させることができることが判った。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態、実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
　本国際出願は、２０１７年３月３０日に出願された日本国特許出願２０１７－６９２５３号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。
　１００　クラム検出装置
　１０　コンベア
　１１　表面
　１２　出口
　１３　傾斜面
　２０　温風送風機
　４０　センサ
　４１　赤外線カメラ
　４２　ＭＯＳセンサ
　５０　制御装置
　６０　表示装置
　７０　回収ボックス
　７１　収容部
　７２　フラップ
　Ｃ　クラム
　ＣＤ　乾燥クラム
　ＣＷ　含水クラム

Claims (14)

  1. 　ゴム状重合体中の含水物を検出する含水物検出装置であって、
    　ゴム状重合体を搬送する搬送部と、
    　前記搬送部で搬送中の前記ゴム状重合体を温度センサにより検出する検出部とを有し、
    　前記搬送部は、放射率が０．５０以上の表面を有し、
    　前記温度センサのフレームレートが、５～１２０Ｈｚであり、
    　前記検出部は、前記搬送部の出口の近傍で、前記出口の下流側から前記ゴム状重合体中の含水物を検出する、含水物検出装置。
  2. 　前記搬送部の出口側に、前記表面を有して下方に傾斜する傾斜面が設けられており、
    　前記検出部は、前記傾斜面で前記ゴム状重合体中の含水物を検出する、請求項１に記載の含水物検出装置。
  3. 　前記搬送部を加熱する加熱部が設けられている、請求項１または２に記載の含水物検出装置。
  4. 　前記検出部は、前記含水物の実画像を撮像する撮像部を含み、前記撮像部が撮像した前記含水物の寸法および位置を検出する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の含水物検出装置。
  5. 　前記温度センサが前記ゴム状重合体中に含水物を検出したときに検出した前記含水物を回収する回収部が設けられている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の含水物検出装置。
  6. 　前記回収部には、複数の開閉扉が設けられており、
    　前記検出部が検出した前記含水物の寸法および位置に対応して前記開閉扉が開閉する、請求項５に記載の含水物検出装置。
  7. 　ゴム状重合体中の含水物を検出する含水物検出方法であって、
    　放射率が０．５０以上の表面を有する搬送部でゴム状重合体を搬送し、
    　前記搬送部で搬送中の前記ゴム状重合体を、フレームレートが５～１２０Ｈｚの温度センサが検出し、
    　前記温度センサは、前記搬送部の出口の近傍で、前記出口の下流側から前記ゴム状重合体中の含水物を検出する、含水物検出方法。
  8. 　前記搬送部の出口側に、前記表面を有して下方に傾斜する傾斜面が設けられており、
    　前記傾斜面で前記ゴム状重合体中の含水物を検出する、請求項７に記載の含水物検出方法。
  9. 　前記搬送部を加熱する、請求項７または８に記載の含水物検出方法。
  10. 　さらに前記含水物の実画像を撮像し、撮像した前記含水物の寸法および位置を検出する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の含水物検出方法。
  11. 　前記温度センサが前記ゴム状重合体中に含水物を検出したときに、検出した前記含水物を回収部に回収する、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の含水物検出方法。
  12. 　前記回収部には、複数の開閉扉が設けられており、
    　検出した前記含水物の寸法および位置に対応して前記開閉扉が開閉する、請求項１１に記載の含水物検出方法。
  13. 　ゴム状重合体の重合体溶液を凝固させてゴム状重合体のスラリーを調製する凝固工程と、
    　前記スラリーを脱水する脱水工程と、
    　前記脱水工程で脱水したゴム状重合体をクラムにするクラム化工程と、
    　クラムにしたゴム状重合体を乾燥する乾燥工程とを有する、ゴム状重合体の製造方法であって、
    　放射率が０．５０以上の表面を有する搬送部で前記乾燥工程で乾燥したゴム状重合体を搬送する搬送工程と、
    　前記搬送部の出口の近傍で、フレームレートが５～１２０Ｈｚの温度センサが前記出口の下流側から前記ゴム状重合体中の含水物を検出する検出工程とを有し、
    　前記温度センサが前記ゴム状重合体中に含水物を検出したときに、検出した前記含水物を回収する回収工程とを有する、ゴム状重合体の製造方法。
  14. 　前記回収工程は、回収された前記含水物を少なくとも前記乾燥工程に戻す工程を含む、請求項１３に記載のゴム状重合体の製造方法。
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