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JP7684567B2 - Method and system for mixing unvulcanized rubber - Google Patents
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JP7684567B2 - Method and system for mixing unvulcanized rubber - Google Patents

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JP7684567B2 JP2021149289A JP2021149289A JP7684567B2 JP 7684567 B2 JP7684567 B2 JP 7684567B2 JP 2021149289 A JP2021149289 A JP 2021149289A JP 2021149289 A JP2021149289 A JP 2021149289A JP 7684567 B2 JP7684567 B2 JP 7684567B2
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Description

本発明は、未加硫ゴムの混練方法および混練システムに関し、さらに詳しくは、加硫系配合剤が混練りされた未加硫ゴムを、より確実に製造できる未加硫ゴムの混練方法および混練システムに関するものである。 The present invention relates to a method and system for mixing unvulcanized rubber, and more specifically, to a method and system for mixing unvulcanized rubber that can more reliably produce unvulcanized rubber mixed with vulcanization-related compounding agents.

タイヤやコンベヤベルトなど種々のゴム製品は、未加硫ゴムを加硫することにより製造される。この未加硫ゴムには、原料ゴムと非加硫系配合剤と加硫系配合剤とが含まれている。この未加硫ゴムを製造する手順としては、例えば、原料ゴムと非加硫系配合剤とを混練りして一次混練ゴムを製造する。その後、一次混練ゴムと加硫系配合剤とを混練することで未加硫ゴムが製造される。 Various rubber products such as tires and conveyor belts are manufactured by vulcanizing unvulcanized rubber. This unvulcanized rubber contains raw rubber, non-vulcanization compounding agents, and vulcanization compounding agents. The procedure for manufacturing this unvulcanized rubber is, for example, to produce a primary kneaded rubber by kneading the raw rubber and non-vulcanization compounding agents. After that, the primary kneaded rubber is kneaded with the vulcanization compounding agents to produce unvulcanized rubber.

未加硫ゴムを混練りする装置として、オープン構造のロール混練機が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。一次混練ゴムと加硫系配合剤との混練りを、オープン構造のロール混練機を用いて行う場合、一次混練ゴムが循環している循環経路に、加硫系配合剤を塊状やシート状の原料ゴムに含有させて投入する。この時、この原料ゴムが循環経路で跳ねて脱落するなどの理由で加硫系配合剤が循環経路に確実に投入されないトラブルが発生することがある。それ故、加硫系配合剤が混練りされた未加硫ゴムを、より確実に製造するには改善の余地がある。 Various open-structure roll mixers have been proposed as devices for mixing unvulcanized rubber (see, for example, Patent Document 1). When the primary mixed rubber and vulcanization compounding agents are mixed using an open-structure roll mixer, the vulcanization compounding agents are added to a lump or sheet-like raw rubber material, which is then fed into the circulation path through which the primary mixed rubber circulates. At this time, problems may occur in which the vulcanization compounding agents are not reliably fed into the circulation path, for example, because the raw rubber material bounces around and falls off the circulation path. Therefore, there is room for improvement in order to more reliably produce unvulcanized rubber mixed with vulcanization compounding agents.

特開2006-142802号公報JP 2006-142802 A

本発明の目的は、加硫系配合剤が混練りされた未加硫ゴムを、より確実に製造できる未加硫ゴムの混練方法および混練システムを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a method and system for kneading unvulcanized rubber that can more reliably produce unvulcanized rubber kneaded with vulcanization-related compounding agents.

上記目的を達成するため、本発明の未加硫ゴムの混練方法は、原料ゴムに非加硫系配合剤が混練りされた一次混練ゴムと、加硫系配合剤とを、オープン構造のロール混練機の循環経路を循環させて混練りすることで未加硫ゴムを製造する未加硫ゴムの混練方法において、前記加硫系配合剤を前記一次混練ゴムとは異なる色に着色したマスターバッチを用意しておき、前記一次混練ゴムが循環している前記循環経路に前記マスターバッチを投入し、非接触式のカラー識別センサによって、前記循環経路の延在方向の所定位置で前記循環経路の表面での色データを検知して、検知した前記色データに基づいて演算装置が前記一次混練ゴムに対する前記加硫系配合剤の投入の適正具合を判断することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the unvulcanized rubber mixing method of the present invention is a method for producing unvulcanized rubber by circulating and kneading a primary kneaded rubber, in which a non-vulcanized compounding agent is mixed with raw rubber, and a vulcanization compounding agent through a circulation path of an open-structure roll kneader, the method being characterized in that a master batch in which the vulcanization compounding agent is colored a different color from the primary kneaded rubber is prepared, the master batch is introduced into the circulation path in which the primary kneaded rubber circulates, color data on the surface of the circulation path is detected at a predetermined position in the extension direction of the circulation path by a non-contact color identification sensor, and a calculation device determines the appropriateness of the introduction of the vulcanization compounding agent into the primary kneaded rubber based on the detected color data.

本発明の未加硫ゴムの混練システムは、原料ゴムに非加硫系配合剤が混練りされた一次混練ゴムと加硫系配合剤とを、循環させて混練りする循環経路を有するオープン構造のロール混練機を備えた未加硫ゴムの混練システムにおいて、前記循環経路の延在方向の所定位置で前記循環経路の表面での色データを検知する非接触式のカラー識別センサと、前記色データが入力される演算装置とを有し、前記加硫系配合剤として前記一次混練ゴムとは異なる色に着色されたマスターバッチが使用されて、前記カラー識別センサにより検知された前記色データに基づいて、前記演算装置によって前記一次混練ゴムに対する前記加硫系配合剤の投入の適正具合が判断される構成にしたことを特徴とする。 The unvulcanized rubber mixing system of the present invention is an unvulcanized rubber mixing system equipped with an open-structure roll mixer having a circulation path that circulates and mixes a primary kneaded rubber in which non-vulcanized compounding agents are mixed with raw rubber and vulcanized compounding agents, and is characterized in that it has a non-contact color identification sensor that detects color data on the surface of the circulation path at a predetermined position in the extension direction of the circulation path, and a calculation device to which the color data is input, and a master batch colored in a color different from the primary kneaded rubber is used as the vulcanized compounding agent, and the calculation device determines the appropriateness of the addition of the vulcanized compounding agent to the primary kneaded rubber based on the color data detected by the color identification sensor.

本発明によれば、前記加硫系配合剤を前記一次混練ゴムとは異なる色に着色したマスターバッチを使用するので、前記一次混練ゴムに対して前記加硫系配合剤が適正に投入された場合と、適正に投入されない場合とでは、前記カラー識別センサによって検知される前記色データは異なる。したがって、この検知された前記色データを根拠にすることで、前記演算装置によって前記一次混練ゴムに対する前記加硫系配合剤の投入の適正具合を精度よく判断できる。その結果、加硫系配合剤が混練りされた未加硫ゴムを、より確実に製造するには有利になる。 According to the present invention, a master batch is used in which the vulcanization compounding agent is colored a different color from the primary kneaded rubber, so the color data detected by the color identification sensor is different when the vulcanization compounding agent is properly added to the primary kneaded rubber from when it is not properly added. Therefore, based on the detected color data, the calculation device can accurately determine the appropriateness of adding the vulcanization compounding agent to the primary kneaded rubber. As a result, it is advantageous to more reliably produce unvulcanized rubber kneaded with the vulcanization compounding agent.

未加硫ゴムの混練システムの実施形態を側面視で例示する説明図である。1 is an explanatory diagram illustrating an embodiment of a system for kneading unvulcanized rubber in a side view. FIG. 製造された未加硫ゴムを図1のロール混練機から排出する状態を例示する説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating a state in which the produced unvulcanized rubber is discharged from the roll mixer of FIG. 1. [0023] FIG. 図1のカラー識別センサの検知範囲の周辺を平面視で模式的に例示する説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating a schematic plan view of the periphery of a detection range of the color discrimination sensor of FIG. 1 ; 図1のロール混練機にマスターバッチを投入した後のカラー識別センサの検知範囲の周辺を平面視で模式的に例示する説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating a schematic plan view of the periphery of the detection range of a color identification sensor after a master batch is introduced into the roll mixer of FIG. 1 ; FIG. カラー識別センサによって検知された検知範囲の色データの検知強度の経時変化を模式的に例示するグラフ図である。10 is a graph diagram illustrating a schematic example of a change over time in detection intensity of color data in a detection range detected by a color discrimination sensor; 加硫系配合剤の混練具合を把握するための指標データを例示するグラフ図である。FIG. 2 is a graph illustrating index data for understanding the state of kneading of vulcanization compounding ingredients.

以下、本発明の未加硫ゴムの混練方法および混練システムを図に示した実施形態に基づいて説明する。 The unvulcanized rubber mixing method and mixing system of the present invention will be described below based on the embodiment shown in the figure.

図1~図3に例示する本発明の未加硫ゴムの混練システム1の実施形態では、原料ゴムM1に非加硫系配合剤M2が混練りされた一次混練ゴムR1と、加硫系配合剤M3とが混練りされることで未加硫ゴムRが製造される。未加硫ゴムRを構成する原料ゴムM1、非加硫系配合剤M2、加硫系配合剤M3はそれぞれ、予め設定された配合量が使用される。 In the embodiment of the unvulcanized rubber kneading system 1 of the present invention illustrated in Figures 1 to 3, a primary kneaded rubber R1, in which raw rubber M1 is kneaded with non-vulcanized compounding agent M2, is kneaded with vulcanized compounding agent M3 to produce unvulcanized rubber R. The raw rubber M1, non-vulcanized compounding agent M2, and vulcanized compounding agent M3 that make up the unvulcanized rubber R are each used in a preset blend amount.

原料ゴムM1は、天然ゴムや各種合成ゴムなどから、目的に応じて1種類または複数種類が用いられる。非加硫系配合剤M2は、カーボンブラック、シリカなど公知の種々の配合剤から目的に応じて適宜選択される。加硫系配合剤M3は、硫黄、加硫活性剤、加硫促進剤など公知の種々の配合剤から目的に応じて適宜選択される。 The raw rubber M1 is one or more types of natural rubber or various synthetic rubbers, depending on the purpose. The non-vulcanization compounding agent M2 is appropriately selected from various known compounding agents such as carbon black and silica, depending on the purpose. The vulcanization compounding agent M3 is appropriately selected from various known compounding agents such as sulfur, vulcanization activators, and vulcanization accelerators, depending on the purpose.

一次混練ゴムR1は、原料ゴムM1と非加硫系配合剤M2とを混練りして得られたものである。一次混練ゴムR1は、このロール混練機2で混練りしたものでも、他の混練機(例えば、バンバリーミキサなど)で混練りしたものでもよい。 The primary mixed rubber R1 is obtained by mixing raw rubber M1 and non-vulcanized compounding agent M2. The primary mixed rubber R1 may be mixed using this roll mixer 2 or another mixer (such as a Banbury mixer).

この実施形態では、加硫系配合剤M3は、一次混練ゴムRとは異なる色に着色されたマスターバッチMbの形態で使用される。即ち、粉状の加硫系配合剤M3が飛散しないように、原料ゴムM1、加硫系配合剤M3および着色剤を予め混練りして製造されたマスターバッチMbが使用される。 In this embodiment, the vulcanization compounding agent M3 is used in the form of a master batch Mb that is colored in a color different from the primary mixed rubber R. That is, to prevent the powdered vulcanization compounding agent M3 from scattering, a master batch Mb is used that is manufactured by pre-kneading the raw rubber M1, the vulcanization compounding agent M3, and the coloring agent.

マスターバッチMbの色は、一次混練ゴムR1の色とは識別し易い色に設定することが好ましい。一次混練ゴムR1は一般的に黒色なので、マスターバッチMbの色は、白色、赤色、黄色、青色などに設定するとよい。 It is preferable to set the color of the master batch Mb to a color that is easily distinguishable from the color of the primary kneaded rubber R1. Since the primary kneaded rubber R1 is generally black, it is preferable to set the color of the master batch Mb to white, red, yellow, blue, etc.

この混練システム1は、オープン構造のロール混練機2と、非接触式のカラー識別センサ9と、演算装置10とを備えている。混練システム1はさらに、ディスプレイ11および警告装置12を備えている。ディスプレイ11および警告装置12は任意で備えることができる。 The kneading system 1 includes an open-structure roll kneader 2, a non-contact color identification sensor 9, and a computing device 10. The kneading system 1 further includes a display 11 and a warning device 12. The display 11 and warning device 12 can be provided as desired.

ロール混練機2は、一次混練ゴムR1と加硫系配合剤M3とを循環させて混練りする循環経路を有する。ロール混練機2としては、公知の種々のオープン構造のものを用いることができる。このロール混練機2は、対向する一対の混練ロール2a、2bと、練り返しコンベヤ5と、受け渡しコンベヤ6と、供給コンベヤ7と、制御装置8とを備えている。 The roll mixer 2 has a circulation path that circulates and mixes the primary mixed rubber R1 and the vulcanization compounding agent M3. As the roll mixer 2, various known open structures can be used. This roll mixer 2 is equipped with a pair of opposing mixer rolls 2a, 2b, a mixer conveyor 5, a delivery conveyor 6, a supply conveyor 7, and a control device 8.

一対の混練ロール2a、2bは、それぞれ別個に設けられた油圧あるいは電動の駆動モータ4a、4bによって回転し、回転速度はそれぞれ独立して調整可能で、かつ正逆回転可能になっている。一方の混練ロール2aには油圧シリンダなどのアクチュエータ3が接続されていて、この混練ロール2aを他方の混練ロール2bに近接および離反移動させることで混練ロール2a、2bの隙間(ロールギャップ)が調整可能になっている。 The pair of kneading rolls 2a, 2b are rotated by hydraulic or electric drive motors 4a, 4b provided separately, and the rotation speeds of the kneading rolls 2a, 2b can be adjusted independently, and they can rotate forward and backward. One of the kneading rolls, 2a, is connected to an actuator 3 such as a hydraulic cylinder, and the gap (roll gap) between the kneading rolls 2a, 2b can be adjusted by moving the kneading roll 2a toward and away from the other kneading roll 2b.

練り返しコンベヤ5は、一対の混練ロール2a、2bの上方位置から水平方向に延在していて、途中で延在方向が斜め下方に変化している。受け渡しコンベヤ6は、一対の混練ロール2a、2bの下方位置から水平方向に延在していて、途中で上下方向に回動可能になっている。練り返しコンベヤ5の斜め下方に延在している端部が、受け渡しコンベヤ6の回動中心の周辺に位置している。 The kneading conveyor 5 extends horizontally from above the pair of kneading rolls 2a, 2b, and its extension direction changes diagonally downward along the way. The delivery conveyor 6 extends horizontally from below the pair of kneading rolls 2a, 2b, and is capable of rotating up and down along the way. The end of the kneading conveyor 5 that extends diagonally downward is located around the rotation center of the delivery conveyor 6.

図1に例示するように、受け渡しコンベヤ6が途中で上方に回動した状態になると、練り返しコンベヤ5と受け渡しコンベヤ6とによって循環経路が形成される。図2に例示するように、受け渡しコンベヤ6が途中で下方に回動して、受け渡しコンベヤ6が全長に渡って平坦な状態になると循環経路は解消される。 As shown in FIG. 1, when the transfer conveyor 6 rotates upward midway, a circulation path is formed by the kneading conveyor 5 and the transfer conveyor 6. As shown in FIG. 2, when the transfer conveyor 6 rotates downward midway and becomes flat over its entire length, the circulation path is eliminated.

供給コンベヤ7は、一対の混練ロール2a、2bの上方位置に配置されている。供給コンベヤ7によって搬送された帯状のマスターバッチMb(加硫系配合剤M3)が一対の混練ロール2a、2bの間に投入される。練り返しコンベヤ5、受け渡しコンベヤ6、供給コンベヤ7はそれぞれ、公知のコンベヤ装置を用いることができる。これらそれぞれに備わるコンベヤベルトの上面に搬送物が載置されて搬送される。 The supply conveyor 7 is disposed above the pair of kneading rolls 2a, 2b. The strip-shaped master batch Mb (vulcanization compounding agent M3) transported by the supply conveyor 7 is fed between the pair of kneading rolls 2a, 2b. The kneading conveyor 5, the delivery conveyor 6, and the supply conveyor 7 may each be a known conveyor device. The transported object is placed on the upper surface of the conveyor belt provided on each of these conveyors and transported.

一対の混練ロール2a、2b(駆動モータ4a、4b)、アクチュエータ3、練り返しコンベヤ5、受け渡しコンベヤ6、供給コンベヤ7の動作は、制御装置8によって制御される。制御装置8には、駆動モータ4a、4bの駆動トルク、混練ロール2a、2bの表面速度、ロールギャップ、ゴム温度の各データが入力され、これらのデータに基づいて制御装置8はこれらの混練条件を制御する。 The operation of the pair of kneading rolls 2a, 2b (drive motors 4a, 4b), actuator 3, kneading conveyor 5, delivery conveyor 6, and supply conveyor 7 is controlled by a control device 8. Data on the drive torque of the drive motors 4a, 4b, the surface speed of the kneading rolls 2a, 2b, the roll gap, and the rubber temperature are input to the control device 8, and the control device 8 controls these kneading conditions based on this data.

カラー識別センサ9は、練り返しコンベヤ5および受け渡しコンベヤ6によって形成された循環経路の延在方向の所定位置で循環経路の表面での色データを検知する。カラー識別センサ9としては、検知範囲Zに対して非接触の状態で、検知範囲Zの色(色の違い)を、識別できる公知の種々の装置を用いることができる。 The color identification sensor 9 detects color data on the surface of the circulation path at a predetermined position in the extension direction of the circulation path formed by the kneading conveyor 5 and the delivery conveyor 6. As the color identification sensor 9, various known devices that can identify the color (color difference) of the detection range Z in a non-contact state with the detection range Z can be used.

この実施形態では、カラー識別センサ9が配置される所定位置が、練り返しコンベヤ5の水平に延在している部分の上方に設定されている。この所定位置で、カラー識別センサ9は、循環経路を構成している練り返しコンベヤ5のコンベヤベルトの上面での色データを検知する。カラー識別センサ9が配置される所定位置は、この位置に限らず、受け渡しコンベヤ6の上方位置にしてもよい。 In this embodiment, the predetermined position where the color identification sensor 9 is placed is set above the horizontally extending portion of the kneading conveyor 5. At this predetermined position, the color identification sensor 9 detects color data on the upper surface of the conveyor belt of the kneading conveyor 5, which constitutes the circulation path. The predetermined position where the color identification sensor 9 is placed is not limited to this position, and may be above the delivery conveyor 6.

図3に例示するように、この実施形態では2台のカラー識別センサ9が練り返しコンベヤ5の上方に配置されている。図面では、それぞれのカラー識別センサ9による検知範囲Zが一点鎖線で囲まれた範囲として記載されている。カラー識別センサ9は、配置された所定位置で循環経路の全幅範囲を網羅して色データを検知することが好ましい。即ち、検知範囲Zを、循環経路(ベルトコンベヤの上面)全幅を覆うように設定することが好ましい。1台のカラー識別センサ9によって、循環経路(ベルトコンベヤの上面)全幅を覆うように検知範囲Zを設定できるのであれば、配置するカラー識別センサ9は1台でもよいが、それが不可能ならば、必要な台数のカラー識別センサ9を循環経路の幅方向に並べて配置する。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, two color identification sensors 9 are disposed above the re-kneading conveyor 5. In the drawing, the detection range Z of each color identification sensor 9 is depicted as an area surrounded by a dashed line. It is preferable that the color identification sensor 9 detects color data by covering the entire width of the circulation path at the designated position where it is disposed. In other words, it is preferable to set the detection range Z so as to cover the entire width of the circulation path (the upper surface of the belt conveyor). If it is possible to set the detection range Z so that one color identification sensor 9 covers the entire width of the circulation path (the upper surface of the belt conveyor), then only one color identification sensor 9 may be disposed, but if this is not possible, the required number of color identification sensors 9 are disposed in a line in the width direction of the circulation path.

この実施形態のカラー識別センサ9は、検知範囲Zの画像データを取得してその画像データを分析することで色(色の違い)を識別する。検知範囲Zでの反射光の波長(帯域)を利用して、検知範囲Zの色(色の違い)を識別するタイプのカラー識別センサ9を用いてもよい。 The color discrimination sensor 9 of this embodiment acquires image data of the detection range Z and identifies colors (color differences) by analyzing the image data. A color discrimination sensor 9 of a type that identifies colors (color differences) in the detection range Z by utilizing the wavelength (band) of reflected light in the detection range Z may also be used.

演算装置10には、カラー識別センサ9により検知された色データが入力される。演算装置10にはコンピュータが使用される。演算装置10には、予めマスターバッチMbの色データが記憶されている。一次混練ゴムR1および検知範囲Zの循環経路の表面(コンベヤベルトの上面)の色データも予め演算装置10に記憶されていることが好ましい。演算装置10は、カラー識別センサ9から入力された色データに基づいて、一次混練ゴムRに対する加硫系配合剤M3の投入の適正具合を判断する。 The color data detected by the color identification sensor 9 is input to the calculation device 10. A computer is used for the calculation device 10. The color data of the master batch Mb is stored in advance in the calculation device 10. It is preferable that color data of the primary kneaded rubber R1 and the surface of the circulation path of the detection range Z (the upper surface of the conveyor belt) is also stored in advance in the calculation device 10. The calculation device 10 judges the suitability of adding the vulcanization compounding agent M3 to the primary kneaded rubber R based on the color data input from the color identification sensor 9.

ディスプレイ11には、演算装置10に入力されたデータや演算処理されたデータなどが表示される。ディスプレイ11は後述する警告装置12として機能させることもできる。 The display 11 displays data input to the computing device 10, data that has been processed, etc. The display 11 can also function as a warning device 12, which will be described later.

警告装置12は、演算装置10による判断に基づいて作動する。警告装置12としては、警告灯、警報機、警告表示をする各種機器などを例示できる。 The warning device 12 operates based on a determination made by the computing device 10. Examples of the warning device 12 include warning lights, alarms, and various devices that display warnings.

次に、本発明により未加硫ゴムRを製造する手順の一例を説明する。 Next, an example of the procedure for producing unvulcanized rubber R according to the present invention will be described.

図1に例示するように、供給コンベヤ7によってマスターバッチMbを、ロール混練機2の一対の混練ロール2a、2bの上に投入する。このロール混練機2では、練り返しコンベヤ5および受け渡しコンベヤ6によって形成された環状の循環経路を一次混練ゴムRが循環している。 As shown in FIG. 1, the master batch Mb is fed onto a pair of kneading rolls 2a, 2b of the roll kneader 2 by a supply conveyor 7. In this roll kneader 2, the primary kneaded rubber R circulates along a circular circulation path formed by a kneading conveyor 5 and a delivery conveyor 6.

この循環経路に投入されたマスターバッチMbは、一次混練ゴムR1とともに繰り返し循環経路を循環する。循環経路では、一次混練ゴムR1およびマスターバッチMbは、互いに逆方向に回転する混練ロール2a、2bの間を通過して挟圧されることにより、適切なせん断力が付与される。混練ロール2a、2bによって、せん断力が繰り返し付与されることで、加硫系配合剤M3が一次混練ゴムR1の中で徐々に広範囲に分散しつつ、一次混練ゴムR1およびマスターバッチMbが混練りされて目標粘度の未加硫ゴムRが製造される。 The master batch Mb fed into this circulation path repeatedly circulates through the circulation path together with the primary kneaded rubber R1. In the circulation path, the primary kneaded rubber R1 and the master batch Mb are subjected to an appropriate shear force by passing between the kneading rolls 2a and 2b, which rotate in opposite directions, and being pressed. By repeatedly applying shear force through the kneading rolls 2a and 2b, the vulcanization compounding agent M3 is gradually dispersed over a wide area in the primary kneaded rubber R1, while the primary kneaded rubber R1 and the master batch Mb are kneaded to produce unvulcanized rubber R with the target viscosity.

未加硫ゴムRが製造されると、図2に例示するように、受け渡しコンベヤ6の途中を下方に回動させて循環経路を解消する。そして、製造された未加硫ゴムRは、受け渡しコンベヤ6によってロール混練機2から排出されて、次工程に搬送される。 When the unvulcanized rubber R is produced, as shown in FIG. 2, the middle of the delivery conveyor 6 is rotated downward to eliminate the circulation path. The produced unvulcanized rubber R is then discharged from the roll kneader 2 by the delivery conveyor 6 and transported to the next process.

本発明では、一次混練ゴムR1とマスターバッチMbの混練中に、カラー識別センサ9によって、循環経路の表面での色データを検知する。図3に例示するように、マスターバッチMbが循環経路に投入される前は、一次混練ゴムR1だけが、循環経路の表面に存在している。そのため、カラー識別センサ9によって検知される色データは、主に一次混練ゴムR1の色データであり、コンベヤベルトの表面の色データも一部検知される。しかしながら、マスターバッチMbの色データは検知されない。 In the present invention, while the primary mixed rubber R1 and the master batch Mb are being mixed, the color identification sensor 9 detects color data on the surface of the circulation path. As illustrated in FIG. 3, before the master batch Mb is fed into the circulation path, only the primary mixed rubber R1 is present on the surface of the circulation path. Therefore, the color data detected by the color identification sensor 9 is mainly the color data of the primary mixed rubber R1, and some color data of the surface of the conveyor belt is also detected. However, the color data of the master batch Mb is not detected.

演算装置10には、マスターバッチMbの色データが予め記憶されている。また、マスターバッチMbの色は、一次混練ゴムRとは異なる色である。カラー識別センサ9によって検知された色データが演算装置10に入力されると、入力された色データと、記憶されているマスターバッチMbの色データとを比較して両者の一致度を算出する。その結果、両者の一致度は低く算出されるので、検知範囲Zには、マスターバッチMbが存在していないと判断される。即ち、一次混練ゴムR1には、加硫系配合剤M3が混練りされていないと判断される。 The color data of the master batch Mb is stored in advance in the calculation device 10. Furthermore, the color of the master batch Mb is different from that of the primary mixed rubber R. When the color data detected by the color identification sensor 9 is input to the calculation device 10, the input color data is compared with the stored color data of the master batch Mb to calculate the degree of match between the two. As a result, the degree of match between the two is calculated to be low, so it is determined that the master batch Mb is not present in the detection range Z. In other words, it is determined that the vulcanization compounding agent M3 is not mixed into the primary mixed rubber R1.

図4に例示するように、マスターバッチMbが循環経路に投入された後は、一次混練ゴムR1およびマスターバッチMbが、循環経路の表面に存在している。そのため、カラー識別センサ9によって検知される色データは、主に一次混練ゴムR1の色データとマスターバッチMbの色データに変化する。 As shown in FIG. 4, after the master batch Mb is introduced into the circulation path, the primary kneaded rubber R1 and the master batch Mb are present on the surface of the circulation path. Therefore, the color data detected by the color identification sensor 9 changes mainly to the color data of the primary kneaded rubber R1 and the color data of the master batch Mb.

カラー識別センサ9によって検知された色データが、演算装置10に入力されると、入力された色データと、記憶されているマスターバッチMbの色データとを比較して両者の一致度を算出する。その結果、両者の一致度は高く算出されるので、検知範囲Zには、マスターバッチMbが存在していると判断される。即ち、一次混練ゴムR1には、加硫系配合剤M3が混練りされていると判断される。 When the color data detected by the color identification sensor 9 is input to the calculation device 10, the input color data is compared with the stored color data of the master batch Mb to calculate the degree of match between the two. As a result, the degree of match between the two is calculated to be high, so it is determined that the master batch Mb is present in the detection range Z. In other words, it is determined that the vulcanization compounding agent M3 is kneaded into the primary kneaded rubber R1.

したがって、供給コンベヤ7によってマスターバッチMbがロール混練機2に投入された直後から、このようにカラー識別センサ9によって、循環経路の表面での色データを検知する。これにより、カラー識別センサ9によって検知した色データに基づいて、一次混練ゴムR1に対する加硫系配合剤M3の投入の適正具合(確実に投入されているか否か)を判断することが可能になる。 Therefore, immediately after the master batch Mb is fed into the roll mixer 2 by the feed conveyor 7, the color identification sensor 9 detects the color data on the surface of the circulation path. This makes it possible to determine the appropriateness of the feeding of the vulcanization compounding agent M3 to the primary mixed rubber R1 (whether it has been fed reliably or not) based on the color data detected by the color identification sensor 9.

尚、一次混練ゴムR1に、マスターバッチMb(加硫系配合剤M3)が確実に投入されていても、一次混練ゴムR1とマスターバッチMbとの混練が進行すると、マスターバッチMbの色素が一次混練ゴムR1に広く分散して、マスターバッチMbの色データが徐々に検知できなくなる。即ち、図5に例示するように、マスターバッチMbの色データの検知強度が徐々に小さくなる。図5では、この色データの検知強度Dの変化を単純化してリニアに減少するように記載している。 Even if the master batch Mb (vulcanization compounding agent M3) is reliably added to the primary mixed rubber R1, as the mixing of the primary mixed rubber R1 and the master batch Mb progresses, the pigment of the master batch Mb disperses widely in the primary mixed rubber R1, and the color data of the master batch Mb gradually becomes undetectable. That is, as illustrated in Figure 5, the detection intensity of the color data of the master batch Mb gradually decreases. In Figure 5, the change in the detection intensity D of this color data is simplified and depicted as decreasing linearly.

したがって、一次混練ゴムR1に対する加硫系配合剤M3の投入の適正具合を精度よく判断するには、マスターバッチMbをロール混練機2に投入する動作の開始から予め設定された比較的短い期間(少ない循環回数)で検知した色データを用いる必要がある。この比較的短い期間(少ない循環回数)の適正値は、このロール混練機2を用いた事前の混練などによって把握しておく。 Therefore, in order to accurately determine the appropriateness of adding the vulcanization compounding agent M3 to the primary mixed rubber R1, it is necessary to use color data detected within a relatively short period (small number of circulations) that is set in advance from the start of the operation of adding the master batch Mb to the roll mixer 2. The appropriate value for this relatively short period (small number of circulations) is determined by prior mixing using the roll mixer 2, etc.

このように本発明によれば、加硫系配合剤M3を一次混練ゴムR1とは異なる色に着色したマスターバッチMbを使用するとともに、カラー識別センサ9によって検知される色データを根拠にして、一次混練ゴムRに対して加硫系配合剤M3が投入されているかを判断する。そのため、精度よくこの判断をすることができ、加硫系配合剤M3が混練りされた未加硫ゴムRを、より確実に製造するには有利になる。 In this way, according to the present invention, a master batch Mb in which the vulcanization compounding agent M3 is colored a different color from the primary mixed rubber R1 is used, and based on the color data detected by the color identification sensor 9, it is determined whether the vulcanization compounding agent M3 has been added to the primary mixed rubber R. This allows for accurate determination, which is advantageous for more reliably producing unvulcanized rubber R kneaded with the vulcanization compounding agent M3.

また、色データは、循環経路を循環している一次混練ゴムR1およびマスターバッチMbに対して、カラー識別センサ9を用いて非接触で検知される。したがって、未加硫ゴムRの生産性を損なうことがなく、効率的に製造するには有利になる。 In addition, color data is detected non-contact using a color identification sensor 9 for the primary mixed rubber R1 and master batch Mb circulating through the circulation path. This is therefore advantageous for efficient production without impairing the productivity of the unvulcanized rubber R.

一次混練ゴムR1に対してマスターバッチMbは幅方向に偏在した状態で混練りされることがある。そのため、この実施形態のように、所定位置で循環経路の全幅範囲を網羅して色データを検知すると、一次混練ゴムR1に対する加硫系配合剤M3の投入の適正具合を高精度で判断するには有利になる。 The master batch Mb may be mixed into the primary mixed rubber R1 in a state where it is unevenly distributed in the width direction. Therefore, as in this embodiment, detecting color data covering the entire width range of the circulation path at a specified position is advantageous for determining with high accuracy the appropriateness of adding the vulcanization compounding agent M3 to the primary mixed rubber R1.

この実施形態では、カラー識別センサ9によって、循環経路の平坦な領域での色データが検知されている。即ち、検知範囲Zがコンベヤベルトの平坦な領域に設定されているが、検知範囲Zを例えば、ベルトコンベヤのプーリ周辺の屈曲している領域に設定することもできる。このように循環経路の屈曲している領域では、循環しているゴム材料が相対的に強く引っ張られて、ゴム材料の内部の色を検知することが可能な場合もある。そのため、一次混練ゴムR1に埋没しているマスターバッチMbの色データを検知することが可能になる。 In this embodiment, the color identification sensor 9 detects color data in a flat area of the circulation path. That is, the detection range Z is set in the flat area of the conveyor belt, but the detection range Z can also be set, for example, in a curved area around the pulley of the belt conveyor. In such a curved area of the circulation path, the circulating rubber material is pulled relatively strongly, and it may be possible to detect the color inside the rubber material. Therefore, it becomes possible to detect the color data of the master batch Mb embedded in the primary kneaded rubber R1.

複数種類の加硫系配合剤M3を使用する場合は、種類別に異なる色に着色したマスターバッチMbを用意して使用するとよい。これにより、カラー識別サンサ9により、それぞれのマスターバッチMbの色データを識別して検知できるので、それぞれの種類の加硫系配合剤M3毎に、一次混練ゴムR1に対する投入の適正具合を判断することが可能になる。尚、この場合は、それぞれのマスターバッチMbの色を識別し易い色に設定することが好ましい。 When using multiple types of vulcanization compounding agents M3, it is advisable to prepare and use master batches Mb colored in different colors for each type. This allows the color identification sensor 9 to identify and detect the color data of each master batch Mb, making it possible to determine the appropriateness of adding each type of vulcanization compounding agent M3 to the primary mixed rubber R1. In this case, it is preferable to set the color of each master batch Mb to an easily distinguishable color.

ディスプレイ11を備えている場合、検知範囲Zの画像データや、演算装置10に入力された色データの検知強度Dをリアルタイムでディスプレイ11に表示することができる。これにより、ディスプレイ11を目視するだけで、一次混練ゴムR1とマスターバッチMbの混練り状態を把握し易くなる。 When the display 11 is provided, the image data of the detection range Z and the detection intensity D of the color data input to the calculation device 10 can be displayed on the display 11 in real time. This makes it easier to grasp the mixing state of the primary mixed rubber R1 and the master batch Mb just by looking at the display 11.

前記演算装置10が、一次混練ゴムR1に対する加硫系配合剤M3の投入が適正ではないと判断した場合には、警告装置12によって、適正でないことを知らせる警告を発する。ディスプレイ11にこれを知らせる警告表示をする構成にすれば、ディスプレイ11は警告装置12として機能する。警告装置12を設けることで、不具合の発生を遅滞なく把握できるので迅速な対策を行うことができる。 If the calculation device 10 determines that the addition of the vulcanization compounding agent M3 to the primary kneaded rubber R1 is inappropriate, the warning device 12 issues a warning to notify the user of the inappropriateness. If the display 11 is configured to display a warning to notify the user of this, the display 11 functions as the warning device 12. By providing the warning device 12, the occurrence of a malfunction can be detected without delay, allowing for prompt countermeasures to be taken.

図5に例示する色データの検知強度Dの経時変化を利用して、一次混練ゴムR1に対する加硫系配合剤M3の混合具合を判断することもできる。この検知強度Dは、一次混練ゴムR1に、マスターバッチMb(加硫系配合剤M3)が確実に投入されていると、徐々に小さくなる。 The degree of mixing of the vulcanization compounding agent M3 with the primary mixed rubber R1 can also be determined by using the change over time in the detection intensity D of the color data shown in Figure 5. This detection intensity D gradually decreases when the master batch Mb (vulcanization compounding agent M3) is reliably added to the primary mixed rubber R1.

そこで、一次混練ゴムR1にマスターバッチMb(加硫系配合剤M3)が適正に投入、混練りされて良品の未加硫ゴムRが製造された際の検知強度Dの経時変化のデータを、図6に例示するように指標データDmとして用いる。この指標データDmに対して許容範囲Arを設定する。そして、一次混練ゴムR1とマスターバッチMb(加硫系配合剤M3)とを混練りする際に取得した検知強度Dの経時変化データを、図6の指標データDmと比較する。比較の結果、取得した検知強度Dの経時変化データが、図6の指標データDmの許容範囲Arに納まれば、その混練り状態は良好であると判断することができる。 Therefore, data on the change over time of the detection intensity D when the master batch Mb (vulcanization compounding agent M3) is properly added to and kneaded with the primary kneaded rubber R1 to produce a good unvulcanized rubber R is used as index data Dm, as illustrated in FIG. 6. An allowable range Ar is set for this index data Dm. Then, the data on the change over time of the detection intensity D obtained when kneading the primary kneaded rubber R1 and the master batch Mb (vulcanization compounding agent M3) is compared with the index data Dm in FIG. 6. If, as a result of the comparison, the obtained data on the change over time of the detection intensity D falls within the allowable range Ar of the index data Dm in FIG. 6, it can be determined that the kneading state is good.

1 混練システム
2 ロール混練機
2a、2b 混練ロール
3 アクチュエータ
4a、4b 駆動モータ
5 練り返しコンベヤ
6 受け渡しコンベヤ
7 供給コンベヤ
8 制御装置
9 カラー識別センサ
10 演算装置
11 ディスプレイ
12 警告装置
R 未加硫ゴム
R1 一次混練ゴム
M1 原料ゴム
M2 非加硫系配合剤
M3 加硫系配合剤
Mb マスターバッチ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Kneading system 2 Roll kneaders 2a, 2b Kneading rolls 3 Actuators 4a, 4b Driving motors 5 Kneading conveyor 6 Delivery conveyor 7 Supply conveyor 8 Control device 9 Color identification sensor 10 Calculation device 11 Display 12 Warning device R Unvulcanized rubber R1 Primary kneaded rubber M1 Raw rubber M2 Non-vulcanized compounding agent M3 Vulcanized compounding agent Mb Master batch

Claims (6)

原料ゴムに非加硫系配合剤が混練りされた一次混練ゴムと、加硫系配合剤とを、オープン構造のロール混練機の循環経路を循環させて混練りすることで未加硫ゴムを製造する未加硫ゴムの混練方法において、
前記加硫系配合剤を前記一次混練ゴムとは異なる色に着色したマスターバッチを用意しておき、前記一次混練ゴムが循環している前記循環経路に前記マスターバッチを投入し、非接触式のカラー識別センサによって、前記循環経路の延在方向の所定位置で前記循環経路の表面での色データを検知して、検知した前記色データに基づいて演算装置が前記一次混練ゴムに対する前記加硫系配合剤の投入の適正具合を判断することを特徴とする未加硫ゴムの混練方法。
In a method for kneading unvulcanized rubber, a primary kneaded rubber obtained by kneading a raw rubber with a non-vulcanization compounding agent and a vulcanization compounding agent are circulated through a circulation path of an open-structure roll kneader to produce an unvulcanized rubber,
A method for kneading unvulcanized rubber, comprising the steps of: preparing a master batch in which the vulcanization compounding agents are colored a color different from that of the primary kneaded rubber; introducing the master batch into the circulation path through which the primary kneaded rubber circulates; detecting color data on the surface of the circulation path at a predetermined position in the extension direction of the circulation path using a non-contact color identification sensor; and using a calculation device to determine the appropriateness of the introduction of the vulcanization compounding agents into the primary kneaded rubber based on the detected color data.
前記所定位置で前記循環経路の全幅範囲を網羅して前記色データを検知する請求項1に記載の未加硫ゴムの混練方法。 The method for kneading unvulcanized rubber according to claim 1, wherein the color data is detected over the entire width of the circulation path at the specified position. 前記色データの経時変化に基づいて、前記一次混練ゴムに対する前記加硫系配合剤の混合具合を判断する請求項1または2に記載の未加硫ゴムの混練方法。 The method for kneading unvulcanized rubber according to claim 1 or 2, wherein the degree of mixing of the vulcanization compounding agent with the primary kneaded rubber is determined based on the change over time in the color data. 前記加硫系配合剤の種類別に異なる色に着色した前記マスターバッチを用意する請求項1~3のいずれかに記載の未加硫ゴムの混練方法。 The method for kneading unvulcanized rubber according to any one of claims 1 to 3, wherein the master batches are prepared in different colors according to the type of vulcanization compounding agent. 前記演算装置が、前記一次混練ゴムに対する前記加硫系配合剤の投入が適正ではないと判断した場合に、トラブルの発生を知らせる警告を発する請求項1~4のいずれかに記載の未加硫ゴムの混練方法。 The method for kneading unvulcanized rubber according to any one of claims 1 to 4, wherein the computing device issues a warning to inform of the occurrence of a problem if it determines that the addition of the vulcanization compounding agent to the primary kneaded rubber is not appropriate. 原料ゴムに非加硫系配合剤が混練りされた一次混練ゴムと加硫系配合剤とを、循環させて混練りする循環経路を有するオープン構造のロール混練機を備えた未加硫ゴムの混練システムにおいて、
前記循環経路の延在方向の所定位置で前記循環経路の表面での色データを検知する非接触式のカラー識別センサと、前記色データが入力される演算装置とを有し、前記加硫系配合剤として前記一次混練ゴムとは異なる色に着色されたマスターバッチが使用されて、前記カラー識別センサにより検知された前記色データに基づいて、前記演算装置によって前記一次混練ゴムに対する前記加硫系配合剤の投入の適正具合が判断される構成にしたことを特徴とする未加硫ゴムの混練システム。
In a kneading system for unvulcanized rubber, the system includes an open-structure roll kneader having a circulation path for circulating and kneading a primary kneaded rubber obtained by kneading a raw rubber with a non-vulcanization-based compounding agent and a vulcanization-based compounding agent,
A system for kneading unvulcanized rubber, comprising: a non-contact color identification sensor that detects color data on the surface of the circulation path at a predetermined position in the extension direction of the circulation path; and a calculation device to which the color data is input, wherein a master batch colored a different color from the primary kneaded rubber is used as the vulcanization-system compounding agent, and the calculation device is configured to determine the appropriateness of the addition of the vulcanization-system compounding agent to the primary kneaded rubber based on the color data detected by the color identification sensor.
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