(57)【要約】【課題】未加硫ゴム材料の品質の適否を、迅速に非破壊で一段と詳細に把握することができる未加硫ゴム材料の品質検査方法および品質検査システムを提供する。【解決手段】未加硫ゴムＭに所定種類の配合剤Ａｃ、Ａｓが混合された最終ゴム材料Ｒ２の誘電率を誘電率測定器２により検出し、検出した誘電率に基づいて演算装置３により、最終ゴム材料Ｒ２における加硫系配合剤Ａｓの配合割合を算出して、算出した配合割合Ｄ１が予め設定されている配合基準範囲Ｃ１の範囲内か範囲外かを演算装置３により判断して、判断結果をモニタ３ａに表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫ゴムに所定種類の配合剤が混合された未加硫ゴム材料の誘電率に基づいて前記未加硫ゴム材料における前記配合剤の配合割合を演算装置により算出し、算出した前記配合割合が予め設定されている配合基準範囲の範囲内か範囲外かを前記演算装置により判断することを特徴とする未加硫ゴム材料の品質検査方法。
【請求項２】
前記未加硫ゴム材料を平面視で多数の区画に区分して、前記区画毎に前記誘電率を検出し、検出したそれぞれの区画の前記誘電率のばらつきの大きさに基づいて前記演算装置により、前記未加硫ゴム材料における前記配合剤の分散程度を算出し、算出した前記分散程度が予め設定されている分散基準範囲の範囲内か範囲外かを判断する請求項１に記載の未加硫ゴム材料の品質検査方法。
【請求項３】
それぞれの前記区画の前記誘電率の大きさに応じてそれぞれの前記区画を前記演算装置により複数階級に区分けし、それぞれの前記区画を、区分けされた前記階級を識別可能にしてモニタに表示する請求項２に記載の未加硫ゴム材料の品質検査方法。
【請求項４】
前記配合剤が、カーボンブラック、シリカ、加硫活性剤、加硫促進助剤または硫黄の少なくとも１つである請求項１〜３のいずれかに記載の未加硫ゴム材料の品質検査方法。
【請求項５】
未加硫ゴムに所定種類の配合剤が混合された未加硫ゴム材料の誘電率を検出する誘電率測定器と、前記誘電率測定器により検出された前記誘電率が入力される演算装置とを有し、前記誘電率に基づいて前記演算装置により前記未加硫ゴム材料における前記配合剤の配合割合が算出されて、算出された前記配合割合が前記演算装置に入力されている配合基準範囲の範囲内か範囲外かが判断される構成にしたことを特徴とする未加硫ゴム材料の品質検査システム。
【請求項６】
前記未加硫ゴム材料の平面視で多数に区分された区画毎に前記誘電率が検出され、検出されたそれぞれの区画の前記誘電率のばらつきの大きさに基づいて、前記演算装置により、前記未加硫ゴム材料における前記配合剤の分散程度が算出され、算出された前記分散程度が予め設定されている分散基準範囲の範囲内か範囲外かが判断される構成にした請求項５に記載の未加硫ゴム材料の品質検査システム。
【請求項７】
前記演算装置に無線または有線により接続されたモニタを有し、それぞれの前記区画の前記誘電率の大きさに応じてそれぞれの前記区画が前記演算装置により複数階級に区分けされて、それぞれの前記区画が、区分けされた前記階級を識別可能にして前記モニタに表示される構成にした請求項６に記載の未加硫ゴム材料の品質検査システム。
【請求項８】
前記配合剤が、カーボンブラック、シリカ、加硫活性剤、加硫促進助剤または硫黄の少なくとも１つである請求項５〜７のいずれかに記載の未加硫ゴム材料の品質検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は未加硫ゴム材料の品質検査方法および品質検査システムに関し、さらに詳しくは、未加硫ゴム材料中の配合剤の配合割合の適否を、簡便かつ迅速に把握することができる未加硫ゴム材料の品質検査方法および品質検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ等のゴム製品を製造する際には、ミキサー（混合機）やゴム押出機を用いて未加硫ゴムと配合剤とを混練して、未加硫ゴム材料を製造する工程がある。この製造工程では、未加硫ゴムに対して設定された配合割合で配合剤が添加される。実際に添加された配合剤の配合割合が基準範囲から外れていれば、製造した未加硫ゴム材料の品質に影響が生じる。ひいては、この未加硫ゴム材料を使用して製造したゴム製品の品質に影響する。
【０００３】
従来、例えば未加硫ゴム材料中の硫黄の配合量を検査する方法として、酸素フラスコ燃焼法や過酸化ナトリウム溶融法が知られているが、これらの検査方法では、手順や準備が複雑であり、検査に要する時間も長くなる。
【０００４】
未加硫ゴム材料の品質を決定する方法として、押出された未加硫ゴム材料に対して超音波（０．５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ）を発信し、未加硫ゴム材料を透過した超音波の強度の減衰量を検知する方法が提案されている（特許文献１参照）。この提案の方法では、超音波の強度の減衰量に基づいて、未加硫ゴム材料中の汚染物質の有無および含有量の相対的変化を把握することは可能であるが、未加硫ゴム材料における配合剤の配合割合が適切か否かを判断するものではない。
【０００５】
対象物が未加硫ゴム材料ではないが、コンクリートについては、その誘電率に基づいてコンクリートの含有塩化物濃度、含有率等を測定する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１４−５２１９４８号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、未加硫ゴム材料中の配合剤の配合割合の適否を、簡便かつ迅速に把握することができる未加硫ゴム材料の品質検査方法および品質検査システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の未加硫ゴム材料の品質検査方法は、未加硫ゴムに所定種類の配合剤が混合された未加硫ゴム材料の誘電率に基づいて前記未加硫ゴム材料における前記配合剤の配合割合を演算装置により算出し、算出した前記配合割合が予め設定されている配合基準範囲の範囲内か範囲外かを前記演算装置により判断することを特徴とする。
【０００９】
本発明の未加硫ゴム材料の品質検査システムは、未加硫ゴムに所定種類の配合剤が混合された未加硫ゴム材料の誘電率を検出する誘電率測定器と、前記誘電率測定器により検出された前記誘電率が入力される演算装置とを有し、前記誘電率に基づいて前記演算装置により前記未加硫ゴム材料における前記配合剤の配合割合が算出されて、算出された前記配合割合が前記演算装置に入力されている配合基準範囲の範囲内か範囲外かが判断される構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、未加硫ゴム材料の誘電率を検出すれば、この誘電率に基づいて演算装置により演算処理をすることで、その未加硫ゴム材料の配合剤の配合割合を算出して、配合割合の適否を迅速に判断できる。しかも、様々な溶液を用いてデータを取得する必要もないので、簡便に検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の未加硫ゴム材料の品質検査システムを例示する説明図である。
【図２】カーボンブラックの配合割合およびマスターバッチの配合割合のそれぞれと、未加硫ゴム材料の誘電率との関係を模式的に例示するグラフ図である。
【図３】モニタに表示される内容（配合剤の配合割合の経時変化）を例示する説明図である。
【図４】モニタに表示される別の内容（配合剤の分散具合）を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の未加硫ゴム材料の品質検査方法および品質検査システムを、図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１に例示する本発明の未加硫ゴム材料の品質検査システム１（以下、検査システム１という）は、誘電率測定器２と、誘電率測定器２により検出された誘電率が入力される演算装置３と、演算装置３に無線または有線によって接続されたモニタ３ａとを備えている。本発明は、未加硫ゴムＭに所定種類の非加硫系配合剤Ａｃが混合された一次ゴム材料Ｒ１、一次ゴム材料Ｒ１に所定種類の加硫系配合剤Ａｓが混合された最終ゴム材料Ｒ２のいずれの未加硫ゴム材料Ｒも検査対象にすることもできるが、この実施形態では、押出機４により押し出された直後の最終ゴム材料Ｒ２を検査対象にしている。
【００１４】
非加硫系配合剤Ａｃとしては、カーボンブラックやシリカを例示できる。加硫系配合剤Ａｓとしては、加硫活性剤、加硫促進助剤または硫黄の少なくとも１つを例示できる。加硫活性剤、加硫促進助剤および硫黄を規定の割合で混合したマスターバッチを加硫系配合剤Ａｓとしてもよい。
【００１５】
押出機４は、回転駆動されるスクリューが内設されたシリンダ４ａと、シリンダ４ａの後端部の上面に形成された材料投入口４ｂと、材料投入口４ｂに設置されたホッパ４ｄと、シリンダ４ａの先端に形成された押出口４ｃとを有している。押出口４ｃの前方には、コンベヤ等の搬送手段が延在している。また、ホッパ４ｄを介して材料投入口４ｂに所定種類の加硫系配合剤Ａｓを投入する配合剤供給部５が設置されている。
【００１６】
押出機４のシリンダ４ａには、シート状の一次ゴム材料Ｒ１がホッパ４ｄを介して材料投入口４ｂから連続的に投入される。また、配合剤供給部５によりホッパ４ｄを介して材料投入口４ｂから連続的に所定種類の加硫系配合剤Ａｓが投入される。加硫系配合剤Ａｓは、１００重量部の未加硫ゴムＭに対して予め設定された所定割合で投入される設定になっている。
【００１７】
投入された一次ゴム材料Ｒ１および加硫系配合剤Ａｓは、回転するスクリューによってシリンダ４ａの中で混合および混練されつつ前方移動する。そして、押出口４ｃからシート状に成形された最終ゴム材料Ｒ２が連続的に押し出されて製造される。
【００１８】
誘電率測定器２は公知の種々の仕様の機器を使用することができる。検査対象（未加硫ゴム材料Ｒ）に超音波を照射して非接触で誘電率を検出できる機器が好ましい。例えば、押し出されている最終ゴム材料Ｒ２を通過させつつ、最終ゴム材料Ｒ２の通過した範囲の誘電率を誘電率測定器２によって逐次検出する。
【００１９】
誘電率測定器２は１台だけでなく、複数台を最終ゴム材料Ｒ２の幅方向に並列させて配置した構成にすることもできる。或いは、誘電率測定器２を最終ゴム材料Ｒ２の幅方向に移動可能にした構成にすることもできる。これらの構成を採用することで、最終ゴム材料Ｒ２の実質的に全幅を検査可能にすることができる。
【００２０】
図２に例示するように、演算装置３には最終ゴム材料Ｒ２における所定種類の加硫系配合剤Ａｓの配合割合と最終ゴム材料Ｒ２の誘電率との相関関係データが入力されている。具体的には、加硫系配合剤Ａｓとして使用されるマスターバッチの配合割合が大きくなるに連れて、最終ゴム材料Ｒ２の誘電率が低くなる傾向がある。演算装置３は、この相関関係データと、逐次入力された誘電率とに基づいて、最終ゴム材料Ｒ２における加硫系配合剤Ａｓの配合割合Ｄ１を算出する。
【００２１】
この実施形態では、一次ゴム材料Ｒ１における所定種類の非加硫系配合剤Ａｃの配合割合と一次ゴム材料Ｒ１の誘電率との相関関係データも演算装置３に入力されている。具体的には、非加硫系配合剤Ａｃとして使用されるカーボンブラックの配合割合が大きくなるに連れて、一次ゴム材料Ｒ１の誘電率が高くなる傾向がある。配合剤Ａ（Ａｃ、Ａｓ）の種類によって、その配合割合と、その配合剤Ａを混合した未加硫ゴム材料Ｒの誘電率との相関関係（誘電率が比例的に大きくなるのか小さくなるのか、および、誘電率が変化する程度）は異なるので、使用するそれぞれの配合剤Ａに対してこの相関関係データを予め取得して演算装置３に入力しておく。
【００２２】
演算装置３にはさらに、加硫系配合剤Ａｓの種類毎に適切な配合割合を示す配合基準範囲Ｃ１が入力されている。そして図３に例示するように、演算装置３は、算出された配合割合Ｄ１と配合基準範囲Ｃ１とを逐次比較して、配合割合Ｄ１が配合基準範囲Ｃ１の範囲内か範囲外かを逐次判断する。
【００２３】
モニタ３ａには、演算装置３による判断結果が逐次表示される。表示する判断結果は、算出した配合割合Ｄ１が配合基準範囲Ｃ１の範囲外であることを単純に知らせる警告でもよく、図３に例示する配合割合Ｄ１の経時変化を逐次表示してもよい。
【００２４】
このように本発明によれば、最終ゴム材料Ｒ２の誘電率を検出し、この誘電率に基づいて演算処理をすることで、最終ゴム材料Ｒ２の加硫系配合剤Ａｓの配合割合を算出して、この配合割合の適否を非破壊検査によって迅速に判断できる。しかも、従来の検査方法にように、様々な溶液を用いてデータを取得する必要もないので、検査を簡便に行うことができる。
【００２５】
ところで、配合基準範囲Ｃ１を満足する配合割合で加硫系配合剤Ａｓが一次ゴム材料Ｒ１に添加されても、加硫系配合剤Ａｓが未加硫ゴムＭ（一次ゴム材料Ｒ１）に対して十分に分散して混合されていなければ、製造した最終ゴム材料Ｒ２の品質に影響が生じる。それ故、加硫系配合剤Ａｓの分散具合の適否も判断する構成にすることがより好ましい。
【００２６】
そこで、押出した最終ゴム材料Ｒ２を平面視で多数の区画に区分して、区分された区画毎に誘電率を検出する。そして、検出されたそれぞれの区画の誘電率のばらつきの大きさに基づいて、演算装置３により、最終ゴム材料Ｒ２における加硫系配合剤Ａｓの分散程度Ｄ２を算出する。
【００２７】
演算装置３には、加硫系配合剤Ａｓの種類毎に適切な分散程度Ｄ２を示す分散基準範囲Ｃ２を入力しておく。そして演算装置３は、算出した分散程度Ｄ２と分散基準範囲Ｃ２とを逐次比較して、分散程度Ｄ２が分散基準範囲Ｃ２の範囲内か範囲外かを判断する。
【００２８】
例えば、基準誘電率Ｃｄを設定しておき、この基準誘電率Ｃｄとそれぞれの区画の誘電率との偏差の絶対値を、所定の面積範囲（単位面積当たり）で平均した値を分散程度Ｄ２にする。この分散程度Ｄ２が大きい程、加硫系配合剤Ａｓが良好に分散していないので、予め設定した平均許容範囲を分散基準範囲Ｃ２に設定して、分散基準範囲Ｃ２よりも分散程度Ｄ２が大きい場合に分散具合が悪いと判断する。
【００２９】
局部的に誘電率が過大あるいは過小である場合にも、加硫系配合剤Ａｓが良好に分散していないと言える。そこで、予め設定した局部許容範囲を分散基準範囲Ｃ２に設定して、分散基準範囲Ｃ２よりも分散程度Ｄ２が大きい区画が存在する場合に分散具合が悪いと判断することもできる。上述した平均許容範囲と局部許容範囲の少なくとも一方を分散基準範囲Ｃ２として採用することができるが、両方を採用することが好ましい。
【００３０】
モニタ３ａには、演算装置３による判断結果が逐次表示される。表示する判断結果は、算出された分散程度Ｄ２が分散基準範囲Ｃ２の範囲外であることを単純に知らせる警告でもよいが、図４に例示するように誘電率（或いは配合割合Ｄ１）の分布を表示する構成にすることもできる。
【００３１】
図４のような表示をする構成にする場合、それぞれの区画をその誘電率の大きさに応じて演算装置３により複数階級（例えば〜８５、８５〜９５、・・・などの指数）で区分けする。そして、それぞれの区画を、区分けされた階級を識別可能にしてモニタ３ａに表示する。図４では区分された階級を、空白や線による模様を用いて識別可能にしているが、色の違いや色の濃淡によって階級を識別可能にするとよい。このような表示をすることで、モニタ３ａを一目するだけで、加硫系配合剤Ａｓの分散具合の適否を容易に把握することが可能になる。
【００３２】
上述した内容は、一次ゴム材料Ｒ１に対しても同様に適用することができる。即ち、一次ゴム材料Ｒ１の誘電率を検出し、この誘電率に基づいて演算処理をすることで、一次ゴム材料Ｒ１の非加硫系配合剤Ａｃの配合割合および配合割合の適否を迅速に判断できる。また、一次ゴム材料Ｒ１における非加硫系配合剤Ａｃの分散具合の適否を、最終ゴム材料Ｒ２の場合と同様に把握することが可能になる。
【符号の説明】
【００３３】
１  検査システム
２  誘電率測定器
３  演算装置
３ａ  モニタ
４  押出機
４ａ  シリンダ
４ｂ  材料投入口
４ｃ  押出口
４ｄ  ホッパ
５  配合剤供給部
Ｒ  未加硫ゴム材料
Ｒ１  一次ゴム材料
Ｒ２  最終ゴム材料
Ｍ  未加硫ゴム
Ａ  配合剤
Ａｃ  非加硫系配合剤
Ａｓ  加硫系配合剤
Ｃ１  配合基準範囲
Ｃ２  分散基準範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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