(57)【要約】【課題】混練開始時のゴム混練機の温度に拘わらず、ゴムを常に適正な粘度に混練できるゴム混練機の制御方法を提供する。【解決手段】ゴム混練機１０の温度を検出する温度センサ１４と、混練開始時のゴム混練機１０の温度に対するロータ回転数及びロータ回転数の補正率を記憶するデータ記憶部２０と、前記補正率によってロータ回転数を補正するロータ制御部３０とを備えることにより、データ記憶部２０に記憶された基準となるロータ回転数を定める混練開始時のゴム混練機温度の範囲の下限よりも、温度センサ１４の検出する混練開始時のゴム混練機温度が低い場合は、ロータ制御部３０はデータ記憶部２０に記憶された補正率に基づいてロータ回転数を基準値よりも高い値に補正された回転数に設定し、該範囲の上限よりも高い場合は基準値よりも低い値に補正された回転数に設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム混練機内に投入されたゴムをロータの回転により所定温度に達するまで混練するゴム混練機の制御方法において、
混練開始時のゴム混練機温度を温度検出手段によって検出し、その検出温度に基づいて前記所定温度に達するまでのロータの回転数を制御することを特徴とするゴム混練機の制御方法。
【請求項２】
前記ロータ回転数を検出温度に応じた所定の補正率によって補正された回転数に設定することを特徴とする請求項１記載のゴム混練機の制御方法。
【請求項３】
混練開始時のゴム混練機温度を、所定の温度範囲におけるロータ回転数を基準値として設定しておき、
前記検出温度が前記温度範囲の下限よりも低い場合は、ロータ回転数を前記基準値よりも高い値に補正された回転数に設定し、前記温度範囲の上限よりも高い場合は、ロータ回転数を前記基準値よりも低い値に補正された回転数に設定することを特徴とする請求項１または２記載のゴム混練機の制御方法。
【請求項４】
複数の温度範囲毎に設定されたロータ回転数を所定の記憶手段に記憶しておき、
ロータ回転数を前記検出温度に対応する記憶手段の温度範囲の回転数に設定することを特徴とする請求項３記載のゴム混練機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、タイヤの製造において、ゴムを混練するゴム混練機の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のゴム混練機の制御方法としては、ゴムの混練後のコンパウンド性能が発揮されるように、混練中のゴムの温度が所定の温度に達した時に混練を終了する方法が知られている。しかしながら、混練前のゴム混練機の温度が異なれば混練後の粘度は大きく異なる。すなわち、混練開始時の温度が低いと、所定の放出温度に達するまでの総混練時間が長くなり、そのためにゴムの粘度が低くなる。逆に、混練開始温度が高いと、所定の放出温度に到達するまでの総混練時間が短くなり、そのために粘度が高くなる。
【０００３】
ゴムの温度に基づいてゴム混練機の制御を行うゴム混練機の制御方法の他の例として、特許文献１に記載のゴム混練機では、混練中のゴムの温度を実測し、予め設定されたゴムの理想的温度の上昇曲線とその実測温度とを比較することにより、ゴムにかかる圧力を制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５７−８３４４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のゴム混練機の制御方法では、混連中のゴムの温度が所定の温度に達した時に混練を終了したり、あるいは、混練中のゴムの温度に従いゴムにかかる圧力を制御するにとどまり、このため、混練時間を制御することができず、混練過剰や混練不足により混練後のコンパウンド性能にバラツキが生じるという問題点があった。
【０００６】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、混練開始時のゴム混練機の温度に拘わらず、ゴムを常に適正な粘度に混練することのできるゴム混練機の制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、ゴム混練機内に投入されたゴムをロータの回転により所定温度に達するまで混練するゴム混練機の制御方法において、混練開始時のゴム混練機温度を温度検出手段によって検出し、その検出温度に基づいて前記所定温度に達するまでのロータの回転数を制御するようにしている。これにより、混練開始時のゴムの温度に拘わらず、ゴムは常に適正な粘度に混練される。
【０００８】
請求項２では、請求項１のゴム混練機の制御方法において、前記ロータ回転数を検出温度に応じた所定の補正率によって補正された回転数に設定するようにしている。これにより、請求項１の作用に加え、ロータ回転数を検出温度と補正率に基づいて容易に設定することができる。
【０００９】
請求項３では、請求項１または２記載のゴム混練機の制御方法において、混練開始時のゴム混練機温度を、所定の温度範囲におけるロータ回転数を基準値として設定しておき、前記検出温度が前記温度範囲の下限よりも低い場合は、ロータ回転数を前記基準値よりも高い値に補正された回転数に設定し、前記温度範囲の上限よりも高い場合は、ロータ回転数を前記基準値よりも低い値に補正された回転数に設定するようにしている。これにより、請求項１または２の作用に加え、混練開始時のゴム混練機の温度が低い場合は、ゴムは所定の時間内に多く混練され、混練開始時のゴム混練機の温度が高い場合は、ゴムは所定の時間内に少なく混練される。
【００１０】
請求項４では、請求項３のゴム混練機の制御方法において、複数の温度範囲毎に設定されたロータ回転数を所定の記憶手段に記憶しておき、ロータ回転数を前記検出温度に対応する記憶手段の温度範囲の回転数に設定するようにしている。これにより、請求項３の作用に加え、ロータ回転数が記憶手段に記憶された複数の温度範囲の何れかに対応する回転数に設定されることから、ロータの回転数が多段階に制御される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１乃至図９は本発明の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態を示すゴム混練機の概略断面図、図２は本発明の一実施形態を示すゴム混練機を制御するゴム混練機制御装置のブロック図、図３乃至図５は本発明の一実施形態を示すゴム混練機の動作説明図、図６は各混練工程の工程終了条件と各工程のロータ回転数を示す図、図７は混練開始時のゴム混練機温度毎の実施結果等を示す実施例及び比較例の図、図８は混練開始時のゴム混練機温度毎の混練後のゴム粘度を示す図、図９はロータ制御部の動作を示すフローチャートである。
【００１２】
同図に示すゴム混練機１０は、ゴム混練機１０内に配置した一対のロータ１２によってゴムを混練する周知の構成からなり、側部開口部からベルトコンベヤ１６により運ばれてきたポリマーが投入される。ゴム混練機１０の上方には加圧用のラム１３が上下方向に移動自在に設けられ、下方にはコンパウンド排出時に開放するドロップドア１５が設けられている。
【００１３】
このゴム混練機１０の制御装置は、ゴム混練機１０の温度Ｔを検出する温度センサ１４と、混練開始時のゴム混練機１０の温度がＴ０の時の各工程における工程の終了条件、ロータ１２の回転数のデータ、及び混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０に応じたロータ回転数の補正率を記憶するデータ記憶部２０と、データ記憶部２０からのデータに基づいてロータ１２の回転を制御するロータ制御部３０とから構成されている。ロータ制御部３０はロータ１２を駆動するロータ駆動部１２ａに接続されている。
【００１４】
本実施形態では例えば、ポリマーをゴム混練機１０に投入した後（図３）、図６に示すようにロータ回転数４０ｒｐｍで６０秒混練りし、続いて所定量のカーボンと所定の粉末状ゴムとを投入した後にロータ回転数３０ｒｐｍで６０秒、残りのカーボンの投入後にロータ回転数３０ｒｐｍで６０秒、そしてラム１３の掃除後にロータ回転数２０ｒｐｍで６０秒混練りし、再度ラム１３の掃除後、ゴムが１５０℃に達するまでロータ回転数２０ｒｐｍで混練り（ここまで図４）、ドロップドア１５を開放しコンパウンドをゴム混練機１０から放出する（図５）。
【００１５】
温度センサ１４は、ゴム混練機１０に設置され、ゴム混練機１０の温度Ｔを計測し、計測値をロータ制御部３０へ出力する。
【００１６】
データ記憶部２０は、混練開始時のゴム混練機１０の温度がＴ０（Ｔ１≦Ｔ０≦Ｔ２）の場合の各混練工程の工程終了条件と各混練工程のロータ回転数を記憶している。さらに、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０がＴ０≦Ｔ１、及び、Ｔ０≧Ｔ２の場合のロータ回転数の補正率も記憶されている。混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０がこのような範囲にある時は、Ｔ０がＴ１≦Ｔ０≦Ｔ２の時のロータ回転数を基にして回転数が補正される。
【００１７】
ロータ制御部３０は、データ記憶部２０からのデータと温度センサ１４からの混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０とから、必要であればロータ回転数の基準値に補正を加えて制御信号をロータ駆動部１２ａに出力する。
【００１８】
図７を参照し、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０とロータ回転数との関係について説明する。
【００１９】
基準となる実施例１では、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０が３５℃、ゴム放出温度は１５０℃であり、各混練工程のロータ回転数は図６に示すとおりである。この場合、工程１から最終工程において、ゴムの温度Ｔが１５０℃に達するまでの時間は３．０分であった。また、この時のムーニー粘度（ＭＬ１＋４（１００℃））は７９．４、工程１からの積算電力は１７．４ｋｗｈであった。尚、ムーニー粘度とは、ムーニー計のロータの極めてゆっくりとした回転数に生じるロータと上下ダイの間に生じる抵抗をトルクで表したもののことである。以下、単に粘度と称する。
【００２０】
比較例１では、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０が実施例１の３５℃よりも低い２０℃の場合に、実施例１の場合と同じロータ回転数で放出温度１５０℃まで混練した例である。この場合の混練時間は、実施例１と比べて１．６分長くなる。そのため、積算電力が大きくなるだけでなく、混練時間が長くなるために、粘度も６９．５と実施例１と比べて１０近く低くなる。
【００２１】
このように、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０が低いと、放出温度１５０℃に到達するまでの総混練時間が長くなり、そのためにゴムの粘度が低くなる。そこで、実施例２のように、ロータ回転数を実施例１及び比較例１よりも２０％増やすと、工程１から最終工程の混練時間は３．１分となり、実施例１の３．０分とほぼ同じ時間となる。これにより、粘度は７９．３、積算電力は１７．８ｋｗｈと、実施例１の場合とほぼ同じになる。
【００２２】
一方、比較例２は、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０が実施例１の３５℃よりも高い５０℃の場合であり、実施例１の場合と同じロータ回転数で放出温度１５０℃まで混練した例である。この場合の工程１から最終工程の混練時間は実施例１と比べて０．８分短くなる。これにより、積算電力は小さくなり、粘度は８８．８と、実施例１と比べて約９高くなる。
【００２３】
このように、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０が高いと、所定の放出温度に到達するまでの総混練時間が短くなり、そのためにゴムの粘度も高くなる。そこで、実施例３のように、ロータ回転数を実施例１及び比較例２よりも２０％減らすと、工程１から最終工程の混練時間は３．１分となり、実施例１の３．０分とほぼ同じ時間となる。そのため、粘度は７９．５、積算電力は１７．６ｋｗｈと、実施例１の場合とほぼ同じになる。
【００２４】
図８は上記各実施例及び比較例に関して図７の粘度の値をグラフ化したもので、実施例１よりも混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０が低温の比較例１と実施例２の間では、ロータ回転数を増やすことで実施例１の粘度に近づいていることがわかり、実施例１よりも混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０が高温の比較例２と実施例３の間では、ロータ回転数を減らすことで実施例１の粘度に近づいていることがわかる。
【００２５】
続いて、図９のフローチャートを参照し、ロータ制御部３０の動作について説明する。ここで、Ｔ１は２０℃、Ｔ２は５０℃である。
【００２６】
まず、温度センサ１４により混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０を検出し（Ｓ１）、データ記憶部２０から図６のデータを取得する。ここで、混練開始時のゴム混練機１０の温度Ｔ０がＴ０≦Ｔ１であるか否かを判定する（Ｓ２）。例えば、Ｔ０＝４０℃であれば、ロータ回転数Ｎの補正を行わず、続いてＴ０≧Ｔ２であるか否かを判定する（Ｓ３）。この時、Ｔ０＝４０℃なので、Ｔ０≦Ｔ２であるから、ロータ制御部３０によりロータ回転数Ｎの補正は行われない。従って、ロータ回転数Ｎは図６の数値（基準値）に設定されるように、ロータ駆動部１２ａに信号を出力する（Ｓ４）。ゴムの混連中、温度センサ１４の検出の温度ＴがＴ≧Ｔ３（ここではＴ３＝１５０℃）に達したならば（Ｓ５）、ドロップドア１５を開放する（Ｓ６）。
【００２７】
ステップ２において、例えば、Ｔ０＝１０℃の場合、Ｔ０≦Ｔ１の場合のロータ回転数Ｎの補正率をデータ記憶部２０から取得し、ロータ回転数Ｎを基準値から２０％増加させる（Ｓ７）。そして、上記と同様にステップ５に移る。
【００２８】
ステップ２において、例えば、Ｔ０＝６０℃の場合、Ｔ０≧Ｔ２の場合のロータ回転数Ｎの補正率をデータ記憶部２０から取得し、ロータ回転数Ｎを基準値から２０％減少させる（Ｓ８）。そして、上記と同様にステップ５に移る。
【００２９】
このように、本実施形態のゴム混練機の制御方法によれば、混練開始時のゴム混練機１０の温度を温度センサ１４により検出し、その検出温度に基づいて、所定の温度に達するまでロータ制御部３０においてロータの回転数を制御するようにしたので、混練開始時のゴム混練機１０の温度に拘わらず、常にゴムが適正な粘度に混練されるので、混練過剰や混練不足を防止することができる。従って、常に安定した粘度のコンパウンドが得られ、さらなる製品の品質の安定化を図ることができる。
【００３０】
この場合、データ記憶部２０に記憶された温度センサ１４の検出温度に応じた所定の補正率によってロータ回転数を補正するようにしたので、ロータ回転数を検出温度と補正率に基づいて容易に設定することができるので、ロータ回転数を的確に制御することができる。
【００３１】
また、混練開始時のゴム混練機１０の所定の温度範囲におけるロータ回転数を基準値として設定しておき、温度センサ１４の検出温度が温度範囲の下限よりも低い場合は、ロータ回転数を基準値よりも高い値に補正された回転数に設定し、温度範囲の上限よりも高い場合は、ロータ回転数を基準値よりも低い値に補正された回転数に設定したので、ゴムの混練開始時のゴム混練機１０の温度が低い場合は、ゴムは所定の時間内に多く混練され、ゴムの混練開始時のゴム混練機１０の温度が高い場合は、ゴムは所定の時間内に少なく混練されるので、混練開始時のゴム混練機１０の温度に応じたより的確な制御が可能になる。
【００３２】
前記実施形態では、ロータ回転数の基準値を設け、Ｔ０の属する温度範囲の補正率でロータ回転数の基準値に補正を加えたが、データ記憶部２０に混練開始時のゴム混練機１０の温度毎に設定されたロータ回転数のデータテーブルを設定しておき、ロータ制御部３０がＴ０に対応するロータ回転数をデータテーブルから取得してそれに基づいてロータ回転数の制御を行うようにしてもよい。このようにすることで、ロータ回転数がデータ記憶部２０に記憶された複数の温度範囲の何れかに対応する回転数に設定されることから、ロータの回転数を多段階に制御できるので、混練開始時の温度が広範囲に及ぶ場合に有利である。
【００３３】
尚、前記実施形態では混練工程は５つの工程からなっているがこれに限られるものではない。
【００３４】
また、前記実施形態では、Ｔ０≦Ｔ１及びＴ０≧Ｔ２の範囲でロータ回転数が補正されるものを示したが、さらに細かく補正する温度範囲を定めてもよい。
【００３５】
さらにまた、基準となる混練開始時のゴム混練機１０の温度の範囲及びロータの回転数、ゴムの放出温度等は、製品の仕様に応じて適宜変更されるものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のゴム混練機の制御方法によれば、混練開始時のゴム混練機の温度に拘わらず、ゴムは常に適正な粘度に混練されるので、混練過剰や混練不足を防止することができる。従って、例えば、タイヤの製造に用いる場合には、常に安定した粘度のゴムが得られ、さらなる製品の品質の安定化を図ることができる。
【００３７】
また、請求項２のゴム混練機の制御方法によれば、請求項１の効果に加え、ロータ回転数を検出温度と補正率に基づいて容易に設定することができるので、ロータ回転数を的確に制御することができる。
【００３８】
請求項３のゴム混練機の制御方法によれば、請求項１または２の効果に加え、ゴムの混練開始時のゴム混練機の温度が低い場合は、ゴムは所定の時間内に多く混練され、ゴムの混練開始時のゴム混練機の温度が高い場合は、ゴムは所定の時間内に少なく混練されるので、混練開始温度に応じたより的確な制御が可能になる。
【００３９】
請求項４のゴム混練機の制御方法によれば、請求項３の効果に加え、ロータ回転数を多段階に制御することができるので、混練開始時の温度が広範囲に及ぶ場合に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すゴム混練機の概略断面図
【図２】本発明の一実施形態を示すゴム混練機を制御するゴム混練機制御装置のブロック図
【図３】本発明の一実施形態を示すゴム混練機の動作説明図
【図４】本発明の一実施形態を示すゴム混練機の動作説明図
【図５】本発明の一実施形態を示すゴム混練機の動作説明図
【図６】各混練工程の工程終了条件と各工程のロータ回転数を示す図
【図７】混練開始時のゴム混練機温度毎の実施結果等を示す実施例及び比較例の図
【図８】混練開始時のゴム混練機温度毎の混練後のゴム粘度を示すグラフ
【図９】ロータ制御部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１０…ゴム混練機、１２…ロータ、１２ａ…ロータ駆動部、１３…ラム、１４…温度センサ、１５…ドロップドア、１６…ベルトコンベヤ、２０…データ記憶部、３０…ロータ制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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