(57)【要約】【課題】エラストマー成形体をブロックやシート等の成形体に成形する前に、異物の検出を行うことができる異物の検出方法と異物の検出装置を提供する。【解決手段】  エラストマー成形体を製造する過程で生じるクラムに含まれる異物を検出する方法であって、前記クラムを加圧して押しつぶす工程と、押しつぶされた前記クラムを撮像して画像を取得する工程と、撮像された前記画像から、前記クラムに含まれる前記異物を検出する工程と、を有する異物の検出方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー成形体を製造する過程で生じるクラムに含まれる異物を検出する方法であって、
前記クラムを加圧して押しつぶす工程と、
押しつぶされた前記クラムを撮像して画像を取得する工程と、
撮像された前記画像から、前記クラムに含まれる前記異物を検出する工程と、を有する異物の検出方法。
【請求項２】
前記画像を取得する工程では、押しつぶされた前記クラムを透過する透過光を用いて、前記クラムを撮像することを特徴とする請求項１に記載の異物の検出方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の異物の検出方法で検出された前記異物を除去する工程を有するエラストマー成形体の製造方法。
【請求項４】
前記異物を除去する工程では、押しつぶされた前記クラムを落下させ、落下途中の前記クラムから、検出された前記異物を除去することを特徴とする請求項３に記載のエラストマー成形体の製造方法。
【請求項５】
エラストマー成形体を製造する過程で生じるクラムに含まれる異物を検出する検出装置であって、
前記クラムを加圧して押しつぶす加圧手段と、
押しつぶされた前記クラムを撮像して画像を取得する画像取得手段と、
取得された前記画像を解析し、前記クラムに含まれる前記異物を検出する演算手段と、を有する異物の検出装置。
【請求項６】
押しつぶされた前記クラムを透過する光を照射する照明手段を有しており、
前記画像取得手段は、前記クラムを透過した光を用いて、前記クラムを撮像することを特徴とする請求項５に記載の異物の検出装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の異物の検出装置と、
前記検出装置で検出された前記異物を除去する除去手段と、を有するエラストマー成形体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物の検出方法、異物の検出装置、エラストマー成形体の製造方法およびエラストマー成形体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムなどのエラストマー成形体の製造過程においては、異物の検出が行われているが、異物の検出は、ブロックまたはシートに成形した後に行われることが多い。たとえば特許文献１では、ゴムをシート状に成形した後に、異物の検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１７４６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、エラストマー成形体をブロックやシート等の成形体に成形する前に、異物の検出を行うことができる異物の検出方法と異物の検出装置を提供すること、およびそのような検出方法または検出装置を用いて異物を除去するエラストマー成形体の製造方法と製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る異物の検出方法は、
エラストマー成形体を製造する過程で生じるクラムに含まれる異物を検出する方法であって、
前記クラムを加圧して押しつぶす工程と、
押しつぶされた前記クラムを撮像して画像を取得する工程と、
撮像された前記画像から、前記クラムに含まれる前記異物を検出する工程と、を有する。
【０００６】
クラムを構成する小片は多孔質であり、形成時の状態では白色である。すなわち、クラムを構成する小片に照射される光は、小片表面または小片内部の空隙境界面等で散乱するため、小片の内部や裏面の状態を、表面側から観察することが困難であった。しかし、本発明に係る異物の検出方法では、クラムを加圧して押しつぶすことにより、クラムを構成する小片表面の凹凸や、小片の内部に形成される微細な空洞を押しつぶして、小片が抱える空気を減少させている。これにより、押しつぶされたクラムの小片は半透明状となり、小片の内部や裏面に含まれる異物についても、表面側から観察することが可能となる。したがって、本発明に係る検出方法によれば、例えばコンベア等により搬送中のクラムを一方向から撮像することにより、クラムに含まれる異物を検出することが可能であり、異物の検出精度の向上及び検出の効率化を実現できる。
【０００７】
また、例えば、前記画像を取得する工程では、押しつぶされた前記クラムを透過する透過光を用いて、前記クラムを撮像してもよい。
【０００８】
このような透過光を用いることにより、小片の内部や裏面に含まれる異物についても、表面側から精度よく検出することが可能となる。透過光を用いる場合、撮像手段から見てクラムの背面に照明手段を配置する方法や、クラムの背面で反射させた光を撮像手段に入射させる方法等が考えられるが、特に限定されない。
【０００９】
また、本発明に係るエラストマー成形体の製造方法は、上述した異物の検出方法で検出された前記異物を除去する工程を有する。
【００１０】
このようなエラストマー成形体の製造方法では、クラムの状態で検出した異物を除去することで、異物の少ない高品質なエラストマー成形体を得ることができる。
【００１１】
また、例えば、エラストマー成形体の製造方法において、前記異物を除去する工程では、押しつぶされた前記クラムを落下させ、落下途中の前記クラムから、検出された前記異物を除去してもよい。
【００１２】
クラムから異物を除去する方法は、特に限定されないが、落下途中のクラムから異物を除去することにより、迅速に異物を除去することが可能である。たとえば落下途中のクラムに空気圧を加えて、異物を含む小片の落下軌道を変更し、クラムから異物を除去することができる。あるいは、異物が含まれている落下途中の小片に排除板などを当てて、落下途中のクラムを、異物と共に除去することができる。あるいは、異物を含むクラムが落下するタイミングで、クラムを収容する正規収容手段を、排除用収容手段に切り替えることにより、異物を除去することができる。なお、クラムを撮像して画像を取得する工程についても、落下途中のクラムに対して行われてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る異物の検出装置は、
エラストマー成形体を製造する過程で生じるクラムに含まれる異物を検出する検出装置であって、
前記クラムを加圧して押しつぶす加圧手段と、
押しつぶされた前記クラムを撮像して画像を取得する画像取得手段と、
取得された前記画像を解析し、前記クラムに含まれる前記異物を検出する演算手段と、を有する。
【００１４】
本発明に係る異物の検出装置では、加圧手段を用いてクラムを押しつぶすことにより、クラムを構成する小片表面の凹凸や、小片の内部に形成される微細な空洞を押しつぶして、小片が抱える空気を減少させている。これにより、押しつぶされたクラムの小片は半透明状となるため、本発明に係る検出装置は、クラムを一方向から撮像することにより、クラムに含まれる異物を、クラムを構成する小片の内部や裏面に含まれるものも含めて検出することが可能である。したがって、このような検出装置は、異物の検出精度の向上及び検出の効率化を実現できる。
【００１５】
また、例えば、本発明に係る異物の検出装置は、
押しつぶされた前記クラムを透過する光を照射する照明手段を有してもよく、
前記画像取得手段は、前記クラムを透過した光を用いて、前記クラムを撮像してもよい。
【００１６】
このような異物の検出装置は、透過光を用いることにより、小片の内部や裏面に含まれる異物についても、表面側から精度よく検出することが可能となる。
【００１７】
本発明に係るエラストマー成形体の製造装置は、上述の異物の検出装置と、
前記検出装置で検出された前記異物を除去する除去手段と、を有する。
【００１８】
このようなエラストマー成形体の製造装置は、クラムの状態で検出した異物を除去することで、異物の少ない高品質なエラストマー成形体を得ることができる。また、シートやブロック状のエラストマー成形体から異物を取り除く必要がないため、生産性も良好である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るエラストマー成形体の製造装置の一部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係るエラストマー成形体１００の製造装置２の一部を示す概略図である。エラストマー成形体１００の製造装置２は、乾燥室２０と、検出装置３０と、除去手段としてのガス吹出ノズル７０と、成形装置８６等を有する。図１に示すように、乾燥室２０内では、多孔ベルト２４を有するベルトコンベア２２により、クラム１０が所定方向に搬送されながら乾燥される。乾燥室２０の前工程では、ゴムなどのエラストマーからなり水分を含むクラム１０が、図示省略してある押出機などから吐出されるが、図１では、乾燥室２０より前の工程は表示していない。
【００２２】
クラム１０は、エラストマー成形体１００を製造する過程で生じる。乾燥室２０より前に行われる図示しないエラストマー成形体１００の製造過程では、たとえば、原料の重合反応・架橋反応などを行う他の工程を経て、水を含むエラストマーが得られる。その水を含むエラストマーは、脱水・乾燥工程の一段階として、例えば、エクスパンジョン型の押出機に投入される。エクスパンジョン型の押出機の内部で、水を含むエラストマーは、水蒸気圧以上に圧縮される。このため、水を含むエラストマーは、図示省略してある押出機のダイスから大気中に放出されるときに、膨張および破裂し、水分は蒸気となり、エラストマーは、ポーラスな小片１０ａで構成されるクラム１０となる。なお、脱水・乾燥工程で用いる押出機は、水を含むエラストマーを圧縮可能なもの、好ましくは水蒸気以上に圧縮可能なものであれば、エクスパンジョン型に限定されない。
【００２３】
なお、明細書中において、単にクラム１０と言う場合は、任意の量のポーラスな小片１０ａまたは押しつぶされた小片１０ｂを含むエラストマー成形体１００の中間生成物（小片１０ａ、１０ｂの集まり）を意味し、１個のクラムを指す場合は、これと区別して小片１０ａ、１０ｂという。また、明細書では、エクスパンジョン型押出機等で作製されたポーラスな小片１０ａと、この小片１０ａを後述する加圧手段で加圧して押しつぶして作製した押しつぶされた小片１０ｂとを、区別して説明する。
【００２４】
押出機のダイスなどから吐出されたクラム１０は、たとえば図示しない陣笠部材の周面に衝突して、乾燥室２０内に配置してあるベルトコンベア２２の多孔ベルト２４の上へ落下する。さらに、クラム１０は、多孔ベルト２４の上に分散した状態で、乾燥室２０の内部を搬送されるようになっている。
【００２５】
乾燥室２０のベルトコンベア２２は、回転するローラなどにより、クラム１０が載った多孔ベルト２４を、所定の方向へ移動させる。多孔ベルト２４は、たとえば開口率が３０〜４０％程度に孔が形成されたステンレス製板材で構成してある。孔の大きさは、多孔ベルト２４の上に堆積されるクラム１０が落下しない程度の大きさである。多孔ベルト２４の下方には、図示省略してあるノズルが配置してあり、そのノズルから乾燥用空気を、クラム１０が堆積された多孔ベルト２４の裏面から吹き付けるようになっている。乾燥用空気の温度は、たとえば５０〜９５°Ｃ程度である。
【００２６】
乾燥室２０で乾燥されたクラム１０は、クラム１０に含まれる異物を検出する検出装置３０へ移動する。検出装置３０は、クラム１０を加圧して押しつぶす加圧手段としてのローラープレス４０と、搬送手段としてのベルトコンベア５２と、画像取得手段としての撮像装置５４と、演算手段を含む制御部５６を有する。
【００２７】
図１に示すように、乾燥室２０の出口を出たクラム１０は、ローラープレス４０の貯蔵部４１に落下させられて、ローラープレス４０の加圧部４２に搬送される。クラム１０を構成するポーラスな小片１０ａは、ローラープレス４０の加圧部４２において加圧されて押しつぶされる。すなわち、加圧部４２は、ポーラスな小片１０ａを押しつぶして、フレーク状の押しつぶされた小片１０ｂを作製し、後工程へ送り出す。
【００２８】
エクスパンジョン型の押出機等で作製されたポーラスな小片１０ａは、小片１０ａに照射させる光が小片１０ａ表面または小片１０ａ内部の空隙境界面等で散乱するため白色（不透明色）である。したがって、小片１０ａの内部や裏面の状態を、表面側から観察することは困難である。
【００２９】
しかし、押しつぶされた小片１０ｂは、クラム１０を構成するポーラスな小片１０ａの表面にあった凹凸や、小片１０ａの内部にあった微細な空洞が、加圧部４２で押しつぶされることにより消失または縮小する。また、押しつぶされた小片１０ｂは、ポーラスな小片１０ａにおいて空気を抱えていた隙間や空洞が消失または縮小することにより光の散乱が抑えられ、半透明状となっている。したがって、押しつぶされた小片１０ｂで構成されるクラム１０では、クラム１０を一方向から観察または撮像することにより、小片１０ｂの内部や裏面に含まれる異物についても視認および撮像することが可能となる。
【００３０】
なお、クラム１０を加圧する加圧手段としては、ローラープレス４０に限定されず、パンチがダイに対して往復移動する往復移動式の加圧装置など、ローラープレス４０以外の加圧装置を用いてもよい。
【００３１】
ローラープレス４０の加圧部４２においてクラム１０を加圧する加圧力は、特に限定されないが、エラストマー自体の機械的性質を劣化させずに、ポーラスな小片１０ａが抱える空気を押し出す観点から、１０〜３００ｋＰａとすることが好ましく、１００〜３００ｋＰａとすることがさらに好ましい。また、同様の観点から、加圧後の押しつぶされた小片１０ｂの密度は、加圧前のポーラスな小片１０ａの密度の１０５〜１２０％とすることが好ましく、１１５〜１２０％とすることがさらに好ましい。
【００３２】
押しつぶされた小片１０ｂは、ローラープレス４０を出て、ベルトコンベア５２の上へ落下する。さらに、小片１０ｂは、ベルトコンベア５２によって撮像装置５４の撮像視野内へ移動される。
【００３３】
図１に示すように、検出装置３０は、ベルトコンベア５２の透過性ベルト５３の上を搬送されるクラム１０を撮像して画像を取得する画像取得手段としての撮像装置５４を有する。撮像装置５４は、ＣＣＤのような光電変換素子および光電変換素子へ光を導くレンズ等を有しており、透過性ベルト５３上を移動するクラム１０を撮像して画像を生成する。撮像装置５４で取得された画像は、制御部５６へ送られる。なお撮像装置５４で取得される画像は、動画であってもよく、静止画であってもよい。
【００３４】
ベルトコンベア５２の透過性ベルト５３は、透明の樹脂シートのような光を透過する材料で作製されている。ベルトコンベア５２における搬送面の下面には、照明手段としてのライト５８が配置されている。ライト５８は、クラム１０を間に挟んで、撮像装置５４に対向する位置に配置されており、透過性ベルト５３上のクラム１０に対して、クラム１０を構成する押しつぶされた小片１０ｂを透過する光を照射する。ライト５８が照射する光の一部は、透過性ベルト５３および押しつぶされた小片１０ｂを透過し、撮像装置５４へ入射する。
【００３５】
ライト５８としては特に限定されず、ＬＥＤや蛍光灯など、任意の照明手段を採用することができる。また、ライト５８が照射する光の波長等についても特に限定されず、白色光であってもよく、特定の波長域の光であってもよい。
【００３６】
制御部５６は、マイクロプロセッサ等を有しており、撮像装置５４で取得された画像を解析し、クラム１０に含まれる異物を検出する演算手段として機能する。制御部５６による画像の解析方法は特に限定されず、画像の明るさ（輝度、明度）や、色相、彩度、ＲＧＢの出力値などに基づき、異物を検出することができる。例えば、制御部５６は、取得された画像に含まれる小片１０ｂの像が、所定の明るさより暗い場合に、その小片１０ｂに異物が含まれていると判断する。また、たとえば、制御部５６は、取得された画像データのＲＧＢ出力値と、あらかじめ登録された異物のＲＧＢ出力値とを比較（マッチング）することにより、異物を検出することができる。
【００３７】
図１に示すように、ベルトコンベア５２により透過性ベルト５３上を搬送されたクラム１０は、ベルトコンベア５２の出口で、ホッパ８４に向けて落下させられる。ホッパ８４に落下したクラム１０は、ホッパ８４の下部に接続される成形装置８６に入る。
【００３８】
成形装置８６は、ホッパ８４に投入されたクラム１０を原料として、エラストマー成形体１００を成形する。成形装置８６によって得られるエラストマー成形体１００としては、特に限定されないが、たとえば、ゴムベール、ゴムシートなどが挙げられる。
【００３９】
本実施形態に係る製造装置２では、クラム１０がベルトコンベア５２からホッパ８４へ落下する落下経路に隣接して、除去手段としてのガス吹出ノズル７０が配置されている。ガス吹出ノズル７０は、ベルトコンベア５２からホッパ８４へと向かう途中位置のクラム１０に対して、空気などのガスを吹き付け可能になっている。
【００４０】
すなわち、ガス吹出ノズル７０は、制御部５６により制御され、検出装置３０において異物が検出された小片１０ｃが落下する際、その小片１０ｃまたはその小片１０ｃを含むクラム１０に、ガスを吹き付ける。これにより、異物を含む小片１０ｃの落下方向が変化し、異物を含む小片１０ｃは、ホッパ８４ではなく、異物収容箱８０の内部に収容される。
【００４１】
クラム１０から異物を除去する除去手段は、図１に示すガス吹出ノズル７０に限定されない。たとえば、制御部５６の制御信号に従い、異物が検出された小片１０ｃが落下するタイミングでクラム１０の落下経路に排除板を挿入し、異物が含まれている小片１０ｃを排除板に当てて落下方向を変化させる排除板駆動機構で除去手段を構成してもよい。また、たとえば、制御部５６の制御信号に従い、異物が検出された小片１０ｃが落下するタイミングで、落下したクラム１０を収容する正規収容部（たとえばホッパ８４）を、排除用収容部に切り替える収容部切り替え手段で除去手段を構成してもよい。また、たとえば、制御部５６の制御信号に従い、異物が検出された小片１０ｃを吸引して除去する吸引ノズルによって除去手段を構成してもよい。
【００４２】
以上のような検出装置３０による検出方法によれば、クラム１０を加圧して押しつぶし、半透明状となった小片１０ｂで構成されるクラム１０を撮像するため、ベルトコンベア５２により搬送中のクラム１０を一方向から撮像するだけで、クラム１０に含まれる異物等を検出することができ、異物の検出精度の向上および検出の効率化を実現できる。また、撮像装置５４が、押しつぶされた小片１０ｂを透過する透過光を用いてクラム１０を撮像することにより、このような検出装置３０は、撮像装置５４から見て小片１０ｂの背面や、小片１０ｂの内部に存在する異物を効果的に検出することができる。
【００４３】
また、上述した検出方法によれば、従来のエラストマー成形体の製造工程における乾燥前、乾燥途中または乾燥後のクラム１０を搬送して落下させる装置を、図１に示すような検出装置３０に置き換えるだけ異物の検出・除去が可能になる。
【００４４】
本発明を図１に示す実施形態に基づき説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含むことは言うまでもない。たとえば、本実施形態におけるエラストマー成形体１００としては、ゴム弾性を有する重合体であれば特に限定はなく、いわゆる合成ゴムや熱可塑性エラストマー成形体などが挙げられ、上述した検出方法および製造方法は、これらのエラストマー成形体に広く適用できる。具体的には、スチレン−ブタジエン・ゴム（ＳＢＲ）、ニトリル−ブタジエン・ゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルゴム、ポリエーテルゴム、ヒドリンゴムなどの合成ゴム；スチレン−イソプレン−スチレン・ブロックポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン・ブロックポリマー（ＳＢＳ）、及びこれらの水素化ブロックポリマーなどの熱可塑性エラストマー；などの一般的な合成ゴムや熱可塑性エラストマーの成形体の製造に広く適用できる。
【００４５】
また、図１に示す検出装置３０では、押しつぶされた小片１０ｂを透過する透過光を用いてクラム１０を撮像する方法として、正面を透過性ベルトの背面に配置する方法を示したが、透過光を用いる方法としてはこれに限定されない。たとえば、ベルトコンベアとして、搬送面が光を反射する反射面となっているベルトを採用し、撮像装置５４は、ベルトの反射面で反射した後、押しつぶされた小片１０ｂを透過した透過光を用いて、クラム１０を撮像してもよい。この場合、照明手段は、クラム１０の搬送面に対して、撮像装置５４と同じ側に配置される。
【符号の説明】
【００４６】
２…エラストマー成形体の製造装置
１０…クラム
１０ａ…ポーラスな小片
１０ｂ…押しつぶされた小片
２０…乾燥室
２２、５２…ベルトコンベア
２４…多孔ベルト
３０…検出装置
４０…ローラープレス
４１…貯蔵部
４２…加圧部
５３…透過性ベルト
５４…撮像装置
５６…制御部
５８…ライト
７０…ガス吹出ノズル
８０…箱
８４…ホッパ
８６…成形装置
１００…エラストマー成形体
【図１】
2017170797.tif 000003