KR100473254B1

KR100473254B1 - 시트고무 자동절단 및 계량장치와 그 방법

Info

Publication number: KR100473254B1
Application number: KR10-2002-0043499A
Authority: KR
Inventors: 문동석; 이원희
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2005-03-10
Also published as: KR20040009519A

Abstract

본 발명은 고무배합 시스템 및 고무배합 방법에 관한 것으로, 시트고무를 일정크기로 자동으로 절단하고 계량하는 시트고무 자동절단 및 계량장치와 그 방법에 관한 것이다.

타이어용 고무나 테크니컬 고무 제조를 위한 고무배합시 유황배합에 있어서, 다수의 스톡피더(230)를 통해 공급된 각각의 시트고무를 계량콘트롤러(260)와 연결되어 중량을 측정하여 운송하는 계량컨베어(200)와, 시트고무가 설정된 중량에 따라 일정크기로 잘게 절단된 시트고무를 운송하는 운송컨베어(210)와, 다수의 적재다이(250)에 적재된 시트고무를 혼합하는 믹서기(220)가 일직선상에 배치되어 있으며, 상기 계량컨베어(200)의 한쪽 측면에 배치되어 있으며, 시트고무를 상기 계량컨베어(200)에 운송할 수 있는 다수의 스톡피더(230)와, 상기 스톡피더(230)의 계량컨베어(200)쪽 끝에 설치되어 있는 시트고무를 소정의 크기로 절단할 수 있는 회전식칼날(240)과, 상기 스톡피더(230)의 다른쪽 끝에 시트고무가 적재되어 배치되어 있는 적재다이(250)와, 계량컨베어(200)로 유입되는 시트고무의 중량을 설정된 값만큼 자동으로 계량하는 계량콘트롤러(260)와, 상기 구성요소를 자동으로 운전, 제어하는 PLC(270)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

시트고무 자동절단 및 계량장치와 그 방법{SHEET RUBBER AUTO-CUTTING AND WEIGHING SYSTEM AND THE METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 고무배합 시스템 및 고무배합 방법에 관한 것으로서, 특히 타이어용 고무나 테크니컬 고무의 제조를 위해 고무를 배합하는 정련공정에서 고무배합시 선가공(배합)된 고무시트를 후가공(배합)하기 위해 소정의 일정크기로 자동으로 절단하고 계량하는 시트고무 자동절단 및 계량장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래 타이어를 제조하는 대부분의 고무가공업체에서는 고무배합시 고무시트를 소정의 크기로 자동으로 잘게 절단하여 자동으로 계량하는 장치를 활용하고 있지 않으며, 1배치(batch)에 해당하는 량만큼을 수동으로 절단하여 사용한다. 또한 상기 1배치에 해당하는 량을 수동으로 계량하면서 그 배치의 마지막 부분을 작업자가 수동으로 절단칼을 이용하여 작업을 행하고 있다. 여기서, 1배치란 타이어 제조시에 원료고무와 카본과 오일 및 기타 화학약품을 포함하는 각종 배합제를 정량씩 계량해서 믹서기에 넣어 배출하는데, 이때 혼합된 덩어리를 말한다.

이하, 종래기술을 도1을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 고무를 배합하여 압연 및 압출공정에서 사용할 수 있는 최종배합물을 가공하는데 있어서는 크게 2단계로 나눌 수 있다. 첫째, 카본마스터배치 배합(CBMB배합이라고도 한다)과 둘째, 유황배합(FM배합이라고도 한다)으로 구분된다. 이 중, 카본마스터배치 배합은 원재료인 고무(천연고무 혹은 합성고무)와 보강제인 카본 혹은 충전제를 비롯한 여러가지의 배합재료를 혼합하므로 여러단계의 배합과정을 필요로 하며, 예컨대 제1차 배합, 제2차 배합, 제n차 배합 및 재가공을 거치게 된다.

상술의 과정을 도1을 이용하여 설명하면, 도1의 (a)는 카본마스터배치 배합하는 믹서기 및 그 주변장치의 개략도로서, 카본마스터배치 배합에서는 원료고무(천연 혹은 합성고무)(100)를 도면에 나타내는 바와 같이 육면체 모양의 블럭형태 혹은 배일상태로 고무배합용 믹서기(110)에 투입된다(단, 카본블랙 및 충전제 등의 투입은 도시하지 않았다).

그리고, 배합이 완료된(즉, 제1차 배합된) 배합물은 믹서기(110)의 하층의 압출기(120)에 부착된 롤러다이(130)에 의해 시트모양으로 시팅된다. 이와 같이 시팅된 시트고무는 운송벨트(140)를 통하여, 이형용액이 들어있는 디핑용액탱크(150) 및 냉각, 건조용 배치오프장치(160)를 경우하여 적재다이(170)에 지그재그로 아래부터 위로 일정한 크기로 적재된다. 또한, 상기와 같은 배합을 배합재료를 달리하여 제2차, …, 제n차 및 재가공을 반복 시행한다.

그리고, 다음 단계로 도1의 (b)는 유황배합하는 믹서기 및 그 주변장치의 개략도로서, 유황배합단계의 배합시에는 시트모양의 고무를 수동으로 계량하고 필요한 량만큼 절단하여 작업을 계속하게되는데 이때 절단되는 고무의 길이는 1배치에 해당하는 고무의 량이며, 이를 길이로 환산하면 통상적으로 30미터 이상에서 40미터 정도이다. 그리고, 적재다이 1개에 적재된 고무의 량은 통상적으로 5배치에 해당되며 유황배합 작업을 하는데에는 1개의 적재다이를 계량용 컨베어 측면에 위치시켜 1배치에 해당되는 량만큼을 절단, 계량하여 믹서기에 투입된다.

상기와 같이 믹서기(110)에 투입되어, 배합이 완료된 배합물은 믹서기(110)의 하단부에 설치되어 있는 덤프밀(180)과 후방에 설치되어 있는 개방밀(190)을 거쳐 통과된 시트고무는 전술의 카본마스터배치 배합 단계에서의 롤러다이(130) 이후의 과정과 동일한 과정을 거쳐 최종배합물이 얻어진다.

상기와 같은 전, 후공정을 거쳐 배합된 최종배합물은 가류도 검사(흔히 레오(rheo)검사)를 통해 품질을 검사하며, 합격이 되면 압연 및 압출공정에서 사용하게 된다. 따라서, 상기와 같이 일반적으로 최종배합물의 품질은 가류도 검사의 결과에 따라 평가된다.

그러나, 상기 전술한 바와 같이 카본마스터배치 배합이 한번에 끝나는 것이 아니라, 여러단계, 즉 제1차 배합, …, 제n차 배합, 재가공 등 여러단계의 배합과정을 거치므로, 그 모든 단계마다 아주 정확한 작업이 이루어졌다고 하기에는 곤란하다. 또한, 모든 배합물이 서로 일정수준의 편차를 가지고 있으므로 결국 최종배합물의 품질에도 영향을 미친다. 즉, 1배치, 1개의 적대다이마다 품질의 편차가 존재한다.

상기와 같이, 1개의 적재다이에 적재된 시트고무를 1배치에 해당되는 량만큼 절단하여 작업하는 현재의 방법으로는 최종배합물의 품질을 향상시키는데에는 한계가 있다. 즉, 1개의 적대다이에서 1배치에 해당하는 량이 그대로 투입되어 배합이 되기 때문에 투입되기 전의 품질수준(즉, 편차)이 배합후에도 그대로 나타날 수밖에 없으며, 또한 유황배합 작업시 1개의 적재다이에서 1배치에 해당되는 량만큼을 수동으로 절단하고, 계량하여 믹서기에 투입한다는 점에서 그 문제점이 있다고 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기의 유황배합 작업에서 카본마스터배치 배합공정을 통해 적재된 시트고무를 유황배합하기 위해 자동으로 절단하고 계량할 수 있는 장치를 제공하여 자동화하는데 그 목적이 있다.

또 다른 목적은, 상기 유황배합과정에서 1개 적재다이에서 1배치에 해당하는 시트고무가 그대로 투입됨으로써 발생하는 최종배합물의 품질의 편차를 극복하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 및 그 이외의 목적과 신규한 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면에서 명백하게 될 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다수의 스톡피더(230)를 통해 공급된 각각의 시트고무를 계량콘트롤러(260)와 연결되어 중량을 측정하여 운송하는 계량컨베어(200)와, 시트고무가 설정된 중량에 따라 일정크기로 잘게 절단된 시트고무를 운송하는 운송컨베어(210)와, 다수의 적재다이(250)에 적재된 시트고무를 혼합하는 믹서기(220)가 일직선상에 배치되어 있으며, 상기 계량컨베어(200)의 한쪽 측면에 배치되어 있으며, 시트고무를 상기 계량컨베어(200)에 운송할 수 있는 다수의 스톡피더(230)와, 상기 스톡피더(230)의 계량컨베어(200)쪽 끝에 설치되어 있는 시트고무를 소정의 크기로 절단할 수 있는 회전식칼날(240)과, 상기 스톡피더(230)의 다른쪽 끝에 시트고무가 적재되어 배치되어 있는 적재다이(250)와, 계량컨베어(200)로 유입되는 시트고무의 중량을 설정된 값만큼 자동으로 계량하는 계량콘트롤러(260)와, 상기 구성요소를 자동으로 운전, 제어하는 PLC(270)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 특징은, 시트고무 자동절단 및 계량장치를 이용하는 유황배합 방법에 있어서, 고무배합용 믹서기(카본마스터배치 배합)를 통해 배합된 시트고무를 적재한 다수의 적재다이(250)에서 시트고무를 스톡피더(230)에 공급하는 공정과, 상기 스톡피더(230)에 공급된 각각의 시트고무가 계량콘트롤러(260) 및 자동으로 운전, 제어하는 PLC(270)에 의해 설정된 중량에 따라 회전식칼날(240)을 이용하여 절단되어 계량컨베어(200)로 유입되는 공정과, 절단된 시트고무를 운송컨베어(210)를 통해 믹서기(220)로 운송되어 혼합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 실시예를 설명하기 위한 전 도면에 있어서, 동일의 기능을 가지는 부재에는 동일의 부호를 붙여, 그 반복의 설명은 생략한다.

도2는 본 발명에 따른 시트고무의 절단 및 계량장치의 개략도이며, 도3은 본 발명에 따른 상세도이다. 유황배합시 계량용 컨베어 측면에 스톡피더(230)를 3개 설치하고, 또 적재다이(250) 역시 3개를 두어 시트고무를 공급하도록 하였다. 본 발명에서는 3개의 스톡피더(230)로 구성하였지만, 2개, 4개, 그 이상이라도 상관없다. 또한 각 스톡피더(230)의 끝 부분에는 시트고무를 소정의 크기로 절단할 수 있는 회전식칼날(240)이 부착되어 계량콘트롤러(260)와 PLC(270)에 의해 설정된 중량에 따라 자동으로 시트고무를 절단한다.

상기 적재다이(250)로부터 스톡피더(230)로 옮겨진 시트고무는 3개의 스톡피더(230)를 통해 상기 스톡피더(230)의 한쪽 끝에 설치된 회전식칼날(240)에 의해 계량콘트롤러(260)와 PLC(270)에 의해 설정된 중량에 따라 소정의 크기로 절단되면서 계량컨베어(200)로 유입되고, 원하는 중량에 도달되면 계량콘트롤러(260)와 PLC(270)에 의해 그 동작이 정지된다. 이때, 설정값의 약 90% 혹은 95%에 도달될 때까지는 3개의 적재다이(250)로부터 공급받아 각 스톡피더(230)에서 계량컨베어(200)로 공급되지만 나머지 잔량인 10% 혹은 5%는 3개의 적재다이(250)에서 가장 많이 남아있는 적재다이(250)를 선택하여 작업을 진행할 수 있다.

상기와 같은 동작은 계량콘트롤러(260)와 PLC(270)에 의해 제어되고 계량이 완료된 시트고무는 운송벨트(210)에 의해 이동하여 믹서기(220)에 투입되며, 종래의 배합수순에 따라 진행하여 최종배합물이 얻어진다.

본 발명의 장치를 이용하여 고무배합을 행한 최종배합물을 레오검사를 통하여 시그마수준으로 분석한 결과, 현행 1개의 스톡피더를 통해 적재다이에 적재된 시트고무를 배합하는 것보다 2개보다 3개의 스톡피더를 통해 적재다이에 적재된 시트고무를 배합하는 것이 품질이 좋다는 것을 알 수 있다. 그 상기 예를 표로 나타내면 다음과 같다.

여기서, 수치가 높을수록 시그마수준이 높으며, 또한 품질이 좋다는 의미이다. 그리고, 1개의 스톡피더에서 고무를 공급한다는 것은 1개의 적재다이의 고무를 공급한다는 의미이며, 2개의 스톡피더, 3개의 스톡피더 또한 마찬가지이다.

이와 같이, 스톡피더를 통해 계량컨베어에 공급되는 시트고무를 다수의 적재다이로부터 조금씩 본 실시예에서는 1/3씩 공급받아 배합, 믹서함으로써 최종배합물의 품질의 편차를 줄일 수 있다.

또한, 상기와 같은 자동절단 및 계량장치는 유황배합뿐만 아니라 전공정인 카본마스터배치 배합공정 등에서도 사용할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해 행해진 발명을 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.

본 발명에서 나타낸 바와 같이 최종배합물을 가공할때 여러단계의 배합과정을 거치면서 각각 품질편차를 가지고 있는 카본마스터배치 배합물을 다수개의 스톡피더(본 발명에서는 3개)로부터 시트고무를 공급토록 함으로써, 즉 각 적재다이에 적재된 시트고무를 1/3씩 투입함으로써 그 품질의 편차를 희석할 수 있으므로 결국은 최종배합물의 품질편차를 줄일 수 있었으며, 이와 더불어 계량컨베어로 시트고무를 공급할 때 회전식칼날에 의해 소정의 크기로 잘게 절단되도록 함으로써 계량이나 투입시 작업자의 수동작업을 배제하여 일련을 전 과정을 자동을 할 수 있다는 효과가 있다.

도1은 종래의 고무배합 개략도로서, (a)는 카본마스터배치 배합을 나타내는 개략도이며, (b)는 유황배합을 나타내는 개략도,

도2는 본 발명에 따른 시트고무를 자동절단 및 계량하는 시스템 개략도,

도3은 본 발명에 따른 상세도이다.

(부호설명)

100 원료고무 110 믹서기

120 압출기 130 롤러다이

140 운송벨트 150 디핑용액탱크

160 배치오프장치 170 적재다이

180 덤프밀 190 개방밀

200 계량컨베어 210 운송컨베어

220 믹서기 230 스톡피더

240 회전식칼날 250 적재다이

260 계량콘트롤러 270 PLC

Claims

타이어용 고무나 테크니컬 고무 제조를 위한 고무배합시 유황배합에 있어서,

다수의 스톡피더(230)를 통해 공급된 각각의 시트고무를 계량콘트롤러(260)와 연결되어 중량을 측정하여 운송하는 계량컨베어(200)와,

시트고무가 설정된 중량에 따라 일정크기로 잘게 절단된 시트고무를 운송하는 운송컨베어(210)와,

다수의 적재다이(250)에 적재된 시트고무를 혼합하는 믹서기(220)가 일직선상에 배치되어 있으며,

상기 계량컨베어(200)의 한쪽 측면에 배치되어 있으며, 시트고무를 상기 계량컨베어(200)에 운송할 수 있는 다수의 스톡피더(230)와,

상기 스톡피더(230)의 계량컨베어(200)쪽 끝에 설치되어 있는 시트고무를 소정의 크기로 절단할 수 있는 회전식칼날(240)과,

상기 스톡피더(230)의 다른쪽 끝에 시트고무가 적재되어 배치되어 있는 적재다이(250)와,

계량컨베어(200)로 유입되는 시트고무의 중량을 설정된 값만큼 자동으로 계량하는 계량콘트롤러(260)와,

상기 구성요소를 자동으로 운전, 제어하는 PLC(270)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시트고무 자동절단 및 계량장치.
타이어용 고무나 테크니컬 고무 제조를 위한 고무배합시 유황배합에 있어서,

고무배합용 믹서기(카본마스터배치 배합)를 통해 배합된 시트고무를 적재한 다수의 적재다이(250)에서 시트고무를 스톡피더(230)에 공급하는 공정과,

상기 스톡피더(230)에 공급된 각각의 시트고무가 계량콘트롤러(260) 및 자동으로 운전, 제어하는 PLC(270)에 의해 설정된 중량에 따라 회전식칼날(240)을 이용하여 절단되어 계량컨베어(200)로 유입되는 공정과,

절단된 시트고무를 운송컨베어(210)를 통해 믹서기(220)로 운송되어 홉합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트고무 자동절단 및 계량방법.
제 2 항에 있어서,

상기 계량컨베어(200)에 유입되는 시트고무는 설정값의 90% 혹은 95%에 이를때가지는 다수의 스톡피더(230)로부터 시트고무가 공급되나. 나머지 10% 혹은 5%는 적재다이(250)에서 가장 많이 남는 적재다이(250)를 선택하여 공급하는 공정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 시트고무 자동절단 및 계량방법.