检查方法及检查装置
阅读说明：本技术 检查方法及检查装置 (Inspection method and inspection apparatus ) 是由 河津祐介 难波谅 野濑诚 藤冈俊文 物部浩之 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：提供一种检查技术,其能够在脱水/干燥工序之后且成型前检测出过剩水分。一种碎屑状聚合物的检查方法,其特征在于,连续地供给经聚合并脱水干燥后的碎屑状聚合物,并检测出所述碎屑状聚合物内的包含过剩水分的碎屑。(Provided is an inspection technique capable of detecting excess water after a dehydration/drying step and before molding. A method of inspecting a crumb polymer, characterized by continuously supplying a crumb polymer after polymerization and dehydration drying, and detecting a crumb containing excess moisture in the crumb polymer.)
技术领域
本发明是对被供给输送的碎屑状聚合物中有无水分进行检查的技术。
背景技术
作为碎屑状聚合物的制造工艺的一例，对丁二烯橡胶等合成橡胶的制造工艺简单地进行说明。
制备作为原料的丁二烯溶液，添加催化剂进行聚合，形成聚合物溶液(聚合工序)。对得到的聚合物溶液进行蒸汽处理，回收碎屑浆料状的聚合物(脱溶剂工序)。利用挤出机对包含水分的聚合物进行脱水，利用热风等使其干燥，成为干燥碎屑状(脱水/干燥工序)。将碎屑状聚合物压缩而成型(成型工序)。需要说明的是，一般而言，将在合成橡胶的制造过程中生成的粒径3～10mm左右的颗粒称为碎屑。
本申请发明涉及成型工序。对成型工序稍作详细说明。
对于碎屑状或粉末状的半成品而言，利用压制成型机(通常称为打包机，以下称为打包机)压制成形为具有正六面体形状的压制成型品(通常称为捆包(ベール)，以下称为捆包)。
此时，自动地计量碎屑状聚合物，调整为规定重量范围。被成型为规定重量范围的捆包，核查重量，利用聚乙烯膜、聚苯乙烯膜等薄膜包装袋对橡胶捆包进行包覆，并将多个橡胶捆包收纳在容器等收纳用容器中，向用户出货。
需要说明的是，在用户侧使捆包熔融或溶解，进行硫化、加工。
如上所述，在合成橡胶的制造工艺中，一定要使用水分，因此在脱水/干燥工序中除去水分。然而，实际上会残存有在脱水/干燥工序中未完全除去的水分。在包含过剩水分的捆包中，有可能产生外观上的不良情况、或在用户侧产生不良情况。
对此，在以往的一般的成型工序中，在捆包成型后且搬出前，通过基于监视人员的外观目视检查来检测出包含过剩水分的捆包。然而，监视人员无法检测出捆包内部的过剩水分。另外，监视人员的负担也较大。
在专利文献1中提出了如下技术：使用具有平滑面的红外线透射透明板，一边按压橡胶，一边经由透明板向试样橡胶照射红外线，从而能够在短时间内且高精度地测定试样橡胶的水分含有率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-020192号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据专利文献1的技术，通过测定样品橡胶的水分含有率，确认为规定值以下，由此可以推测作为产品的捆包也并不包含过剩水分。
然而，本申请发明人对残存过剩水分的机理进行了研究，结果认为是否残存过剩水分的有序性低、难以预测、难以根据试样橡胶的水分含有率为规定值以下而判断为在作为产品的捆包中也并不包含过剩水分。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种检查技术，其能够在脱水/干燥工序之后且成型前检测出过剩水分。
用于解决课题的手段
解决上述课题的本发明为一种检查方法，其中，连续地供给经聚合并脱水干燥后的碎屑状聚合物，检测出上述碎屑状聚合物内的包含过剩水分的碎屑。
通过在捆包成型前的碎屑状的状态下检测出包含过剩水分的碎屑，从而能够检测出以往无法检测的捆包内部所含的过剩水分。
在上述发明中，优选的是，对所述碎屑状聚合物的温度进行测定，基于温度差检测出包含过剩水分的碎屑。
在上述发明中，优选的是，对于连续地供给的碎屑状聚合物，对每个测量点的温度进行测定，求出2个以上测量点的平均温度，检测出与温度低于平均温度的测量点对应的碎屑。
在上述发明中，优选的是，检测出与上述平均温度的温度差为9.5℃以上的测量点对应的碎屑。
由此，能够检测出因过剩水分的气化影响或难以发生温度上升的影响所致的低温部。
上述发明中，优选的是，供给上述脱水干燥后的碎屑状聚合物时的聚合物的平均温度为40～70℃。
由此，容易使因过剩水分导致的上述影响变得明显。
在上述发明中，优选的是，上述包含过剩水分的碎屑为块状。
包含过剩水分的碎屑容易成为块。另外，容易检测出为块状时气化或难以发生温度上升的影响。
在上述发明中，优选的是，包含过剩水分的碎屑的含水率为1质量％以上。
解决上述技术课题的本发明的检查装置具备：供给单元，连续地供给经聚合并脱水干燥后的碎屑状聚合物；温度测定单元，对由上述供给单元供给的碎屑状聚合物的温度进行测定；以及判断单元，使用上述温度测定单元计算出与平均温度的温度差，并基于温度差检测出包含过剩水分的碎屑。
在上述发明中，优选的是，上述过剩水分检查单元为热成像照相机。
发明效果
本发明能够在脱水/干燥工序之后且成型前检测出过剩水分。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的系统构成图。
图2是作为本发明的基本概念的根据的验证试验结果。
图3是本发明的一实施方式的检测例。
具体实施方式
～系统构成～
图1是本发明的一实施方式的系统构成图。
系统具备连续供给单元、过剩水分检查单元、捆包相当重量测量单元、捆包成型单元、搬出单元以及控制单元，从而进行一系列的动作。
连续供给单元例如为振动供料器1。振动供料器1将在聚合后且经过了脱水/干燥工序8的碎屑状聚合物2连续地供给至系统。
过剩水分检查单元例如为热成像照相机3。热成像照相机3设置于振动供料器1上，通过检测因干燥不充分的碎屑所引起的温度未上升，由此检测出过剩水分(详细内容在下文进行叙述)。
捆包相当重量测量单元例如为具有料斗的计量装置6。料斗设置在连续供给单元与捆包成型单元之间。料斗具有上料斗和下料斗。控制上料斗和下料斗的动作，通过计量装置6来计量蓄积在料斗内的碎屑状聚合物的重量，从而测量与捆包相当的碎屑状聚合物的重量。
捆包成型单元例如为加压成型机(打包机)7。供给由捆包相当量重量测量单元所计量的量的碎屑状聚合物，进行加压成型，成为捆包。
搬出单元例如是输送机14。在输送机14的中途设有重量测量装置15。
由过剩水分检查单元3输入过剩水分检查信息，由重量测量装置15输入捆包重量信息，从而控制装置30进行分类控制。即，在未检测出过剩水分的情况下，将标准范围的重量的捆包作为标准品12搬出到下一工序(包装工序)9；将检测出过剩水分和/或重量不在标准范围的捆包作为非标准品13去除，送至其它工序10(再处理)。
过剩水分并没有实质性的弊端，通过对包含过剩水分的碎屑状聚合物进行再处理，能够作为材料进行再利用。
～本申请基本概念～
本申请发明着眼于过剩水分导致的温度差。图2是作为本发明的基本概念的根据的验证试验结果。图2的纵轴为碎屑的含水率(质量％)，横轴为根据[(WP表面温度)-(碎屑的平均温度)]求出的数值。此处，WP表面温度是指设想在碎屑中包含过剩水分的部分的测定温度，碎屑平均温度是指2个以上测量点的平均温度。
聚合后并经脱水/干燥工序而被连续地供给至成型工序的碎屑状聚合物的平均温度为40～70℃。更详细而言，在冬季进行的验证试验中，碎屑状聚合物的平均温度为48.8℃，与此相对，在夏季进行的验证试验中，碎屑状聚合物的平均温度为60.7℃。
需要说明的是，验证试验场所的冬季的平均外部气温为6℃左右，夏季的平均外部气温为26℃左右。脱水/干燥工序后的碎屑状聚合物的平均温度受外部气温的影响。
无论是夏季还是冬季，碎屑状聚合物的温度都会以平均值为中心在-20℃～+15℃出现偏差。对此时的碎屑状聚合物的含水率进行了调查。
由图2的结果可知以下内容。对于WP表面温度在碎屑平均温度附近或高于碎屑平均温度的碎屑而言，其含水率极低。另一方面，对于WP表面温度低于平均温度的碎屑而言，其含水率高。特别是在WP表面温度与碎屑平均温度的温度差为9.5℃以上的情况下，碎屑的含水率非常高。
另外，可以观察到包含过剩水分的碎屑容易成块的倾向。将该块中包含过剩水分的部分定义为WET POINT(WP)。脱水/干燥工序后的碎屑为比较高的温度，与此相对，推测在包含过剩水分的碎屑中，水分气化时会夺取碎屑的热、或者温度因过剩水分的含有而难以上升。
在夏季及冬季均观察到了同样的倾向。在试验的一例中，冬季中，碎屑表面温度为48.8℃、WP为35.4℃(碎屑表面温度与WP的温度差为13.4℃)；夏季中，碎屑表面温度为60.7℃、WP为47.4℃(碎屑表面温度与WP的温度差为13.3℃)。
根据该结果可知，对碎屑状聚合物的温度进行测定，能够检测出包含过剩水分的碎屑，特别是通过着眼于温度差，能够不受外部气温而可靠地检测出WET POINT。特别是，能够检测出包含1质量％以上的过剩水分的碎屑的WET POINT。
～包含过剩水分的碎屑(WET POINT)的检测～
WET POINT是基于温度差而检测出的。更具体而言，求出碎屑的2个以上测量点的平均温度，将温度比平均温度低的测量点部分设定为WET POINT，由此能够检测出WETPOINT。
通过将与上述平均温度的差为9.5℃以上的测量点部分设定为WET POINT，从而能够更高精度地检测出WET POINT。
碎屑的平均温度例如能够通过以下的方法求出。
图3是温度测定的一例。温度测定单元为热成像照相机。能够进行30帧/秒的拍摄。热成像照相机3例如可以使用CHINO公司生产的CPA-L25B。
利用热成像照相机拍摄碎屑并进行图像化，测定各图像中与规定范围(例如600mm×500mm)对应的图像范围(图示虚线)的像素单位的温度。能够根据各像素的测定温度求出碎屑的平均温度。
求平均温度时，测量点优选为100～100000，更优选为1000～100000，特别优选为10000～100000。能够高精度地检测出WET POINT。
进而，通过提取平均温度的预定值以下(例如9.5℃)的低温的像素，从而检测出WET POINT。
～过剩水分产生机理推定～
将不会因经过脱水/干燥工序而产生具有过剩水分的碎屑作为前提。尽管如此，实际上会产生具有过剩水分的碎屑。对其机理进行了考察。
在脱水/干燥工序中，将水分排出到外部。此时，小片附着在排出部内壁面。小片会吸收向外部排出的水分的一部分。
包含水分的小片因某种原因而剥离，有可能混入被供给到下一工序(成型工序)的碎屑中。
因此，预测具有过剩水分的碎屑的产生是非常困难的。
～关于碎屑块～
作为碎屑的特征，可推测碎屑具有粘合性，相互容易粘附，容易形成碎屑块。据推测，因混入了包含过剩水分的碎屑块，而产生了WET POINT。
另一方面，若集中存在过剩水分，则气化的影响等容易变得明显，容易检测出低温部(参照图3)。
因此，本申请适合于WET POINT的检测，但并不限于碎屑块，也能够适用于碎屑。
需要说明的是，一般的碎屑粒径为3～10mm。在本申请中，将粒径20mm以上称作碎屑块。
～效果～
根据上述内容，能够在脱水/干燥工序之后且捆包成型之前检测出过剩水分。其结果，也能够检测出捆包内部的过剩水分。
需要说明的是，由于能够在捆包成型前检测出过剩水分，因此有可能例如在打包机的落下轨道上去除包含过剩水分的碎屑状聚合物。
然而，碎屑状聚合物具有粘合性，颗粒彼此容易相互粘附，其结果，粒度变得不均匀，难以预测举动。在打包机的落下轨道上去除包含过剩水分的碎屑状聚合物的情况下，需要复杂的机构。另一方面，只要在捆包成型后除去包含过剩水分的捆包，则能够容易且可靠地除去。
在上述内容中，除热成像照相机和简单的控制以外，并不需要其它的构成或工序。无需对已有的制造工艺追加新的构成或新的工序，就能够简单且可靠地检测出过剩水分。也不会影响产品的品质。
另外，通过着眼于温度差，能够不受外部气温的影响而可靠地进行检测。
～对象碎屑状聚合物～
作为被形成为捆包的对象的碎屑状聚合物，其是可硫化的橡胶，可以举出例如天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、丁腈橡胶(NBR)、乙烯-丙烯橡胶(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、丙烯酸橡胶(ACM)、聚氨酯橡胶(U)、硅橡胶(VMQ、PVMQ、FVMQ)、氟橡胶(FKM)、聚硫橡胶(T)等。特别是，关于本发明，最适合应用于丁二烯橡胶(BR)。在验证试验中使用了丁二烯橡胶。
～总结～
经由脱水/干燥工序而被连续地供给至成型工序的碎屑状聚合物的平均温度为40～70℃。例如，在冬季进行的验证试验中，平均温度为48.8℃，与此相对，在夏季进行的验证试验中，平均温度为60.7℃。对此时的碎屑状聚合物的含水率进行了调查。在平均值附近或温度比平均高的碎屑中，含水率极低。另一方面，在温度比平均低的碎屑、尤其是与平均温度的温度差为9.5℃以上的情况下，含水率明显高。作为一例，对包含过剩水分的碎屑，测定块的温度时，冬季为35.4℃(温度差13.4℃)、夏季为47.4℃(温度差13.3℃)。根据该结果，通过测定碎屑状聚合物的温度并着眼于温度差，从而能够不受外部气温的影响而可靠地检测出包含过剩水分的碎屑。
符号说明
1 振动供料器
2 橡胶碎屑
3 热成像照相机
6 带料斗的计量装置
7 打包机(加压成型机)
8 脱水/干燥工序
9 包装工序
10 再处理工序
11 异常检测信号
12 标准品(产品)
13 非标准品
14 输送机
15 重量测量装置
30 控制装置
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