JP2005531443A - オン−ライン像処理による重合体加工性評価 - Google Patents

オン−ライン像処理による重合体加工性評価 Download PDF

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Abstract

本発明は、ダイの出口における押し出し物の性能をそれぞれ二または三次元で同定するための電荷結合デバイス(CCD)センサーを装備する1個または3個のカメラ並びにレーザー検出器の使用を開示しており、該CCDカメラはレーザー検出器によりフラッシュに同調されている。

Description

本発明は、溶融重合体の性能をそれがダイを出る際に同定するための電荷−結合デバイス(CCD)カメラの使用に関する。
樹脂が押し出しダイを出るときに膨張または回復する度合いは、大抵の加工用途における極めて重要な樹脂特性である。ブロー成形では、ダイの膨張は金型と下流装置との間の関係によりそして加工中に樹脂により示される相対的膨張の理由のために、重要である。各々の用途は好ましい量の膨張を必要とし、少なすぎる膨張は強度の欠如または靭性の欠如をもたらしうるが、多すぎる膨張は材料の浪費またはたるみ(curtaining)をもたらしうる。従って、膨張性能を樹脂組成、操作条件およびダイデザインと関連づけ得ることが非常に望ましい。
ブロー成形法では、熱い重合体のストランドが金型内にとどめられそして金型構造の中に吹き込まれる。金型が閉じる際のパリソンの形状が完成製品の物理的特性を決める。押し出しダイのデザインはダイを出る重合体の量に影響を与え、従って非常に重要なパラメーターである。さらに、ダイから押し出される重合体は粘弾性物質であるため、それはダイを通る押し出し中に得られる配向の影響並びに重力の影響を受ける。重合体がダイから出現した後に起きる膨張およびドローダウンがパリソン内の重合体の分布を決め、従って製品の最終的特性および循環時間を決める。それ故、膨張およびドローダウンは広く研究されていた。例えば、非特許文献1は膨張が剪断速度、温度および流速の関数であることを研究した。非特許文献2および非特許文献3は膨張を溶融温度および押し出し速度の関数として研究した。
膨張および下垂を研究するために数種の実験技術が開発された。膨張は溶融粘弾性の顕示であるため、それは時間に依存する性質である。さらに、それが膨張するのと同時に、パリソンも重力の影響下で下垂し、そしてその観察された寸法が組み合わせ現象に反映する。それ故、下垂の膨張依存性を測定できることも望ましい。膨張の測定方法は、非特許文献4に記載されているピンチ−オフ金型を包含する。他の技術はオフ−ライン方法であり、そしてパリソン直径膨張およびドローダウンを与える写真方法、緩和データを与える写真技術、材料分布および厚さを与える多重ピンチ−オフ装置を包含する。写真を次に分析しそしてパリソンを写真から再構成しなければならず、この実行は困難であり且つ誤差なしに行えないことが証明されている。
ビーム偏向またはスペクトル減衰のいずれかを用いる光学的方法が非特許文献5に記載されている。それらはプラスチックシートの厚さを正確に測定するが、パリソンの幾何学的形状を考慮に入れない。
最も正確な方法は、溶融物と同じ温度および密度を有する油浴の中にパリソンを押し出しそして数回の間隔をおいて写真を撮影するかまたは光ダイオード配列を用いて工程を監視することよりなる(非特許文献6または非特許文献7)。これらの方法は商業用途で使用することが難しく且つ膨張時の油の影響が良く理解されていない。
膨張に対する樹脂の分子量分布、ダイ構造、温度および流速の影響が研究されておりそして論じられていた(非特許文献8)。
最近の論文(非特許文献9)では、樹脂の基本的なレオロジー性質とパリソン性能との間の関係が研究された。
下垂は膨張に関して記載されたものと同じピンチ−オフ金型および写真方法により研究された。
さらに、膨張および下垂は毛管レオロジー方式により数種のダイデザインに関して研究された。ダイ出口における匹敵しうる剪断速度に関しては異なるダイを出る材料のフロー運動学は匹敵しえないことが見出された。ダイの長さ(L)対直径(D)比L/Dを変えても相違する観察値の間でより良好な一致をもたらさなかった。
膨張は「スクラップ」方法によっても研究され、それによると図1に示されているようにスクラップはパリソンから離脱されない。パリソンの直径およびその結果としての膨張はスクラップの幅のほぼ2倍である。
別の重要なパラメーターは、完成製品の組織に影響するメルトフラクチャーある。メルトフラクチャーは、全ての重合体溶融物に関して高い押し出し速度で遭遇する種々の形態の押し出し物粗さまたは捩れに適用されるゆるく定義された用語である。それは、小規模な粗さ、または波しわ、またはシャークスキン、または非常に規則的な螺旋形スクリュー−スレッド押し出し物、またはいずれかのタイプの不規則的押し出し物を記載するために使用される。一般に、これらの欠陥および不規則性は人間の眼によって検査され、不正確な評価や不完全な検出と機械停止との間の長い遅れをもたらす。
ダイデポジットまたはダイビルドアップは、ダイを出た直後にパリソンから突き出される低分子量重合体の小滴よりなる。それも視覚的に評価され、従ってメルトフラクチャーが推定するのと同じ偏りおよび欠点を有する。
Beynon,D.L.T. and Glyde,B.S., "The swelling and fracture of polyethylene melts", In British Plastics, 414, September 1960 Wechsler,R.L., and Baylis,T.H., "Blow molding polyethylene", Part I, in Modern Plastics, 107, 218, May 1959 Wechsler,R.L., and Baylis,T.H., "Blow molding polyethylene", Part II, in Modern Plastics, 115, 127, June 1959 Sheptak,N. and Beyer,C.E., "Know your parison", in SPE Journal, 190, February 1965 Cielo,P., Lamontagne,M. and Vaudreuil,G., in ISA Trans., 27, 1, 1988 Garcia−Rejon,A., and Dealy,J.M., in Polym.Eng.Sci., 22, 158, 1988 Kamal,M.,R., Samara,M., in Adv.Polym.Technol., 8, 367, 1988 Swan,P.L., Dealy,J.M., Garcia−Rejon,A., and Derdourt,A., in Polym.Eng.and Sci., 31, 705, 1991 Jivraj,N., Sehanobish,K., Ramanathan,R., Garcia−Rejon,A., and Carmel,M., in The 2001 Conference of the PPS held in Montreal
それ故、溶融重合体の性質をダイの出口で迅速且つ正確に同定する要望がある。
本発明は、押し出し物の組み合わせ膨張および下垂を例えば剪断速度、温度またはダイデザインのごとき押し出し条件の関数として並びに重合体構造またはタイプの関数としてダイの上で即時情報を二または三次元で得るための方法を提供する。
この方法は、押し出し物の「膨張単独」および「下垂単独」要素に関する即時情報もさらに提供する。
この方法はまた、重合体の表面組織に関するオン−ライン情報も提供する。
さらに、この方法はダイビルドアップの即時検出も可能にする。
この方法は、樹脂のレオロジー性質に関する情報もさらに提供する。
従って、本発明は溶融重合体の性質をダイの出口で即時にそれぞれ二または三次元で同定するための1個もしくは3個の電荷−結合デバイス(CCD)カメラおよびレーザー検出器の使用を開示するものであり、該CCDカメラはレーザー検出器によりフラッシュに同調されている。
電荷−結合デバイスは、像に関するデータを像内の各画面要素(画素)を電荷に転換させ、その強度がそれに衝突する光の強度に関係するような方法で、貯蔵しそして表示する感光性集積回路である。CCDはスチールおよびビデオカメラの両者に包含されうる。本発明では、スチールカメラが光学的特性認識用に使用される。ここで使用されるカプター(captors)は黒白操作の16−ビットCCDセンサーであり、それらは灰色の216色調を与える。
本発明の高性能二相電荷−結合センサーでは、透明電極がポリシリコンゲートの一方を置換する。透明ゲートはポリシリコンより吸収性が少なくそしてその屈折率はその上にあるオキシドとシリコン基質との間にポリシリコンより良好な適合性を与えて、屈折率損失を少なくする。センサーは低い暗電流に関する多孔性相(multi−pinned phase)(MPP)方式での操作に最適な真性二相埋設チャネルCCD方法で製作される。センサーが低い信号水準で操作される場合には、低い暗電流は最良の信号対雑音比を生ずる。真性二相構成は、例えば順次走査(progressive scan)、平方画素、高い電荷能力および簡素化された駆動条件の如き多くの利点を与える。大抵のCCDの光子対電子転換比は類似しているが、感光領域の寸法がそれらの性能を不同にする。応答度は各画素が生成しうる信号の測定値でありそしてそれは画素領域に正比例する。画素の応答度が増加するにつれて、同じ量の信号をより短い時間で集積することができ、或いは逆に、より多い信号を一定の露光時間中に集積することができる。さらに、低水準照射では、像はより高い信号対雑音比を有しそしてより少なく粒状化しているようである。より大きい画素領域はより大きい電荷を保有しておりそしてその結果として明るい対象物で迅速に飽和されないため、それらは動範囲を改良するのも助ける。
本発明の方法は工程自体の中で使用され、そして溶融重合体を同定するために使用することができる。全ての熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリアミド(PA)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリオキシメチレン(POM)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアクリロニトリル(PAN)、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、の押し出しパラメーターおよび性質を本発明のCCDカメラシステムで同定することができる。好ましくは、PEおよびPPが使用されそしてより好ましくはPEが使用された。
この方法はブロー成形機の工程コントロールシステムの中でまたはパイプもしくはプロファイル用途のために使用することができる。それはまた押し出し機レオロジー法により樹脂を同定するために使用することもできる。
この方法で評価しうる剪断速度は0付近から30,000s−1までの範囲である。
例えば環状ダイまたは平坦ダイの如き全てのダイタイプを評価することができる。
本発明はまた、
−ダイを出つつある押し出し物の下端を検出し且つ該下端の検出時に連続的デジタル信号を発生する1本の垂直に移動するレーザーまたは数本の垂直に並べられたレーザーを準備し、
−垂直に移動するレーザーからまたは数本の垂直に並べられたレーザーからの連続的デジタル信号を受容するマイクロコントローラーを準備し、
−マイクロコントローラーにより作動させられるフラッシュを準備し、
−マイクロコントローラーにより作動させられ且つフラッシュに同調されるCCDカメラを準備し、
−各段階における時間を記録し、
−各段階におけるデジタル情報を記録し、
−押し出し物の直径および重量における膨張並びに下垂に関する式を即時に計算するソフトウエアを準備する
段階を含んでなる、ダイ設備の下を流動する押し出し物を同定する方法も開示する。
時間は1/1,000秒の精度で記録することができる。
フラッシュ期間は画がはっきりしたままである速度を決めるため、システムの重要な要素である。フラッシュ力の1/16および1/64で実行することが好ましい。フラッシュ期間はそれ故、好ましくは1/9,100〜1/28,000秒の範囲内である。それ故、20像/秒までを得ること並びにその結果として2m/秒までのパリソンまたは溶融ストランドの線速度で実行することが可能である。
カメラおよびレーザーの動的水準も重要なパラメーターである。レーザーは2m/秒までの速度で置換することができそしてそれはmmの水準の精度で調節することができる。
本発明に従う方法は、押し出し物の性質を即時に最適化するために、ダイのパラメーター、温度および剪断速度を調節しうるフィードバックソフトウエアを準備する段階をさらに含んでなりうる。
図面のリスト
図1はパリソンにまだ付いている「スクラップ」を有するパリソンの写真である。それは、スクラップの幅の2倍であると定義される直径膨張を測定するために使用される。
図2はダイを出た後の数回にわたるパリソンの連続写真を表わす。この連続写真は下垂および膨張の連続的測定並びにメルトフラクチャー開始(OMF)の測定を可能にする。
図3は直径膨張に関するxおよびyにおける大域的適合の結果を表わし、ここでxはダイ出口からの垂直距離を表しそしてcmで表示されそしてyは垂直軸からの横方向距離を表しそしてこれもcmで表示される。xの関数としてのyに関する式は3度の多項適合度により即時に計算される。上方曲線yHは三次式
yH=299.045+0.236x−7.28.10−4+5.079.10−7
により表わされる。下方曲線yLは三次式
yL=225.176−0.106x−2.17.10−4+5.24.10−7
により表わされる。
図4はダイを出た後の数回における関数パリソン(function parison)長さとしてのパリソン直径の多項適合度により得られた組み合わせ膨張および下垂曲線を表わす。パリソン直径および長さはcmで表示される。測定は200℃の温度においてそしてダイn°10を用いて行われた。
図5は図3の組み合わせ膨張および下垂曲線から誘導された「膨張単独」および「下垂単独」曲線をそれぞれ表わす。cmで表示されるパリソン直径を、これもcmで表示されたパリソン長さの関数として、組み合わせ下垂および膨張に関して、理想的押し出し(ダイ直径を有するチューブ)に関して、「膨張単独」に関して、並びに「下垂単独」に関して、プロットされる。
図6は二次元重合体同定に関して設定された1−カメラを表わし、ここでダイを出つつある押し出し物の下端がレーザーとレーザー反射機との間のレーザービーム交差を妨害する時にレーザーが信号を作動させそして該信号がコンピューターを介してCCDカメラおよびフラッシュに同調的に伝達される。
図7は三次元重合体同定に関して設定された3−カメラを表わす。それは二次元設定と全く同様に操作される。
図8は垂直に移動するレーザーシステムを表わす。
図9は数本の固定された垂直に並べられたレーザーのシステムを表わす。
図10はダイ出口からの距離x=60画素における押し出し物の直径膨張の写真を表わす。
図11は押し出し物上の初期メルトフラクチャーを示す写真を表わす。
回収されたデータは直径および重量の両者におけるダイ膨張、下垂、メルトフラクチャーの濃度およびタイプ並びにダイビルドアップの濃度であり、それらは規定されたダイデザインに関する剪断速度および温度の関数として全て記録された。剪断速度は、一定出力に関してダイ間隙を変えることによりまたはダイ間隙を変えずに出力を変えることにより変更することができる。
例えば溶融材料がダイの中を通過する間にそれにより得られる配向の影響を抑制するのに必要な時間として定義される緩和時間の如き樹脂の特性に関する情報を引き出すことも可能である。
直径における膨張はパリソン直径対ダイ直径の比として定義される。
時間tでの直径における膨張は像処理により評価される。ダイを出た後の時間tにおいて、観察されたパリソン壁を一般式:
y=ax+bxn−1+cxn−2+...+z
の多項式を用いて適合させることにより、ソフトウエアが組み合わせ膨張および下垂曲線を即時に計算し、ここでxはダイ出口からの距離であり、yはパリソン直径でありそしてnは要求される精度に依存して3〜11の整数である。図2はダイを出た後の数回にわたるパリソンの写真を表わしそして図3はこれらの写真の1つに関する3度の多項適合度を表わす。
膨張および下垂は最終的パリソン直径をもたらす付加的な現象であり、膨張はパリソン直径を増大させるが、下垂はそれを減少させる傾向がある。図4はダイを出た後の数回にわたるパリソンの壁の多項適合度により表示された組み合わせ膨張および下垂を表わす。
下に付着した物質がなく、従って重力の引っ張りにより引き起こされる延伸がないため、パリソンの下端は下垂により影響を受けない。パリソンの下端の直径移動は従って真の膨張因子を与えそしてそれは外挿された「膨張単独曲線」を生ずる。ダイ寸法を有するチューブは「理想的な」押し出し曲線を表す。「下垂単独曲線」は、図5に表わされているように、
下垂=観察値+理想値−膨張
として計算される。
膨張現象の発生は指数式
D=Do+(D∞−Do).(1−exp(−t/λ))
により適合させることができ、ここでDは時間tにおけるパリソン直径であり、Doはダイ外径であり、D∞は最終的パリソン直径でありそしてλは膨張現象に関連する特徴的な緩和時間である。
重量における膨張は、剪断速度の関数としての予め決められた長さのパリソンの重量として定義される。重量における膨張Swは直径における膨張Sdと厚さにおける膨張Stとの積
Sw=Sd×St
である。
剪断速度を増加させるためにダイ間隙が次第に閉じられるにつれて、増加する剪断速度に伴いパリソン重量または重量における膨張は減少する。厚さにおける膨張は式
St=m/(πρLh(Do−h)).Do/D
により示され、ここでρは樹脂の密度であり、hはダイ間隙であり、Doはダイ外径であり、Dは最終的パリソン直径であり、Lはパリソン長さでありそしてmはパリソン重量である。それは剪断速度の増加に伴い増加する。
メルトフラクチャーおよびダイビルドアップは像処理により測定される。本発明で使用されるセンサーは灰色の30,000を越える色調を与え、押し出し物中の不規則性の即時検出を可能にする。
本発明はそれ故、ダイの出口における押し出し物の性能を同定するパラメーターに関する即時および同時の情報を二または三次元で与えうる新規なシステムを提供する。情報は工程に直接関連しておりそして剪断速度を基礎にする。それはまた、樹脂自体に関する情報も提供する。
内圧を受けた締め付けパリソンまたは射出延伸ブロー成形におけるフリフォームの変形を研究するために、同じカメラ設備を使用することもできる。
本出願で使用されたCCDセンサーはコダック(Kodak)により市販されているオン−チップ回路を有するメガ画素プログレッシブスキャンインターラインCCDである。それは下記のパラメーター:
−構造:インターラインCCD、プログレッシブスキャン、非交錯
−画素数:1000(H)×1000(V)
−画素寸法:7.4ミクロン(H)×7.4ミクロン(V)
−感光領域:7.4mm(H)×7.4mm(V)
−出力感度:12マイクロボルト/電子
−飽和信号:40,000電子
−暗雑音:40電子rms
−暗電流(典型値):<0.5nA/cm
−動範囲:60dB
−500、540、600nmにおける量子効率:36%、33%、26%
−ブルーミングサスペンジョン:100X
−像ラグ:<10電子
−汚れ:<0.03%
−最大データ速度:40MHz/チャネル(2チャネル)
−一体化された垂直クロックドライバー
−一体化された相関二重試料採取(CDS)
−一体化された電子シャッタードライバー
を有する。
透明ゲート電極を有する高性能15−ビットCCDセンサーは灰色の32768の非標識水準を与え、約10,000フレーム/sの捕捉を可能にしそして400〜1000nmの広域スペクトルに及ぶ。
装置は、単一カメラシステムを用いて実行される二次元捕捉に関しては図6にそして3個のカメラを用いて実行される三次元捕捉に関しては図7に表わされている。時間の関数としての押し出し物の下端の連続的位置は図8に表わされた押し出し物と同時に垂直軸に沿って移動する単一レーザーによりまたは図9に表わされた数本の垂直に並べられた固定されたレーザーにより決定されうる。
押し出し機はブロー成形機であるバッテンフェルド(Battenfeld)VK1−4であった。
ダイ膨張結果は図2、3および10に表わされる。
図11はメルトフラクチャー開始を表わす。CCDセンサーの非常に高い感度が、全ての表面不規則性の客観的且つ早期の検出を可能にする。
本発明の技術は精度、完全性および迅速性において顕著な利点を与える。
図1はパリソンにまだ付いている「スクラップ」を有するパリソンの写真である。 図2はダイを出た後の数回にわたるパリソンの連続写真を表わす。 図3は直径膨張に関するxおよびyにおける大域的適合の結果を表わす。 図4はダイを出た後の数回における関数パリソン長さとしてのパリソン直径の多項適合度により得られた組み合わせ膨張および下垂曲線を表わす。 図5は図3の組み合わせ膨張および下垂曲線から誘導された「膨張単独」および「下垂単独」曲線をそれぞれ表わす。 図6は二次元重合体同定に関して設定された1−カメラを表わす。 図7は三次元重合体同定に関して設定された3−カメラを表わす。 図8は垂直に移動するレーザーシステムを表わす。 図9は数本の固定された垂直に並べられたレーザーのシステムを表わす。 図10はダイ出口からの距離x=60画素における押し出し物の直径膨張の写真を表わす。 図11は押し出し物上の初期メルトフラクチャーを示す写真を表わす。

Claims (12)

  1. −ダイを出つつある押し出し物の下端を検出し且つ該下端の検出時に連続的デジタル信号を発生する1本の垂直に移動するレーザーまたは数本の垂直に並べられたレーザーを準備し、
    −垂直に移動するレーザーからまたは数本の垂直に並べられたレーザーからの連続的デジタル信号を受容するマイクロコントローラーを準備し、
    −マイクロコントローラーにより作動させられるフラッシュを準備し、
    −マイクロコントローラーにより作動させられ且つフラッシュに同調されるCCDセンサーを装備したカメラを準備し、
    −各段階における時間を記録し、
    −各段階におけるデジタル情報を記録し、
    −押し出し物の組み合わせ膨張および下垂曲線に関する式を即時に計算し且つ下垂および膨張部分を即時に分離するソフトウエアを準備する
    段階を含んでなる、ダイ設備の下を流動する押し出し物を同定する方法。
  2. CCDセンサーが透明電極を有する二相電荷−結合センサーである、請求項1に記載の方法。
  3. 1本の垂直に移動するレーザーが2m/sまでの速度でmmの水準の精度で操作される、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. フラッシュ期間が多くとも1/9100秒である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. ダイデザイン、温度および剪断速度の製造パラメーターを調節するためのフィードバックソフトウエアを準備する段階をさらに含んでなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 押し出し物がポリエチレンまたはポリプロピレンである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 押し出し物がポリエチレンである、請求項6に記載の方法。
  8. ダイの出口における押し出し物の性質をそれぞれ二または三次元で同定するための、電荷−結合デバイス(CCD)センサーおよびレーザー検出器を装備した1個もしくは3個のカメラであって該CCDカメラがレーザー検出器によりフラッシュに同調されるカメラの、前記請求項のいずれか1項に記載の使用。
  9. 押し出し物の膨張曲線および下垂曲線を別個に計算するための請求項8に記載の使用。
  10. 押し出し物中の初期メルトフラクチャーを検出するための請求項8に記載の使用。
  11. 押し出し物の緩和時間を計算するための請求項8に記載の使用。
  12. 押し出し物がポリエチレンである、請求項8〜11のいずれか1項に記載の使用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130079201A (ko) * 2011-12-22 2013-07-10 롬 앤드 하스 캄파니 중합체 발포체 팽창을 측정하는 방법 및 상기 방법에 사용되는 장치

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598662A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-23 Total Petrochemicals Research Feluy A method for quantifying the optical properties of moulded objects
WO2007058626A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-24 S*Bio Pte Ltd Indazole compounds
US8568121B2 (en) * 2007-11-27 2013-10-29 University Of Southern California Techniques for sensing material flow rate in automated extrusion
CN102285092B (zh) * 2011-06-01 2013-06-19 山东科技大学 基于机器视觉的大棚膜生产线模头定位安装测量系统及其操作方法
KR101416383B1 (ko) * 2012-11-16 2014-07-16 현대자동차 주식회사 차량용 도어 검사 시스템 및 그 제어방법
MX2017006847A (es) 2014-11-25 2018-03-09 Corning Inc Métodos de inspección de material extrudido y control de retroalimentación integrados para la fabricación de cuerpos de panal.
WO2017047250A1 (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 八千代工業株式会社 パリソン異物検出システム
CN107775942A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 岱纳包装(天津)有限公司 一种基于3d扫描的挤出胶胚自动调整和控制挤出吹塑的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3826926A (en) * 1972-11-29 1974-07-30 Westinghouse Electric Corp Charge coupled device area imaging array
US4341827A (en) * 1979-09-05 1982-07-27 Bethlehem Steel Corporation Biaxially oriented thermoplastic polymer film and method of manufacture
DE2940418A1 (de) * 1979-10-05 1981-04-16 Kautex-Maschinenbau GmbH, 5300 Bonn Vorrichtung zur beeinflussung des gewichtes eines im extrusionsblasverfahren hergestellten hohlkoerpers aus thermoplastischem kunststoff
DE3114371A1 (de) * 1981-04-09 1982-11-11 Kautex Werke Reinold Hagen Gmbh, 5300 Bonn Verfahren und vorrichtung zum herstellen von vorzugsweise schlauchfoermigen strangabschnitten aus thermoplastischem kunststoff
JPS59100670A (ja) * 1982-11-30 1984-06-09 Canon Inc 撮像装置
DE3541680A1 (de) * 1985-11-26 1987-05-27 Bernd Becker Vorrichtung zur steuerung einer anlage fuer die herstellung von strangprofilen
FR2675573B1 (fr) * 1991-04-18 1993-07-30 Saint Gobain Isover Procede de mesures dimensionnelles d'objets en mouvement.
US5399302A (en) * 1991-12-27 1995-03-21 Kao Corpoation Parison length control method for blow molding machine
DE19544634A1 (de) * 1995-11-30 1997-06-05 Feuerherm Harald Verfahren zum Blasformen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff
JPH10300680A (ja) * 1997-04-21 1998-11-13 Mitsubishi Cable Ind Ltd 注入樹脂中の異物検査方法
JP2001124516A (ja) * 1999-10-28 2001-05-11 Fuji Syst Kiki Kk レーザー光を用いた非接触式の伸縮変位量測定法。

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130079201A (ko) * 2011-12-22 2013-07-10 롬 앤드 하스 캄파니 중합체 발포체 팽창을 측정하는 방법 및 상기 방법에 사용되는 장치
KR102130175B1 (ko) * 2011-12-22 2020-07-03 롬 앤드 하스 캄파니 중합체 발포체 팽창을 측정하는 방법 및 상기 방법에 사용되는 장치

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