JP5050100B2 - プラスチック溶融物の粘度を測定するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック溶融物の粘度を測定するための装置に関する。

この種の装置は、例えば試験研究分野では公知である。この場合、測定経路は、高コストをかけて、フライス加工によって表面に設けられる。フライス加工溝のクリーニングも非常に高コストであり、手間がかかる。それに加えて、フライス加工された流路は、ただ１つの決まった断面しか有していない。異なる寸法の測定経路には、粘度を測定するための、完備した第２の装置が必要とされる。

既に、特許文献１が、それに対応する測定装置を開示している。この装置の場合、押出成形機から出たプラスチック溶融物は、分岐されて、ポンプによって運ばれながら測定経路へ案内され、また別のポンプによって運ばれながら再び押出成形機へ戻される。この場合、測定経路は２つのブロックから成り、これらのブロックの間に交換可能なキャピラリプレートが配置されている。しかし、この測定装置は、部品が非常に集約的で高価な構成であり、例えばキャピラリプレートの交換などの点で運用が非常に高コストである。
また、当該分野の特許文献２が、交換可能な測定経路画定部の形態を開示しているが、これらの形態も高コストでしか製造できない。

独国特許第６８９２９２４７Ｔ２号明細書 英国特許出願公開第２３９６４２９号明細書

本発明の課題は、粘度を測定するための公知の装置をさらに発展させて、できる限りわずかな部材から成り、できる限り普遍的に使用でき、しかも、運用が低コストであって、特に測定経路画定部を簡単かつ容易に交換できる装置を提示することである。

この課題を解決するために、プラスチック溶融物の粘度を測定するための装置に溶融物流路と測定経路とが備えられており、測定経路は、平行平面に配置された２つの表面の間に形成されていて、これらの表面の間に、スロットの形態の測定経路を有する交換可能な平行平面の測定経路画定部が配置されていることが提案される。その際、溶融物流路から分岐した、溶融物用の送り路及び戻り路と、測定センサ用の開口部とが、いずれも、平行平面の少なくとも一方の表面の測定経路画定部のスロット領域で終わり、また、戻り路が送り路よりも短く形成されていて、送り路にのみポンプが配置されている。

本装置が、溶融物流路と測定経路の両方を有することによって、この両者をできる限り近くに並べて配置することができ、これにより、送り路及び特に戻り路を非常に短く形成して、圧力損失を非常に低く抑えること、さらに、通常なら粘度の変化によって生じてしまう圧力変動を、無視し得る程度に小さく抑えることが可能となる。また、この構造によって、必要なポンプをただ１つだけにすることも可能である。

利点としては、平行平面である両表面が、溶融物流路を包囲する２分割されたハウジング内に設けられているという点がある。そこでは、ハウジングは、平行平面の表面の領域で分割されており、これらのハウジング部材は、測定経路画定部を間に接続することで、平行平面の表面につなぎ合わせることができる。

本装置が１つのハウジング内に配置されていることによって、本装置の非常にコンパクトな構造が実現可能となっており、これにより、特に良好な温度管理が保証されている。

これらのハウジング部材がヒンジを介して互いに結合されており、また、測定経路画定部を平行平面の表面の間に位置決めできるようにハウジング部材を離間しておくことが有効であると実証されている。２部材構成のこのハウジングの一方の側を開くことによって、一方のハウジング部材をもう一方のハウジング部材から引き離すことができる。クリーニングされるべき平行平面の表面には容易にアクセス可能であり、また、測定経路画定部を容易に交換することも可能である。

本装置の優れた点は以下の点である。すなわち、ハウジングが、中央に軸方向に配置された溶融物流路を有する円板の形態に構成されていること、及び、ハウジングが、接線方向の断面で２つの部分に分割されており、測定経路画定部がこの両ハウジング部材の間に配置されていることである。円形であることによって、可能な最良の温度管理が保証されている。

好ましくは、交換可能な測定経路画定部が１回使い捨ての金属箔として形成されている。キャピラリプレートをクリーニングしなければならない上述の従来技術の場合とは異なり、低コストで作製できる箔を簡単に交換することが想定されている。もしこの箔をクリーニングするとすれば、余りにも手間がかかり、一般的に、測定及び密閉性に問題を生じることになるであろう。

特に有利であるのは、相異なる金属箔がそれぞれ異なる幅のスロットを有することできる点である。ある幅のスロットを有する測定経路画定部を別の幅のスロットを有する測定経路画定部と交換することによって、異なる材料、また非常に様々な粘度を有する材料を支障なく本発明に係る装置によって処理することができる。

測定経路の断面を変更するための可能な別の方法は、相異なる金属箔にそれぞれ異なる厚さを持たせることである。そのために、平行平面の表面の間隔は、それぞれの測定経路画定部の厚さに合わせて調整可能である。

測定経路画定部／金属箔が少なくとも１つのセンタリング装置を有し、このセンタリング装置が、ハウジング部材の少なくとも一方において、少なくとも１つの相手方センタリング部材と協働することが有効であると実証されている。これによって、測定経路画定部が、その交換及び取り付けの後に、支障なく最適に両ハウジング部材の間に位置決めされていることが保証されている。

また、有利であるのは、少なくとも平行平面の表面に加熱装置が付設されており、これにより、測定経路を搬送される溶融物が、温度変動による粘度の変化を被ることがない。また、測定経路画定部に加熱装置が付設されている場合も同様の効果がある。

必要であれば、ハウジング部材において、測定経路画定部と、平行平面の両表面の少なくとも一方との間にシールを設けておくことが可能である。

本装置の普遍的な利用が保証されているのは、本装置の溶融物流路が、押出成形機のヘッド部と射出成形型の入口との間に配置されている場合、例えば挟設されている場合である。

以下において、本発明について図面を参照しながら詳述する。

本発明に係る装置が開かれた状態を示す。 本発明に係る装置の斜視断面図である。

図１は、本装置のハウジング１を示す。このハウジング１は、部材１’と、部材１’にヒンジ２を介して結合されている部材１”とから成る。部材１’には、溶融物流路３が見て取れる。ハウジング部材１”は、センタリング装置４、４’を有し、これらのセンタリング装置は、測定経路画定部６における対応する相手方センタリング装置５、５’と協働する。当然ながら、センタリング装置を測定経路画定部６に配置することも可能であり、一方、その場合、相手方センタリング装置が、ハウジング部材１’、１”の少なくとも一方に設けられている。これにより、測定経路画定部６を、ハウジング部材１”の面上の中心位置に配置することができる。ハウジング部材１’と１”とが折り合わされた状態にあるとき、測定経路画定部６に配置されたスロット７の一部が、測定経路７’を形成する。

ハウジング部材１’には、ポンプ８が配置されており、溶融物流路３から出た溶融物は、このポンプによって、事前設定可能な圧力で測定経路７’の中を運ばれる。ハウジング部材１’には、３つのセンサ１３、１３’、１３”が配置されており、これらのセンサのロードセルは、ハウジング部材１”の平行平面の表面９における位置１０、１０’、１０”で終わる。センサ１３及び１３’は、例えば圧力センサである。これらの両圧力センサの間、すなわち位置１０と１０’との間に形成された測定経路７’に関して、圧力降下を基にして粘度が確定される。センサ１３”は、例えば温度センサである。

図２は、溶融物流路３を具備するハウジング１を示しており、溶融物流路から、送り路１１と戻り路１２とが延びている。送り路１１は、ポンプを介して測定経路７’につながっており、この測定経路は、測定経路画定部６におけるスロット７によって形成されている。

この場合、本発明に係る装置は、次のように機能する。すなわち、好ましくは流動している溶融物で満たされている溶融物流路３から、溶融物は、ポンプ８によって、所定の圧力で送り路１１を介して測定経路７’へ送給される。次に、センサ１３、１３’によって、例えば、測定経路７’の長さ当たりの溶融物の圧力降下を検知することができ、これにより、溶融物の粘度が算定される。

その際、加熱装置１４、１４’、例えば加熱ジャケットによって、ハウジング１内の溶融物が冷却され過ぎることがないということが保証される。

１ ハウジング
１’、１” ハウジング部材
２ ヒンジ
３ 溶融物流路
４ センタリング装置
５ 相手方センタリング装置
６ 測定経路画定部
７ スロット
７’ 測定経路
８ ポンプ
９、９’ 平行平面の表面
１０ 位置
１１ 送り路
１２ 戻り路
１３ センサ
１４ 加熱装置

Claims (11)

1. 溶融物流路（３）と測定経路（７’）とを具備する、プラスチック溶融物の粘度を測定するための装置であって、前記測定経路が、平行平面に配置された２つの表面（９、９’）の間に形成されていて、これらの表面の間に、スロット（７）の形態の前記測定経路（７’）を有する交換可能な平行平面の測定経路画定部（６）が配置されており、その際、前記溶融物流路（３）から分岐した、溶融物用の送り路（１１）および戻り路（１２）と、測定センサ（１３、１３’、１３”）用の開口部（１０、１０’、１０”）とが、いずれも、平行平面の少なくとも一方の表面（９、９’）の測定経路画定部（６）の前記スロット（７）領域で終わり、かつ、前記戻り路（１２）が前記送り路（１１）よりも短く形成されていて、前記送り路（１１）にのみポンプが配置されている装置において、
   前記交換可能な測定経路画定部（６）が、１回使い捨ての金属箔として形成されていることを特徴とする装置。
2. 平行平面である前記表面（９、９’）が、前記溶融物流路（３）を包囲する２分割されたハウジング（１、１’、１”）内に設けられており、そこでは、前記ハウジング（１）が、平行平面の前記表面（９、９’）の領域で分割されており、間に前記測定経路画定部（６）を接続することで、これらのハウジング部材（１’、１”）を平行平面の前記表面（９、９’）につなぎ合わせることができることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ハウジング部材（１’、１”）が、ヒンジ（２）を介して互いに結合されており、また、前記測定経路画定部（６）を平行平面の前記表面（９、９’）の間に位置決めできるように離間されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記ハウジング（１）が、中央に軸方向に配置された溶融物流路（３）を具備する円板の形態を有し、及び、前記ハウジング（１）が接線方向の断面で分離されており、前記測定経路（７’）が前記両ハウジング部材（１’、１”）の間に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
5. 相異なる金属箔が、それぞれ異なる幅のスロット（７）を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の装置。
6. 相異なる金属箔が、それぞれ異なる厚さを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
7. 各金属箔が少なくとも１つのセンタリング装置（５、４）を有し、このセンタリング装置が、前記ハウジング部材（１’、１”）の少なくとも一方において、少なくとも１つの相手方センタリング装置（４、５）と協働することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
8. 少なくとも平行平面の前記表面（９、９’）に加熱装置（１４、１４’）が付設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
9. 前記測定経路画定部（６）に加熱装置が付設されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。
10. 前記測定経路画定部（６）と、前記ハウジング部材（１’、１”）の少なくとも一方および／または平行平面の前記表面（９、９’）の少なくとも一方との間に、シールが設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置。
11. 本装置の溶融物流路（３）が、押出成形機のヘッド部と射出成形型の入口との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の装置。

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