JPS59220630A - 液状プラスチツク成分のガス負荷を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発泡プラスチック製造用装置殊にポリウレタン
フォーム装置のシステム圧下にある液状プラスチック成
分のガス負荷を測定するだめの、タンクから一定量の試
料を、周期的時間間隔で測定タンクに分枝可能である方
法及びその装部に関する。

従来の技術水準 米国特許第４０８９２０６号明細書から、測定タンクが
減圧室としての作用をし、測定値が、減圧に基づく液体
柱の上昇を介して得られる方式の方法及び装置は公知で
ある。この測定法は、比較的緩慢に作動し、殊に固体例
えばガラス繊維で負荷された液状プラスチックの場合に
は低い測定精度を可能とするだけである。それというの
も、変動性充填高さは肉眼でも、利用可能な経費の測定
装置でも、必要な精度及び速度で測定可能ではないから
である。この場合でも為相対的な比重が測定可能である
だけで、絶対的な比重は測定されない。

従って、本発明の課題は、測定を、正確で、絶対的かつ
迅速に、即ち短かい時間で、半連続的な測定法に応じて
実施することのできる方法及び装置を得ることである。

問題点を解決するだめの手段 この課題は、特許請求の範囲第１項に記載の特徴部分に
より解決される。これによれば、液状シラスチック成分
のガス負荷度の変動を、狭い範囲内に保持することので
きる正確かつ迅速な測定法が得られ、これにより、一様
な品質のフオーム部材の入手が確保できる。

この方法を実施する課題は、装置的には、特許請求の範
囲第２項に記載の特徴部分により解決される。これによ
り、低い装置的経費で、発泡プラスチック製造に必要な
測定結果を得ることができ、この際、測定は短かい時間
で実施でき、ガス負荷度は連続的に作用する測定法と同
様に絶えず試験することができる。

有利な１実施形では、液状プラスチック成分のガス負荷
を測定するだめの装置は、特許請求の範囲第３項の記載
に相応する特徴を有し、これにより、その測定は、シス
テム圧の水準から大気圧１での任意の圧力で、かつ減圧
下に実施することができる。この際、特性、殊にプラス
チック成分のガス負荷能力に関する製造者テークは、一
般に大気圧下での状態に関するので、大気圧で測定でき
る可能性は特に有利である。

この状態−一、例えばポリウレタンフォーム装置の成形
装置中での作業条件にも相応する。

比重測定装置は、測定タンクの底部又は側壁に設置され
た圧力検知器例えばブルドン・測定ノズル（Ｂｏｕｒｄ
ｏｎ　Ｍｅｓ’５ｄｏｓｅ　）より成っているのが有オ
リであり、これを用いて、測定値は正確にかつ遅滞なく
得ることができる。

比重測定装置は、液体柱の上に占めている大気圧から偏
っている圧力水準を補正するだめの装置を備えているの
が有利であり、これによりガス負荷液体の比重は、任意
の圧力状態で測定することができる。

有利な１実施形では、この比重測定装置は、コンピュー
タを後続していて、ここでいくつかの当初測定値及びコ
ンピュータ中に入力されている関連値殊に経験的に測定
された較正値及び／又は物理法則に相応する数学的関数
を用いて、放圧相の終結の前に、ガス負荷プラスチック
成分の比重を予め算定することができる。この手段は、
殊に測定過程の短縮に寄与する。

この測定過程を加速するためのもう１つの手段は、この
制御装置が脱気弁の開口過程を遅らせるタイムスインチ
を備えていることであり、これにより、流入弁及び排出
弁の遮断時及びピストンの落下時に流体柱は減圧される
。

装置的経費を低減するために、この測定装置は特許請求
の範囲第８項に記載の特徴部分に示されているように構
成きれていてよい。

実施例 次に添付図面に基づき、本発明の実施例で本発明を詳述
する。

第１図は、液状プラスチック成分のガス負荷を測定する
装置を有するポリウレタン−発泡装置Δの系統図であり
、第２図は、測定装置のもう１つの実施形を示す図であ
る。

第１図によるポリウレタン−発泡装置は、混合ヘッド１
を有し、これに、ポリオールタンク２から、ポリオール
ポンプ３′により、ポリオール導管３を経て、プラスチ
ック成分、−１ｒ　ｌ）オールが、かつ・イノシアネー
トタック４がら、イノシアネートポンプ５′によりイン
シアネート導管５を経て、プラスチック成分インノアネ
ートが供給される。ポリオール導管δ内を搬送される；
ｊ９リオールは、弁３“及び３１〃により制御されて、
分枝可能にガス負荷ブロック６に導びかれ、ここを通っ
て、ガス調節弁７により制御されたガスＧが液状Ｈ５リ
オール中に装入される。こうしてガスで・富化されたポ
リオールはポリオールタンク２に戻される。

この、＋５１Ｊオールタンク２がら制御可能な流入弁８
を有する導入管９が分枝していて、これは測定タンク１
０に開口している。この測定タンクは溢流部１１を介し
て溢流タンク１２と結合していて、その内容積はピスト
ン１３により変動可能である。溢流タック１２がら制御
可能な排出弁上４を備えた導出管１５がポリオールタン
ク２に戻っている。溢流タンク１２がら、更に、制御Ｈ
Ｊ能な脱気弁１６を備えた圧縮空気導管１７が、４／３
一方・ぐルブ８に通じていて、その３個のスイッチ位置
はａ、ｂ及びＣで示されている。もう１本の圧力ガス管
９は、４／３一方パルプ１８がらピストン１３の下側に
通じている。４／３一方・Ｓシブ１８の制御された４個
の接続部がら、圧力ガス管１７及び１９に通じる２個の
接続部が分枝している。残りの２個の接続部は圧縮空気
−供給管２０と緩衝器を備えた排出開口部２１に通じて
いる。

ピストン１３は、ピストン杵３３を介して連動ピストン
２２と結合していて、その位置は２個の検知器２３及び
２４により確認される。この連動ピストン２２ば、４／
２一方パルブ２５を介して圧縮空気で制御可能である。

測定タンク土○の底部には圧力検知器２６例えばブ／ｌ
／　ｌ−ンーノズル（Ｂｏｕｒｄｏｎ　ｄｏｓｅ　）、
ピエゾ電子素子（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅｓ
　Ｅｌｅｍｅｎｔ　）又は伸長計（ＤｅｈｎｍｅＢｓｔ
ｒｅｉｆｅｎ　）が設置されて１．−る。この圧力検知
器２Ｇには増幅器２７、記憶装置を有するコンピュータ
２８及び表示装置２９が後接続されている。この表示装
置２９から、基準入力素子回路３０の当初信号が人力可
能であり、ここで、限界値と共に所望の目標値Ｓが調節
可能であるから、表示装置２９から得られる実際値を示
す当初信号との比較の後に、制御回線３１を介して相応
する制御・ξルスがガス調節弁７に与えらｆｔ、これに
よって、ガス負荷ブロック６は圧縮プｆスＧで付勢され
つる。

ピストン１３は図示されている実施形で、調節用の２個
の装置を有しており、その第１の装置１ｔｉ１．４／３
一方パルブエ８及び２本の圧縮空気導管１７及び１９か
ら構成されて８６す、第２の装置は４／２一方パルプ２
５から構成されており、これによって連動ピストン２２
は交互に圧縮空気によって付勢されうる。

流入弁８、弁３“及び３″′、排出弁工４、脱気弁１６
．４／３一方・ぐルブ１８又は４／２一方・ぐルブ２５
により制御可能であるピストン上３の調節装置及び検知
器２３及び２４並びに圧力検知器２Ｇの測定回線は制御
装置３２に接続されている。

この制御装置３２を用いて、後に記載の方法工程を実施
することができる： Ａ３円筒形測定タンクエ０の充填及び洗浄ピストン１３
の上方死点位置（これは、検知器２３を介して信号伝達
される）では、流入弁８は開放され、排出弁１４並びに
脱気弁１６は閉じられている。４／３一方パルブ１８を
スイ１ッチ位置すに切換えることにより、ピストン１３
の下方に存在する空気は外に排出され、これによりピス
トン１３はポリオールタンク２のタンク前圧により存在
する圧力により下部死点まで移動される。この際ガスで
負荷されたポリオールば、測定タンク１０から海流部土
工を経て溢流タンク土２に流入する。ピストン１３が下
部死点位置に達したら、下部検知器２４が作動し、更に
、制御装置３２を介して流入弁８が閉じられ、排出弁１
４が開放される。４／３一方バルブ１８をスイッチ位置
ａＫ切換えることにより、ピストン１３は下側から圧縮
空気で伺勢され、こ」ｔによりピストン１３は上方に移
動し、溢流クンク中に存在する量のポリオールば、排出
管１５からポリオールタンク２に戻される。

この工程は、測定タンク１０中のガスで負荷されたポリ
オールが完全に交換されるまで繰り返す。

測定タンクの有効な洗浄を伴なう溢流タンクのこの充填
及び放出の工程は、４／２一方・Ｓシブ２５により制御
された圧縮空気りを介して伺勢される連動ピストン２２
を介して行なうこともでき、ピストン１３をピストン杵
３３を介して前記のように運動させることができる。こ
の構成は、測定タンクのアラタルキーな作動を許容する
。

Ｂ６　　液状プラスチック成分ポリオールのガス負荷の
測定洗浄工程の制御装置３２により制御された経過の後
に、ピストン１３の上部死点位置で始まる測定工程が開
始され、この際、流入弁８及び排出弁１４は閉じられて
℃・る。４／３一方バルブ１８をスイッチＣの位置に切
換えると、ピストンエ３は圧縮空気により下部死点まで
押し付けられる。更に脱気弁１６を開放すると、測定タ
ンク１０内に存在する液体量が大気圧にさらされる。ガ
ス負荷プラスチック成分は、システム圧の圧力低下に基
づき大気圧まで膨張し、この際、常に測定タンク１０内
に封じられる液体柱の一定の高さを得るように配慮して
いる溢流部１１から流出する。

通例２〜３分後に終了する放圧相の終結後に、タイムス
イッチにより制御されて、測定タンク１０の底部に設置
された圧力検知器２６を用いる比重測定を行なう。高さ
ｌ〕の液体柱の比重ρは従って、次式により決まる： −ｇ 〔式中ｐは流体静力学的圧力を意味し、ｇは加速度を意
味する〕。１〕及びｇの値は一定であるので、圧力検知
器２６により得られる測定値は、液体柱の比重に正比例
する。

圧力検知器２６中ｋＣ得られる測定値は、増幅器２７中
で更に増幅され、表示装置２９に供給され、ここで液状
プラスチック成分の比重もしくはガス負荷値が可視的に
検査できる。この表示装置２９から、測定値は、そこで
限界値を伴なう所望の目標値が標定可能である基進入カ
素子回路３０（Ｃ更に入力することができ、表示装置２
９から得られる実際値を示す当初信号との比較の後に制
御回線３１を介して相応する制御・ξルスがガス調節弁
７に達し、これによってガス負荷ブロック６ば、液状プ
ラスチック成分のプアス富化のために、ガスＧで付勢可
能になる。

前記の測定法は、低い経費で、次に記載の手段によって
加速することができる：即ち、圧力検知器２６を、既に
、放圧相の当初に接続し、更に、短時間間隔で測定値を
増幅器２７を介して、記憶装置を備えたコンピュータ２
８に入力する。このコンピュータ２８中では、短時間に
入力される値が、記憶装置内に記憶されている関連値例
えば経験的に測定された較正値及び／又は、物理法則に
相応する数学的関数に基づき、放圧相の終了後に生じる
最終値に外挿される。

このことは、放圧相の終了までの待期を不要とし、短時
間（約１５秒〜３０秒）内に、信頼できうる比重測定値
が得られる利点を有する。

測定過程を加速するも５１つの手段は、流入弁８と排出
弁１４の閉鎖時にピストン１３を上部死点から下方に運
動する測定工程の開始の後に、存在する。この際このピ
ストン運動は、連動ピストン２２を介して作動され、こ
の際、牛／２一方パルブ２５は、連動ピストン２２がピ
ストン１３と共に下部死点まで運動されるように接続さ
れている。４／３一方パルブ工８をスイッチｂＶＣする
と、閉じられた脱気弁１６により、溢流クノク工２及び
測定タンク１０中で減圧が生じる。この減圧により、ガ
ス負荷されたプラスチック成分の放圧工程（これは大気
圧で一般に６分間必要）は、約０５分まで短縮される。

この減圧伺勢の時間は、脱気弁工６と連結さり、たタイ
ムスイッチにより決められる。

従って、液状プラスチック成分例えば、３５１Ｊオール
のガス負荷を測定するだめの前記の手段及び装置は、短
かい連続順序でガス成分の正確な測定を１扛能とするの
て、ガス負荷度は常に狭い範囲内て一定に保持さｆｔ　
５る。従って、発泡プラスチックの製造時に、最終生成
物の一定の品質を確実に保持することができる。

第２図に記載の実施形では、測定タンク１０’は、導管
９′を介してポリオールタンク（図示されていない）に
連結されている。測定タンクエ○′への成分供給は、流
入弁８′により制御可能である。この測定タンクの底部
には圧力−検知器２６′が設置されていて、上部には、
溢流管１１′を介して溢流タンクエ２’が連結されてい
る。溢流タンクエ２’は閉じられていて、流出管１５′
に接続さｉｔていて、この中に制御可能な流出弁１４′
が存在する。溢流タンク１２’の」二方には、スイッチ
弁１６’を有する圧縮ガス導管１７′が接続されて℃・
る。このスイッチ弁１６′は２／２一方バルブ及び３／
２一方パルブより成り、これにより海流タンクの内部は
選択的に遮断可能であり、圧縮ガス源工６〃又は大気圧
と連結可能である。

作業時に、まず測定タンク１０’を洗浄し、この際、抽
出弁１４′及び流入弁８′は開放され、スイッチ弁１６
′は閉じられている。この際、液状プラスチック成分は
貯＠（図示されていない）から導管９′を経て、測定タ
ンク１０′を通り、溢流部１１′から溢流タンク１２’
に流れ、ここから、還流管１５′を経て貯槽に戻る。

測定タンク１０’の洗浄の後に、液状プラスチック成分
は溢流タンク１２′から排出され、このために流入弁８
′を閉じ、排出弁１牛′を開放し、溢流タンク１２′の
内部は、スイッチ弁１６′を介して圧縮ガス源１６“と
連結される。溢流タンク１２′中に含有されている成分
な貯槽に戻す。

引続（測定過程のために、流入弁８１及び排出弁１４’
を閉じ、溢流タンクの内部をスイッチ弁１６′により脱
気する。脱気相の後に、圧力検知器２６′を用いて、計
量タンク１０′内に含有されている液体柱の流体静力学
的圧力を測定し、ガス負荷プラスチック成分の比重もし
くはガス負荷塵の尺度として評価する。大気圧で成分の
ガス負荷塵゛が測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、液状プラスチック成分のブｆス負荷度を測定
する装置を有する。Ｉ５１．１ウレタン発泡装置を示す
図てあり、第２図は、測定装置のもう１つの実施形を示
す図である。 １・・混合ヘッド、２・・・ポリオールタンク、３・・
−ポリオール導管、４　イソシアネートタンク、５・・
・イノシブネート導管、６・・・）ｙス負荷ブロック、
７・・ガス調節弁、８．８１・・・流入弁、９，９′・
・導管、ｌ　０　、１０’−測定タンク、ｌ　１　、１
１’・・・溢流部、１２　、１２’・・・溢流タンク代
理人　弁理士　矢　野　敏　雄 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］−発泡シラスチック製造装置のシステム圧下にある液
   状プラスチック成分のガス負荷を、タンクから一定用の
   試別を周期的時間間隔で測定タンクに分枝１ツうる方法
   で測定する場合　１に、測定タンク（工○）中て１、カ
   ス負荷プラスチック成分の液体水偲を一定の高さくｈ）
   に調節し、測定タンク（１０）中で調節きれた液体柱の
   流体静力学的圧力（ｐ）をガス負荷シラスチック成分の
   密度の尺度としてｄ１１１定することを特徴とする、発
   泡プラスチック製造装置のシステム圧下にある液状プラ
   スチック成分のガス負荷を測定する方法。 ２　ガス負荷プラスチック成分からなる液体柱を」１１
   人している測定タンク（］−〇、１０′）、ガス負荷シ
   ラスチック成分の比重ρに関する尺度としての液体柱の
   流体静力学的圧力ｐを査定する比重測定装置、及び測定
   タンク（１−０、工０’）内に設置きれ、液体柱の一定
   の高さｈを調節する溢流部（工１，１１’）を備えてい
   ることを特徴とする、発泡プラスチック製造装置のシス
   テム圧下にある液状プラスチック成分のガス負荷を測定
   する方法を実施する装置。 ３　溢流部（１１）の後に設置された、ピストン（］−
   ３）により内容積が変えられる溢流タンク（１２）、ピ
   ストン（１３）調整装置、測定タンク（工０）に接続さ
   れていて、流入弁（８）を有する導入管（９）、溢流タ
   ンク（１２）に接続されていて、排出弁（１４）を有す
   る導出管（１５）、、測定タンク（１０）と結合してい
   る脱気弁（１６）を備え、がっ、流入弁（８）、排出弁
   （１牛）、脱気弁（１６）、圧力検知器（２６）、弁（
   ３ｒｔ　、　３／７７）及びピストンの調整装置を制御
   することのできる制御装置（３２）を備えていて、この
   制御装置は、比重測定の目的で、流入弁（８）及び排出
   弁（１４）の遮断時に、溢流タンク（１２）の内容積を
   、ピストン（１３）の調節により、測定タンク（１０）
   中で潅流により、液体柱の一定の高さｈが生じるような
   、大きさとするように設計されている、特許請求の範囲
   第２項記載の装置。 牛、比重測定装置は、測定タンク（１０，１０′）の底
   部に設置された圧力検知器（２６，２６′）よりなる、
   特許請求の範囲第２項又は第３項に記載の装置。 ５　比重測定装置は、液体柱の上に占めていて、大気圧
   から偏っている圧力を補正するだめの装置を有する、特
   許請求の範囲第２項から第４項のいずれか１項に記載の
   装置。 ６　比重測定装置には、当初測定値とコンピュータ内に
   入力されている関連値例えば経験的に測定された較正値
   及び／又は物理法則に相応する数学的関数により、ガス
   負荷性プラスチック成分の密度を放圧相の終結の前に予
   め算定しうるコンピュータが接続されている、特許請求
   の範囲第２項から第５項のいずれか１項に記載の装置。 ７　制御装置（３２）は、脱気弁（１６）の開口過程を
   遅らせるタイムスイッチを有し、これにより流入弁及び
   排出弁（８，１４）の遮断時に、かつピストン（１３）
   の降Ｆの際に、放圧相の加速の目的で液体柱は減圧可能
   である、特許請求の範囲第２項から第６項までのいずれ
   か１項に記載の装置。 ８　溢流タンク（１２’）は閉じられていて、下部に制
   御可能の排出弁（１４’）を、かつ上部に制御可能なス
   イッチ弁（１６’）を有し、第１の切換時にはこのスイ
   ッチ弁（１６’）が閉タンク しられ、第２の切換え時には溢流’１４　（１２’）の
   内部と圧縮ガス源（１６″）とが連結可能であり、第３
   の切換え時には、溢流タンク（１２′）の内部が脱気可
   能である、特許請求の範囲第２項、第４項、第５項又は
   第６項のいずれか１項に記載の装置。