[go: up one dir, main page]

AT516206A1 - Vorrichtung und Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe Download PDF

Info

Publication number
AT516206A1
AT516206A1 ATA50623/2014A AT506232014A AT516206A1 AT 516206 A1 AT516206 A1 AT 516206A1 AT 506232014 A AT506232014 A AT 506232014A AT 516206 A1 AT516206 A1 AT 516206A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
measuring
measuring devices
modules
measurement
module
Prior art date
Application number
ATA50623/2014A
Other languages
English (en)
Other versions
AT516206B1 (de
Original Assignee
Next Generation Analytics Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Next Generation Analytics Gmbh filed Critical Next Generation Analytics Gmbh
Priority to ATA50623/2014A priority Critical patent/AT516206B1/de
Priority to PCT/AT2015/050218 priority patent/WO2016037205A1/de
Publication of AT516206A1 publication Critical patent/AT516206A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT516206B1 publication Critical patent/AT516206B1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/02—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material
    • G01N11/04—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92019—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/922—Viscosity; Melt flow index [MFI]; Molecular weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92228—Content, e.g. percentage of humidity, volatiles, contaminants or degassing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92247—Optical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92323—Location or phase of measurement
    • B29C2948/92361—Extrusion unit
    • B29C2948/92409—Die; Nozzle zone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N2021/3595—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using FTIR
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/86—Investigating moving sheets
    • G01N2021/869—Plastics or polymeric material, e.g. polymers orientation in plastic, adhesive imprinted band
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/44—Resins; Plastics; Rubber; Leather
    • G01N33/442—Resins; Plastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe umfassend mindestens zwei unterschiedliche Messgeräte der Gruppe Messgeräte zur optischen Vermessung der Schmelze, Messgeräte zum Druckfiltertest, Messgeräte zur Rheologie, Messgeräte zur optischen Folieninspektion, Messgeräte mechanischer Kennwerte von Kunststofffolien, Messgeräte zur Farbmessung, Messgeräte zur olfaktorischen Vermessung der Schmelze oder der Folie und Messgeräte zur NIR, FTIR, TGA Terahertzstrahlung, Gaschromatographie und Massenspektroskopie, wobei die betreffenden Messgeräte mechanisch und/oder funktional miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur modularen Material¬analyse für Kunststoffe.
In der Kunststoffherstellung und Verarbeitung findet sich eine große Vielfalt anMethoden, um die Eigenschaften der dort verwendeten Werkstoffe zu charakteri¬sieren. Besonders in der Qualitätssicherung bei Rohstoffherstellern, MasterbatchHerstellern und Verarbeitern haben sich seit vielen Jahren einige grundlegendeVerfahren durchgesetzt, welche zum großen Teil genormt sind.
Diese Verfahren sind beispielsweise der Druckfiltertest, der z.B. mit der DIN EN13900-5 „Bestimmung mit dem Druckfiltertest“ normiert ist, die Ermittlung von Vis¬kositätsfunktionen, eine optische Folieninspektion (DIN EN 13900-6 „Bestimmungmit dem Folientest“), Farbmessungen, NIR, FTIR, TGA und Massenspektroskopieoder mechanische Festigkeitsmessungen (z.B. auf Zug, Druck, Kratzfestigkeit,Taber Abraser).
Das Prinzip eines Druckfiltertests wird anhand des folgenden Beispiels kurz Um¬rissen.
Von einem Laborextruder wird ein Schmelzestrom des zu prüfenden Materialsdurch ein definiertes Sieb gefördert. Dabei wird die Druckerhöhung vordem Siebwährend der Extrusion einer definierten Materialmenge aufgezeichnet. Diese istdann ein Maß für die Dispergierqualität des Materials.
Zur Ermittlung von Viskositätsfunktionen werden grundsätzlich zwei Verfahren fa¬vorisiert, die im Folgenden kurz beschrieben werden.
Bei dem ersten Verfahren wird an einem Hochdruckkapillarrheometer mittelsPultrusion die Schmelze durch eine definierte Kapillarengeometrie mit verschiede¬nen Durchsätzen gefördert. Hierbei wird der Druck vordem Kapillareneinlauf ge¬messen. Aus den Parametern Druck, Durchsatz, Kapillarendurchmesser und Ka¬pillarenlänge lassen sich Schergeschwindigkeit und Viskosität errechnen. Dieswird mit verschiedenen Parametern durchgeführt, so dass man einen funktionalenZusammenhang zwischen Schergeschwindigkeit und Viskosität hersteilen kann.
Bei dem zweiten Verfahren speist ein Laborextruder kontinuierlich z.B. drei Kapil¬laren unterschiedlicher Geometrie. Auch hier werden bei definiertem Durchsatz jeKapillare die Drücke vor den Kapillaren gemessen. Der Vorteil dieses Verfahrensist, dass man mehrere Messpunkte gleichzeitig erhält und somit die Ermittlung derViskositätsfunktion erheblich schneller wird.
Bei einem beispielhaften Verfahren zur optischen Folieninspektion wird mittelseines Extruders, Breitschlitzdüse und Gießwalze eine Folie aus dem zu inspizie¬renden Material hergestellt. Diese Folie wird über eine Lichtquelle geführt und miteiner Kamera betrachtet. Fehlstellen unterschiedlichster Art können so optischerfasst und mit einer geeigneten Software ausgewertet werden. Eine statistischeAuswertung der verschiedensten Fehlercharakteristiken liefert dann eine Quali¬tätsaussage überdas geprüfte Material. Für Materialien, die nicht Lichtdurchlässigsind, wird dabei ein Auflichtverfahren eingesetzt.
Die am häufigsten angewendete Methode zur Farbmessung ist das Spektral¬verfahren. Dabei wird eine Probe mit einer Tageslichtlampe beleuchtet und dasvon der Folie ausgehende Licht in verschiedene Wellenlängenbereiche aufgespal¬ten. Mittels eines Sensors oder eines Sensorsystems werden die farbmetrischenDaten errechnet.
Die Messverfahren NIR, FTIR, TGA und Massenspektroskopie dienen dazu, wei¬tere Informationen über die Zusammensetzung der Schmelze zu erhalten. Sokönnen beispielsweise Additive, Verunreinigungen Polymermoleküle oder Teiledavon detektiert werden.
In der Regel sind dies stationäre Laborgeräte welche mit einem Messkopf und ei¬ner Auswerteeinheit ausgerüstet sind. In modernen Geräten ist diese in denMesskopf integriert.
Alle diese Messverfahren haben sich in der Analytik und Qualitätskontrolle vonKunststoffen seit Jahrzehnten bewährt. Ein entscheidender Nachteil ist jedoch dieTatsache, dass diese Verfahren jeweils nur als einzelne Off-Line Messgeräte zurVerfügung stehen. Diese müssen mit Proben beschickt werden, was in der Regelmanuell geschieht. Hinzu kommt, dass die Geräte häufig in unterschiedlichen La¬bors stehen und von unterschiedlichem Personal bedient werden. Diese Situationführt dazu, dass Daten für eine Qualitätskontrolle nie zeitnah zum eigentlichenProduktionsprozess zur Verfügung stehen. Außerdem wird durch die räumlicheTrennung häufig das Zusammenführen der unterschiedlichen Daten schwierig, sodass oftmals ein Gesamtbild des Qualitätszustandes des Produktes nicht generiertwerden kann.
Durch den zeitlichen und räumlichen Versatz der Qualitätsbeurteilung und demaktuellen Produktionszustand wird es unmöglich auf Qualitätsabweichungenschnell und gezielt zu reagieren. Dies führt dazu, dass Ausschuss nicht schnellgenug als solcher erkannt wird und dieser unter Umständen aufwendig aussortiertund nachbearbeitet werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Tech¬nik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stel¬len, mittels derer ein Benutzer in der Lage ist, eine einfache Materialanalyse fürKunststoffe vorzunehmen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprü¬chen gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens zwei unterschiedlicheMessgeräte der Gruppe Messgeräte zur optischen Vermessung der Schmelze(z.B. IR Spektrometer), Messgeräte zum Druckfiltertest, Messgeräte zur Rheolo¬gie, Messgeräte zur optischen Folieninspektion, Messgeräte mechanischer Kenn¬ werte von Kunststofffolien, Messgeräte zur Farbmessung, Messgeräte zur olfakto¬rischen Vermessung der Schmelze oder der Folie und Messgeräte zur NIR, FTIR,TGA, Terahertzstrahlung, Gaschromatographie und Massenspektroskopie, undzeichnet sich dadurch aus, dass die betreffenden Messgeräte mechanischund/oder funktional miteinander verbunden sind.
Selbstverständlich bedeutet die Formulierung „unterschiedliche Messgeräte“, dass es sich dabei um Messgeräte zur Messung unterschiedlicher Messgrößen handelt.Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein Messgerät zum Druckfiltertest und einMessgerät zur Rheologie und insbesondere weitere Messgeräte der oben genann¬ten Gruppe. Auch wenn ähnliche Messgeräte vorliegen können, muss stets zu¬mindest ein unterschiedliches Messgerät in der Vorrichtung enthalten sein.
Wie oben bereits angedeutet, ist dem Fachmann der generelle Aufbau der einzel¬nen Messgeräte bekannt. Die Messgeräte umfassen zumeist ein Sensorsystemund ein System zur Verarbeitung und/oder Weiterleitung des zu vermessendenKunststoffmaterials (im Folgenden „Transportsystem“ genannt).
In dem Fall, dass die Messgeräte in einer Vorrichtung zur Fertigung von Kunst¬stofffolien integriert sind, umfasst das Transportsystem der betreffenden Messge¬räte das System zur Verarbeitung und/oder Weiterleitung der von der Fertigungs¬vorrichtung herzustellenden Kunststofffolie. Das Sensorsystem ist dort also in einesolche Fertigungsvorrichtung integriert und führt seine Messungen an der Stelledurch, wo das Kunststoffmaterial den entsprechenden Fertigungsschritt durchläuft.
Das erfindungsgemäße Verfahren, welches mit einer solchen Vorrichtung durch¬geführt wird, umfasst die Schritte: a) Einführen (vorzugsweise automatisches Einführen) eines Kunststoffmaterials inein erstes Messgerät (z.B. als Schmelze, als festes Kunstoffstrang oder als Folie), b) Messung von Eigenschaften des Kunststoffmaterials mittels des ersten Mess¬geräts, c) Führung (vorzugsweise automatische Führung) des aus dem vorangehendenMessgerät austretenden Kunststoffmaterials in ein weiteres Messgerät, d) Messung von Eigenschaften des Kunststoffmaterials mittels des weiterenMessgeräts.
Bei vorliegen weiterer Messgeräte in der Vorrichtung werden die Schritte c) und d)bevorzugt so lange für diese Messgeräte wiederholt, bis das Kunststoffmaterialvon allen vorhandenen Messgeräten vermessen worden ist.
Die Reihenfolge der Messgeräte sollte sich bevorzugt nach dem Zustand desvermessenen Kunststoffmaterials während der Messung in Anbetracht der Ferti¬gung des Kunststoff Produkts (z.B. einer Kunststofffolie) richten. Während der Fer¬tigung einer Plastikfolie wird ein Kunststoffmaterial zunächst verflüssigt, dann dasflüssige Material extrudiert, und zuletzt wieder abgekühlt und damit verfestigt. So¬mit sollten insbesondere Messungen am flüssigen Kunststoffmaterial (z.B. derDruckfiltertest oder der optische Test der Schmelze) vor einer Extrusion stattfin¬den, Messungen zur Rheologie während einer Extrusion und Messungen mecha¬nischer Kennwerte oder von Farben nach einer Extrusion bzw. nach einer Abküh¬lung des Kunststoffmaterials.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Messgerätum ein Messgerät zum Druckfiltertest. Dies hat den Grund, dass in der Praxismeist ein Druckfiltertest durchgeführt wird und dieser einen flüssigen Zustand desKunststoffs benötigt. Finden optische und/oder olfaktorische Messungen derSchmelze statt, kann das Messgerät zum Druckfiltertest auch das zweite oder drit¬te Messgerät nach einem oder zwei Messgeräten zum optischen und/oder olfakto¬rischen Test der Schmelze sein.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem auf dasMessgerät zum Druckfiltertest folgende Messgerät um ein Messgerät zur Messungder Rheologie.
In einerweiteren Ausführungsform sind die Messgeräte bezüglich der Bewegungs¬richtung des Kunststoffmaterials bzw. der Nennung im Verfahren in der Reihenfol¬ ge Messgeräte zum Druckfiltertest, Messgeräte zur Rheologie, Messgeräte zuroptischen Folieninspektion, Messgeräte mechanischer Kennwerte von Kunststoff¬folien, Messgeräte zur Farbmessung und Messgeräte zur NIR, FTIR, TGA, Tera-hertzstrahlung, Gaschromatographie und Massenspektroskopie angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Messgeräte, zumindest derenSensorsysteme, in der Vorrichtung als Module ausgeformt („Messmodule“), dieinsbesondere so gestaltet sind, dass sie sowohl in ihrer Position vertauscht wer¬den können als auch durch andere Messmodule ersetzt werden können. Auchwenn es von Vorteil ist, dass die Position eines Messmoduls für einen Druckfilter¬test in der Vorrichtung einen festen Platz hat, kann es dennoch nützlich sein, wennsich beispielsweise die Messmodule zur optischen Folieninspektion oder zurFarbmessung austauschen oder vertauschen ließen.
Zum Erreichen der erfindungsgemäßen Lösung ist notwendig, dass die Messmo¬dule miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann mechanischer Natursein und insbesondere eine feste mechanische Verbindung der Messmodule un¬tereinander darstellen. Die Verbindung kann aber auch funktioneller Natur sein, indem die Auslese und Steuerung der Messmodule, zusammen mit der Datennah-me mittels eines zentralen Systems erfolgt (z.B. über ein zentrales System zurSteuerung und Datenverarbeitung).
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Verbindung sowohlin einer mechanischen als auch in einer funktionalen Verbindung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit einer mechanischen Verbindung um¬fasst die Vorrichtung eine Haltestruktur, auf oder mittels der alle Messmodule mit¬einander fest verbunden sind. Diese Haltestruktur umfasst dabei insbesonderemindestens ein Trägersystem an dem alle Messmodule fest angebracht werdenkönnen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Haltestrukturdie Gehäuse der Messmodule (oder deren Halterungen), die dabei so ausgeformtsind, dass jeweils zwei Gehäuse mittels eines Trägersystems fest miteinanderverbunden werden können. Die Gehäuse stehen bevorzugt unter Überdruck, umVerunreinigungen zu verhindern.
Vorzugsweise befinden sich die Trägersysteme an den Gehäusen jeweils alle anentsprechenden Positionen, so dass jedes Gehäuse mit jedem anderen Gehäusefest verbunden werden kann.
Bei einer solchen festen mechanischen Verbindung ist es besonders bevorzugt,wenn das Kunststoffmaterial automatisch von einem Messmodul zu dem jeweilsfolgenden Messmodul geführt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform mündet der Austritt für das Kunststoff¬material eines Messgeräts stets in den Eintritt für das Kunststoffmaterial des fol¬genden Messgeräts, so dass das aus dem einen Messgerät austretende Kunst¬stoffmaterial direkt in das nachfolgende Messgerät automatisch eintritt.
Ebenso ist bevorzugt, dass die Vorrichtung mindestens ein Führungssystem um¬fasst, welches das aus einem Messgerät austretende Kunststoffmaterial automa¬tisch zu dem folgenden Messgerät transportiert und in dieses einführt, wobei dasFührungssystem insbesondere so ausgestaltet ist, dass Abrisse vermieden wer¬den, z.B. durch genaue Messung der Bahnspannung, Zuggruppen, Walzenfüh¬rungen oder abgerundete Führungselemente.
Beide Merkmale können auch zusammen in einer Vorrichtung vorliegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit einer funktionalen Verbindung umfasstdie Vorrichtung ein Rechensystem, welches dazu ausgelegt ist, den Transport desKunststoffmaterials oder dessen Verarbeitung zu steuern und gleichzeitig dazuausgelegt ist, die Daten von den einzelnen Sensorsystemen der Messgeräte zusammeln und ggf. bereits zu verarbeiten oder eine Vorverarbeitung durchzufüh¬ren.
Auch in diesem Falle ist es selbst bei einer fehlenden mechanischen Verbindungder Messgeräte bevorzugt, dass die Vorrichtung mindestens ein Führungssystemumfasst, welches das aus einem Messgerät austretende Kunststoffmaterial auto¬matisch zu dem folgenden Messgerät transportiert und in dieses einführt, wobeidas Führungssystem vorzugsweise ebenfalls durch das Rechensystem gesteuertwird.
Bevorzugt umfasst das Rechensystem eine GUI (Graphische Benutzeroberfläche)oder eine Bedienungskonsole mit Anzeigeelementen zur einfachen Bedienungund Auslese.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass man durch das Anfallen der Qualitätsdatendirekt im Produktionsprozess oder zumindest der Direktmessung an ein und dem¬selben Kunststoffmaterial, sofort auf Änderungen der Materialeigenschaften rea¬gieren kann, und dadurch eine deutliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit erreichtwerden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Messmodule „On-Line“ in einerFertigungsvorrichtung angeordnet, die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also indieser Fertigungsvorrichtung integriert.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Messmodule „Off-Line“ angeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt also eine separate Messein¬heit dar, insbesondere mit einem Schredder, Extruder oder Abwickler.
Bevorzugt ist die Vorrichtung dermaßen ausgestaltet, dass Material vor der Ver¬messung abgezweigt und insbesondere nach der Vermessung archiviert oderrückgeführt wird.
Durch den oben beschriebenen modularen Aufbau ist der Anwender in der Lage,dass er wählen kann, welche Messmodule er für seine Messungen einsetzenmöchte. In der Praxis wird es dabei so sein, dass es ein Grundmodul gibt, welchesaus Druckfiltertest und Rheologie besteht, was auch eine bevorzugte Ausfüh¬rungsform darstellt. Dies ist deshalb notwendig, weil bereits im Rahmen dieserMessungen eine Folie erzeugt werden kann, welche für die nachfolgenden Prü¬fungen (z.B. optische Folieninspektion oder Farbmessung) erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass der Aufbau sehrrobust gestaltet werden kann. Dies ist zum Beispiel für ein Off-Line-Gerät sehrwichtig, welches zur Vermessung von rezyklierten Kunststoffen eingesetzt werdenkann, insbesondere zur Rückführung von rezyklierten Kunststoffen aus dem Be¬ reich „End of Life Cycle“ in die Produktion. Durch die Verbindung der Messgeräteist es möglich, eindeutige Qualitätskritierien für diese Materialien zu definieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung Wandelemente,mit denen die Sensorsysteme und Transportsysteme staub- und/oder fluiddichtverschlossen werden kann, um Verunreinigungen von der Prüffolie fern zu halten.
Messgeräte zur olfaktorischen Vermessung eines Werkstoffes sind dem Fach¬mann bekannt. Bevorzugt werden für eine erfindungsgemäße Vorrichtung Ge¬ruchsmessgeräte oder Spektrometer verwendet. Bevorzugt findet eine Analyse ineinem Gaschromatographen statt.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst das Messmodul zur olfaktorischenVermessung ein Heizelement, z.B. einen Ofen.
Bevorzugt ist auch eine Vorrichtung zur Steuerung von Eigenschaften einesKunststoffprodukts (im Folgenden auch als „Steuervorrichtung“ bezeichnet), dieTeil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein kann oder auch eine separate Vor¬richtung sein kann.
Die Steuervorrichtung umfasst eine Recheneinheit, eine Informationsempfangs¬einheit und eine Steuereinheit, wobei die Informationsempfangseinheit dazu aus¬gelegt ist, über Messgeräte oder Recheneinheiten Informationen über Kenngrößendes Kunststoffprodukts zu erhalten und der Recheneinheit zur Verfügung zu stel¬len und die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, Eigenschaften des Kunststoffpro¬dukts zu steuern oder Geräte zu steuern, welche im Herstellungsprozess desKunststoffprodukts involviert sind, zu steuern.
Die Recheneinheit umfasst einen Speicher(bereich), in dem die empfangenen In¬formationen dermaßen abgespeichert werden, dass jedem gemessenen Parame¬ter ein Speicherbereich zugeordnet ist oder zumindest anhand einer Adresse ein¬deutig identifiziert werden kann.
Zudem umfasst die Recheneinheit eine Speicher(bereich), in dem vorher festge¬legt Qualitätsparameter/-funktionen des Kunststoffprodukts hinterlegt sind.
In der Recheneinheit werden zu festgelegten Zeiten (z.B. nach Empfang einesMesswerts oder einer Gruppe von Messwerten) diese direkt oder nach Berech¬nung einer auf den betreffenden Messwerten basierender Funktion oder Matrix mitentsprechenden Qualitätsparametern verglichen. Weichen die gemessenen / be¬rechneten Werte von den Qualitätsparametern (ggf. um einen vorher festgelegtenBetrag) ab, wird mittels der Recheneinheit die Steuereinheit aktiviert so dass sieeinen vorher ab gespeicherten Dosieralgorithmus durchläuft. Der Algorithmus istdabei insbesondere so gestaltet, dass er bei Abweichungen eines Messwerts odereiner Gruppe von Messwerten genau dort Funktionen bei der Herstellung desKunststoffprodukts steuert, welche für die betreffenden Messwerte relevant sind(z.B. Die Temperatur oder Zusammensetzung des Kunststoffs bezüglich desDruckfiltertests)
In Kombination mit der vorliegenden Erfindung ist die folgend beschriebene Aus¬führungsform besonders bevorzugt. Erklärend sei hinzugefügt, dass im Folgendenbereits ein Messwert eines Messmoduls verwendet werden kann, jedoch für einbesseres Verständnis von „Messwerten“ und „Messmodulen“ gesprochen wird.
Messwerte von Messmodulen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur modularenMaterialanalyse werden der Steuervorrichtung zur Verfügung gestellt. Bevorzugtgeschieht dies, in dem diese Messwerte in eine Matrix eingeordnet werden, wobeijedem Messwert zu einer bestimmten Werkstoffeigenschaft genau eine Matrixposi¬tion entspricht und/oder die Messwerte werden dort einer festen Position in einemPrüfterm zugeordnet. Insbesondere wird jeder dieser Messwerte genau einer Va¬riablen zugeordnet, wobei diese Variablen Teile einer Funktion oder Matrix darstel¬len.
Elementen der Matrix oder Variablen der Funktion sind somit gemessene Parame¬ter zugeordnet und können nach Berechnungen von Funktionen oder Matrixeigen¬schaften mit vorher hinterlegten Parametern verglichen werden.
Das Rechensystem führt, insbesondere nach jeder Datennahme, Berechnungenim Hinblick auf die Matrix bzw. die Funktion oder deren Teilen durch und vergleichtdas Ergebnis dieser Rechnung mit einem vorher eingestellten Wert oder Wertebe¬ reich. Bei Abweichungen von diesem Wert bzw. Wertebereich wird mittels einervoreingestellten Routine die Produktion des Kunststoffprodukts gesteuert (z.B.mittels Dosieralgorithmen), bis das Ergebnis der Berechnungen von Mat-rix/Funktion wieder dem voreingestellten Wert entspricht bzw. wieder im voreinge¬stellten Wertebereich liegt.
Mittels dieser Steuervorrichtung kann z.B. bei einer Verunreinigung des Aus¬gangsmaterials gezielt Reinmaterial hinzugegeben werden, anhand des gemes¬senen Wertes für die Viskosität, falls diese abweicht, ein entsprechendes Additivhinzugefügt werden, oder falls eine gewünschte Farbe erzielt werden soll, bei Ab¬weichungen ein entsprechendes Farbpigment zugesetzt werden, oder falls einnicht gewünschter Geruch festgestellt wird, ein entsprechendes Aroma hinzuge¬fügt werden. Auf diese Weise ist eine Onlineregelung von Qualitätsmerkmalen desKunststoffprodukts möglich, was die Gesamtqualität erhöht und den Ausschussverringert.
Im Folgenden werden einige Verbesserungen für einzelne Messgeräte, bzw.Messmodule vorgestellt, die einzeln für sich bereits Erfindungen darstellen kön¬nen.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft Messgeräte/Messmodule zum Druckfil¬tertest.
Diesbezügliche Vorrichtungen („Druckfiltertestvorrichtungen“) sind bevorzugt zueinem automatischen Siebwechsel ausgelegt, insbesondere mittels Filtermodulen.Ein Messverfahren kann einfach dadurch verbessert werden, dass die entnomme¬nen Filtermodule, die wichtige Informationen im ausgesiebten Material enthaltenkönnen, einer weiteren Analysen zugeführt werden, wie z.B. einer optischen Beur¬teilung, einer mikroskopischen Untersuchung, IR-Spektroskopie, Röntgenfluores-zensspektrographie oder einer Messung nach einer Veraschung.
Eine bevorzugte Druckfiltertestvorrichtung umfasst Filtermodule und ein Sensor¬system zur Druckmessung, wobei die Filtermodule im Fluss der Kunststoffschmel¬ ze positionierbar sind und das Wechselsystem dazu ausgelegt ist, die Filtermoduleautomatisch auszuwechseln.
Geeignete Sensorsysteme sind dem Fachmann bekannt und umfassen insbeson¬dere Drucksensoren, welche so angeordnet sind, dass sie eine Druckerhöhungvordem Filter während der Extrusion einer definierten Materialmenge messenkönnen.
Bevorzugte Filtermodule umfassen Filter-Haltestrukturen für Siebe/Filter oder fürGruppen von Sieben/Filtern. Bevorzugte Filtermodule umfassen Kartuschen indenen mindestens ein Filter/Sieb angeordnet ist oder die Filtermodule sind aufBändern (z.B. Filter- oder Siebbändern) ausgebildet und entsprechen insbesonde¬re Flächen auf diesen Bändern.
Bevorzugte Filtermodule umfassen Siebe und/oder Filter oder Kombinationen ausFiltern und/oder Sieben. Des Weiteren stellen bevorzugte Filtermodule Bereicheeines Sieb- oder Filterbandes dar. Als Filtermodule werden bevorzugt Granulate,gelochte Flächen oder Flächen aus Fäden oder Bändern verwendet.
Bevorzugt ist das Wechselsystem dazu ausgelegt, ein Band beinhaltend die Fil¬termodule durch den Schmelzestrom zu bewegen, oder es ist dazu ausgelegt,Kartuschen in und aus einem Schmelzestrom zu bewegen.
Mittels des Wechselsystems werden die Filtermodule in den Messbereich ver¬bracht und aus diesem entfernt. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung dafür eine Öff¬nung, welche dazu geöffnet und nach Einbringen eines Filtermoduls wieder ge¬schlossen wird. Die Bewegung der Öffnung wird bevorzugt elektrisch, mecha¬nisch, hydraulisch oder mit Druckluft erreicht. In einer bevorzugten Ausführungs¬form wird die Öffnung geöffnet, die Haltestrukturen des Wechselsystems bewegt(z.B. mittels Keilen und Spindelantrieben), das Filtermodul in Position gebrachtund die Öffnung wieder geschlossen.
Bevorzugt ist auch ein Aufbau mit mehreren konzentrischen Positionen von Fil¬termodulen. Damit können Filter/Siebe und Filter-/Siebpakete unterschiedlicherDicke geordnet eingelegt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Filtermodule Bereicheauf einem bandförmigen Sieb- oder Filtermaterial.
Bevorzugt sind Bänder mit Sieb/Filterstrukturen der Gruppe gewebte oder ge¬strickte Siebe/Filter, Glasfasersiebe/-filter, gelaserte, kalandrierte oder genadelteSiebe/Filter, mit Öffnungen versehene Metallfolien, Vliese (z.B. Stapelfaservliese)oder Kombinationen der vorgenannten Strukturen nebeneinander und/oder über¬einander ausgestattet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wechselsystem so ausgestaltet,dass seine Haltestruktur ein zusammengerolltes, Filtermodul-Band in einer erstenPosition aufnehmen kann, sein Bewegungssystem so ausgestaltet, dass es dasBand abrollen und Bereiche des Bandes (auf denen Filtermodule ausgebildet sind)durch einen Schmelzestrom führen kann. Bevorzugt ist das Haltesystem zudemdazu ausgebildet, das durch den Schmelzestrom geführte Band wieder aufzu¬nehmen und das Bewegungssystem dazu ausgelegt, das Band wieder zusam¬menzurollen, ggf. nach einer Aushärtung, wobei die Vorrichtung dazu insbesonde¬re mit einem zusätzlichen Kühlmodul ausgestattet ist.
Es ist von Vorteil, wenn das Filtermodul in seiner Messposition druckdicht ange¬ordnet ist, so dass die Schmelze nicht seitlich entweichen kann.
Bevorzugt weisen die Filtermodule (auch wenn sie auf Bändern vorliegen) an ihrenRändern eine dichtere Struktur auf. Eine solche Struktur kann z.B. durch einedichtere Verwebung/Verstrickung oder eine gezielte Formung von einer geringe¬ren Lochdichte an den Rändern erreicht werden. Durch solche Filtermodule wirddie Dichtigkeit der Vorrichtung erhöht.
In einer diesbezüglich bevorzugten Ausführungsform werden Filtermodule ver¬wendet, die insbesondere auf Bahnen angeordnet sind. Durch unterschiedlicheWebarten z.B. unterschiedliche Feinheiten, sind diese Filtermodule als separateModule oder als hintereinander und/oder nebeneinander liegende Bereiche aufeiner Bandfläche realisiert. Wichtig ist hier, dass zur Abdichtung gegen die Poly- merschmelze die Siebbahnen jeweils längs und quer an den Randbereichen derFiltermodule dichter gewoben sind als im Zentrum der Filtermodule.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Abdichtung durch Metallfolien,Harze, oder andere hochtemperaturfeste thermoplastische oder duroplastischeKunststoffe erreicht, wobei das jeweilige Material an den Randbereichen der Fil¬termodule an- oder aufgebracht wird. Bevorzugte Abdichtungen sind auch Keil¬konstruktionen, Kanten oder Querwebungen.
Bevorzugt sind (insbesondere auf einem Band) Filtermodule dermaßen angelegt,dass im Randbereich des Filtermoduls auf einer Breite von 1 mm bis 5 cm, insbe¬sondere auf einer Breite zwischen 5 mm bis 2 cm, ein Rand ausgearbeitet, wel¬cher zur Verbesserung der Dichtigkeit eine dichtere Filter-/Siebstruktur und/odereine Dichtungsmasse aufweist und einen Sieb-/Filterbereich umschließt, der dazubestimmt ist, Messungen durchzuführen.
Mit der Druckfiltertestvorrichtung ist es möglich, nicht nur mit einer Siebgeometriesondern nacheinander mit mehreren unterschiedlichen Filtermodulen zu messen,welche sich bezüglich ihrer Feinheit, Siebart oder Siebmaterialien unterscheiden.Ebenso ist es möglich, individuelle Siebpakete zusammenzustellen oder auch mitFiltermodulen zu messen, die Filtersande enthalten (z.B. aus Mineralien, Kunst¬stoffen und/oder Metallen) und Kombinationen aus allen möglichen Materialien.
Mit einer solchen Ausführungsform, welche einen Wechsel von Filtermodulen zurVerfügung stellt, ergibt sich nicht nur die Möglichkeit einer automatisierten Materi¬alprüfung, sondern auch die Möglichkeit für den jeweiligen Anwendungsfall Sie-be/Filter zu optimieren. Denkbar sind z.B. Bänder mit verstärkter Kantenverwe¬bung oder mit über der Länge unterschiedlichen Gewebestrukturen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Temperier¬system, welches dazu ausgelegt ist, die Filtermodule vor dem Messbereich vorzu¬temperieren und/oder nach der Messung zu kühlen. Bevorzugt werden die Filter¬module nach dem Ausstoß gekühlt und fallen geordnet in ein Auffangmagazin und werden gegebenenfalls individualisiert. Damit ist es möglich, die Siebe zur weite¬ren Analyse von Verunreinigungen zu verwenden.
Um einen konstanten Durchsatz des aufgeschmolzenen Werkstoffs zu erreichen,ist bevorzugt eine Schmelzepumpe und/oder ein Messsystem zur Durchflussmes¬sung (z. B. eine Coriolis-Massedurchsatzmessung) zwischen Extru-der/Schneckenförderer und Filter angeordnet. Bei der Verwendung eines Mess¬systems zur Durchflussmessung wird ein korrekter und konstanter Durchsatz be¬vorzugt über die Regelung der Schmelzebewegung (z.B. die Drehzahl der Schne¬cke im Extruder) erreicht.
Ein Messverfahren kann dadurch verbessert werden, dass die entnommenen Fil-termodule, die wichtige Informationen im ausgefilterten Material enthalten können,einer weiteren Analysen zugeführt werden, wie z.B. einer optischen Beurteilung,einer mikroskopischen Untersuchung, einem Spektroskopieverfahren (z.B. optischoder IR) oder einer Veraschung.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Filtermodule so angeordnet, dasssie sich bei einem vollführten Wechsel durch den Schmelzestrom mit zunehmendsteigenden oder fallenden Werten einer bestimmten Eigenschaft einander folgen.Zum Beispiel sind die Filtermodule so angeordnet, dass das in einer Richtung je¬weils benachbarte Filtermodul eine kleinere (oder größere) Maschen-/Lochweiteaufweist. Auf diese Weise entsteht eine Abfolge, mit der bei einer Messung abge¬stuft Grade der Werkstoffschmelze vermessen werden kann (z.B. der Reinheits¬grad).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung so gestaltet, dass nichtder gesamte Schmelzestrom vermessen wird, sondern ein Teil des Schmelzes¬troms abgezweigt und im Rahmen eines Druckfiltertests vermessen wird. DieserTeil wird anschließend bevorzugt wieder dem Schmelzestrom zugeführt. Insbe¬sondere wird eine Probe aus dem Bereich der Förderschnecke entnommen. Aufdiese Weise kann eine zeitlich gut aufgelöste Messung im Rahmen des Druckfil¬tertests ohne Unterbrechung eines Fertigungsprozesses erfolgen.
In einer diesbezüglichen bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazuausgelegt, die Filtermodule automatisch zu kennzeichnen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung so gestaltet, dass nichtder gesamte Schmelzestrom vermessen wird sondern ein Teil des Schmelzes¬troms abgezweigt und im Rahmen eines Druckfiltertests vermessen wird. DieserTeil wird anschließend bevorzugt wieder dem Schmelzestrom zugeführt. Insbe¬sondere wird eine Probe aus dem Bereich der Förderschnecke entnommen. Aufdiese Weise kann eine zeitlich gut aufgelöste Messung im Rahmen des Druckfil¬tertests ohne Unterbrechung eines Fertigungsprozesses erfolgen.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft Messgeräte/Messmodule zur Rheologie.
Bevorzugt speist bei dem Verfahren zur Messung der Rheologie ein Laborextruder(zum Beispiel ein LAB) oder ein Seitenstrom eines Hauptextruders kontinuierlichz.B. drei Kapillaren unterschiedlicher Geometrie.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung so gestaltet, dass nachdem Sieb des Messgeräts zum Druckfiltertest an Stelle der sonst üblichen Rund¬düse im Anschluss an den Siebbereich eine Schlitzkapillare angeordnet ist, wel¬che bereits zum Messgerät/Messmodul zur Rheologie gehörig ist, bzw. die Ver¬bindung zwischen dem Druckfiltertest und die Messung zur Rheologie darstellt.
In einerweiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung so ausgestaltet, dass derSchmelzstrom in mindestens zwei parallele Ströme aufgeteilt wird, wobei an demeinen der Druckfiltertest und an dem anderen Messungen zur Rheologie durchge¬führt wird. Für diese Ausführungsform ist eine Vorfilterung der Kunststoffschmelzezumindest vor der Messung zur Rheologie von Vorteil.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind bezüglich der Messung zur Rheologieim betreffenden Sensorsystem mindestens drei Druckaufnehmer enthalten.
Bevorzugt ist die Anordnung des Messgeräts/Messmoduls zur Rheologie so ge¬staltet, dass mittels eines Druckaufnehmers der Einlaufdruckverlust für die Beur¬ teilung der elastischen Eigenschaften gemessen werden kann, insbesondere mit¬tels eines der vorgenannten Druckaufnehmer.
Weiter bevorzugt ist die Anordnung des Messgeräts/Messmoduls zur Rheologieso gestaltet, dass mittels mindestens zweier Druckaufnehmer (insbesondere derbeiden anderen der vorgenannten mindestens drei Druckaufnehmer) die Druckdif¬ferenz zur Berechnung der Viskosität und Schergeschwindigkeit gemessen wer¬den kann.
Bevorzugt umfasst das Rheometer eine Flachkapillare.
Bevorzugt ist die Schlitzkapillare zur Messung der Rheologie so dimensioniert,dass ein Band von mindestens 5 mm Breite, insbesondere mindestens 50 mmBreite extrudiert wird. Die Maximalbreite ist von der Maschinenabmessung abhän¬gig und beträgt beispielsweise 5 m. Die Schlitzkapillare ist vorzugsweise keilförmiggestaltet, zumindest in ihrem Randbereich. Je nach Art der Messung kann es vonVorteil sein, wenn die Kapillare gerade, keilförmig oder nur am Rand keilförmiggestaltet ist.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Messmodul nebender Schlitzkapillare (die auch als Düse fungieren kann) weitere Rund- oderSchlitzkapillaren. Dies dient vor Allem zur Erweiterung des Messbereichs.
Insbesondere ist die Schlitzkapillare in Breite und Lippenabstand einstellbar, umeine Anpassung an die verschiedenen Materialien und Viskositätsbereiche zu er¬möglichen. Vorzugsweise werden verschiedene Kapillarenmodule je nach Art derMessung und Art des Materials, sowie dem gewünschten Durchsatz durch dasSystem eingesetzt. Bevorzugte Formen sind flach, rund oder polygonal.
Bevorzugt ist die Vorrichtung dermaßen gestaltet, dass sie eine Extrusionseinheitenthält (insbesondere einer Extrusionseinheit enthaltend eine Schlitzkapillare, dievorzugsweise einstellbar und/oder austauschbar ist) und nach dem Austritt ausder Extrusionseinheit eine Glättwalze angeordnet ist, auf der bzw. mittels derer dieFolie gekühlt wird und auf die erforderliche Dicke gezogen wird, die Folie gekastetwird, oder die Folie kalandriert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Walze auf, dieauf ihrer Oberfläche strukturiert ist, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, dieseStruktur auf die Oberfläche der Kunststofffolie aufzubringen. Bevorzugt sind Struk¬turen der Gruppe Mattierungen, Aufrauungen, Reliefstrukturen, Längsbahnen, Rif¬felungen, Prismen- oder Linsenstrukturen und Markierungen oder Zeichen.
Diese Strukturen müssen dabei nicht auf der gesamten Mantelfläche der Walzeausgebildet sein. Es ich bevorzugt, dass nur ein Teil der Mantelfläche der Walzestrukturiert ist, insbesondere ihr Randbereich.
Eine solche Ausführungsform ergibt die Vorteile, dass automatisch Markierungenaufgebracht werden können oder die Folie für besondere optische Vermessungenvorbereitet werden kann.
Um eine gute Haftung der Folie auf der Walze zu gewährleisten, werden bevor¬zugt Edge Pinning- oder Vakkumeinheiten und/oder Luftrakel eingesetzt. Insbe¬sondere ist die Walze mit vielen gängigen Beschichtungen wie Hartchrom, che¬misch Nickel, Teflon, TiN, CrN, PVD Schichten, DLC (Diamond like Carbon) ver¬sehen. Oftmals bestimmt die Verwendung die geeignete Beschichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Messmodul zur Rheologie min¬destens zwei (insbesondere mindestens drei) Kapillaren (z.B. Rohre, Kanäle, Dü¬sen oder Bohrungen) auf, welche Abmessungen zwischen 0.001 mm und 10 mm,insbesondere zwischen 0,05 mm und 5 mm aufweisen und alle unterschiedlicheDurchmesser, bei vorzugsweise gleicher Querschnittsform, aufweisen. DieDurchmesser unterscheiden sich vorzugsweise um mehr als 0,1 mm, insbesonde¬re um mehr als 0,4 mm.
Bevorzugt ist auch hier eine Modularität, eine Verstellbarkeit und/oder eine Aus¬tauschbarkeit.
Insbesondere wenn das Messmodul zur Rheologie nach einem Messmodul zumDruckfiltertest angeordnet ist, umfasst die Vorrichtung vorzugsweise eine För¬dereinheit z.B. eine Schmelzepumpe zur besseren Förderung des Schmelze¬stroms.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft Messgeräte/Messmodule zur optischenBeurteilung der Folie.
Bevorzugt umfasst ein Messmodul zur optischen Beurteilung der Folie ein Be¬leuchtungssystem und ein Bildaufnahmesystem. Das Beleuchtungssystem ist da¬bei so ausgestaltet, dass es mittels mindestens einer Beleuchtungseinheit Lichtauf eine Kunststofffolie strahlen kann und mittels des Bildaufnahmesystems Bilderdieser Kunststofffolie aufnehmen kann.
Das Bildaufnahmesystem umfasst dabei vorzugsweise Sensoren mit zellenförmigoder flächig angeordneten lichtempfindlichen Sensoren, insbesondere CCD-Sensoren und/oder CMOS-Sensoren. Es können für einen solchen Detektor auchhandelsübliche Kameras benutzt werden.
Das Beleuchtungssystem umfasst mindestens eine Beleuchtungseinheit, welchebezüglich einer zu vermessenden Kunststofffolie auf der gleichen Seite wie einElement des Bildaufnahmesystems angeordnet ist (Auflichtkonfiguration) und/oderauf der anderen Seite eines Elements des Bildaufnahmesystems angeordnet ist(Durchlichtkonfiguration). Es ist insbesondere eine Kombination von Auflicht- undDurchlichtkonfiguration bevorzugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Beleuchtungssystem mindes¬tens zwei Beleuchtungseinheiten, welche unterschiedliche Strahlungen emittieren(z.B. unterschiedliche Farben und/oder IR/UV). Die Strahlung ist vorzugsweisemonochromatisch und/oder polarisiert.
Bevorzugt sind mindestens zwei Beleuchtungseinheiten und/oder mindestens zweiBildaufnahmeeinheiten, die in jeweils unterschiedlichen Winkeln zu einer Oberflä¬che des zu vermessenden Produktes angeordnet sind.
Bildaufnahmeeinheiten sind zudem bevorzugt schwenkbar angeordnet und erfül¬len insbesondere die Funktion eines Scanners.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Module zur optischen Vermessungzu Dunkelfeldmessungen, Messungen zum differenziellen Interferenzkontrast, La- serscattering particle sized distribution analysis, optische Messungen zur Span¬nungsverteilungen, Polarisationsmessungen, optische Anregung von Phononen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Messmodul dazu ausgelegt, mehreAufnahmen an derselben Längsposition der Folie durchzuführen. Bevorzugt ist dieKamera so gestaltet, dass sie in Querrichtung zur Folie bewegt werden kann, be¬vorzugt werden aber auch unterschiedliche Aufnahmen bei unterschiedlichen Wel¬lenlängen von ein und derselben Stelle der Folie gemacht.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst das Messmodul zusätzlich eine Einheit(z.B. bewegbare Walze), welche dazu ausgelegt ist, die Kunststofffolie in Span¬nung zu versetzen oder als Bahnspreichereinheit zu dienen. In ihrer Ausführungals Bahnspeichereinheit ermöglicht sie mehrere Aufnahmen der Folie an ein undderselben Längsposition der Folie.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dermaßen ausgestaltet, dass eine Analyseder Abweichungen trotz Versatz der zu vermessenden Oberfläche möglich ist.
Dies geschieht insbesondere durch eine entsprechende Steuerung der Beleuch¬tungseinheiten und/oderder Bildaufnahmeeinheiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Module in Bahnrichtung der zuvermessenden Folie versetzt angeordnet, wobei die Analyse der gleichen Stelleder Folie durch genaue Wegmessung oder Triggerung z.B. durch die bereits obengenannten Markierungen erfolgt.
Bevorzugt umfasst das Messgeräte/Messmodule zur optischen Beurteilung derFolie eine kompakte Folienführung übereine Beleuchtungseinheit, wobei überderBeleuchtungseinheit mindestens eine Kamera angeordnet ist, welche auf die Foliegerichtet ist und ein Bild eines Folienabschnitts aufnimmt (Durchlichtverfahren).
Des Weiteren ist bevorzugt, dass das Messgeräte/Messmodule zur optischen Be¬urteilung der Folie eine kompakte Folienführung unter einer Beleuchtungseinheitumfasst, wobei auf der Folienseite, an der sich die Beleuchtungseinheit befindet,mindestens eine Kamera angeordnet ist, welche auf die Folie gerichtet ist und einBild eines Folienabschnitts aufnimmt (Auflichtverfahren).
Bevorzugt wird bei den beiden vorgenannten Verfahren über einen voreingestell¬ten Längenbereich der Folie deren gesamte Breite mittels der mindestens eineKamera aufgenommen bzw. abgebildet.
Die verwendeten Kameras sind bevorzugt dazu ausgelegt, verschiedene Spekt¬ralbereiche aufzunehmen, die nicht zwingend nur sichtbares Licht umfassen, son¬dern insbesondere auch den UV-Bereich und den IR-Bereich.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft Messgeräte/Messmodule für mechani¬sche Kennwerte.
Bevorzugt ist die Vorrichtung dermaßen ausgelegt, dass sie ein Zugwerk umfasst,dem eine durch die Vorrichtung geführte Kunststofffolie zugeführt werden kann.
Ein solches Zugwerk umfasst vorzugsweise zwei hintereinander liegende Walzen¬paare, wobei sich das relativ zur Bewegungsrichtung einer Folie aus gesehen ers¬te Walzenpaar langsamer dreht als das zweite Walzenpaar, so dass die Folie ge¬dehnt wird. Die Walzen werden insbesondere mittels Antriebseinheiten (z.B. Elekt¬romotoren) angetrieben.
Das Zugwerk ist dabei insbesondere senkrecht angeordnet und mit einer Folien¬führung versehen. Damit ist sichergestellt, dass die Folie nach einem Abriss wie¬der einlaufen kann. Das Zugwerk ist aber in bevorzugten Ausführungen, insbe¬sondere bei der Verwendung von Führungen, Blechen oder Rollen auch waag¬recht oder im beliebigen Winkel angeordnet.
Insbesondere werden Walzen elektrisch, mechanisch, pneumatisch oder hydrau¬lisch zusammengepresst. Der Liniendruck wird dabei insbesondere mittels Senso¬ren bestimmt und geregelt.
Die Walzen können mit allen möglichen Materialien beschichtet sein. BevorzugteWalzen (eine der beiden oder beide) sind gummiert, rau, wobei eine gummiert undeine rau sein kann.
Das Sensorsystem eines Messgeräts/Messmoduls für mechanische Kennwerteumfasst insbesondere mindestens ein Leistungsmessgerät oder mindestens ein
Strommessgerät, welches die Leistung oder den Strom der Antriebseinheit desschneller laufenden Walzenpaares misst. Die Messung der Leistung oder derStromaufnahme des schneller laufenden Walzenpaares ist ein Maß für die Kraftmit der die Folie gedehnt wird und liefert somit eine Aussage über die Mechanikder Folie.
Das Sensorsystem eines Messgeräts/Messmoduls für mechanische Kennwerteumfasst zusätzlich insbesondere mindestens ein Leistungsmessgerät oder min¬destens ein Strommessgerät, welches die Leistung oder den Strom der Antriebs¬einheit des langsamer laufenden Walzenpaares misst. Dies erleichtert eine Ei¬chung und verbessert die Messgenauigkeit.
In einerweiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung Zugmessdosen oderMesswalzen.
In einerweiteren Ausführungsform umfasst das Messmodul für mechanischeKennwerte zwei Walzenpaare, welche zueinander beabstandet sind und eineKunststofffolie jeweils zwischen sich führen, so dass diese Kunststofffolie in jedemder Walzenpaare nicht verrutschen kann. Zudem umfasst das Messmodul nocheine Messwalze, welche zwischen diesen beiden Walzenpaaren angeordnet ist.Das Messmodul ist dabei bevorzugt so ausgestaltet, dass die Messwalze gegeneine zwischen den Walzenpaaren geführte Kunststofffolie gepresst werden kannund die Presskraft im Verhältnis zu der Auslenkung dieser Messwalze gemessenwerden kann. Das Messmodul ist aber auch bevorzugt so ausgestaltet, dass dieMesswalze schwingend auf eine zwischen den Walzenpaaren geführte Kunststoff¬folie aufgebracht werden kann.
Das Verhältnis von Presskraft zu Auslenkung der Messwalze ergibt einen Mess¬wert für mechanische Kennwerte der Kunststofffolie.
Bevorzugt ist dieses Messmodul dermaßen angeordnet, dass die Kunststofffoliesenkrecht oder waagerecht verläuft.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft Messgeräte/Messmodule zur Farbmes¬sung, NIR, FTIR, TGA, Terahertzstrahlung (z.B. zur Messung von Dickenprofilenoder Schichtungen), Gaschromatographie und Massenspektroskopie, UV-Vis.
Bevorzugt ist das Sensorsystem so ausgestaltet, dass es bei gegebener Folien¬führung und/oder Haltevorrichtungen modulartig in das System integriert werdenkann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, dievermessene Kunststofffolie zusätzlich automatisch zu kennzeichnen, insbesonde¬re mittels Zeichen, Barcodes, RFID-Elementen, Gravuren, oder anderen Mustern.Bevorzugt umfasst die Vorrichtung dazu Drucker, Markierungselemente, Elementezum Aufbringen von klebenden Materialien, Stanzen, oder andere Elemente zumVerändern von Oberflächen.
Die Vorrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, dass über ein Scanelement undeiner mit einer Bediensoftware ausgestatteten Recheneinheit (die insbesondere inder Vorrichtung enthalten sind) Markierungen auf der Kunststofffolie eingescanntwerden kann. Auf diese Weise ist es möglich, Messergebnisse oder Gütemarkie¬rungen direkt auf der Kunststofffolie zu vermerken oder Messbereiche zu markie¬ren.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung so gestaltet, dass zurMessung in einem beliebigen Messmodul nicht der gesamte Schmelzestrom oderdas gesamte Kunststoffprodukt vermessen wird sondern ein Teil des Schmelzes-troms/Kunststoffprodukts abgezweigt wird. Dabei ist die diesbezügliche Entnah¬meeinheit so gestaltet, dass der vermessene Massestrom bzw. das vermesseneKunststoffprodukt zeitlich direkt mit dem Hauptstrom korreliert, insbesonderedurch kleine Durchmesser im Entnahmestrom, die ggf. aufgeweitet werden oderabgetrennte Randbereiche des Kunststoffprodukts.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Randstreifenanalyse des Kunst¬stoffprodukts durchgeführt, bzw. die Vorrichtung ist zumindest zu der Durchfüh¬rung einer Randstreifenanalyse ausgelegt.
Dieser Teil wird anschließend bevorzugt wieder dem Schmelzestrom oder einerVerwertung zugeführt. Auf diese Weise kann eine zeitlich gut aufgelöste Messung,welche mit dem Schmelzefluss/Kunststoffprodukt korreliert ist, insbesondere ohneUnterbrechung eines Fertigungsprozesses erfolgen.
Zum Schutz der Vorrichtung kann diese mindestens einen Vorfilter enthalten, ins¬besondere an ihrem Einlass oder den Einlass von einzelnen Messmodulen.
Zur Kalibration von Messmodulen enthält die Anlage Referenzmaterialien (z.B.Reingranulat, Referenzproben des Kunststoffmaterials bzw. der Kunststofffolie,Farbmuster oder IR-Referenzproben). Die Vorrichtung kann zu diesem Zweckauch einen eigenen Referenzextruder aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Extruderkopf bzw. För¬derschnecke und einem Messmodul bzw. einer Schmelzepumpe oder zwischenzwei Messmodulen mindestens ein Schmelzepuffer angeordnet. Dieser Schmel¬zepuffer sammelt einlaufende Schmelze und presst die Schmelze je nach Bedarfüber einen Auslass heraus. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Messungselbst bei einem diskontinuierlichen Betrieb einer Anlage möglich.
Beispiele für bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungsind in den Abbildungen dargestellt.
Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform;
Figur 2 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform;
Figur 3 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform.
Figur 4 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform.
Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform, in der vier fest mitei¬nander verbundene Messmodule 1 an einem Schneckenförderer 2 angebrachtsind. Der Schneckenförderer 2 umfasst in diesem Beispiel keine Austrittsdüse, estritt lediglich ein flüssiges Kunststoffmaterial nach Durchlaufen der Schnecke ausdem Schneckenförderer aus, gelangt automatisch in das erste der Messmodule 1 und durchläuft die Reihe der Messmodule 1 während das Kunststoffmaterial ver¬messen und gegebenenfalls verarbeitet wird.
Der Schneckenförderer kann auch Teil der Vorrichtung sein.
Seien die vier Messmodule 1 von links nach rechts mit den Buchstaben A bis Dbezeichnet, könnte beispielsweise Messmodul A ein Messgerät zur olfaktorischenMessung der Kunststoffschmelze, Messmodul B ein Messgerät zum Druckfilter¬test, Messmodul C ein Messgerät zur Rheologie des Kunststoffs sein, wobei inMessmodul C dann eine Extrudierdüse umfassen würde, und Messmodul D einMessgerät zur optischen Vermessung der entstehenden Kunststofffolie sein, wo¬bei Messmodul D in diesem Falle Walzen zum Glätten der Kunststofffolie aufwei¬sen könnte (diese könnten aber auch in Messmodul C enthalten sein).
Eine ähnliche Vorrichtung ist in Figur 2 dargestellt. Flier ist ein vollständiger Extru¬der dargestellt, der mit Messmodulen ausgestattet ist. Das aus dem Schnecken¬förderer 2 austretende Kunststoffmaterial wird durch eine Öffnung 3 hindurchge¬presst, in der ein Druckfiltertest durchgeführt wird, der von Druck-Messmodul 4vermessen wird. Anschließend wird eine Kunststofffolie mittels der Düse 5 extru¬diert, wobei gleichzeitig eine Rheologiemessung mit dem Rheologie-Messmodul 6stattfindet. Zuletzt wird die Kunststofffolie mittels Gießwalzen geglättet und optischmit einem optischen Messmodul 7 vermessen, wobei diese Gießwalzen in diesemBeispiel Teil des optischen Messgeräts sind. An Stelle des optischen Messmoduls7 kann auch ein olfaktorisches Messmodul zur olfaktorischen Vermessung vorlie¬gen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann alle Elemente der Figur 2 enthalten, esist aber auch möglich, dass ein handelsüblicher Extruder verwendet wird und eineerfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Figur 3 gestaltet ist, in der das Druck-Messmodul 4, das Rheologie-Messmodul 6 und das optische Messmodul 7 festmiteinander verbunden sind und dieser Verbund dermaßen geformt ist, dass er anhandelsübliche Extruder angebracht werden kann (ggf. zuzüglich eines Siebeszum Druckfiltertest).
In Figur 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform in einer detailreicherenaber dennoch skizzenhaften Abbildung dargestellt.
Ein Schmelzestrom wird in ein Druck-Messmodul 4 eingeführt (schwarzer Pfeillinks oben) und ein Druckfiltertest durchgeführt. Darauf folgt ein Test zur Rheolo¬gie in einem Rheologie-Messmodul 6, während dem die Schmelze zu einer Folieextrudiert wird (schwarzer Strang), welche ggf. von Walzen umgelenkt die weite¬ren Messstationen durchläuft.
Nach einer Glättung/Kühlung mittels der anschließenden Walze (großer Radius)wird die Folie mittels drei walzen umgelenkt und es findet in einem optischenMessmodul 7 von 2 weiteren Walzen unterstützt eine optische Messung statt. Da¬rauf hin wird die Folie wiederum mittels zwei Walzen umgelenkt und es findet zwi¬schen zwei Walzenpaaren eine Messung zu mechanischen Eigenschaften derFolie mit einem mechanischen Messmodul 8 statt. Zuletzt wird nach einer Umlen¬kung über zwei Walzen der Geruch der Folie mittels eines olfaktorischen Mess¬moduls 9 überprüft. Im Weiteren wird die Folie wieder über zwei Walzen umge¬lenkt und steht ggf. einerweiteren Verarbeitung oder weiteren Messungen zurVerfügung.
All diese Messmodule sind mechanisch und/oder funktional verbunden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Erfindung,wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dar¬gestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehrauch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinandermöglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischenHandeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischenGebiet tätigen Fachmannes liegt.
Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den ge¬zeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich ei¬genständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kannder Beschreibung entnommen werden. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind sozu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen.
Vor allem können die einzelnen in den Figuren gezeigten Ausführungen den Ge¬genstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbe¬züglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschrei¬bungen dieser Figuren zu entnehmen.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besserenVerständnis des Aufbaus einige Bestandteile der Figuren teilweise unmaßstäblichund/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt worden sein können.

Claims (13)

  1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe umfassendmindestens zwei unterschiedliche Messgeräte der Gruppe Messgeräte zur opti¬schen Vermessung der Schmelze, Messgeräte zum Druckfiltertest, Messgerätezur Rheologie, Messgeräte zur optischen Folieninspektion, Messgeräte mechani¬scher Kennwerte von Kunststofffolien, Messgeräte zur Farbmessung, Messgerätezur olfaktorischen Vermessung der Schmelze oder der Folie und Messgeräte zurNIR, FTIR, TGA, Terahertzstrahlung, Gaschromatographie und Massenspektro¬skopie, wobei die betreffenden Messgeräte mechanisch und/oder funktional mitei¬nander verbunden sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess¬geräte, zumindest deren Sensorsysteme, in der Vorrichtung als Module ausge¬formt sind (Messmodule 1), die insbesondere so gestaltet sind, dass sie sowohl inihrer Position vertauscht werden können als auch durch andere Messmodule (1)ersetzt werden können, wobei bevorzugt ein Messmodul (1) der Vorrichtung einMessmodul (1) zum Druckfiltertest und ein in Bewegungsrichtung des Kunststoffsfolgendes Messmodul (1) ein Messmodul (1) zur Messung der Rheologie ist.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Verbindung der Messmodule (1) eine feste mechanischeVerbindung der Messmodule (1) untereinander darstellt und/oder die Auslese undSteuerung der Messmodule (1), zusammen mit der Datennahme mittels eineszentralen Systems erfolgt.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Haltestruktur umfasst, auf oder mittels deralle Messgeräte miteinander fest verbunden sind, wobei diese Haltestruktur insbe¬sondere mindestens ein Trägersystem umfasst an dem alle Messgeräte fest an¬gebracht werden können oder die Haltestruktur die Gehäuse der Messgeräte oder deren Halterungen umfasst, die so ausgeformt sind, dass jeweils zwei Gehäusemittels eines Trägersystems fest miteinander verbunden werden können.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Messmodule (1) dermaßen angeordnet sind, dass dasKunststoffmaterial automatisch von einem Messgerät zu dem jeweils folgendenMessgerät geführt wird, wobei der Austritt für das Kunststoffmaterial eines Mess¬geräts stets in den Eintritt für das Kunststoffmaterial des folgenden Messgerätsmündet, und/oder dass die Vorrichtung mindestens ein Führungssystem umfasst,welches das aus einem Messgerät austretende Kunststoffmaterial automatisch zudem folgenden Messgerät transportiert und in dieses einführt.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Rechensystem umfasst, welches dazuausgelegt ist, den Transport des Kunststoffmaterials oder dessen Verarbeitung zusteuern und gleichzeitig dazu ausgelegt ist, die Daten von den einzelnen Sensor¬systemen der Messgeräte zu sammeln und insbesondere bereits zu verarbeitenoder eine Vorverarbeitung durchzuführen.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Messmodule (1) „On-Line“ in einer Fertigungsvorrichtungangeordnet sind oder dass die Messmodule (1) „Off-Line“ angeordnet sind.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Messmodul zum Druckfiltertest aufweist,welches zu einem automatischen Siebwechsel ausgelegt ist, insbesondere mittelsSiebkartuschen und/oder einem Siebband, wobei Siebstrukturen der Gruppe ge¬webte oder gestrickte Siebe, Glasfasersiebe, gelaserte oder genadelte Metallfolienund Kombinationen der vorgenannten Strukturen nebeneinander und/oder überei¬nander bevorzugt sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Vorrichtung so gestaltet ist, dass nach dem Sieb desMessmodul (1) zum Druckfiltertest an Stelle der sonst üblichen Runddüse im An¬schluss an den Siebbereich eine Schlitzkapillare angeordnet ist, welche bereitszum Messmodul (1) zur Rheologie gehörig ist, und insbesondere die Verbindungzwischen dem Messmodul zum Druckfiltertest und dem Messmodul (1) zur Rheo¬logie darstellt oder dass die Vorrichtung dermaßen ausgestaltet ist, dass derSchmelzstrom in mindestens zwei parallele Ströme aufgeteilt und an dem einender Druckfiltertest und an dem anderen Messungen zur Rheologie durchgeführtwerden.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass das Messmodul (1) zur Rheologie mindestens drei Druckauf¬nehmer umfasst, wobei das Messmodul zur Rheologie insbesondere so gestaltetist, dass mittels eines Druckaufnehmers der Einlaufdruckverlust für die Beurteilungder elastischen Eigenschaften gemessen werden kann, und dass mittels mindes¬tens zweier Druckaufnehmer die Druckdifferenz zur Berechnung der Viskositätund Schergeschwindigkeit gemessen werden kann.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass das Messmodul (1) eine Beleuchtungseinheit und eine Kame¬ra aufweist, welche in Richtung einer zu vermessenden Folie gerichtet ist, wobeiBeleuchtungseinheit und Kamera so ausgestaltet sind, dass sie eine Folie imDurch lichtverfahren oder Auflichtverfahren vermessen können.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬kennzeichnet, dass das Sensorsystem eines Messmoduls (1) für mechanischeKennwerte mindestens ein Leistungsmessgerät oder mindestens ein Strommess¬gerät umfasst, welches die Leistung oder den Strom einer Antriebseinheit einerWalze eines Walzenpaares misst.
  13. 13. Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe mit einer Vor¬richtung nach einer der vorangehenden Ansprüche umfassend die Schritte: a) Einführen eines Kunststoffmaterials in ein erstes Messgerät, b) Messung von Eigenschaften des Kunststoffmaterials mittels des ersten Mess¬geräts, c) Führung des aus dem vorangehenden Messgerät austretenden Kunststoffmate¬rials in ein weiteres Messgerät, d) Messung von Eigenschaften des Kunststoffmaterials mittels des weiterenMessgeräts, e) Wiederholen der Schritte c) und d) bis alle Messgeräte durchlaufen sind.
ATA50623/2014A 2014-09-10 2014-09-10 Vorrichtung und Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe AT516206B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50623/2014A AT516206B1 (de) 2014-09-10 2014-09-10 Vorrichtung und Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe
PCT/AT2015/050218 WO2016037205A1 (de) 2014-09-10 2015-09-09 Vorrichtung und verfahren zur modularen materialanalyse für kunststoffe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50623/2014A AT516206B1 (de) 2014-09-10 2014-09-10 Vorrichtung und Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT516206A1 true AT516206A1 (de) 2016-03-15
AT516206B1 AT516206B1 (de) 2018-05-15

Family

ID=54337059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50623/2014A AT516206B1 (de) 2014-09-10 2014-09-10 Vorrichtung und Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT516206B1 (de)
WO (1) WO2016037205A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES3010495T3 (en) * 2016-10-10 2025-04-03 Collin Lab & Pilot Solutions Gmbh Device and method for monitoring material properties of plastics
CN108169070A (zh) * 2017-12-21 2018-06-15 广东德新科技孵化器有限公司 一种塑料加工用自动化流动熔体装置
WO2022132050A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Agency For Science, Technology And Research System and method for processing extrusion data during an extrusion process
CN113478768A (zh) * 2021-07-23 2021-10-08 深圳市捷创新材料股份有限公司 一种具有高强度免喷涂工程材料及制备装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2119136A1 (en) * 1971-04-20 1972-11-16 Schenkel, Gerhard, Prof. Dr., 7000 Stuttgart Plastic worm extruder - automatic temperature and pressure control on material
DD216897A1 (de) * 1983-08-05 1985-01-02 Joerg Sachse Anordnung zur ueberwachung der verarbeitung von plastischen massen
DE3642757A1 (de) * 1986-01-08 1987-07-16 Barmag Barmer Maschf Verfahren zur produktueberwachung von schmelzeextrudierten kunststoffen durch ueberwachen der dynamischen viskositaet der schmelze in der extrusionsanlage
EP0587304A1 (de) * 1992-08-06 1994-03-16 Rotalac Plastics Limited Extrusionsvorrichtung und Verfahren
WO2001032397A1 (de) * 1999-11-03 2001-05-10 Technoplast Kunststofftechnik Gmbh Vorrichtung zur bestimmung des betriebszustandes eines extruders
WO2008105656A2 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Vmi Holland B.V. Device for manufacturing a rubber strip

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3841147A (en) * 1973-02-05 1974-10-15 Eastman Kodak Co Method and apparatus for determining the inherent viscosity of a liquid
JPH0637065B2 (ja) * 1989-11-21 1994-05-18 東芝機械株式会社 バンク量モニタ方法，シート成形方法およびそれらのためのシート温度測定方法ならびにそれらの装置
DE10150796C2 (de) * 2001-10-15 2003-08-07 Collin Gmbh Dr Vorrichtung zur Prüfung der Reinheit von Kunststoffschmelzen
AT414225B (de) * 2004-06-25 2006-10-15 Technoplast Kunststofftechnik Verfahren zur herstellung von profilen aus thermoplastischem kunststoff
ITTO20050211A1 (it) * 2005-03-31 2006-10-01 F Lli Maris S P A Apparecchiatura per condurre la prova "pressure filter test" e relativo procedimento di prova
DE102010004794A1 (de) * 2009-02-12 2010-08-19 Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg Verfahren und Messvorrichtung zur Prüfung einer Polymerschmelze

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2119136A1 (en) * 1971-04-20 1972-11-16 Schenkel, Gerhard, Prof. Dr., 7000 Stuttgart Plastic worm extruder - automatic temperature and pressure control on material
DD216897A1 (de) * 1983-08-05 1985-01-02 Joerg Sachse Anordnung zur ueberwachung der verarbeitung von plastischen massen
DE3642757A1 (de) * 1986-01-08 1987-07-16 Barmag Barmer Maschf Verfahren zur produktueberwachung von schmelzeextrudierten kunststoffen durch ueberwachen der dynamischen viskositaet der schmelze in der extrusionsanlage
EP0587304A1 (de) * 1992-08-06 1994-03-16 Rotalac Plastics Limited Extrusionsvorrichtung und Verfahren
WO2001032397A1 (de) * 1999-11-03 2001-05-10 Technoplast Kunststofftechnik Gmbh Vorrichtung zur bestimmung des betriebszustandes eines extruders
WO2008105656A2 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Vmi Holland B.V. Device for manufacturing a rubber strip

Also Published As

Publication number Publication date
AT516206B1 (de) 2018-05-15
WO2016037205A1 (de) 2016-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008034385B4 (de) Vorrichtung in der Spinnereivorbereitung, Ginnerei o. dgl. zum Erkennen von Fremdstoffen in oder zwischen Fasermaterial, insbesondere Baumwolle
DE4343155A1 (de) Verfahren und Gerät zur Analyse von Polymerfehlern
CH693273A5 (de) Verfahren und Vorrichtung in einerSpinnereivorbereitungsanlage zum Erkennen und Ausscheiden vonFremdstoffen.
EP2036707B1 (de) Rundlaufpresse mit optischer Überwachungsvorrichtung
AT516206B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur modularen Materialanalyse für Kunststoffe
DE112014001353T5 (de) Filmproduktionsverfahren , Filmherstellungsprozessüberwachungsvorrichtung und Filminspektionsverfahren
EP3246161B1 (de) Vorrichtung zur inspektion von druckerzeugnissen
CH696496A5 (de) Vorrichtung zur Erfassung und Beurteilung von Textilfasermaterial an einer Textilmaschine.
EP1421999A2 (de) Verfahren zum Identifizieren, Klassifizieren und Sortieren von Gegenständen, Objekten und Materialien, sowie ein Erkennungssystem zur Durchführung dieses Verfahrens
CH693310A5 (de) Verfahren und Vorrichtung in einer Spinnereivorbereitungsanlage zum Erkennen und Auswerten von Fremdstoffen.
CH697950B1 (de) Vorrichtung für eine bandbildende Textilmaschine, insbesondere Strecke oder Karde.
DE3215067A1 (de) Automatische pruefvorrichtung zum nachweis von fremdkoerpern
EP0483607B1 (de) Verfahren zum Feststellen einer Eigenschaft eines Faserverbandes
EP3191288B1 (de) Vorrichtung für die herstellung und zum testen von werkstücken
EP0860276A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von qualitätsmanagement
EP2223085A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERFASSUNG ZUMINDEST EINER DIE EIGENSCHAFTEN EINER OBERFLÄCHE IN EINER MATERIALBAHNBEHANDLUNGSEINRICHTUNG WENIGSTENS MITTELBAR CHARAKTERISIERENDEN GRÖßE UND VERFAHREN ZUR OPTIMIERUNG DER BETRIEBSWEISE EINER MATERIALBAHNBEHANDLUNGSEINRICHTUNG
EP3305502A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur überwachung von materialeigenschaften von kunststoffen
EP4045273B1 (de) Extrusionsvorrichtung und extrusionsverfahren
DE102011008188B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Qualitätskontrolle von Kunststoffen
DE29622931U1 (de) Vorrichtung in einer Spinnereivorbereitungsanlage (Putzerei) zum Erkennen und Auswerten von Fremdstoffen
DE20318443U1 (de) Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Reiniger, Öffner, Karde o.dgl., zur Erfassung von aus Fasermaterial, z.B. Baumwolle, ausgeschiedenem Abfall
DE19722582A1 (de) Verfahren und Vorrichtung in einer Spinnereivorbereitungsanlage (Putzerei) zum Erkennen und Auswerten von Fremdstoffen
DE19732831A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abtasten einer vorzugsweise textilen Warenbahn
DE102022130133A1 (de) Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in Fasermaterial
DE19722537A1 (de) Verfahren und Vorrichtung in einer Spinnereivorbereitungsanlage (Putzerei) zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen