(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーメルトの加工の間にその伸長粘度を決定するための計測ノズルであって、矩形断面の流れ通路を有しており、前記流れ通路が、一つの入口部分（１）と一つの出口部分（２）との間に一つの移行部分（３）を有しており、入口部分（１）および出口部分（２）の領域において、それぞれ断面が一定であり、前記移行部分（３）が互いに対単位で対向する通路壁面（６、７）を有する二つの通路壁面対の一方の間で流れの向き（８）に双曲線を描きながらテーパしている、計測ノズルにおいて、
前記移行部分（３）が入口側ゾーン（４）とこれに続く出口側ゾーン（５）とから成り、
前記入口側ゾーン（４）においては、二つの通路壁面対の一方の前記両通路壁面（７）の相互間距離が流れの向き（８）に連続的に減少しており、他方の通路壁面対の両通路壁面（６）の相互間距離が双曲線を描きながらテーパしており、
前記出口側ゾーン（５）においては、対単位で互いに対向している前記通路壁面（６）の内二つが互いに対して平行に延びる一方で、これらの間に配置された前記両通路壁面（７）が流れの向き（８）に双曲線を描きながら収束することを特徴とする、計測ノズル。
【請求項２】
前記移行部分（３）の前記出口側ゾーン（５）の平行な前記通路壁面（６）により、前記流れ通路の幅が限定されることを特徴とする、請求項１に記載の計測ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーメルトの加工の間にその伸長粘度を決定するための計測ノズルであって、矩形断面の流れ通路を有しており、この流れ通路が、いずれも断面が定常である一つの入口部分と一つの出口部分との間に、互いに対向した二つの通路壁面間で流れの向きに双曲線を描きながらテーパする一つの移行部分を有している、計測ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
計測ノズルのテーパしている流れ通路の上流側と下流側とに配置される圧力センサを利用して伸長粘度を決定するためには、その前提として、流れ通路のこのテーパ部分の内部のポリマーメルトの平均伸長率が定常であることが必要である。この目的のために、計測ノズルに、いずれも断面が定常である一つの入口部分と一つの出口部分とを備えるとともに、入口断面を出口断面へとテーパさせる一つの移行部分を備えることが知られており（特許文献１、特許文献２）、この移行部分は、テーパ部を構成するために、双曲線を描く互いに対向した二つの通路壁面を有しているが、それ以外では収束する通路壁面と、これらの収束する通路壁面を互いに接続している、互いに対して平行に延びる通路壁面との間に、矩形断面を有している。計測ノズルの入口部分と出口部分との間の移行部分のこの幾何形状に基づいて、実質的に定常の平均伸長率をポリマーメルトに保証することができるが、いずれにせよこれは圧力降下が比較的僅かであるという短所と抱き合わせになっており、それにより、測定精度に対する要求が高くなれば、導入される圧力センサにも高い応答感度が要求されることになる。そのような圧力センサは、計測ノズルに穴あけ加工された測定毛管に通して、流れ通路の入口部分及び出口部分に接続され、それには、これらの測定毛管の内部に堆積物がたまる怖れが随伴する点は別として、測定精度に対する要求を充足するのは、市販の圧力センサでは殆ど不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５３５７７８４Ａ号
【特許文献２】米国特許第６２２００８３Ｂ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の基礎を成す課題は、市販の圧力センサが導入されるにもかかわらず、十分な測定精度を保証可能であるように、ポリマーメルトの伸長粘度を決定するための計測ノズルを構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
提起されたこの課題は、本発明により、冒頭に記述された種類の計測ノズルを前提として、移行部分が一つの入口側ゾーンとこれに続く一つの出口側ゾーンとから成り、入口側ゾーンにおいては、双曲線を描く両通路壁面間の両通路壁面の相互間距離が流れの向きに連続的に減少しており、出口側ゾーンにおいては、対単位で互いに対向している通路壁面の内二つが互いに対して平行に延びる一方で、これらの間に配置された両通路壁面が流れの向きに双曲線を描きながら収束することにより解決される。
【０００６】
移行部分を、対単位で互いに対向している通路壁面の内、一方の対が流れの向きに双曲線を描きながら収束し、他方の対が定常平均伸長率をもたらす流れ条件を守りながら連続的に収束する、一つの入口側ゾーンと、これに続く、対単位で互いに対向している通路壁面の内、一方の対が同様に双曲線を描きながら収束する一方で、他方の対の相互間距離が定常である、一つの出口側ゾーンとに分割することによって、定常平均伸長率が支配的となる流れ部分を延長することが可能となる。この結果、伸長粘度を計算するベースとなる圧力損失の増大がもたらされ、それにより市販の圧力センサを導入するための設計上の前提条件が整うことになり、市販の圧力センサは、月並みの応答感度にもかかわらず、本発明にしたがった計測ノズルと抱き合わせることで、測定精度に対するより高度な要求を満足することができる。
【０００７】
本発明にしたがった計測ノズルの幾何形状に関するこれらの前提条件により、市販の圧力センサを流れ通路の少なくとも入口側部分に接続用ネジを介して直接接続することが許容される。移行部分の出口側ゾーンの平行な通路壁面により流れ通路の幅が限定されることによって、入口側ゾーンにおいて通路幅が徐々に狭くなった後に、流れ通路の幅が変更されることは最早ない場合、計測ノズルの出口側部分においても、測定用毛管を回避して市販の圧力センサを流れ通路に直接接続することが可能となる。
【０００８】
図面には本発明の対象が例示される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるポリマーメルトの伸長粘度を決定するための計測ノズルの一部を切り取って示す概略的な上面図である。
【図２】この計測ノズルを図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切り取ったときの断面図である。
【図３】計測ノズルの入口部分と出口部分との間の移行部分を拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図示の計測ノズルは、一つの例えば押出機に接続可能な入口部分１及び一つの出口部分２、並びにこの入口部分１と出口部分２との間の一つの移行部分３から成る、ポリマーメルト用の流れ通路を形成している。その流れ断面は、ノズル全長にわたり一貫して矩形である。移行部分３においては、入口部分１の流れ断面が、入口部分１に対して幅もまた高さも小さくなっている出口部分２の断面へと、移行部分３の内部の定常平均伸長率を保証する流れ条件下で縮小している。この目的のために移行部分３は、それぞれが異なる幾何形状を持つ一つの入口側ゾーン４と一つの出口側ゾーン５とに区分けされている。入口側ゾーン４においては、対単位で互いに対向している通路壁面６、７の内、二つの通路壁面６が双曲線を描きながら収束する一方で、他方の通路壁面対の通路壁面７の相互間距離は、流れの向き８に連続的に、好適には線形に、減少している。この入口側ゾーン４において定常平均伸長率を確保するために、ノズル長手方向の地点ｘにおける矩形断面の幅ｙは、次の条件
ｙ＝Ｃ／（ａ＋ｋ１・ｘ）・ｚ
を充足しなければならない。式中Ｃ、ａ及びｋ１は、流れ条件に従属した定数であり、ｚは、地点ｘにおける断面の高さの二分の一を意味する。高さが線形に減少する場合は、図１及び３に示唆されるように、入口側部分１の断面の中心軸上の地点をｘ、高さをＨとし、ノズル軸線に対する当該通路壁面７の傾きを表す勾配をｋ２と仮定したとき、ｚ＝Ｈ／２−ｋ２ｘが成立する。
【００１１】
それに続く出口側ゾーン５においては、定常平均伸長率を維持するために、通路壁面６、７の内一方の対が平行に取り廻される一方で、他方の対は双曲線関数にしたがって流れの向き８に収束する。この実施例においては、流れ通路の高さを決定する通路壁面７が収束するために、このゾーン５の領域内では、この通路テーパ部による通路幅の低下を生じていない。この事情により、市販の圧力センサを、入口部分１の領域内だけでなく、出口部分２の領域内でも流れ通路に直接接続することが許容される。これは、この実施例においては接続用ボア９により示唆されている。
【００１２】
計測ノズルのこの特殊な幾何形状に基づき、公知である計測ノズルと比較して、ポリマーメルトの伸長粘度を決定するための前提条件である定常平均伸長率を維持することができる移行部分３の全長範囲が拡大される。それに随伴する圧力降下の増大より、計測ノズルの感度が向上するために、市販の圧力センサを用いても十分に精確な計測結果を得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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