(57)【要約】プラスチック物品の摩擦係数を求める装置及び方法では、静止サンプル及び静止サンプルと接触状態の回転可能なサンプルが利用される。この装置及び方法は、非平面状表面を有する物品、特に熱可塑性ボトル又はプリフォームのような、不規則な及び弧状の表面を有するプラスチック物品について摩擦係数を測定する際に特に有用である。この装置（１０）は、フレーム（１２）、フレームに取り付けられた垂直部材（１６）、垂直部材（１６）に固定されたロッド部材（１８）、トルク発生源（１４）、発生したトルクを検出するデバイス（２８）及びトルク測定値を記録し、そして摩擦係数を計算するコンピュータ（２２）を含む。この装置は、試験すべき２個のサンプルを保持するように適切に配置されたねじキャップ（３３）及び回転可能なサンプルにトルクを適用しながら静止サンプルに下方力を適用する重り（２０）も含む。適用されるトルクは、コンピュータ制御され、滑りの時点で検出される。トルク測定値から、コンピュータは２個のサンプル材料の間の摩擦係数を計算する。
2004528577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム部材
前記フレーム部材に静止的に取り付けられたサンプルを保持する手段、
トルク手段、
前記トルク手段に取り付けられた回転可能なサンプルを保持する手段、
前記静止保持手段に静止的に取り付けられかつ、前記回転可能なサンプルの保持手段に取り付けられた回転可能なサンプルと摩擦的係合状態にある静止サンプルと回転可能なサンプルとの間の相対移動中に力を適用し、そして静止サンプルに、回転可能サンプルに対して直交する方向で所定の荷重を適用する手段、
トルク手段に取り付けられたトルク感知手段並びに
前記トルク手段を制御し、前記トルク感知手段からのトルク測定値を記録し、そして摩擦係数を計算するコンピュータ手段
を含んでなる材料の摩擦係数の測定装置。
【請求項２】
前記静止サンプルホルダー手段が、前記フレーム部材に取り付けられた実質的に垂直な部材に取り付けられたロッド部材に取り付けられたねじキャップを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記静止サンプルホルダー手段が１個の平面内で可動性である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記静止サンプルホルダー手段が２個の平面内で可動性である請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記静止サンプルホルダー手段が３個の平面内で可動性である請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記ロッド部材が上方向に旋回可能である請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記ロッド部材が上方向に旋回可能であり、そして前記実質的に垂直な部材が回転可能なサンプルの縦軸に対して実質的に平行である平面に沿って調節可能である請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記実質的に垂直な部材が回転可能なサンプルの縦軸に対して実質的に垂直な平面に沿って調節可能である請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記実質的に垂直な部材が回転可能なサンプルの縦軸に対して実質的に平行である平面に沿ってかつ回転可能なサンプルの縦軸に対して実質的に垂直である平面に沿って調節可能である請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
前記トルク手段がモータである請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
トルク手段に取り付けられたサンプルを保持する前記手段が前記モータの軸に取り付けられたねじキャップを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記静止サンプルに力を適用する前記手段が重りである請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記重りが前記静止サンプルから吊り下げられている請求項１３に記載の装置。
【請求項１４】
フレーム部材、
前記フレーム部材に取り付けられた実質的に垂直な部材に取り付けられたロッド部材に取り付けられたねじキャップを含んでなる、フレーム部材に静止的に取り付けられたサンプルを保持する手段、
トルク手段、
前記トルク手段に取り付けられた回転可能なサンプルを保持する手段、
前記静止保持手段に静止的に取り付けられたサンプルに、前記回転可能なサンプルの保持手段に取り付けられた回転可能なサンプルと摩擦的係合状態にある静止サンプルと回転可能なサンプルとの間の相対移動中に力を適用し、そして、静止サンプルに、回転可能なサンプルに対して直交する方向で所定の荷重を適用する手段、
前記トルク手段に取り付けられたトルク感知手段並びに前記トルク手段を制御し、前記トルク感知手段からのトルク測定値を記録し、そして摩擦係数を計算するコンピュータ手段
を含んでなる材料の摩擦係数の測定装置。
【請求項１５】
前記ロッド部材が上方向に旋回可能であり、そして前記実質的に垂直な部材が１個の平面内で調節可能である請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記実質的に垂直な部材が２個の平面内で調節可能である請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記実質的に垂直な部材が回転可能なサンプルの縦軸に対して実質的に平行である平面に沿って、かつ、回転可能なサンプルの縦軸に対して実質的に垂直である平面に沿って調節可能である請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記静止サンプルに力を適用する前記手段が重りである請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の装置を用意すること、
第一のサンプルを静止サンプル保持手段に固定すること、
第二のサンプルを回転可能なサンプル保持手段に固定すること、
前記静止サンプルに所定の下方力を適用すること、
第二のサンプルに適用されたトルクを漸進的に適用し、そしてモニターすること及び
摩擦係数を計算すること
を含んでなる材料の摩擦係数の決定方法。
【請求項２０】
グラフを表示すること、リポートを印刷すること及び試験パラメーターを調節することから選択された出力をもたらすことを更に含む請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非平面状表面を有するプラスチック物品、特に熱可塑性ボトル又はプリフォームのような、不規則な及び弧状の表面を有するプラスチック物品の摩擦特性を測定する装置に関する。更に詳しくは、本発明は、例えば炭酸入りソフトドリンクのようなドリンク及び食品のために適した容器のような、熱可塑性ボトル又はプリフォームの摩擦特性を連続的に測定することができる速度及びトルク検出装置を使用する、プラスチック物品の摩擦特性を測定する装置に関する。本発明の他の面は、プラスチック物品の摩擦特性を測定する方法である。
【背景技術】
【０００２】
ボトル表面の摩擦特性を測定することは、容器包装工業にとって重要である。延伸ブロー成形機高速度及び充填ラインをこれらの機械と同じ速度に保つ必要性のために、種々の容器種類を輸送する際に、問題点が存在する。外側プリフォーム表面のような２個の表面が、お互いに接触状態になるとき、過剰量の静止摩擦に遭遇する。更に、成形したばかりのプリフォームの間の摩擦は、箱詰め作業の間にプリフォームの積み重ねを起こし、これはより僅かなプリフォームが箱の中に積載されること及びより高い輸送コストに至る。プリフォームのより高い表面摩擦特性は、また、輸送箱から延伸ブロー成形機の中にプリフォームを荷降ろしする間に、工程中断に至るおそれがある。更に、高いプリフォーム摩擦は、また、プリフォームがフィーダーレールの上に載せられるので、フィーダービン詰まりの原因になることが、工業界で報告されている。後者は、工程中断のために生産能力問題を起こすおそれがある。
【０００３】
以下のことは、過剰の摩擦係数（ＣＯＦ）のために問題点に遭遇する、容器包装工業に於ける領域の簡単な説明である。
【０００４】
プリフォームを射出成形する工程の間に、プリフォームは、しばしば、１０００個より多いプリフォームを保持できる大きい箱（ゲイロードボックス(gaylord box)と呼ぶ）の中に直接供給される。ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）が高い摩擦係数、即ち１．０より大きい静止摩擦係数を有することは、当業者によって知られている。その結果、プリフォームは、お互いから望ましく滑り落ちて、容器の中で一層均一な分布を与える代わりに、お互いの上に積み重なって（箱の側面から見たとき）円錐形になる傾向がある。その結果、より僅かなプリフォームが箱の中に積載され、取り扱い及び輸送コストの増加を伴う。
【０００５】
プリフォーム処理に於ける次の工程は、プリフォームを、箱から延伸ブロー成形機フィーダービンの中に輸送することである。典型的に、詰まりは、プリフォームが供給レールの上に載せられたときフィーダービン内で起こり、これはプリフォーム表面の間の高いレベルの摩擦に起因し得る。
【０００６】
工程中断は、また、ボトルブロー成形工程の間に報告されている。延伸ブロー成形したＰＥＴ炭酸入りソフトドリンクボトルをブロー成形し、充填する工程の間に、コンベヤーベルト又はレールに沿ってボトルを輸送することが一般的である。ボトルを延伸ブロー成形機からパレタイザー(palletizer)領域に輸送すること又は逆にデパレタイザー(depalletizer)領域からラベリング及び充填領域に輸送することには、１個の列に併合させ、その後に、ボトルを１個の縦列で、できるだけ数個の輸送装置を使用して輸送するための、数個の列が必要である。この集合は、ボトルが１個の縦列に絞り込まれるとき、ボトルの間の増加した圧力に至る。ボトル絞り込み整列は、ボトルの間の過剰の摩擦に至り、ボトル付着及び詰まりになり得る。
【０００７】
樹脂組成物の改良、摩擦への添加物影響並びに／又は最適化されたプリフォーム及びボトル摩擦係数に至る工程改良を客観的に測定するために、ボトル又はプリフォームの摩擦特性を測定する方法が必要である。アサヒビール株式会社の特許文献１には、コンベヤーとボトル（ガラス又はプラスチック）及び缶のような輸送される物品との間の押し荷重を測定することにより、摩擦係数を測定するための装置が記載されている。しかしながら、この装置は、ボトル対ボトル摩擦係数を与えることはできない。
【０００８】
非特許文献１には、それ自体又は他の物質上に接触し、滑る状態にある、プラスチックフィルム及びシートの始動及び滑り摩擦係数を測定する方法が記載されている。しかしながら、この方法は、直線又は平面状表面を有するポリマーの摩擦特性を測定するためにのみ有用であり、湾曲した又は円筒形物品の摩擦特性を測定するのには有用ではない。
【０００９】
1998年8月18日付でGitis等に対して発行された特許文献２には、材料の摩擦及び摩耗特性を測定する潤滑工学装置が開示されている。この装置は、ガイドを有する固定フレーム、ガイドに沿って滑動する台車、第一の試験片を保持するチャックを有するモータ及び第一の試験片の縦軸に対して平行な第二の試験片を保持する手段並びに摩擦接触状態にある試験片の摩擦及び摩耗を測定する測定システムを有する。しかしながら、特許文献２の装置は、不規則造形物品の試験をすることができない。
【００１０】
2000年10月31日付でAllmann等に対して発行された特許文献３には、ローラ上の材料の摩擦係数の測定装置及び方法が開示されている。この装置には、材料と接触するための、第一のローラ及び抑制されていない第二のローラが含まれている。これらのローラは、実質的に平行であり、非同軸である回転軸を有している。トルク手段が、（ｉ）材料を第一のローラに対して滑動させるための、第一のローラに対する第一の方向内の第一のトルク及び（ｉｉ）材料を第一のローラに対して滑動させるための、第一の方向とは反対の第二の方向内の第二のトルクを適用するために、第一のローラに結合されている。この装置は、滑動が起こった時を検出するための手段及びモータを制御し、そして摩擦係数を計算するコンピュータを有する。特許文献３が解決しようとしている問題点は、滑動が起こった点を決定することにより、ウエブがローラを横切って移動されるとき、ウエブの損傷を回避することであった。特許文献３の装置は不規則造形物品の試験をすることができない。
【００１１】
2002年2月26日付でMani等に対して発行された特許文献４には、ゴム試験片又はトレッド要素と異なった摩擦表面との間の摩擦を、異なった滑動速度、接触圧力及び方位で測定する摩擦試験機械が開示されている。この機械には、台車、摩擦表面、運動デバイス、サンプルホルダー、可変重量加重デバイス及び力測定デバイスが含まれている。この力測定デバイスは、サンプルが前方向及び逆方向に動くとき、サンプルの移動に抵抗する摩擦力を示す測定値を得る。プロセッサーは、運動デバイスを制御し、可変重量加重デバイスを制御し及び／又は力測定デバイスによって得られた測定値を記録する。
【００１２】
ロシア国特許（特許文献５）には、円筒状又は球状形状を有する物品の滑り摩擦係数を測定する装置が記載されており、非特許文献２及び非特許文献３に記載されている傾斜平面方法に基づいている。
【００１３】
ロシア国特許（特許文献６）には、また、非特許文献２及び非特許文献３に記載されている傾斜平面方法に基づいており、そしてプレート及び加圧要素の回転機構を含む、円筒状又は球状形状を有する物品の滑り摩擦係数を測定する装置が記載されている。
【００１４】
従って、ドリンク及び食品を含有するために適している延伸ブロー成形プラスチックボトルのような非平面状表面を有する物品の摩擦特性を測定する装置及び方法についてのニーズが存在している。
【００１５】
【特許文献１】
日本特許第１０２２１２３９号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，７９５，９９０号明細書
【特許文献３】
米国特許第６，１３８，４９６号明細書
【特許文献４】
米国特許第６，３４９，５８７号明細書
【特許文献５】
ＳＵ第１３２６９５６号明細書（1987年7月30日）
【特許文献６】
ＳＵ第１５８５７３３号明細書（1990年7月15日）
【００１６】
【非特許文献１】
ＡＳＴＭ試験方法Ｄ１８９４−９９
【非特許文献２】
ＡＳＴＭ  Ｇ１１５
【非特許文献３】
ＡＳＴＭ  Ｄ３２４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、不規則造形物品について摩擦係数を測定する装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、熱可塑性プリフォーム又はブロー成形ボトルについて摩擦係数を測定する装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
簡潔に言うと、本発明は、非平面状表面を有するもののような、不規則造形物品について摩擦係数を測定する装置及び方法を提供する。本明細書に於いて、この装置及び方法を、ボトルプリフォーム又はブロー成形ボトル容器を参照して説明するが、当業者は、この装置を、種々の不規則に造形された物品について摩擦係数を測定するために使用できることを理解するであろう。この装置は、ボトル対ボトル摩擦係数を測定し、そして１個のボトルの他のボトルの上での滑り運動を開始し、そして維持するのに必要な最大力を提供する。
【００１９】
この装置には、ボトルを支持し且つ配置するためのフレーム、トルク手段並びにトルク手段を制御し、そして摩擦係数を計算し、そしてグラフを表示し、レポートを印刷し及び／又は試験パラメーターへの調節を行うような出力を与えるコンピュータが含まれている。
【００２０】
本発明の他の面は、非平面状表面を有するもののような、不規則に造形された物品について、ＣＯＦを決定する方法である。この方法には、第一のボトルを、所定の速度で第一のボトルを回転する装置のトルク手段の上に装着すること、回転可能な第一のボトルを、静止（固定）された第二のボトルと接触させること、第一のボトルと第二のボトルとを緊密な接触状態に保持するために、静止の第二のボトルの上に所定の下方力を適用すること、所定の回転速度で第一のボトルに適用されたトルクを適用し、そしてモニターすること及び摩擦係数を計算することが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のこれらの及びその他の目的及び利点は、下記の説明及び添付する図面（類似の部品及び物体は、同様の参照数字を有する）に鑑みて、当業者に一層明らかになるであろう。本発明の概念は、本明細書に開示された構成に限定されると考えるべきではなく、特許請求の範囲によって限定されることが理解されるべきである。
【００２２】
図１を参照するに、ボトル摩擦解析システムの第一の態様が示され、これは、摩擦特性、更に詳しくは、他のボトル又はプリフォームと接触状態にあるプラスチックボトル又はプリフォームの静止及び動的摩擦係数を測定するのに有用である。装置１０は摩擦係数を測定するために協働的に配置された組立体であり、これには、ボトルを支持し、そして配置するフレーム１２、望ましくはフレーム１２に取り付けられているトルク発生手段１４、フレーム１２に取り付けられている実質的に垂直な部材１６及び垂直部材１６に取り付けられているロッド部材１８を有する、サンプルを静止（固定）状態で保持する部材、可変重量又は力手段２０並びにオン／オフ操作、モータ速度並びにそれに続くトルクの記録及び計算を自動的に制御するように機能するコンピュータ制御アセンブリ２２が含まれる。任意的に、コンピュータアセンブリ２２は、データを目に見えるように、紙で又は両方で提供することができ、同様に必要な場合、試験パラメーターに対する調節を行うことができる。
【００２３】
本発明の装置及び方法を更に詳細に説明すると、フレーム１２は、望ましくは、操作の間の湾曲に抵抗するために、基板によって支持された部品の安定性を確実にするために十分な密度及び引張強度を有する固体材料から製造されている。適当な材料には、金属及び強化プラスチックスが含まれる。フレーム１２は、静止のベンチ又はテーブル（図示せず）に永久的に又は着脱可能に取り付けられた、硬質、中空、箱状構造体として製造することができる基板２４を有する。
【００２４】
トルク発生手段１４には、コンピュータ２２に接続された、回転速度を測定するエンコーダを有するモータ２６が含まれている。コンピュータ制御は予備選択された一定速度での回転を与え、一方、モータ２６に取り付けられたトルク感知(sensing)デバイス２８は、以下更に詳細に説明するように、第一のボトル３０を回転させることによって発生したトルクの指標である電圧読み出しを与える。トルク発生手段１４に取り付けられているトルク感知デバイス２８は、また、工業界で、統合タコジェネレーター(tachogenerator)とも呼ばれており、モータの発生したトルク又は速度に比例する出力電圧を作り出すトルク及び／又は速度感知デバイスである。コンピュータ２２の制御は、オン／オフ操作、モータ速度を自動的に制御し、同様にトルクを記録し、摩擦係数を計算し、統計的解析を行い、そしてデータをコンピュータスクリーンに表示するように機能する。
【００２５】
第一のボトル３０は、炭酸入り飲料、精製水又はジュースを含有するのに適した、典型的なブロー成形したプラスチックボトル又はボトルをブロー成形するのに使用されるプリフォーム若しくはパリソンである。第一のボトル３０は、モータの軸の一端に金属ねじキャップ３３のような駆動手段３２によりモータ２６に着脱可能に取り付けられている。
【００２６】
静止サンプルホルダー手段には、基板２４と同様に、望ましくは、金属又は強化プラスチックのような高い引張強度を有する材料から製造された垂直部材１６が含まれている。好ましい態様に於いて、垂直部材１６は、少なくとも１個の平面内で、即ち第一のボトル３０の縦軸に対して実質的に平行な平面内で、フレーム部材１２に沿って移動可能に調節することができ、更に好ましい態様に於いて、垂直部材１６は、２個の平面内で、即ち、第一のボトル３０の縦軸に対して実質的に平行な平面に沿って且つ第一のボトル３０の縦軸に対して実質的に垂直な平面内で調節可能である。後者の運動は、垂直部材１６の上方部分を、下方部分の少なくとも一部の上にはめ込むことによって達成できる。垂直部材１６は、その軸に沿って自由に浮動又は移動することができることが好ましいが、あるものには、垂直部材１６を所望の設定又は位置に留めるためのロック手段が含まれていてよい。このようなロック手段は、ねじ、ボルト又は圧力カップリングであってよい。本明細書で使用される用語「実質的に平行」及び「実質的に垂直」は、平面と縦軸との間の角度が、平行又は垂直であることの２０度以内、更に好ましくは平行又は垂直であることの５度以内であることを意味する。
【００２７】
ロッド部材１８は、垂直部材１６に静止的に（固定的に）又は可動的に取り付けられていてよい。ロッド部材１８は、第二の又は固定ボトル３４が一平面内で、即ち、第一のボトル３０の縦軸に対して垂直である第二の軸に沿って移動できる方式で、垂直部材１６に可動的に取り付けられていてよい。従って、ロッド部材１８は、第二のボトル３４が、上方に旋回可能であるか若しくはロッド部材の上のスリーブの使用によってロッド部材１８の縦軸に沿って調節可能であるか又は両方である方式で、鉛直部材１６に可動的に取り付けられていてよく、そうして、静止サンプルホルダー手段に、第一のボトル３０に対して３個の平面内で運動する能力を与える。
【００２８】
第二のボトル３４は、前記の第一のボトル３０と同じ方式で、ロッド部材１８に取り付けられている。
【００２９】
力手段２０は、第二のボトルを、回転の間に第一のボトルに対して接触状態に保持するように、第二のボトル３４の上に作用し、そうして選択された荷重を、摩擦表面に対して垂直な方向でサンプルに適用することができる。力手段は、図１及び２に示されるように、コード、ワイヤー若しくは他の手段から重りを吊り下げることにより又は固定ボトルの頂部の上のプラットフォームの上に置くことにより、第二のボトル３４の端部に隣接して配置された、サンプルに適用される荷重を選択的に変化させるために着脱可能に積み重ねることができる重りであってよい。また、この重りは、固定ボトル３４の端部を越えて滑らせるための穴を有する形状であってよい。図示しない別の態様に於いて、力手段は、第二のボトル３４に下方の圧力又は力を適用するように適合された圧力デバイスであってよい。このようなデバイスには、第二の固定ボトルへの一定の下方圧力を保持するための作動シリンダに連結されたロッドを有する水圧又は空気圧手段が含まれていてよい。これも、適用される荷重を選択的に変化させるために異なった位置に移動する流体シリンダである（この場合、コンピュータ２２が可変重量加重を制御する）力手段のために、本発明の範囲内である。
【００３０】
トルク感知手段２８は、また、工業界で、固定ボトル３４と接触状態にある回転ボトル３０のトルク又は速度に比例する出力電圧を作り出すトルク及び／又は速度感知デバイスである統合タコジェネレーターと呼ばれている。同じ結果を実質的に達成するために、対応する制御手段と共にアナログ又はデジタルタコジェネレーターを使用することができる。好ましい態様に於いて、デジタルタコジェネレーターが出力電圧を与える。タコジェネレーターは、ボトルが停止から運転中になると一定速度を維持するように、トルクを自動的に調節する。
【００３１】
コンピュータ２２は、トルク感知手段２８に接続されている。コンピュータ２２は、オン／オフ操作、モータ速度を自動的に制御し同様にトルクを記録し、摩擦係数を計算し、統計的解析を行い、そしてデータをコンピュータスクリーンに表示するように機能する。コンピュータ２２は、システムの種々の制御機能を実施するように適切にプログラムされた、一般的なマイクロコンピュータであってよい。例えば、図７Ａ〜７Ｃに、プログラムフローチャートの態様を示す。コンピュータ２２を、サンプルＩＤ；データファイルからデータを書く；予定された時間又は間隔に亘ってトルク対時間のグラフを表示する；予定された時間又は間隔に亘って最大トルクを決定する；摩擦係数を計算する及び出力をモニタースクリーン上にグラフ的に表示する、レポートを印刷する又は両方を行うについて、オペレーターに質問するようにプログラムすることができる。任意に、コンピュータ２２を、次の試験片のために、試験モデルに於ける或るパラメーター変更を行うようにプログラムすることができる。このようなプログラミングは、プログラミング技術に於ける者の通常の技術範囲内である。
【００３２】
摩擦係数（μ）は、式：
μ＝（トルク／Ｒ）／Ｆ2
［式中、トルクは、感知（検出）手段２８によって記録された出力トルクであり、Ｒは第一のボトル３０半径であり、そしてＦ2は、式：
Ｆ2＝Ｆ1（Ｌ1／Ｌ2）
（式中、Ｆ1は、固定ボトル３４に適用された荷重又は重りであり、Ｌ1は、固定ボトル３４旋回点から重りが適用される点までの距離であり、そしてＬ2は、固定ボトル３４旋回点からボトルの間の接触点までの距離である）
によって決定される、それらの接触点でボトルが受けた荷重である］
を使用して、コンピュータ２２によって計算される。このコンピュータ制御解析システムは、プラスチックボトルの摩擦特性を連続的に測定することができ、そしてプラスチック物品の摩擦特性の定量的尺度を与える上で非常に有用である。
【００３３】
図２を参照して、ボトル摩擦解析システムの他の態様５０が示される。ボトル摩擦解析システム５０は、第一及び第二のボトル、それぞれ、３０及び３４が、プリフォームがそれらの予定の充填体積にブロー成形された後、ボトルが充填ステーションに輸送されるときのように、垂直に接触するように平行配向で整列されている以外は、前記のものと同様である。ボトルがお互いと接触した状態で置かれたときボトルの崩壊を防止するために、内部圧力を維持するために、ゴムガスケットをねじキャップの中に使用することができる。
【００３４】
操作に於いて、トルク発生手段１４のモータ２６は静止状態であり、第一のボトル３０はモータ軸３２に固定して取り付け又は装着されている。第二のボトル３４は、ロッド部材１８に固定して取り付けられており、第一のボトル及び第二のボトルは、第一のボトル３０の外側表面が第二のボトル３４の外側表面と接触状態にあるように配置されている。第一のボトルと第二のボトルとを緊密な接触状態に保持するために、既知の下方力が第二のボトル３４に適用されている。トルクが第一のボトル３０に漸進的に適用され、トルクの量がモニターされる。コンピュータ２２は、モータ２６を介して第一のボトル３０に適用されるトルクを、トルク検出手段２８によって滑りが検出されるまで増加させ及び／又は一定速度を保持するために必要なトルクが記録される。トルク感知手段２８は適用されたトルクを検出し、データを記録し、モータ２６の速度を制御するコンピュータ２２によって登録される。コンピュータ２２は、摩擦係数を計算し、グラフを表示すること、レポートを印刷すること及び／又は試験パラメーターへの調節を行うことのような出力をもたらす。試験の間に、ボトル摩擦解析システムは、試験のパラメーターを測定し、登録する。試験の種類に依存して、下記のパラメーター、即ち、摩擦係数、摩擦トルク、摩擦力、試験片の摩耗量及び粘着／滑り特性を測定することができる。粘着／滑り特性は、摩擦粘着の時点を検出することにより並びに粘着が抑えられ、相対運動が再開する力及びトルクを測定することによって測定することができる。
【実施例】
【００３５】
以下に示す具体的な実施例によって、本発明を更に詳しく説明する。しかし、これらの実施例は、例示的態様であり、本発明を限定することを意図するのではなくて、付属する特許請求の範囲の範囲及び内容内で広く解釈されるべきであることはいうまでもない。
【００３６】
以下の実施例は、図１に示したボトル配置を使用して、ボトル摩擦試験について予想される変数及び静止摩擦係数についての測定を示す。本明細書で使用する静止摩擦係数は、２個のボトルの間の運動を開始するために抑えられなくてはならない最大摩擦力として定義される。以下の実施例では、（１）摩擦試験変動係数、（２）摩擦係数への、初期モータ回転速度設定の影響、（３）摩擦係数への、ボトルに適用された加重又は力の影響、（４）摩擦係数への、ボトル熟成時間又はボトルが形成された後の時間の影響及び（５）ＣＯＦへの嵌め外し剤(denesting agent)の影響を測定した。
【００３７】
実施例１
静止摩擦係数の試験変動性
本発明に従って、ＣＯＦ試験変動性の測定は、４対の２０液量オンスボトル（０．６リットル）を試験し、各データ点についての平均を使用して行った。変化するボトル回転速度及びボトル加重の結果を以下の表Ｉに示す。ボトル回転速度は、試験始動の前のモータ速度制御設定を指す。このモータ速度は、モータが回転するレート及び最終速度を求める。
【００３８】
【表１】
2004528577.tif 000003
【００３９】
【表２】
2004528577.tif 000004
【００４０】
この実施例は、４対のボトルを試験するとき、試験した４個のボトルの組の範囲が、範囲チャートから測定したとき、０．８よりも大きくてはならないことを示している。この結果を図３に示す。
【００４１】
実施例２
ＣＯＦへのモータ回転速度設定の影響
平均を使用して、測定した静止摩擦係数へのモータ回転速度の影響を、４対の２０液量オンス（０．６リットル）ボトル及び５００ｇの重りを試験することによってみた。試験結果を以下の表ＩＩに示す。
【００４２】
【表３】
2004528577.tif 000005
【００４３】
図４は、平均ＣＯＦ対モータ回転速度設定（ｒｐｍ）のプロットである。このデータは、ボトル回転速度が、測定した静止摩擦係数に顕著な影響を有することを示している。
【００４４】
実施例３
可変適用加重の影響
この実施例は、摩擦係数への、ボトルによって受けられた適用加重又は力の影響を決定することであった。２０液量オンス（０．６リットル）ボトルを、１０ｒｐｍの速度で回転させた。この結果を以下の表ＩＩＩに示す。
【００４５】
【表４】
2004528577.tif 000006
【００４６】
図５は、平均ＣＯＦ対適用加重（グラムで）のプロットである。このデータは、重量が、測定した摩擦係数に顕著な影響を及ぼさないことを示している。
【００４７】
実施例４
ＣＯＦへのボトル熟成時間の影響
摩擦係数への時間の影響を評価した。時間は、２０液量オンス（０．６リットル）ボトルを延伸ブロー成形した後の分(minute)で測定した。この結果を以下の表ＩＶに示す。
【００４８】
【表５】
2004528577.tif 000007
【００４９】
図６は、平均ＣＯＦ対熟成時間のプロットである。このデータは、熟成時間が摩擦係数に顕著な影響を及ぼすことを示している。
【００５０】
実施例５
この実施例は、本発明の装置が、いかにして、樹脂組成物、特に熱可塑性材料のために許容できる摩擦係数を得るために必要な粘着防止剤の量を確立するために使用できるかを示す。粘着防止剤、ポーラー(Polar)タルク９１０７（７ミクロン）を、約２５０ｐｐｍ水分にまで乾燥させ、次いで、イーストマン・ケミカル社(Eastman Chemical Company)からエスタパック(ESTAPAK)（商標）ＣＳＣ樹脂として市販されている、テレフタル酸、イソフタル酸及びエチレングリコールからなるＰＥＴ反応混合物に添加した。ＰＥＴボトル用の２リットルのプリフォームを、８キャビティハスキー(Husky)射出成形機でペレット／ペレットブレンド物を射出成形することによって製造した。このプリフォームをサイデル(SIDEL)２／３延伸ブロー成形機で２リットルボトルに延伸成形した。全てのボトルを、延伸ブロー成形して約３時間後に試験した。ボトルを、下記試験条件、即ち、５００グラム荷重及び１０ｒｐｍのモータ速度設定下で、図１に示したように、２個のボトルを垂直に装着することによって、摩擦係数について解析した。その結果を以下の表Ｖに示す。
【００５１】
【表６】
2004528577.tif 000008
【００５２】
上記のデータからわかるように、本発明の装置は、減少した摩擦係数又は特定の目標若しくは範囲の摩擦係数を有する新規なポリマー樹脂を開発する際に有用である。
【００５３】
以下の本発明の詳細な説明から、当業者は、本発明の種々の面に対して、本明細書に開示され、記載された、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、修正を行うことができることを認めるであろう。それ故、本発明の範囲は、例示され、説明された特別の態様に限定されることは意図されず、本発明の範囲は付属する特許請求の範囲及びそれらの均等物によって決定されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の好ましい態様に従った摩擦係数の測定装置の透視図である。
【図２】測定装置の別の態様の透視図である。
【図３】実施例１に非常に詳しく示した２０オンス（０．６リットル）ボトルについての静止摩擦係数の試験変動性のグラフである。
【図４】２０液量オンス（０．６リットル）ボトルについてＣＯＦへの、５００ｇ荷重を使用するボトル回転速度（ｒｐｍ）の影響のグラフである。
【図５】２０液量オンス（０．６リットル）ボトルについてＣＯＦへの、固定したボトル回転速度、１０ｒｐｍでの可変ボトル加重（重量）の影響のグラフである。
【図６】ＣＯＦへの、ボトルエージング時間、即ち形成後のボトルを試験した時間の影響のグラフである。
【図７Ａ】本発明の装置の測定システムについてのコンピュータブロック線図フローチャートを示す。
【図７Ｂ】本発明の装置の測定システムについてのコンピュータブロック線図フローチャートを示す。
【図７Ｃ】本発明の装置の測定システムについてのコンピュータブロック線図フローチャートを示す。
【符号の説明】
【００５５】
１０…装置
１２…フレーム
１４…トルク発生手段
１６…垂直部材
１８…ロッド部材
２０…重り
２２…コンピュータ
２４…基板
２６…モータ
２８…トルク感知デバイス
３０…第一のボトル
３２…モータ軸
３３…ねじキャップ
３４…第二のボトル
５０…ボトル摩擦解析システム
【図１】
2004528577.tif 000009
【図２】
2004528577.tif 000010
【図３】
2004528577.tif 000011
【図４】
2004528577.tif 000012
【図５】
2004528577.tif 000013
【図６】
2004528577.tif 000014
【図７Ａ】
2004528577.tif 000015
【図７Ｂ】
2004528577.tif 000016
【図７Ｃ】
2004528577.tif 000017
【国際公開パンフレット】
2004528577.tif 000018
2004528577.tif 000019
2004528577.tif 000020
2004528577.tif 000021
2004528577.tif 000022
2004528577.tif 000023
2004528577.tif 000024
2004528577.tif 000025
2004528577.tif 000026
2004528577.tif 000027
2004528577.tif 000028
2004528577.tif 000029
2004528577.tif 000030
2004528577.tif 000031
2004528577.tif 000032
2004528577.tif 000033
2004528577.tif 000034
2004528577.tif 000035
2004528577.tif 000036
2004528577.tif 000037
2004528577.tif 000038
2004528577.tif 000039
2004528577.tif 000040
2004528577.tif 000041
2004528577.tif 000042
2004528577.tif 000043
2004528577.tif 000044
2004528577.tif 000045
2004528577.tif 000046
2004528577.tif 000047
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004528577.tif 000048
2004528577.tif 000049
【国際調査報告】
2004528577.tif 000050
2004528577.tif 000051