WO2009040291A1 - Method and apparatus for measuring colour properties of plastic granules - Google Patents

Method and apparatus for measuring colour properties of plastic granules Download PDF

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WO2009040291A1
WO2009040291A1 PCT/EP2008/062419 EP2008062419W WO2009040291A1 WO 2009040291 A1 WO2009040291 A1 WO 2009040291A1 EP 2008062419 W EP2008062419 W EP 2008062419W WO 2009040291 A1 WO2009040291 A1 WO 2009040291A1
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granules
stream
color
color properties
granulate
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PCT/EP2008/062419
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Peter Ittemann
Uwe Kleindienst
Bernd Niedermaier
Martin Klute
Norbert Mosbach
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Basf Se
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Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring the color properties of a granulate in a moving granular stream, wherein a stationary or moving granular layer is produced from at least part of the moving granular stream with a uniform layer thickness, at this stationary or moving granular layer, the color properties (color loci) and, if appropriate, the part of the granulate stream from which the granulate layer with uniform layer thickness has been produced is recycled into the granulate stream, and the movement of the granular stream is optionally continued, and a device for measuring the color properties of a granulate in a moving granular stream comprising at least one unit for producing a stationary or moving granulate layer with a uniform layer thickness from the agitated granulate stream and at least one unit for measuring the color properties.
  • colorants either in liquid or solid form or as a color batch, are intimately mixed with the actual polymers or polymer mixtures to be dyed in melt form or as a solid, homogenized in the melt and then mixed into a homogeneous, colored mass portionable form, such as granules brought.
  • these are hitherto brought into a sheet-like form in an injection molding machine or by blow molding, calendering or extrusion, and these are measured using conventional colorimeters.
  • the installation of an online measuring device has proved to be advantageous, which is above or below the flat surface. brought train over a distance of up to several centimeters of the color determined.
  • the optics of the measuring device must be focused on the distance to the plastic web.
  • the problem with the disclosed methods is that the samples must be taken from the continuous product stream and must be filled and measured in a complicated manner in special cuvettes.
  • the company X-Rite offers a device under the product name Teleflash Compact, which makes it possible to determine color properties on flat bedding online.
  • said device is directed at a specific distance to, for example, a conveyor belt on which a flat bed of the granules to be examined is applied, so that the ink can be measured online.
  • the procedure disclosed by X-Rite gives large standard deviations of the individual measured values for granules with an average transmittance in the visible range of light from 400 to 700 nm measured on an injection-molded cast slab with a layer thickness of 2 mm of> 1%.
  • this device it is not possible with this device to measure color values of transparent granules with sufficiently high sensitivity and accuracy.
  • Jarochek, C. Litschke, C. in Kunststoffe international 12/2006, pages 40 to 42 disclose a method of online formulation and mixing of liquid colors to produce uniformly colored plastics from recycled plastic remnants.
  • a dosing unit containing ink containers with the necessary primary colors is connected directly to a plasticizing screw in which the molten plastic and the color mixture are mixed.
  • a molded article is prepared, whose color properties are determined with a corresponding color measuring unit.
  • a difference may and this difference is compensated by changing the color mixing by means of the electronically controllable dosing unit.
  • plastics 12/2006 method it is possible according to the presented in plastics 12/2006 method to produce plastics from recycled plastic residues with uniform color automatically.
  • the problem with this method is that a shaped part has to be produced from the colored base granulate in order to be able to measure color properties.
  • no colored granules are produced.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for measuring color properties of a granulate which can be carried out directly on the agitated granulate stream, which originates, for example, from a continuous production process, without having to produce a sheet-like molded part from the granules. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for measuring color properties of a granulate, which is characterized by a simple apparatus design and a cost-effective implementation. Furthermore, a method is to be provided, with which it is possible to examine the corresponding granulate directly and without delay with respect to its color properties. It is also an object of the present invention to provide a method for measuring color properties also on transparent granules. Another object is to determine from the colorimetric data obtained correction changes in the Farbdosiermengen and thereby to guide the color properties of the granules in a predefined target area.
  • step (C) optionally, recycling the part of the granular stream from which the granule layer has been produced in step (A) into the granular stream and, if appropriate, continuing the movement of the granular stream.
  • the method according to the invention serves to measure the color properties of a granulate which is present in a moving granulate stream.
  • This agitated granulate stream may, for example, result from the continuous production of a corresponding granulate. It is also possible according to the invention that the invented The process according to the invention is carried out during filling and / or packaging of the corresponding granules, in which the granulate stream, which is filled, for example, into the packaging units, is subjected to the process according to the invention and thus compliance with the prescribed color is controlled.
  • the granules used according to the invention contain at least one thermoplastic.
  • suitable thermoplastics can be found, for example, in the Kunststofftaschenbuch (Hrsg. Saechtling) edition 1989, which also mentions sources of supply. Processes for the preparation of such thermoplastics are known to the person skilled in the art.
  • Thermoplastics which can be used according to the invention are selected, for example, from the group consisting of polyoxymethylene homopolymers and copolymers, polycarbonates, polyesters, polymethacrylates and copolymers based on methyl methacrylate, polyamides, homo- and copolymers of olefins, polyether ketones, polyether sulfones, polyarylene sulfides, thermoplastic polyurethanes, crystalline polyarylates, polyacrylates, linear polyimides, polybenzimidazoles, polyhy- dantoins, polypyrroles, polyphosphazenes, silicones, methyl acrylate-acrylate-styrene polymers, acrylonitrile-butadiene-styrene polymers (ABS), acrylonitrile-styrene-acrylic ester polymers (ASA), Methacrylate-butadiene-styrene polymers (MBS), impact polystyren
  • the thermoplastics may contain other additives and processing aids such as stabilizers, antioxidants, anti-heat and ultraviolet light decomposition aids, lubricants and mold release aids, colorants such as dyes and pigments, fibrous and powdery fillers and reinforcing agents, nucleating agents, plasticizers, etc.
  • the amount is less than 70% by weight, preferably less than 40% by weight. It is possible according to the invention to measure granules which consist of a plastic. It is also possible according to the invention that granules are measured which contain two or more different plastics, so-called blends.
  • Granules according to the invention are to be understood as meaning a quantity of particles from the corresponding plastic or mixture.
  • the granules which can be used according to the invention have a particle size of 0.05 mm to 20 mm, preferably 0.5 to 7 mm.
  • it is possible to use granules which have a uniform particle size distribution ie. the percentile d10 (sum of the smallest 10 mass% of the distribution) is more than 60% of the average diameter of the granules relative to the d50 (sum of the smallest 50% by mass of the distribution).
  • the d90 (sum of the smallest 90% by mass of the distribution) is less than 140% of the average diameter of the granules relative to the d50 (sum of the smallest 50% by mass of the distribution).
  • the particles may have a uniform shape, for example cylindrical, spherical, ellipsoidal, cube-shaped or irregularly shaped, but there may also be a mixture of different shapes.
  • the granules used according to the invention may be opaque, i. be opaque to the human eye.
  • a granulate is preferably used, which is transparent.
  • transparent granules are to be understood as meaning granules which have an average transmission in the wavelength range of visible light of 400 to 700 nm measured on an injection molding wafer with a layer thickness of 2 mm of 1 to 95%, preferably 20 to 90%.
  • the measurement of the color properties according to the method of the invention is carried out on a stationary or moving granular layer with a uniform layer thickness, which has been generated from a moving granular stream, for example by damming or decelerating the granular stream.
  • the granulate layer produced rests during the measurement, ie has a speed of 0 m / s, or moves, ie has a speed> 0 m / s.
  • the speed of the moving granule layer can be equal to the speed of the granule main stream or less than the speed of the granule main stream.
  • the granulate layer produced from the agitated granulate stream moves, it generally has a velocity of> 0 to 2 m / s, preferably> 0 to 0.1 m / s.
  • a granulate layer with a uniform layer thickness it is preferably possible for a granulate layer with a uniform layer thickness to be produced from the entire granulate stream.
  • the layer thickness of the granule layer having a uniform layer thickness formed from at least part of the granulate stream used according to the invention must be selected at least such that the light irradiated into the granules has sufficient opportunity to interact with the color of the granules.
  • this layer thickness is preferably 2 mm to 150 mm, more preferably 2 to 60 mm. Larger thicknesses are also possible, but then show only minor effects on the measured values.
  • the measuring surface required for the method according to the invention is 4 mm 2 to 1600 mm 2 , with circular measuring surfaces being preferred. Particularly preferred are diameters of 10 to 200 mm.
  • the measuring surface of the device can also be limited by additional apertures between the granulate layer and the measuring aperture of the device.
  • the granulate layer having a uniform layer thickness produced from the granulate stream is free, i. without external guidance in air, moving.
  • a granulate layer having a uniform layer thickness can be produced by transporting granules on a slope with a reproducible layer thickness.
  • the stationary or moving granulate layer to be examined with a uniform layer thickness is produced from the agitated granulate stream by passing the granulate stream in a transparent tube with a corresponding diameter.
  • the transparent tube is made of glass or a special glass or a plastic selected from the group consisting of polycarbonate, polyolefin, poly-styrene-acrylonitrile, polymethyl methacrylate and other transparent plastics.
  • the tube in which the agitated granulate stream is fed to produce a granular layer having a uniform layer thickness is not transparent, but opaque.
  • a sufficiently large transparent surface is present in the opaque tube, through which the measurement of the color properties can be carried out.
  • the tube through which the granule stream to be tested is guided, thereby producing a granulate layer with a uniform layer thickness consists in a particularly preferred embodiment of a non-transparent layer. th material, z. As of metal or other non-transparent material.
  • a transparent measuring window wherein this measuring window in a preferred embodiment has a diameter of 2 to 400 mm, preferably 10 to 200 mm.
  • the transparent window is preferably made of a material selected from the group consisting of glass, special glass with a certain wavelength permeability, for example borosilicate glass, polycarbonate, polyethylene, poly-styrene-acrylonitrile, polymethyl methacrylate or other transparent plastics.
  • Step (A) of the method according to the invention comprises generating a stationary or moving granular layer of at least part of the moving granular stream having a uniform layer thickness.
  • step (A) a stationary or moving granular layer must be produced from at least part of the agitated granulate stream having a uniform layer thickness.
  • the uniform layer thickness is necessary to provide high measurement accuracy, i. small standard deviations of the individual measured values from each other.
  • a stationary granule layer is formed by stopping at least a portion of the agitated granular stream.
  • Suitable devices for stopping a granular stream are known to those skilled in the art. An example of such devices is a rotary valve or a flap.
  • a part of the tube is closed at the bottom by a suitable device and filled with the granules to be examined.
  • the stationary granule layer is produced by damming the granulate stream in a tube.
  • the stationary granule layer formed in this way has a uniform layer thickness, which preferably corresponds to the diameter of the tube. In a further embodiment it is ensured that there is a moving granulate layer with a uniform layer thickness.
  • This granulate layer with a uniform layer thickness can preferably be produced by the granulate stream moving past the measuring window.
  • the speed of the accumulated granulate stream is generally> 0 to 2 m / s, preferably> 0 to 0.1 m / s.
  • a moving, preferably slowly moving, granular layer with a uniform layer thickness is formed by granules being accumulated by suitable devices. Suitable devices are known in the art.
  • a stationary or moving granulate layer having a uniform layer thickness is produced from only one part, for example 0.1 to 99% by weight, of the moving granulate stream.
  • devices known from the person skilled in the art for example a switch, are branched off from the moving granulate stream, the part forming the granulate layer being branched off.
  • a stationary granulate layer having a uniform layer thickness can then be formed with the branched-off part.
  • the layer thickness is generally not critical as long as a closed layer is present. Since, in a preferred embodiment, granules are used which have an average transmission in the visible range of light of 1 to 95%, it is necessary to choose the thickness of the granulate stream used according to the invention at least so that the light irradiated into the granules receives sufficient opportunity to interact with the color of the granules. Important for the reproducibility and comparability of the measured values is a uniform layer thickness for all measurements of a series. Depending on the transparency, shape and particle size of the granules, this layer thickness is preferably 2 to 150 mm. Larger layer thicknesses are also possible, but then show only minor effects on the measured values.
  • the granule layer produced in step (A) of the method according to the invention has an approximately uniform layer thickness.
  • Step (B) of the method according to the invention comprises the measurement of the color properties on the granule layer produced in step (A).
  • Devices for measuring the color properties of stationary or moving granule layers are known to the person skilled in the art. Examples of suitable devices are disclosed, for example, in "Application Note” Hunterlab Feb 1999, VoI 11, No 2, “Color Measurement of Plastic Pellets Using Hunter Lab Instruments", available at www.hunterlab.com. It describes the use of the ColorFlex 45/0, ColorQuest 45/0, Labscan, Miniscan, Color Quest Sphere, Ultrascan and SpectraProbe XE LAV color measurement devices.
  • a spectrophotometer is used to measure the color properties. This spectrophotometer can be mounted at a distance of 0 cm, ie direct contact with the granulate or the transparent pane, up to 200 cm, preferably 0 to 80 cm from the granule layer produced in step (A).
  • the color properties are measured according to the invention by light in the visible range, ie 400-700 nm, particularly preferably by the light of a xenon lamp (one or more xenon flashes, optionally filtered to illuminant "D65".)
  • the measurement is preferably carried out in 0745 ° optics. If the meter is used in production, for example, in the immediate vicinity of the hot granules, the device can be provided in a preferred embodiment with an internal air purge, which cools the electronic parts to a maximum of 50 0 C.
  • the measuring frequency of a preferably used measuring device is 1 to 100 spectral evaluations per minute, more preferably 3 to 20 per minute.
  • Each spectral evaluation can, for example, be based on an averaging of up to 100 individual measurements in a very short sequence, for example in the millisecond range of the lightning light frequency, depending on the desired accuracy.
  • the frequency with which the granulate stream is moved and stopped is adapted to the measuring frequency.
  • the stationary granule layer is generated at least as long as it takes to perform at least one measurement according to step (B).
  • the granulate layer produced from the agitated granulate stream preferably continues to move between the individual measurements, a different part of the granulate stream is detected by each individual measurement.
  • the corresponding granules can be discharged.
  • the storage volume required for discharge can be easily calculated below the measurement and depends on the measuring time / measuring frequency as well as the volume flow and the cross-sectional area.
  • the measured spectrum can be further processed to Lab or LCh or yellow values.
  • the original spectrum is stored in a computer and can be used for color formulation calculation.
  • the color properties which are preferably measured in step (B) of the method according to the invention are represented by means of the CIE-Lab color space system.
  • the method according to the invention it is possible with the method according to the invention to determine the color loci which result from the parameters L, a and b of the CIE-Lab color space system.
  • L, a and b or the evaluation delta E or the color difference of a given color location in different measurements on the granular layer generated from the granulate Ström can thus be detected, whether and how the color locus, and thus the color of the granules change.
  • the measurement which can be carried out in step (B) of the method according to the invention is so fast and has such a low standard deviation that it is reproducible with a standard deviation from measurement to measurement of ⁇ 0.8 dE, preferably ⁇ 0.5 dE, more preferably ⁇ 0.3 dE, the color can be determined in the Lab color space. Due to the rapidity and the accuracy of the method according to the invention, it is suitable to discern color deviations, for example due to dosing disturbances of the colorant or due to the change in the intrinsic color of the polymer to be colored so quickly that the faulty Material can be discharged directly after the measurement. This eliminates the need for quarantine bunkers when transported in granulate silos. This dosing failures can be detected very quickly and targeted the resulting granules are discharged.
  • Step (C) of the process according to the invention optionally comprises recycling the part of the granulate stream from which the granule layer has been produced in step (A) into the granular stream and optionally continuing the movement of the granular stream.
  • step (C) of the process according to the invention of the separated part into the main stream can be done, for example, by supplying the separated part to the main stream with devices known to the person skilled in the art, for example a T-pipe section.
  • step (A) of the process according to the invention If, in step (A) of the process according to the invention, a stationary granulate layer has been produced from the agitated granulate stream, the movement of the granular stream stopped in step (A) is continued in step (C) of the process according to the invention. If, for example, in step (A) of the process according to the invention at least a portion of the granular stream has been stopped by a flap to produce the granule layer with uniform layer thickness, then in step (C) of the inventive method, the movement of the granular stream is continued by the flap is opened again.
  • step (C) is carried out by the granulate stream or the part of the granular stream the granule layer has been produced with a uniform layer thickness, is fed back to the promotion.
  • step (A) the granule layer is produced with a uniform layer thickness by reducing the speed of at least part of the granule mainstream, so that there is a slowly moving granule layer with a uniform layer thickness at which the measurement according to step (A) B) is performed.
  • step (C) is carried out by returning the portion of the granular stream or the entire granular stream whose rate has been reduced in step (A) to recovery. Additional steps may optionally follow the process steps (A), (B) and, if appropriate, (C) which are mandatory according to the invention.
  • step (B) or step (C) of the process according to the invention is followed by the following step (D):
  • step (D) Comparison of the measured in step (B) color properties of the granules with predetermined color properties.
  • step (D) of the process according to the invention the color properties of the granules measured in step (B) are compared with predetermined color properties. This comparison can be made in any manner known to those skilled in the art, for example manually or electronically. In a preferred embodiment, an electronic data processing unit with appropriate software is used for step (D).
  • step (D) of the method according to the invention is used, for example, to check, in the case of a granulate whose color has previously been determined in sample production, whether the resulting color of the granulate matches the previously set target value.
  • the measured color location (Lab values, or LCh or x, y, z coordinates or other representations of coordinates of the color locus) or the measured color, expressed by the wavelength-dependent transmission values, can be used for quality assurance and documentation thereof to ensure in that uniformly colored granules are obtained over a longer period of production.
  • the granules in question are discharged from the granulate stream.
  • Suitable devices for discharging a portion of the granules from the moving granular stream are known in the art.
  • a switch may be installed which, on the one hand, passes on the granulate stream containing granules, which has the correct color, into the corresponding production or packaging process and, on the other hand, a part of the granules in the granular stream, which is not the correct color, separated from the main granulate stream.
  • this deviation is reduced by changing the color dosage during the production of the granules. ed. It is possible according to the invention to determine, by comparing the measured color properties and the predetermined color properties, how the actual color properties differ from the predetermined color properties. After determining this difference, a command can then be given to the color dosing unit to change the color mixture so that the color properties obtained largely match the predefined color properties, ie, the previously determined color deviation dE is further reduced.
  • the determined deviation of the color properties of the measured granules with the previously set color properties is passed on to a dosing unit for the color mixture.
  • the color of the granules can then be adapted to the previously set color properties.
  • this adjustment and readjustment of the dosage can also be carried out fully automatically during the process. This means that in the case of color deviations the recipe change which has become necessary is calculated and the latter adapts the metering device of the ink / inkjet / liquid ink accordingly, for example manually or fully automatically.
  • the present invention also relates to an apparatus for carrying out the above-mentioned method.
  • the device according to the invention comprises at least one unit for producing a stationary or moving granulate layer from the moving granular stream and at least one unit for measuring the color properties.
  • the device according to the invention has at least one unit for comparing the measured color properties with predetermined color properties. In a further preferred embodiment, the device according to the invention has at least one unit for discharging part of the granulate from the granulate stream.
  • FIG. 1 to 7 show the following:
  • FIG. 1 shows a general structure of a device which can be used according to the invention.
  • FIG. 2 shows the measuring accuracy of the color measuring device from measurement to measurement in the granulate flow.
  • FIG. 3 shows the change in the dE value after simulated scale failure.
  • FIG. 4 shows the deviation of the color in the case of balance failure measured at the b value in the lab color space.
  • FIG. 5 shows the change of the color locus in the a-b color plane after correction of the dosing devices (2) of the color plates.
  • FIG. 6 shows a special embodiment of the device from FIG. 1, in which a vibrating channel (13) is used as an accumulation element (8).
  • FIG. 7 shows the fluctuation from measured value to measured value in example 4.
  • Controllable dosing device e.g. Scale, pump etc.
  • the coloring substances e.g. Farbbatche, liquid colors or pigments are in storage tanks 1. From there they are dosed together with a metering device 2 with the polymers or polymer blends as granules or melt 3 in an extruder 4. After the granulation unit 5, the granules fall into a unit which accumulates the granules. 8 This can be done either by a flap (open / closed) or merely by braking and forming a moving granulate layer with an average stationary layer height. The granules 6 thus accumulated are measured with a color measuring device 7. Subsequently, either the flap is opened, so that this granulate can continue to flow again and then closed this flap again for the next series of measurements.
  • a metering device 2 with the polymers or polymer blends as granules or melt 3 in an extruder 4. After the granulation unit 5, the granules fall into a unit which accumulates the granules. 8 This can be done either by a flap
  • the granules continue to slip. If the color measuring device 7 has detected an exceeding in dE compared to the preset tolerance range with the aid of the evaluation computer 10, a switch 9 switches to offware 11 ("off-spec product") , so that the color is returned to the tolerance range, then the downstream switch 9 switches back accordingly to "commodity" 12 (on-spec product).
  • offware 11 off-spec product
  • the color plates used are a 0.05% BLUE colorant-containing SAN batch and a second 0.02% red-violet colorant-containing SAN batch.
  • the granulate slowly slips past a transparent measuring window in the pipe to which a Hunterlab XE gauge is connected.
  • This meter generates a spectrum every 12 seconds from which the connected computer calculates L, a, b values.
  • the meter is informed that the following measurements will set the "STANDART" for that production, after which dE will be generated in addition to the L, a, b values.
  • FIG. 2 shows the measuring accuracy of the color measuring device from measurement to measurement in the granulate flow.
  • FIG. 3 shows the change in the dE value after simulated scale failure. After only 18 seconds you have a deviation in the dE of 2 units. Previously, a tolerable deviation of 1, 5 units dE was set. Since this has been exceeded, the switch (9) located further down switches to "off-spec goods" (11) before the part of the measured granulate flow arrives there, thus providing a 100% discharge of the off-spec goods.
  • the color deviation can also be detected by the accompanying change of the a or b value in the Lab color space.
  • FIG. 4 shows the deviation of the color in the case of balance failure measured at the b value in the lab color space. After only a few seconds, the measured value deviates by several units from the statistical mean value.
  • FIG. 5 shows the change of the color locus in the ab color plane after correction of the metering devices (2) of the color plate;
  • FIG. 5 shows the individual measured values in the color plane.
  • a dosing change leads to a color change.
  • the metered color batch quantities of the metering devices are changed accordingly and the resulting color location is compared with the desired value.
  • Example 2 (FIG. 6):
  • the Aufstauorgan (8) is a flap in the granule tube.
  • the unit for controlled damming of the granular flow (8) is realized by installing a "weir" in the drainpipe after the granulating unit which accumulates the granules in front of it.
  • the height of the granules reaches the weir height and the granules will flow over it is not completely filled, the irradiated layer thickness fluctuates more than in Examples 1 and 2.
  • the deviation from measured value to measured value is correspondingly greater
  • Figure 7 shows the fluctuation from measured value to measured value in Example 4.

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Abstract

The present invention relates to a method for measuring the colour properties of granules in a moving stream of granules, said method comprising the following steps: (A) a stationary or moving layer of granules is produced from at least part of the moving stream of granules with a uniform layer thickness, (B) the colour properties of the layer of granules produced in step (A) are measured, and (C) that part of the stream of granules from which the layer of granules was produced in step (A) is returned to the stream of granules, if appropriate, and movement of the stream of granules is continued, if appropriate, and to an apparatus for carrying out the method.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR MESSUNG VON FARBEIGENSCHAFTEN METHOD AND DEVICE FOR MEASURING COLOR CHARACTERISTICS
VON KUNSTSTOFFGRANULATENOF PLASTIC GRANULES
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Farbeigenschaften eines Granulats in einem bewegten Granulatstrom, wobei eine stationäre oder sich bewegende Granulatschicht aus wenigstens einem Teil des bewegten Granulatstrom mit einer einheitlichen Schichtdicke erzeugt wird, an dieser stationären oder sich bewegenden Granulatschicht die Farbeigenschaften (Farborte) gemessen werden und gegebenenfalls der Teil des Granulatstroms, aus dem die Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke erzeugt worden ist, in den Granulatstrom rückgeführt wird, und die Bewegung des Granulatstroms gegebenenfalls fortgesetzt wird, sowie eine Vorrichtung zur Messung der Farbeigenschaften eines Granulats in einem bewegten Granulatstrom, umfassend wenigstens eine Einheit zur Erzeugung einer stationären oder sich bewegenden Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke aus dem bewegten Granulatstrom und wenigstens eine Einheit zur Messung der Farbeigenschaften.The present invention relates to a method for measuring the color properties of a granulate in a moving granular stream, wherein a stationary or moving granular layer is produced from at least part of the moving granular stream with a uniform layer thickness, at this stationary or moving granular layer, the color properties (color loci) and, if appropriate, the part of the granulate stream from which the granulate layer with uniform layer thickness has been produced is recycled into the granulate stream, and the movement of the granular stream is optionally continued, and a device for measuring the color properties of a granulate in a moving granular stream comprising at least one unit for producing a stationary or moving granulate layer with a uniform layer thickness from the agitated granulate stream and at least one unit for measuring the color properties.
Während der Produktion von eingefärbten Kunststoffgranulaten werden Farbmittel, entweder in flüssiger oder fester Form bzw. als Farbbatch, mit den eigentlichen einzu- färbenden Polymeren oder Polymergemischen in Schmelzeform oder als Feststoff innig vermischt, in der Schmelze homogenisiert und anschließend als homogene, eingefärbte Masse in eine portionierfähige Form, beispielsweise Granulat, gebracht.During the production of colored plastic granules, colorants, either in liquid or solid form or as a color batch, are intimately mixed with the actual polymers or polymer mixtures to be dyed in melt form or as a solid, homogenized in the melt and then mixed into a homogeneous, colored mass portionable form, such as granules brought.
Zur Messung der Farbe dieser eingefärbten Kunststoffe werden diese bisher in einer Spritzgießmaschine oder durch Blasformen, Kalandrieren oder Extrudieren in eine flächige Form gebracht und diese mit herkömmlichen Farbmessgeräten vermessen.To measure the color of these colored plastics, these are hitherto brought into a sheet-like form in an injection molding machine or by blow molding, calendering or extrusion, and these are measured using conventional colorimeters.
Problematisch an diesem Vorgehen ist der lange Zeitraum zwischen zwei Probennahmen und Messungen, welcher mehrere Minuten bis teilweise Stunden betragen kann. Während dieser Zeit muss die Möglichkeit geschaffen werden, Material mit abweichender Farbe aus dem Produktionsprozess auszuschleusen. Dies geschieht gemäß Stand der Technik so, dass nach der ersten Probenentnahme die kontinuierlich hergestellte Menge an gefärbtem Granulat in einen Quarantäne-Bunker überführt wird, nach der zweiten Probenentnahme auf einen weiteren separaten Quarantänebunker umgestellt wird und erst nach beendeter zweiter Messung, d.h. nachdem feststeht, dass die im ersten Quarantänebunker erhaltene Farbe den Ansprüchen gerecht wird, dieses Granulat weiteren Verfahrensschritten wie Verarbeitung oder Verpackung zugeführt werden kann.The problem with this approach is the long period between two sampling and measurements, which can be several minutes to sometimes hours. During this time, the possibility must be created to remove material with a different color from the production process. This is done according to the prior art so that after the first sampling, the continuously produced amount of colored granules is transferred to a quarantine bunker, after the second sampling is switched to another separate quarantine bunker and only after completion of the second measurement, i. After it has been established that the color obtained in the first quarantine bunker meets the requirements, this granulate can be supplied to further process steps such as processing or packaging.
Bei flächigen Teilen, beispielsweise Extrudierplatten, hat sich die Installation eines online-Meßgerätes als vorteilhaft erwiesen, welches über oder unterhalb der flächig aus- gebrachten Bahn über einen Abstand von bis zu mehreren Zentimetern die Farbe bestimmt. Hierbei muss die Optik des Messgerätes auf den Abstand zur Kunststoff-Bahn fokussiert werden.In the case of flat parts, for example extrusion plates, the installation of an online measuring device has proved to be advantageous, which is above or below the flat surface. brought train over a distance of up to several centimeters of the color determined. Here, the optics of the measuring device must be focused on the distance to the plastic web.
Bei Messungen an Granulaten besteht das Problem, dass Reflektionseffekte an den Korngrenzen innerhalb des Granulats zu verfälschten Messergebnissen und somit zu einer großen Standardabweichung der einzelnen Messwerte führen. Um diesem Problem entgegenzutreten, müssen zu vermessende Proben, die man entnommen hat, in ein Glasgefäß mit speziell angefertigtem ebenem Boden aus Spezialglas gegeben wer- den, und dann vermessen werden.When measuring granules, there is the problem that reflection effects at the grain boundaries within the granules lead to falsified measurement results and thus to a large standard deviation of the individual measured values. To counteract this problem, specimens to be measured must be placed in a glass jar with specially made flat bottom made of special glass and then measured.
In Kunststoffe 1/2005, Seiten 81 bis 83 wird beschrieben, dass Kunststoffgranulate mittels einer dreh- und abdeckbaren Cuvette vermessen werden können. Des Weiteren wird unter www.hunterlab.com offenbart, dass Pellets, Granulate oder Chips durch den Boden eines speziellen Glasgefäßes vermessen werden können.In Kunststoffe international 1/2005, pages 81 to 83 it is described that plastic granules can be measured by means of a revolving and coverable cuvette. Furthermore, it is revealed at www.hunterlab.com that pellets, granules or chips can be measured through the bottom of a special glass vessel.
Problematisch bei den offenbarten Verfahren ist, dass die Proben aus dem kontinuierlichen Produktstrom entnommen werden müssen, und in aufwändiger Weise in spezielle Cuvetten gefüllt und vermessen werden müssen.The problem with the disclosed methods is that the samples must be taken from the continuous product stream and must be filled and measured in a complicated manner in special cuvettes.
Die Firma X-Rite bietet unter dem Produktnamen Teleflash Compact ein Gerät an, welches es ermöglicht, an flächigen Schüttungen Farbeigenschaften online zu bestimmen. Dazu wird das genannte Gerät in einem speziellen Abstand auf beispielsweise ein Förderband, auf dem eine flächige Schüttung des zu untersuchenden Granulats aufge- bracht ist, gerichtet, so dass die Farbe online gemessen werden kann. Das von X-Rite offenbarte Verfahren liefert jedoch bei Granulaten mit einem mittleren Transmissionsgrad im sichtbaren Bereich des Lichts von 400 bis 700 nm gemessen an einem Spritz- gießplättchen mit 2 mm Schichtdicke von > 1 % große Standardabweichungen der einzelnen Messwerte. Somit ist es mit diesem Gerät nicht möglich, Farbwerte von trans- parenten Granulaten mit genügend hoher Empfindlichkeit und Genauigkeit zu messen.The company X-Rite offers a device under the product name Teleflash Compact, which makes it possible to determine color properties on flat bedding online. For this purpose, said device is directed at a specific distance to, for example, a conveyor belt on which a flat bed of the granules to be examined is applied, so that the ink can be measured online. The procedure disclosed by X-Rite, however, gives large standard deviations of the individual measured values for granules with an average transmittance in the visible range of light from 400 to 700 nm measured on an injection-molded cast slab with a layer thickness of 2 mm of> 1%. Thus, it is not possible with this device to measure color values of transparent granules with sufficiently high sensitivity and accuracy.
Jarochek, C. Litschke, C. offenbaren in Kunststoffe 12/2006, Seiten 40 bis 42 ein Verfahren zum online-Rezeptieren und Mischen von Flüssigfarben, um einheitlich gefärbte Kunststoffe aus recycelten Kunststoffresten herzustellen. Dazu wird eine Dosiereinheit enthaltend Farbbehälter mit den notwendigen Grundfarben direkt an eine Plastifi- zierschnecke, in der der geschmolzene Kunststoff und die Farbmischung vermischt werden, angeschlossen. Aus der so erhaltenen gefärbten Mischung wird ein Formteil hergestellt, dessen Farbeigenschaften mit einer entsprechenden Farbmesseinheit bestimmt werden. Durch Vergleich der ermittelten Farbeigenschaften am Fertigteil mit den zuvor festgelegten Farbeigenschaften, kann gegebenenfalls ein Unterschied fest- gestellt werden, und dieser Unterschied wird durch Änderung der Farbmischung mittels der elektronisch steuerbaren Dosiereinheit ausgeglichen. Somit ist es gemäß der in Kunststoffe 12/2006 vorgestellten Methode möglich, Kunststoffe aus recyclierten Kunststoffresten mit einheitlicher Färbung automatisiert herzustellen. Problematisch an diesem Verfahren ist jedoch, dass aus dem gefärbten Grundgranulat ein Formteil hergestellt werden muss, um Farbeigenschaften messen zu können. Bei dem Verfahren gemäß Kunststoffe 12/2006 werden keine gefärbten Granulate hergestellt.Jarochek, C. Litschke, C. in Kunststoffe international 12/2006, pages 40 to 42, disclose a method of online formulation and mixing of liquid colors to produce uniformly colored plastics from recycled plastic remnants. For this purpose, a dosing unit containing ink containers with the necessary primary colors is connected directly to a plasticizing screw in which the molten plastic and the color mixture are mixed. From the colored mixture thus obtained, a molded article is prepared, whose color properties are determined with a corresponding color measuring unit. By comparing the determined color properties of the finished part with the previously defined color properties, a difference may and this difference is compensated by changing the color mixing by means of the electronically controllable dosing unit. Thus, it is possible according to the presented in plastics 12/2006 method to produce plastics from recycled plastic residues with uniform color automatically. However, the problem with this method is that a shaped part has to be produced from the colored base granulate in order to be able to measure color properties. In the process according to plastics 12/2006 no colored granules are produced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Messung von Farbeigenschaften eines Granulats bereitzustellen, welches direkt an dem bewegten Granulatstrom, der beispielsweise aus einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren herrührt, durchgeführt werden kann, ohne dass ein flächiges Formteil aus dem Granulat hergestellt werden muss. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Messung von Farbeigenschaften eines Granulats bereitzustel- len, welches sich durch einen einfachen apparativen Aufbau und eine kostengünstige Durchführung auszeichnet. Des Weiteren soll ein Verfahren bereitgestellt werden, mit dem es möglich ist, das entsprechende Granulat direkt und ohne zeitliche Verzögerung bezüglich dessen Farbeigenschaften zu untersuchen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Messung von Farbeigenschaften auch an transpa- rentem Granulat bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist es, aus den erhaltenen Farbmessdaten Korrekturänderungen der Farbdosiermengen zu bestimmen und dadurch die Farbeigenschaften des Granulates in einen vorher definierten Zielbereich zu führen.The object of the present invention is therefore to provide a method for measuring color properties of a granulate which can be carried out directly on the agitated granulate stream, which originates, for example, from a continuous production process, without having to produce a sheet-like molded part from the granules. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for measuring color properties of a granulate, which is characterized by a simple apparatus design and a cost-effective implementation. Furthermore, a method is to be provided, with which it is possible to examine the corresponding granulate directly and without delay with respect to its color properties. It is also an object of the present invention to provide a method for measuring color properties also on transparent granules. Another object is to determine from the colorimetric data obtained correction changes in the Farbdosiermengen and thereby to guide the color properties of the granules in a predefined target area.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Messung der Farbeigenschaften eines Granulats in einem bewegten Granulatstrom, umfassend die folgenden Schritte:These objects are achieved by a method for measuring the color properties of a granulate in a moving granular stream, comprising the following steps:
(A) Erzeugen einer stationären oder sich bewegenden Granulatschicht aus wenigs- tens einem Teil des bewegten Granulatstroms mit einheitlicher Schichtdicke,(A) producing a stationary or moving granular layer comprising at least part of the moving granulated stream having a uniform layer thickness,
(B) Messung der Farbeigenschaften an der in Schritt (A) erzeugten Granulatschicht und(B) Measurement of color properties on the granule layer produced in step (A) and
(C) gegebenenfalls Rückführen des Teils des Granulatstroms, aus dem die Granulatschicht in Schritt (A) erzeugt worden ist, in den Granulatstrom und gegebenen- falls Fortsetzen der Bewegung des Granulatstroms.(C) optionally, recycling the part of the granular stream from which the granule layer has been produced in step (A) into the granular stream and, if appropriate, continuing the movement of the granular stream.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, die Farbeigenschaften eines Granulats zu messen, welches in einem bewegten Granulatstrom vorliegt. Dieser bewegte Granulatstrom kann beispielsweise aus der kontinuierlichen Herstellung eines entspre- chenden Granulats herrühren. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, dass das erfin- dungsgemäße Verfahren bei Abfüllung und/oder Verpackung des entsprechenden Granulats durchgeführt wird, in dem der Granulatstrom, welcher beispielsweise in die Verpackungseinheiten gefüllt wird, dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen wird und so die Einhaltung der vorgegebenen Farbe kontrolliert wird.The method according to the invention serves to measure the color properties of a granulate which is present in a moving granulate stream. This agitated granulate stream may, for example, result from the continuous production of a corresponding granulate. It is also possible according to the invention that the invented The process according to the invention is carried out during filling and / or packaging of the corresponding granules, in which the granulate stream, which is filled, for example, into the packaging units, is subjected to the process according to the invention and thus compliance with the prescribed color is controlled.
Erfindungsgemäß ist es möglich, alle dem Fachmann bekannten Granulate einzusetzen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäß eingesetzte Granulat wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff. Eine Aufzählung geeigneter Thermoplaste findet sich beispielsweise im Kunststofftaschenbuch (Hrsg. Saechtling) Auflage 1989, wo auch Bezugsquellen genannt sind. Verfahren zur Herstellung solcher thermoplastischer Kunststoffe sind dem Fachmann bekannt.According to the invention it is possible to use all known to the expert granules. In a preferred embodiment, the granules used according to the invention contain at least one thermoplastic. An enumeration of suitable thermoplastics can be found, for example, in the Kunststofftaschenbuch (Hrsg. Saechtling) edition 1989, which also mentions sources of supply. Processes for the preparation of such thermoplastics are known to the person skilled in the art.
Erfindungsgemäß einsetzbare thermoplastische Kunststoffe sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyoxymethylenhomo- und Copolymerisaten, Polycarbonaten, Polyestern, Polymethacrylaten und Copolymerisaten auf Basis Me- thylmethacrylat, Polyamiden, Homo- und Copolymerisaten von Olefinen, Polyetherke- tonen, Polyethersulfonen, Polyarylensulfiden, thermoplastischen Polyurethanen, kristallinen Polyarylaten, Polyacrylaten, linearen Polyimiden, Polybenzimidazolen, Polyhy- dantoinen, Polypyrrolen, Polyphosphazenen, Siliconen, Methylacrylat-Acrylat-Styrol- Polymerisaten, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisaten (ABS), Acrylnitril-Styrol- Acrylester-Polymerisaten (ASA), Methacrylat-Butadien-Styrol-Polymerisaten (MBS), Schlagfestem Polystyrol (HIPS), Polystyrol (PS) bzw. Copolymerisaten aus substituierten Styrolen, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyacrylnitril (PAN), Polymethacrylimid, Styrol-Acrylnitril-Polymerisaten, Copolymerisaten substituierter Styrole und/oder Acryl- nitrilverbindungen, alpha-Methylstyrol-Acrylnitril-Polymeren, aromatischen Polyester- carbonaten, halogenierten Polymeren wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Po- lyphenylenether und Mischungen davon.Thermoplastics which can be used according to the invention are selected, for example, from the group consisting of polyoxymethylene homopolymers and copolymers, polycarbonates, polyesters, polymethacrylates and copolymers based on methyl methacrylate, polyamides, homo- and copolymers of olefins, polyether ketones, polyether sulfones, polyarylene sulfides, thermoplastic polyurethanes, crystalline polyarylates, polyacrylates, linear polyimides, polybenzimidazoles, polyhy- dantoins, polypyrroles, polyphosphazenes, silicones, methyl acrylate-acrylate-styrene polymers, acrylonitrile-butadiene-styrene polymers (ABS), acrylonitrile-styrene-acrylic ester polymers (ASA), Methacrylate-butadiene-styrene polymers (MBS), impact polystyrene (HIPS), polystyrene (PS) or copolymers of substituted styrenes, polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylonitrile (PAN), polymethacrylimide, styrene-acrylonitrile polymers, copolymers of substituted styrenes and / or acrylic - nitrile compounds, alpha-methylstyrene-acrylonitrile polymers, aromatic polyester carbonates, halogenated polymers such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyphenylenether and mixtures thereof.
Eine eingehende Beschreibung der erfindungsgemäß einsetzbaren thermoplastischen Kunststoffe findet sich in EP 0 800 554 B1 in den Abschnitten 0054 bis 0132.A detailed description of the thermoplastics which can be used according to the invention can be found in EP 0 800 554 B1 in Sections 0054 to 0132.
Die thermoplastischen Kunststoffe können weitere Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel wie Stabilisatoren, Oxidationsverzögerer, Mittel gegen Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes Licht, Gleit- und Entformungshilfsmittel, Färbemittel wie Farbstoffe und Pigmente, faser- und pulverförmige Füll- und Verstärkungsmittel, Keimbildungsmittel, Weichmacher usw. enthalten, deren Anteil im Allgemeinen weniger als 70 Gew.-%, bevorzugt weniger als 40 Gew.-% beträgt. Es ist erfindungsgemäß möglich, Granulate zu vermessen, die aus einem Kunststoff bestehen. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, dass Granulate vermessen werden, die zwei oder mehr verschiedene Kunststoffe enthalten, so genannte Blends.The thermoplastics may contain other additives and processing aids such as stabilizers, antioxidants, anti-heat and ultraviolet light decomposition aids, lubricants and mold release aids, colorants such as dyes and pigments, fibrous and powdery fillers and reinforcing agents, nucleating agents, plasticizers, etc. In general, the amount is less than 70% by weight, preferably less than 40% by weight. It is possible according to the invention to measure granules which consist of a plastic. It is also possible according to the invention that granules are measured which contain two or more different plastics, so-called blends.
Erfindungsgemäß ist unter Granulat eine Menge von Partikeln aus dem entsprechenden Kunststoff bzw. -gemisch zu verstehen.Granules according to the invention are to be understood as meaning a quantity of particles from the corresponding plastic or mixture.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Granulate weisen eine Partikelgröße von 0,05 mm bis 20 mm, bevorzugt 0,5 bis 7 mm auf. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass Granu- late eingesetzt werden, welche eine einheitliche Teilchengrößenverteilung aufweisen, d.h. die Percentile d10 (Summe der kleinsten 10 Masse-% der Verteilung) beträgt mehr als 60% des gemittelten Durchmessers der Granulatkörner bezogen auf die d50 (Summe der kleinsten 50 Masse-% der Verteilung). Ebenso beträgt die d90 (Summe der kleinsten 90 Masse-% der Verteilung) weniger als 140% des gemittelten Durch- messers der Granulatkörner bezogen auf die d50 (Summe der kleinsten 50 Masse-% der Verteilung). Erfindungsgemäß können jedoch auch Granulate verwendet werden, die außerhalb dieser Grenzen liegen. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, dass bezüglich der Partikelgröße uneinheitliche Granulate eingesetzt werden. Die Partikel können eine einheitliche Form aufweisen, beispielsweise zylindrisch, kugelförmig, ellipsoid, würfelförmig oder unregelmäßig geformt, es kann jedoch auch eine Mischung verschiedener Formen vorliegen.The granules which can be used according to the invention have a particle size of 0.05 mm to 20 mm, preferably 0.5 to 7 mm. According to the invention, it is possible to use granules which have a uniform particle size distribution, ie. the percentile d10 (sum of the smallest 10 mass% of the distribution) is more than 60% of the average diameter of the granules relative to the d50 (sum of the smallest 50% by mass of the distribution). Likewise, the d90 (sum of the smallest 90% by mass of the distribution) is less than 140% of the average diameter of the granules relative to the d50 (sum of the smallest 50% by mass of the distribution). According to the invention, however, it is also possible to use granules which are outside these limits. However, according to the invention it is also possible that non-uniform granules are used with regard to the particle size. The particles may have a uniform shape, for example cylindrical, spherical, ellipsoidal, cube-shaped or irregularly shaped, but there may also be a mixture of different shapes.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Granulate können opaque, d.h. für das menschliche Auge undurchsichtig sein. Erfindungsgemäß bevorzugt wird ein Granulat einge- setzt, welches transparent ist. Unter transparentem Granulat ist erfindungsgemäß ein Granulat zu verstehen, welches eine gemittelte Transmission im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm gemessen an einem Spritzgießplättchen mit 2 mm Schichtdicke von 1 bis 95%, bevorzugt 20 bis 90%.The granules used according to the invention may be opaque, i. be opaque to the human eye. According to the invention, a granulate is preferably used, which is transparent. According to the invention, transparent granules are to be understood as meaning granules which have an average transmission in the wavelength range of visible light of 400 to 700 nm measured on an injection molding wafer with a layer thickness of 2 mm of 1 to 95%, preferably 20 to 90%.
Die Messung der Farbeigenschaften gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird an einer stationären oder sich bewegenden Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke durchgeführt, welche aus einem bewegten Granulatstrom erzeugt worden ist, beispielsweise durch Aufstauen oder Abbremsen des Granulatstroms. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, dass die erzeugte Granulatschicht bei der Messung ruht, d.h. eine Geschwindigkeit von 0 m/s aufweist, oder sich bewegt, d.h. eine Geschwindigkeit > 0 m/s aufweist. Die Geschwindigkeit der sich bewegenden Granulatschicht kann dabei gleich der Geschwindigkeit des Granulathauptstromes oder kleiner als die Geschwindigkeit des Granulathauptstromes sein. Falls sich die aus dem bewegten Granulatstrom erzeugte Granulatschicht bewegt, weist sie im Allgemeinen eine Geschwindig- keit von > 0 bis 2 m/s, bevorzugt >0 bis 0,1 m/s auf. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt möglich, dass aus dem gesamten Granulatstrom eine Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke erzeugt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass nur aus einem Teil des Granulatstroms eine Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke gebildet wird. Die Schichtdicke der aus wenigstens einem Teil des erfindungsgemäß eingesetzten Granulatstromes gebildeten Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke muss mindestens so gewählt werden, dass das in das Granulat eingestrahlte Licht ausreichend Gelegenheit hat mit der Farbe des Granulats wechsel- zuwirken. Wichtig für die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Messwerte ist eine einheitliche Schichtdicke bei allen Messungen einer Serie. Abhängig von der Transparenz, Form und Partikelgröße des Granulates beträgt diese Schichtdicke bevorzugt 2 mm bis 150 mm, besonders bevorzugt 2 bis 60 mm. Größere Dicken sind ebenfalls möglich, zeigen jedoch dann nur noch geringe Auswirkungen auf die Messwerte. Die für das erfindungsgemäße Verfahren benötigte Messfläche beträgt 4 mm2 bis 1600 mm2, wobei kreisförmige Messflächen bevorzugt sind. Besonders bevorzugt sind Durchmesser von 10 bis 200 mm. Die Messfläche des Gerätes kann auch durch zusätzliche Blenden zwischen Granulatschicht und der Messöffnung des Gerätes eingeschränkt werden.The measurement of the color properties according to the method of the invention is carried out on a stationary or moving granular layer with a uniform layer thickness, which has been generated from a moving granular stream, for example by damming or decelerating the granular stream. Thus, it is possible according to the invention that the granulate layer produced rests during the measurement, ie has a speed of 0 m / s, or moves, ie has a speed> 0 m / s. The speed of the moving granule layer can be equal to the speed of the granule main stream or less than the speed of the granule main stream. If the granulate layer produced from the agitated granulate stream moves, it generally has a velocity of> 0 to 2 m / s, preferably> 0 to 0.1 m / s. According to the invention, it is preferably possible for a granulate layer with a uniform layer thickness to be produced from the entire granulate stream. However, it is also possible for only one part of the granulate stream to form a granulate layer with a uniform layer thickness. The layer thickness of the granule layer having a uniform layer thickness formed from at least part of the granulate stream used according to the invention must be selected at least such that the light irradiated into the granules has sufficient opportunity to interact with the color of the granules. Important for the reproducibility and comparability of the measured values is a uniform layer thickness for all measurements of a series. Depending on the transparency, shape and particle size of the granules, this layer thickness is preferably 2 mm to 150 mm, more preferably 2 to 60 mm. Larger thicknesses are also possible, but then show only minor effects on the measured values. The measuring surface required for the method according to the invention is 4 mm 2 to 1600 mm 2 , with circular measuring surfaces being preferred. Particularly preferred are diameters of 10 to 200 mm. The measuring surface of the device can also be limited by additional apertures between the granulate layer and the measuring aperture of the device.
Es ist erfindungsgemäß möglich, dass die aus dem Granulatstrom erzeugte Granulat- schicht mit einheitlicher Schichtdicke sich frei, d.h. ohne äußere Führung in Luft, bewegt. Beispielweise kann eine solche Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke dadurch erzeugt werden, indem Granulat auf einer Schräge mit einer reproduzierbaren Schichtdicke transportiert wird.It is possible according to the invention that the granulate layer having a uniform layer thickness produced from the granulate stream is free, i. without external guidance in air, moving. By way of example, such a granulate layer having a uniform layer thickness can be produced by transporting granules on a slope with a reproducible layer thickness.
Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, dass die zu untersuchende stationäre oder sich bewegende Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke aus dem bewegten Granulatstrom erzeugt wird, indem der Granulatstrom in einem transparenten Rohr mit entsprechendem Durchmesser geführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das transparente Rohr aus Glas oder einem Spezialglas oder aus einem Kunststoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonat, Polyolefin, PoIy- Styrol-Acrylnitril, Polymethylmethacrylat und anderen transparenten Kunststoffen.According to the invention, however, it is preferred that the stationary or moving granulate layer to be examined with a uniform layer thickness is produced from the agitated granulate stream by passing the granulate stream in a transparent tube with a corresponding diameter. In a preferred embodiment, the transparent tube is made of glass or a special glass or a plastic selected from the group consisting of polycarbonate, polyolefin, poly-styrene-acrylonitrile, polymethyl methacrylate and other transparent plastics.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Rohr, in dem der bewegte Granulatstrom zur Erzeugung einer Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke geführt wird, nicht transparent, sondern opaque. An der Stelle, an der Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, ist in dem opaquen Rohr eine genügend große transparente Fläche vorhanden, durch die die Messung der Farbeigenschaften durchgeführt werden kann. Somit besteht das Rohr, durch das der zu untersuchende Granulatstrom geführt wird, und dabei eine Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke erzeugt, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform aus einem nicht transparen- ten Material, z. B. aus Metall oder einem anderen nichtransparenten Material. Diese sind mit einem transparenten Messfenster versehen, wobei dieses Messfenster in einer bevorzugten Ausführungsform einen Durchmesser von 2 bis 400 mm, bevorzugt 10 bis 200 mm, aufweist. Das transparente Fenster ist bevorzugt aus einem Material, ausge- wählt aus der Gruppe bestehend aus Glas, Spezial-Glas mit bestimmter Wellenlängendurchlässigkeit, z.B. Borosilikatglas, Polycarbonat, Polyethylen, Poly-Styrol- Acrylnitril, Polymethylmethacrylat oder anderen transparenten Kunststoffen.In a further preferred embodiment, the tube in which the agitated granulate stream is fed to produce a granular layer having a uniform layer thickness is not transparent, but opaque. At the point where step (B) of the process according to the invention takes place, a sufficiently large transparent surface is present in the opaque tube, through which the measurement of the color properties can be carried out. Thus, the tube through which the granule stream to be tested is guided, thereby producing a granulate layer with a uniform layer thickness, consists in a particularly preferred embodiment of a non-transparent layer. th material, z. As of metal or other non-transparent material. These are provided with a transparent measuring window, wherein this measuring window in a preferred embodiment has a diameter of 2 to 400 mm, preferably 10 to 200 mm. The transparent window is preferably made of a material selected from the group consisting of glass, special glass with a certain wavelength permeability, for example borosilicate glass, polycarbonate, polyethylene, poly-styrene-acrylonitrile, polymethyl methacrylate or other transparent plastics.
Das Verfahren so durchzuführen, dass die stationäre oder sich bewegende Granulat- schicht durch Führen des bewegten Granulatstroms in einem Rohr erzeugt wird, weist den Vorteil auf, dass das Material nicht offen gehandhabt werden muss und dadurch mögliche Staub-Kontaminationen verhindert werden.To carry out the process in such a way that the stationary or moving granular layer is produced by guiding the agitated granulate stream in a tube has the advantage that the material does not have to be handled openly and thus possible dust contamination is prevented.
Die einzelnen Verfahrensschritte (A), (B) und (C) werden im Folgenden detailliert be- schrieben:The individual process steps (A), (B) and (C) are described in detail below:
Schritt (A):Step (A):
Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Erzeugen einer stationären oder sich bewegenden Granulatschicht aus wenigstens einem Teil des bewegten Granulatstroms mit einheitlicher Schichtdicke.Step (A) of the method according to the invention comprises generating a stationary or moving granular layer of at least part of the moving granular stream having a uniform layer thickness.
Damit in Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Farbeigenschaften des Granulats verlässlich und genau gemessen werden können, muss in Schritt (A) eine stationäre oder sich bewegende Granulatschicht aus wenigstens einem Teil des bewegten Granulatstroms erzeugt werden, die eine einheitliche Schichtdicke aufweist. Die einheitliche Schichtdicke ist notwendig, um eine hohe Messgenauigkeit, d.h. geringe Standardabweichungen der einzelnen Messwerte voneinander, zu ermöglichen.In order that the color properties of the granulate can be reliably and accurately measured in step (B) of the process according to the invention, in step (A) a stationary or moving granular layer must be produced from at least part of the agitated granulate stream having a uniform layer thickness. The uniform layer thickness is necessary to provide high measurement accuracy, i. small standard deviations of the individual measured values from each other.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine stationäre Granulatschicht ausgebildet, indem wenigstens ein Teil des bewegten Granulatstroms angehalten wird. Geeignete Vorrichtungen, um einen Granulatstrom anzuhalten, sind dem Fachmann bekannt. Ein Beispiel solcher Vorrichtungen ist eine Zellradschleuse oder eine Klappe. In einer besonders einfachen Ausführungsform wird ein Teil des Rohres an der Unterseite durch eine geeignete Vorrichtung verschlossen und mit dem zu untersuchenden Granulat gefüllt. Bevorzugt wird die stationäre Granulatschicht durch Aufstauen des Granulatstroms in einem Rohr erzeugt. Die sich so ausgebildete stationäre Granulatschicht weist eine einheitliche Schichtdicke auf, die bevorzugt dem Durchmesser des Rohres entspricht. In einer weiteren Ausführungsform wird sichergestellt, dass eine sich bewegende Granulatschicht mit einer einheitlichen Schichtdicke vorliegt. Diese Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke kann bevorzugt erzeugt werden, indem sich der Granulatstrom am Messfenster vorbeibewegt. Die Geschwindigkeit des aufgestauten Granulat- stroms liegt dabei im Allgemeinen bei > 0 bis 2 m/s, bevorzugt > 0 bis 0,1 m/s. Somit wird in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren eine sich bewegende, bevorzugt langsam bewegende, Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke ausgebildet wird, indem Granulat durch geeignete Vorrichtungen angestaut wird. Geeignete Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt.In a preferred embodiment, a stationary granule layer is formed by stopping at least a portion of the agitated granular stream. Suitable devices for stopping a granular stream are known to those skilled in the art. An example of such devices is a rotary valve or a flap. In a particularly simple embodiment, a part of the tube is closed at the bottom by a suitable device and filled with the granules to be examined. Preferably, the stationary granule layer is produced by damming the granulate stream in a tube. The stationary granule layer formed in this way has a uniform layer thickness, which preferably corresponds to the diameter of the tube. In a further embodiment it is ensured that there is a moving granulate layer with a uniform layer thickness. This granulate layer with a uniform layer thickness can preferably be produced by the granulate stream moving past the measuring window. The speed of the accumulated granulate stream is generally> 0 to 2 m / s, preferably> 0 to 0.1 m / s. Thus, in a preferred embodiment of the method according to the invention, a moving, preferably slowly moving, granular layer with a uniform layer thickness is formed by granules being accumulated by suitable devices. Suitable devices are known in the art.
In einer weiteren Ausführungsform wird nur aus einem Teil, beispielsweise 0,1 bis 99 Gew.-%, des sich bewegenden Granulatstroms eine stationäre oder sich bewegende Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke erzeugt. Dazu wird aus dem sich bewegenden Granulatstrom durch dem Fachmann bekannte Vorrichtungen, beispielswei- se eine Weiche, der die Granulatschicht ausbildende Teil abgezweigt. Mit dem abgezweigten Teil kann dann wie beschrieben eine stationäre Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke ausgebildet werden.In a further embodiment, a stationary or moving granulate layer having a uniform layer thickness is produced from only one part, for example 0.1 to 99% by weight, of the moving granulate stream. For this purpose, devices known from the person skilled in the art, for example a switch, are branched off from the moving granulate stream, the part forming the granulate layer being branched off. As described, a stationary granulate layer having a uniform layer thickness can then be formed with the branched-off part.
Werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Farbeigenschaften von opaquen Gra- nulaten bestimmt, so ist die Schichtdicke im Allgemeinen nicht kritisch, so lang eine geschlossene Schicht vorliegt. Da in einer bevorzugten Ausführungsform Granulate eingesetzt werden, die eine gemittelte Transmission im sichtbaren Bereich des Lichts von 1 bis 95% aufweisen, ist es notwendig, die Dicke des erfindungsgemäß eingesetzten Granulatstromes mindestens so zu wählen, dass das in das Granulat eingestrahlte Licht ausreichend Gelegenheit erhält mit der Farbe des Granulates wechselzuwirken. Wichtig für die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Messwerte ist eine einheitliche Schichtdicke bei allen Messungen einer Serie. Abhängig von der Transparenz, Form und Partikelgröße des Granulats beträgt diese Schichtdicke bevorzugt 2 bis 150 mm. Größerer Schichtdicken sind auch möglich, zeigen jedoch dann nur noch geringe Auswirkungen auf die Messwerte.If color properties of opaque granules are determined by the method according to the invention, then the layer thickness is generally not critical as long as a closed layer is present. Since, in a preferred embodiment, granules are used which have an average transmission in the visible range of light of 1 to 95%, it is necessary to choose the thickness of the granulate stream used according to the invention at least so that the light irradiated into the granules receives sufficient opportunity to interact with the color of the granules. Important for the reproducibility and comparability of the measured values is a uniform layer thickness for all measurements of a series. Depending on the transparency, shape and particle size of the granules, this layer thickness is preferably 2 to 150 mm. Larger layer thicknesses are also possible, but then show only minor effects on the measured values.
Es ist erfindungsgemäß erforderlich, dass die in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugte Granulatschicht eine annährend einheitliche Schichtdicke aufweist. Somit wird es vermieden, dass aufgrund von wechselwirkenden Lichtstrahlen unterschiedliche Absorbtionsintensitäten gemessen werden und damit eine hohe Standardabweichung der einzelnen Messwerte untereinander auftreten.It is according to the invention required that the granule layer produced in step (A) of the method according to the invention has an approximately uniform layer thickness. Thus, it is avoided that due to interacting light beams different absorbance intensities are measured and thus a high standard deviation of the individual measured values occur with each other.
Schritt (B): Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Messung der Farbeigenschaften an der in Schritt (A) erzeugten Granulatschicht. Vorrichtungen zur Messung der Farbeigenschaften von stationären oder sich bewegenden Granulatschichten sind dem Fachmann bekannt. Beispiele für geeignete Vorrichtungen sind beispielsweise in „Application Note" Hunterlab Feb 1999, VoI 11 , No 2, „Color Measurement of Plastic pellets Using HunterLab Instruments", erhältlich unter www.hunterlab.com, offenbart. Dort wird die Anwendung der Geräte ColorFlex 45/0, ColorQuest 45/0, Labscan, Miniscan, Color Quest Sphere, Ultrascan und SpectraProbe XE LAV zur Farbmessung beschrieben.Step (B): Step (B) of the method according to the invention comprises the measurement of the color properties on the granule layer produced in step (A). Devices for measuring the color properties of stationary or moving granule layers are known to the person skilled in the art. Examples of suitable devices are disclosed, for example, in "Application Note" Hunterlab Feb 1999, VoI 11, No 2, "Color Measurement of Plastic Pellets Using Hunter Lab Instruments", available at www.hunterlab.com. It describes the use of the ColorFlex 45/0, ColorQuest 45/0, Labscan, Miniscan, Color Quest Sphere, Ultrascan and SpectraProbe XE LAV color measurement devices.
Im Falle der SpectraProbe XE LAV wird auch die Anwendung zur in-line Messung von Granulat beschrieben. In der Beschreibung wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass lediglich alle Minute eine Messung durchgeführt werden kann und alle 30 min eine erneute Kalibrierung des Messgerätes notwendig ist. Dies ist für eine Detekti- on zur Ausschleusung von Material nicht praktikabel.In the case of the SpectraProbe XE LAV, the application for the in-line measurement of granules is also described. In the description, however, it is expressly pointed out that only every minute a measurement can be performed and every 30 minutes, a recalibration of the meter is necessary. This is impractical for material removal detection.
Andere Messinstrumente, mit denen die Farbeigenschaften von Granulat gemessen werden können, sind ebenfalls unter www.hunterlab.com beschrieben.Other measuring instruments with which the color properties of granules can be measured are also described at www.hunterlab.com.
Des Weiteren kann mit dem Gerät TELEFLASH Compact der Firma X-Rite ebenfalls Granulat im Schälchen vermessen werden. Bei diesem Gerät ist jedoch die Einhaltung eines großen Abstandes zwischen zu vermessender Oberfläche und Gerät notwendig.Furthermore, with the device TELEFLASH Compact from X-Rite, granules can also be measured in a small bowl. In this device, however, the maintenance of a large distance between the surface to be measured and the device is necessary.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung zur Messung der Farbeigenschaften des zu untersuchenden Granulats in einem Winkel von 45 bis 90°, bevorzugt 65 bis 90°, relativ zu der in Schritt (A) erzeugten Granulatschicht, angebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Spektralphotometer zur Messung der Farbeigenschaften eingesetzt. Dieses Spektralphotometer kann in einem Abstand von 0 cm, d.h. direkter Kontakt zum Granulat bzw. der transparenten Scheibe, bis 200 cm, bevorzugt 0 bis 80 cm von der in Schritt (A) erzeugten Granulatschicht angebracht sein. Die Messung der Farbeigenschaften erfolgt erfindungsgemäß durch Licht im sichtbaren Bereich, d.h. 400 - 700 nm, besonders bevorzugt durch das Licht einer Xenonlampe (ein oder mehrere Xenonblitze, gegebenenfalls auf Lichtart „D65" gefiltert). Die Messung erfolgt bevorzugt in 0745°-Optik. Wird das Messgerät in der Produktion eingesetzt, beispielsweise in unmittelbarer Nähe vom heißen Granulat, kann das Gerät in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer internen Luftspülung versehen werden, die die elektronischen Teile auf maximal 50 0C kühlt.In a particularly preferred embodiment, the device for measuring the color properties of the granules to be examined at an angle of 45 to 90 °, preferably 65 to 90 °, relative to the granule layer produced in step (A), attached. In a preferred embodiment, a spectrophotometer is used to measure the color properties. This spectrophotometer can be mounted at a distance of 0 cm, ie direct contact with the granulate or the transparent pane, up to 200 cm, preferably 0 to 80 cm from the granule layer produced in step (A). The color properties are measured according to the invention by light in the visible range, ie 400-700 nm, particularly preferably by the light of a xenon lamp (one or more xenon flashes, optionally filtered to illuminant "D65".) The measurement is preferably carried out in 0745 ° optics. If the meter is used in production, for example, in the immediate vicinity of the hot granules, the device can be provided in a preferred embodiment with an internal air purge, which cools the electronic parts to a maximum of 50 0 C.
Die Messfrequenz eines bevorzugt eingesetzten Messgerätes beträgt 1 bis 100 spektrale Auswertungen pro Minute, besonders bevorzugt 3 bis 20 pro Minute. Jede spektra- Ie Auswertung kann beispielsweise aus einer Mittelwertbildung von bis zu 100 Einzelmessungen in sehr kurzer Abfolge, beispielsweise im Millisekundenbereich der Blitz- lichtfrequenz, bestehen, je nach gewünschter Genauigkeit. Es ist erfindungsgemäß möglich, dass die Frequenz, mit der der Granulatstrom bewegt und angehalten wird, an die Messfrequenz angepasst wird. Somit ist es möglich, dass pro Stopp des Granulatstroms eine oder mehrere Messungen durchgeführt werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die stationäre Granulatschicht mindestens so lange erzeugt, wie es dauert, um wenigstens eine Messung gemäß Schritt (B) durchzuführen.The measuring frequency of a preferably used measuring device is 1 to 100 spectral evaluations per minute, more preferably 3 to 20 per minute. Each spectral evaluation can, for example, be based on an averaging of up to 100 individual measurements in a very short sequence, for example in the millisecond range of the lightning light frequency, depending on the desired accuracy. It is possible according to the invention that the frequency with which the granulate stream is moved and stopped is adapted to the measuring frequency. Thus, it is possible that one or more measurements are made per stop of the granule stream. In the method according to the invention, the stationary granule layer is generated at least as long as it takes to perform at least one measurement according to step (B).
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, je nach Austragsmenge alle zwei bis zehn Sekunden einen Messwert zu generieren. Da sich die aus dem bewegten Granulatstrom er- zeugte Granulatschicht zwischen den einzelnen Messungen bevorzugt weiter bewegt, wird von jeder einzelnen Messung jeweils ein anderer Teil des Granulatstroms erfasst. Im Falle von Messungen, die ergeben, dass die gemessenen Farbeigenschaften mit den vorher festgelegten Farbeigenschaften nicht übereinstimmen, kann das entsprechende Granulat ausgeschleust werden. Das für die Ausschleusung notwendige Vor- ratsvolumen unterhalb der Messung kann leicht ausgerechnet werden und ist von der Messzeit/Messfrequenz abhängig sowie dem Volumenstrom und der Querschnittsfläche.It is inventively preferred to generate a measured value every two to ten seconds, depending on the discharge quantity. Since the granulate layer produced from the agitated granulate stream preferably continues to move between the individual measurements, a different part of the granulate stream is detected by each individual measurement. In the case of measurements which show that the measured color properties do not match the predefined color properties, the corresponding granules can be discharged. The storage volume required for discharge can be easily calculated below the measurement and depends on the measuring time / measuring frequency as well as the volume flow and the cross-sectional area.
Das gemessene Spektrum kann zu Lab- bzw. LCh- oder Gelb-Werten weiter verarbei- tet werden. Das ursprüngliche Spektrum wird in einem Rechner abgelegt und kann zur Farbrezeptur-Berechnung herangezogen werden.The measured spectrum can be further processed to Lab or LCh or yellow values. The original spectrum is stored in a computer and can be used for color formulation calculation.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Farbeigenschaften, welche in Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt gemessen werden, mittels des CIE-Lab-Farbraumsystems dargestellt. Somit ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die Farborte, welche sich aus den Parametern L, a und b des CIE-Lab-Farbraumsystems ergeben, zu bestimmen. Durch Veränderung von L, a und b bzw. der Auswertung delta E bzw. des Farbabstandes von einem gegebenen Farbort bei verschiedenen Messungen an der aus dem Granulat- ström erzeugten Granulatschicht kann somit detektiert werden, ob und wie sich der Farbort, und damit die Farbe des Granulats verändern.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the color properties which are preferably measured in step (B) of the method according to the invention are represented by means of the CIE-Lab color space system. Thus, it is possible with the method according to the invention to determine the color loci which result from the parameters L, a and b of the CIE-Lab color space system. By changing L, a and b or the evaluation delta E or the color difference of a given color location in different measurements on the granular layer generated from the granulate Ström can thus be detected, whether and how the color locus, and thus the color of the granules change.
Die Messung, welche in Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann, ist so schnell, und weist eine so geringe Standard-Abweichung auf, dass damit reproduzierbar mit Standard-Abweichung von Messung zu Messung von < 0,8 dE, bevorzugt < 0,5 dE, besonders bevorzugt < 0,3 dE die Farbe im Lab-Farbraum bestimmt werden kann. Aufgrund der Schnelligkeit und der Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dazu geeignet, Farbabweichungen beispielsweise aufgrund von Dosierstörungen der Farbmittel oder aufgrund der Änderung der Eigen- färbe des einzufärbenden Polymeren so schnell zu erkennen, dass das fehlerhafte Material direkt nach der Messung ausgeschleust werden kann. Damit werden Quarantäne-Bunker bei Förderung in Granulat-Silos überflüssig. Hiermit können Dosierausfälle sehr schnell erkannt und gezielt das entstehende Granulat ausgeschleust werden.The measurement which can be carried out in step (B) of the method according to the invention is so fast and has such a low standard deviation that it is reproducible with a standard deviation from measurement to measurement of <0.8 dE, preferably < 0.5 dE, more preferably <0.3 dE, the color can be determined in the Lab color space. Due to the rapidity and the accuracy of the method according to the invention, it is suitable to discern color deviations, for example due to dosing disturbances of the colorant or due to the change in the intrinsic color of the polymer to be colored so quickly that the faulty Material can be discharged directly after the measurement. This eliminates the need for quarantine bunkers when transported in granulate silos. This dosing failures can be detected very quickly and targeted the resulting granules are discharged.
Schritt (C):Step (C):
Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst gegebenenfalls das Rückführen des Teils des Granulatstroms, aus dem die Granulatschicht in Schritt (A) erzeugt worden ist, in den Granulatstrom und gegebenenfalls Fortsetzen der Bewegung des Granulatstroms.Step (C) of the process according to the invention optionally comprises recycling the part of the granulate stream from which the granule layer has been produced in step (A) into the granular stream and optionally continuing the movement of the granular stream.
Abhängig davon, ob in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens aus dem gesamten sich bewegende Granulatstrom ein Teil abgetrennt worden ist, um eine stationäre oder sich bewegende Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke zu erzeugen, er- folgt in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Rückführen des abgetrennten Teils in den Hauptstrom. Das Rückführen kann beispielsweise durch Zuführen des abgetrennten Teils zu dem Hauptstrom mit dem Fachmann bekannten Vorrichtungen, beispielsweise einem T-Rohrleitungsstück, erfolgen.Depending on whether a part has been separated from the entire moving granulate stream in step (A) of the process according to the invention in order to produce a stationary or moving granulate layer with a uniform layer thickness, recycle takes place in step (C) of the process according to the invention of the separated part into the main stream. The recycling can be done, for example, by supplying the separated part to the main stream with devices known to the person skilled in the art, for example a T-pipe section.
Ist in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine stationäre Granulatschicht aus dem bewegten Granulatstrom erzeugt worden, wird in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bewegung des in Schritt (A) angehaltenen Granulatstroms fortgesetzt. Ist beispielsweise in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens ein Teil des Granulatstroms durch eine Klappe angehalten worden, um die Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke zu erzeugen, so wird in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bewegung des Granulatstroms dadurch fortgesetzt, dass die Klappe wieder geöffnet wird. Wird in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke erzeugt, die eine geringere Geschwindigkeit aufweist, als der Granulatstrom, aus dem sie erzeugt worden ist, wird Schritt (C) durchgeführt, indem der Granulatstrom oder der Teil des Granulatstroms, aus dem die Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke erzeugt worden ist, wieder der Förderung zugeführt wird. Verfahren dazu sind dem Fachmann bekannt.If, in step (A) of the process according to the invention, a stationary granulate layer has been produced from the agitated granulate stream, the movement of the granular stream stopped in step (A) is continued in step (C) of the process according to the invention. If, for example, in step (A) of the process according to the invention at least a portion of the granular stream has been stopped by a flap to produce the granule layer with uniform layer thickness, then in step (C) of the inventive method, the movement of the granular stream is continued by the flap is opened again. If, in step (A) of the process according to the invention, a granulate layer having a uniform layer thickness is produced which has a lower velocity than the granulate stream from which it was produced, step (C) is carried out by the granulate stream or the part of the granular stream the granule layer has been produced with a uniform layer thickness, is fed back to the promotion. Methods for this are known to the person skilled in the art.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt (A) die Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke erzeugt, indem die Geschwindigkeit wenigstens eines Teils des Granulathauptstroms verringert wird, so dass eine sich langsam bewegende Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke vorliegt, an der die Messung gemäß Schritt (B) durchgeführt wird. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird Schritt (C) durchgeführt, indem der Teil des Granulatstroms oder der gesamte Granulatstrom, dessen Geschwindigkeit in Schritt (A) verringert worden ist, wieder der Förderung zugeführt wird. An die erfindungsgemäß zwingend vorliegenden Verfahrensschritte (A), (B) und gegebenenfalls (C) können sich gegebenenfalls weitere Schritte anschließen.In a preferred embodiment of the method according to the invention, in step (A) the granule layer is produced with a uniform layer thickness by reducing the speed of at least part of the granule mainstream, so that there is a slowly moving granule layer with a uniform layer thickness at which the measurement according to step (A) B) is performed. In this preferred embodiment, step (C) is carried out by returning the portion of the granular stream or the entire granular stream whose rate has been reduced in step (A) to recovery. Additional steps may optionally follow the process steps (A), (B) and, if appropriate, (C) which are mandatory according to the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform schließt sich an Schritt (B) oder Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens der folgende Schritt (D) an:In a preferred embodiment, step (B) or step (C) of the process according to the invention is followed by the following step (D):
(D) Vergleich der in Schritt (B) gemessenen Farbeigenschaften des Granulats mit vorher festgelegten Farbeigenschaften.(D) Comparison of the measured in step (B) color properties of the granules with predetermined color properties.
In Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in Schritt (B) gemessenen Farbeigenschaften des Granulats mit vorher festgelegten Farbeigenschaften verglichen. Dieser Vergleich kann auf jede dem Fachmann bekannte Weise erfolgen, beispielsweise manuell oder elektronisch. In einer bevorzugten Ausführungsform wird für Schritt (D) eine elektronische Datenverarbeitungseinheit mit entsprechender Software eingesetzt.In step (D) of the process according to the invention, the color properties of the granules measured in step (B) are compared with predetermined color properties. This comparison can be made in any manner known to those skilled in the art, for example manually or electronically. In a preferred embodiment, an electronic data processing unit with appropriate software is used for step (D).
Der Vergleich in Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens dient beispielsweise dazu, bei einem Granulat, dessen Farbe vorher in Musterproduktionen festgelegt worden ist, zu überprüfen, ob die erhaltene Färbung des Granulats mit dem vorher einge- stellten Sollwert übereinstimmt. Des Weiteren kann der gemessene Farbort (Lab Werte, oder LCh oder x,y,z-Koordinaten oder andere Darstellungen der Koordinaten des Farbortes) bzw. die gemessene Farbe, ausgedrückt durch die wellenlängenabhängigen Transmissionswerte, zur Qualitätssicherung und deren Dokumentation dienen, um zu gewährleisten, dass einheitlich gefärbtes Granulat über einen längeren Zeitraum der Produktion erhalten wird.The comparison in step (D) of the method according to the invention is used, for example, to check, in the case of a granulate whose color has previously been determined in sample production, whether the resulting color of the granulate matches the previously set target value. Furthermore, the measured color location (Lab values, or LCh or x, y, z coordinates or other representations of coordinates of the color locus) or the measured color, expressed by the wavelength-dependent transmission values, can be used for quality assurance and documentation thereof to ensure in that uniformly colored granules are obtained over a longer period of production.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Abweichung der gemessenen Farbeigenschaften von den vorher festgelegten Farbeigenschaften das betreffende Granulat aus dem Granulatstrom ausge- schleust. Geeignete Vorrichtungen zum Ausschleusen eines Teils des Granulats aus dem sich bewegenden Granulatstrom sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann in dem Rohr, in dem sich der Granulatstrom bewegt, eine Weiche eingebaut sein, die zum einen den Granulatstrom, der Granulat enthält, welches die richtige Farbe aufweist, in den entsprechenden Produktions- bzw. Verpackungsprozess weiterleitet, und die zum anderen einen Teil des Granulats in dem Granulatstrom, welcher nicht die richtige Farbe aufweist, von dem Hauptgranulatstrom abtrennt.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, if the measured color properties deviate from the previously defined color properties, the granules in question are discharged from the granulate stream. Suitable devices for discharging a portion of the granules from the moving granular stream are known in the art. For example, in the tube in which the granulate stream moves, a switch may be installed which, on the one hand, passes on the granulate stream containing granules, which has the correct color, into the corresponding production or packaging process and, on the other hand, a part of the granules in the granular stream, which is not the correct color, separated from the main granulate stream.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird bei einer Abweichung der gemessenen Farbeigenschaften von den vorher festgelegten Farbeigenschaften diese Ab- weichung durch Änderung der Farbdosierung bei der Herstellung des Granulats redu- ziert. Es ist erfindungsgemäß möglich, durch Vergleich der gemessenen Farbeigenschaften und der vorher festgelegten Farbeigenschaften zu bestimmen, inwiefern sich die wirklichen Farbeigenschaften von den vorher festgelegten Farbeigenschaften unterscheiden. Nach Bestimmung dieses Unterschiedes kann dann ein Befehl an die Farbdosiereinheit gegeben werden, die Farbmischung so zu ändern, dass die erhaltenen Farbeigenschaften mit den vorher festgelegten Farbeigenschaften weitgehend übereinstimmen, d.h. die zuvor festgestellte Farbabweichung dE weiter reduziert wird.In a further preferred embodiment, if the measured color properties deviate from the previously defined color properties, this deviation is reduced by changing the color dosage during the production of the granules. ed. It is possible according to the invention to determine, by comparing the measured color properties and the predetermined color properties, how the actual color properties differ from the predetermined color properties. After determining this difference, a command can then be given to the color dosing unit to change the color mixture so that the color properties obtained largely match the predefined color properties, ie, the previously determined color deviation dE is further reduced.
Somit wird in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die ermittelte Abweichung der Farbeigenschaften des vermessenen Granulats mit den vorher eingestellten Farbeigenschaften an eine Dosiereinheit für die Farbmischung weitergegeben. Durch Änderung der Farbzusammensetzung kann dann die Farbe des Granulats an die vorher eingestellten Farbeigenschaften angepasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann durch geeignete Farbrezeptier-Programme und automatisch verstellbare Waagen diese Anpassung und Nachregulierung der Dosierung auch voll automatisch während des Verfahrens durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass bei Farbabweichungen die notwendig gewordene Rezepturänderung errechnet wird und diese die Dosiereinrichtung der Farbe/Farbbatche/Flüssigfarbe entsprechend anpasst, beispielsweise manuell oder voll automatisch.Thus, in a preferred embodiment of the method according to the invention, the determined deviation of the color properties of the measured granules with the previously set color properties is passed on to a dosing unit for the color mixture. By changing the color composition, the color of the granules can then be adapted to the previously set color properties. In a preferred embodiment, by suitable Farbrezeptier programs and automatically adjustable scales this adjustment and readjustment of the dosage can also be carried out fully automatically during the process. This means that in the case of color deviations the recipe change which has become necessary is calculated and the latter adapts the metering device of the ink / inkjet / liquid ink accordingly, for example manually or fully automatically.
Bei einfachen Farbrezepten mit wenigen farbgebenden Additiven kann dies mit Hilfe hinterlegter Farbtabellen erfolgen, mit Hilfe einfacher Algorithmen und entsprechender Rückkopplung auf die Dosiereinrichtung oder komplett - ab initio - mit Hilfe hinterlegter Farbspektren der Einsatzstoffe und der Farbmittel, z.B. unter Zuhilfenahme der Farb- theorien wie Kubelka-Munk.In the case of simple color recipes with few coloring additives, this can be done with the aid of stored color tables, with the aid of simple algorithms and appropriate feedback to the metering device or completely ab initio with the aid of stored color spectra of the starting materials and the colorants, e.g. with the help of color theories such as Kubelka-Munk.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des oben genannten Verfahrens.The present invention also relates to an apparatus for carrying out the above-mentioned method.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Einheit zur Erzeugung einer stationären oder sich bewegenden Granulatschicht aus dem bewegten Granulatstrom und wenigstens eine Einheit zur Messung der Farbeigenschaften.In a preferred embodiment, the device according to the invention comprises at least one unit for producing a stationary or moving granulate layer from the moving granular stream and at least one unit for measuring the color properties.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Einheit zum Vergleichen der gemessenen Farbeigenschaften mit vorher festgelegten Farbeigenschaften auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Einheit zu Ausschleusung eines Teils des Granulats aus dem Granulatstrom auf.In a further embodiment, the device according to the invention has at least one unit for comparing the measured color properties with predetermined color properties. In a further preferred embodiment, the device according to the invention has at least one unit for discharging part of the granulate from the granulate stream.
Bezüglich des Granulats, der Granulatschicht, der Messung und aller anderen Parameter, auch bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen, gilt das bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens Gesagte.With regard to the granules, the granule layer, the measurement and all other parameters, including with respect to the preferred embodiments, what has been said with regard to the method according to the invention applies.
Figurencharacters
Die Figuren 1 bis 7 zeigen das Folgende:Figures 1 to 7 show the following:
Figur 1 zeigt einen allgemeinen Aufbau einer erfindungsgemäß einsetzbaren Vorrichtung.FIG. 1 shows a general structure of a device which can be used according to the invention.
Figur 2 zeigt die Messgenauigkeit des Farbmessgerätes von Messung zu Messung im Granulatfluss.FIG. 2 shows the measuring accuracy of the color measuring device from measurement to measurement in the granulate flow.
Figur 3 zeigt die Änderung des dE-Wertes nach simuliertem Waagenausfall.FIG. 3 shows the change in the dE value after simulated scale failure.
Figur 4 zeigt die Abweichung der Farbe bei Waagenausfall gemessen an b-Wert im Lab Farbraum.FIG. 4 shows the deviation of the color in the case of balance failure measured at the b value in the lab color space.
Figur 5 zeigt die Änderung des Farbortes in der a-b-Farb-Ebene nach Korrektur der Dosiereinrichtungen (2) der Farbbatche.FIG. 5 shows the change of the color locus in the a-b color plane after correction of the dosing devices (2) of the color plates.
Figur 6 zeigt eine besondere Ausführung der Vorrichtung aus Figur 1 , in der als Aufstauorgan (8) eine Vibrationsrinne (13) verwendet wird.FIG. 6 shows a special embodiment of the device from FIG. 1, in which a vibrating channel (13) is used as an accumulation element (8).
Figur 7 zeigt die Schwankung von Messwert zu Messwert in Beispiel 4.FIG. 7 shows the fluctuation from measured value to measured value in example 4.
In den Figuren haben die Bezugszeichen die folgenden Bedeutungen:In the figures, the reference numerals have the following meanings:
1 Farbgebende Stoffe, z.B. Farbbatche, Flüssigfarben etc. 2 Regelbare Dosiereinrichtung, z.B. Waage, Pumpe etc.1 colorants, e.g. Colored batches, liquid colors, etc. 2 Controllable dosing device, e.g. Scale, pump etc.
3 Polymer oder Polymermischung3 polymer or polymer blend
4 Extruder oder Mischorgan4 extruder or mixer
5 Austrage- und Granuliereinheit5 discharging and granulating unit
6 Vorratsvolumen zur Aufstauung der Granulatschüttung 7 Farbmessgerät 8 Einheiten zum geregelten Aufstauen des Granulatflusses, z. B. Klappe, Vibrationsrinne, Wehr etc.6 Reservoir volume for impounding the granulate bed 7 Color measuring device 8 units for regulated damming of the granulate flow, z. B. flap, vibrating trough, weir etc.
9 Weiche zum Ausschleusen von off-Spec-Ware9 points for discharging off-spec goods
10 Auswerterechner 1 1 off-Spec-Ware10 evaluation computers 1 1 off-spec goods
12 on-Spec-Ware12 on-spec goods
13 Vibrationsrinne13 vibrating trough
Beispiele:Examples:
Allgemeiner Aufbau (siehe Figur 1 ):General structure (see FIG. 1):
Die farbgebenden Substanzen z.B. Farbbatche, Flüssigfarben oder Pigmente befinden sich in Vorratsbehältern 1. Von dort aus werden Sie mit einer Dosiereinrichtung 2 mit den Polymeren oder Polymermischungen als Granulat oder als Schmelze 3 gemeinsam in einen Extruder 4 dosiert. Nach der Granuliereinheit 5 fällt das Granulat zu einer Einheit, die das Granulat aufstaut 8. Dies kann entweder durch eine Klappe (auf / zu) oder lediglich durch Abbremsen und Ausbildung einer sich bewegenden Granulatschicht mit im Mittel stationäre Schichthöhe erfolgen. Die so aufgestaute Granulat- schüttung 6 wird mit einem Farbmessgerät 7 vermessen. Anschließend wird entweder die Klappe geöffnet, so dass dieses Granulat wieder weiterfließen kann und daran anschließend diese Klappe wieder für die nächste Messserie verschlossen. In einer anderen Ausführung rutscht das Granulat kontinuierlich weiter. Hat nun das Farbmessgerät 7 mit Hilfe des Auswerterechners 10 eine Überschreitung in dE gegenüber dem vor- eingestellten Toleranzbereich festgestellt, schaltet eine Weiche 9 auf Rückware 11 („off-spec-Ware"). Anhand der festgestellten Farbortänderung können nun die Dosiereinheiten 2 nachgeregelt werden, so dass die Farbe wieder in den Toleranzbereich zurückgeführt wird. Dann schaltet die nachgeschaltete Weiche 9 entsprechend wieder auf „Gutware" 12 (on-spec-Ware").The coloring substances e.g. Farbbatche, liquid colors or pigments are in storage tanks 1. From there they are dosed together with a metering device 2 with the polymers or polymer blends as granules or melt 3 in an extruder 4. After the granulation unit 5, the granules fall into a unit which accumulates the granules. 8 This can be done either by a flap (open / closed) or merely by braking and forming a moving granulate layer with an average stationary layer height. The granules 6 thus accumulated are measured with a color measuring device 7. Subsequently, either the flap is opened, so that this granulate can continue to flow again and then closed this flap again for the next series of measurements. In another embodiment, the granules continue to slip. If the color measuring device 7 has detected an exceeding in dE compared to the preset tolerance range with the aid of the evaluation computer 10, a switch 9 switches to offware 11 ("off-spec product") , so that the color is returned to the tolerance range, then the downstream switch 9 switches back accordingly to "commodity" 12 (on-spec product).
Beispiel 1 :Example 1 :
Als Farbbatche wird ein 0,05 % BLAU-Farbmittel-haltiger SAN-Batch und ein zweiter 0,02 % Rotviolett-Farbmittelhaltiger SAN-Batch verwendet.The color plates used are a 0.05% BLUE colorant-containing SAN batch and a second 0.02% red-violet colorant-containing SAN batch.
Diese Farbbatche werden mit einer Dosierung von 0,32 Gew.-% (0,05% Blau-Batch) und 0,15 Gew.-% (0,02% Rotviolett-Batch) bez. auf das entstehende Granulat zudosiert. Die beiden Farbbatche werden zusammen mit Luran 368 R -Natur-Granulat und Luran 368 R - Natur- Schmelze in einem Extruder in der Schmelze innigst vermischt und diese Mischung über einen Düsenkopf ausgetragen und granuliert. Das entstehende transparent eingefärbte Granulat rutscht über Schwerkraft durch ein Rohrsystem bis zu einer Zellradschleuse. An diesem langsam drehenden Förderorgan staut sich das Granulat auf. Die Drehgeschwindigkeit der Zellradschleuse wird über einen Signalgeber oberhalb des Messgerätes im Rohr geregelt um eine konstante Aufstauhöhe zu gewährleisten. Bei dieser Methode rutscht das Granulat langsam an einem transparenten Messfenster im Rohr, an das ein Messgerät des Typs Hunterlab XE angeschlossen ist, vorbei. Dieses Messgerät generiert alle 12 Sekunden ein Spektrum, aus dem der angeschlossene Rechner L,a,b-Werte errechnet. Zu einem gewissen Zeitpunkt wird dem Messgerät mitgeteilt, dass die folgenden Messungen den „STANDART" für diese Produktion festlegen. Danach wird zusätzlich zu den L,a,b-Werten auch noch dE generiert.These batches are coated at a dosage of 0.32 wt% (0.05% blue batch) and 0.15 wt% (0.02% red violet batch). added to the resulting granules. The two Farbbatche are intimately mixed together with Luran 368 R natural granules and Luran 368 R - natural melt in an extruder in the melt and this mixture discharged through a nozzle head and granulated. The resulting transparent colored granules slip through gravity through a pipe system to a rotary valve. The granules accumulate on this slowly rotating conveyor. The rotary speed of the rotary valve is controlled via a signal generator above the measuring device in the pipe to ensure a constant accumulation height. With this method, the granulate slowly slips past a transparent measuring window in the pipe to which a Hunterlab XE gauge is connected. This meter generates a spectrum every 12 seconds from which the connected computer calculates L, a, b values. At some point in time, the meter is informed that the following measurements will set the "STANDART" for that production, after which dE will be generated in addition to the L, a, b values.
Figur 2 zeigt die Messgenauigkeit des Farbmessgerätes von Messung zu Messung im Granulatfluss. Man erkennt eine Genauigkeit von dE 0,05-0,3 von Messung zu Messung.FIG. 2 shows the measuring accuracy of the color measuring device from measurement to measurement in the granulate flow. One recognizes an accuracy of dE 0.05-0.3 from measurement to measurement.
Zum Nachweis der Funktionsweise wird eine Waage (2) für 30 Sekunden abgestellt, um die Auswirkungen auf die Messwerte der Farbmessung festzustellen. Die Messfre- quenz beträgt 10 Messungen/min. Figur 3 zeigt die Änderung des dE-Wertes nach simuliertem Waagenausfall. Schon nach 18 Sekunden hat man eine Abweichung im dE von 2 Einheiten. Vorher wurde eine tolerierbare Abweichung von 1 ,5 Einheiten dE eingestellt. Da diese überschritten ist, schaltet die weiter unten befindliche Weiche (9) auf „off-spec-Ware" (11 ) bevor der Teil des gemessenen Granulatstromes dort ankommt. Somit ist eine 100 %-ige Ausschleusung der off-spec-Ware gegeben.To prove the operation, a balance (2) is turned off for 30 seconds to determine the effects on the color measurement readings. The measuring frequency is 10 measurements / min. FIG. 3 shows the change in the dE value after simulated scale failure. After only 18 seconds you have a deviation in the dE of 2 units. Previously, a tolerable deviation of 1, 5 units dE was set. Since this has been exceeded, the switch (9) located further down switches to "off-spec goods" (11) before the part of the measured granulate flow arrives there, thus providing a 100% discharge of the off-spec goods.
Die Farbabweichung kann auch durch die einhergehende Änderung des a oder b- Wertes im Lab Farbraum detektiert werden. Figur 4 zeigt die Abweichung der Farbe bei Waagenausfall gemessen an b-Wert im Lab Farbraum. Schon nach wenigen Sekun- den weicht der Messwert um mehrere Einheiten von dem statistischen Mittelwert ab.The color deviation can also be detected by the accompanying change of the a or b value in the Lab color space. FIG. 4 shows the deviation of the color in the case of balance failure measured at the b value in the lab color space. After only a few seconds, the measured value deviates by several units from the statistical mean value.
Zur Farbeinstellung wird der Farbort des eingefärbten Granulats bestimmt. Figur 5 zeigt die Änderung des Farbortes in der a-b-Farb-Ebene nach Korrektur der Dosiereinrichtungen (2) der Farbbatche; in Figur 5 werden die Einzelmesswerte in der a-b- Farbebene gezeigt. Eine Dosieränderung führt zu einer Farbortänderung. Nach Vergleich mit dem Sollwert werden die zudosierten Farbbatch-Mengen der Dosiereinrichtungen entsprechend geändert und der resultierende Farbort mit dem Soll-Wert verglichen. Beispiel 2 (Figur 6):For color adjustment, the color location of the colored granules is determined. FIG. 5 shows the change of the color locus in the ab color plane after correction of the metering devices (2) of the color plate; FIG. 5 shows the individual measured values in the color plane. A dosing change leads to a color change. After comparison with the desired value, the metered color batch quantities of the metering devices are changed accordingly and the resulting color location is compared with the desired value. Example 2 (FIG. 6):
Als Aufstauorgan wird eine Vibrationsrinne (13) verwendet. Diese zweigt einen Teilstrom des Granulates zur Farbmessung ab. In diesem Fall wird auch durch überlau- fendes Granulat am oberen T-Stück unter Umständen leicht von der Farbspezifikation abweichendes Material direkt der weiteren Förderung zugeführt. Deshalb eignet sich dieser Aufbau mehr zur Bestimmung von langfristigen Farbabweichungen als momentanen Ausfall von Farbdosiereinrichtungen.As Aufstauorgan a vibrating trough (13) is used. This branches off a partial flow of the granules for color measurement. In this case, material that differs slightly from the color specification may also be fed directly to the further feed by overlaying granules at the upper T-piece. Therefore, this structure is more suitable for determining long-term color deviations than current failure of Farbdosiereinrichtungen.
Beispiel 3 (Figur 1 ):Example 3 (FIG. 1):
In diesem Fall ist das Aufstauorgan (8) eine Klappe im Granulatrohr.In this case, the Aufstauorgan (8) is a flap in the granule tube.
Folgender Ablauf findet statt: • Klappe schließt sichThe following sequence takes place: • The flap closes
• Granulat staut sich im Rohr an• Granules accumulate in the pipe
• Messung des Füllzustandes des Rohres über Max-Stand-Messung• Measurement of the filling condition of the pipe via max-level measurement
• Bei Erreichen des Max-Standes: Auslösen der Messung• When reaching the max level: triggering the measurement
• Auswertung der Messung bez. Abweichung von vorgegebenen dE-Werten • Je nach Messergebnis Schalten der unteren Weiche auf „off-spec" oder „on- spec" Ware.• Evaluation of the measurement bez. Deviation from specified dE values • Depending on the measurement result, switch the lower switch to "off-spec" or "on-spec" goods.
• Öffnen der Klappe• Opening the flap
• Leerlaufen des angestauten Granulates• emptying of the accumulated granulate
• Nach definierter Zeit nach Öffnen der Klappe oder Detektion von Min-Alarm er- neutes Schalten der Klappe auf „zu-Stellung"• After a defined time after opening the flap or detecting a min alarm, the flap is switched to the "closed position" again
• Zyklus beginnt erneut.• Cycle starts again.
Beispiel 4 (Figur 1 ):Example 4 (Figure 1):
In dieser Ausführungsform wird die Einheit zum geregelten Aufstauen des Granulatflusses (8) dadurch realisiert, dass im Ablaufrohr nach der Granuliereinheit ein „Wehr" angebracht wird, das das Granulat davor anstaut. Erreicht die Granulathöhe die Wehrhöhe wird das Granulat darüber hinwegfließen. Da das Rohr nicht vollständig gefüllt ist, schwankt die durchstrahlte Schichtdicke mehr als in Beispiel 1 und 2. Die Abweichung von Messwert zu Messwert ist entsprechend größer. Figur 7 zeigt die Schwankung von Messwert zu Messwert in Beispiel 4. In this embodiment, the unit for controlled damming of the granular flow (8) is realized by installing a "weir" in the drainpipe after the granulating unit which accumulates the granules in front of it.The height of the granules reaches the weir height and the granules will flow over it is not completely filled, the irradiated layer thickness fluctuates more than in Examples 1 and 2. The deviation from measured value to measured value is correspondingly greater Figure 7 shows the fluctuation from measured value to measured value in Example 4.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Messung der Farbeigenschaften eines Granulats in einem bewegten1. A method for measuring the color properties of a granulate in a moving
Granulatstrom, umfassend die folgenden Schritte:Granule stream comprising the following steps:
(A) Erzeugen einer stationären oder sich bewegenden Granulatschicht aus wenigstens einem Teil des bewegten Granulatstroms mit einheitlicher Schichtdicke,(A) producing a stationary or moving granular layer of at least a portion of the moving granular stream having a uniform layer thickness,
(B) Messung der Farbeigenschaften an der in Schritt (A) erzeugten Granulat- schicht und(B) Measurement of the color properties of the granule layer produced in step (A) and
(C) gegebenenfalls Rückführen des Teils des Granulatstroms, aus dem die Granulatschicht in Schritt (A) erzeugt worden ist, in den Granulatstrom und gegebenenfalls Fortsetzen der Bewegung des Granulatstroms.(C) optionally recycling the portion of the granular stream from which the granule layer has been produced in step (A) into the granular stream and optionally continuing the movement of the granular stream.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat transparent ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the granules are transparent.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Granulat wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff enthält.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the granules used contains at least one thermoplastic material.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyoxymethylenhomo- und Copolymerisaten, Polycarbonaten, Polyestern, Polymethacrylaten und Copo- lymerisaten auf Basis Methylmethacrylat, Polyamiden, Homo- und Copolymerisa- ten von Olefinen, Polyetherketonen, Polyethersulfonen, Polyarylensulfiden, thermoplastischen Polyurethanen, kristallinen Polyarylaten, Polyacrylaten, linearen Po- lyimiden, Polybenzimidazolen, Polyhydantoinen, Polypyrrolen, Polyphosphazenen, Siliconen, Methylacrylat-Acrylat-Styrol-Polymerisaten, Acrylnitril-Butadien-Styrol- Polymerisaten (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Polymerisaten (ASA), Methacry- lat-Butadien-Styrol-Polymerisaten (MBS), Schlagfestem Polystyrol (HIPS), Polystyrol (PS) bzw. Copolymerisaten aus substituierten Styrolen, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyacrylnitril (PAN), Polymethacrylimid, Styrol-Acrylnitril-Polymerisaten, Copolymerisaten substituierter Styrole und/oder Acrylnitrilverbindungen, alpha- Methylstyrol-Acrylnitril-Polymeren, aromatischen Polyestercarbonaten, halogenier- ten Polymeren wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyphenylenether und4. The method according to claim 3, characterized in that the thermoplastic material is selected from the group consisting of Polyoxymethylenhomo- and copolymers, polycarbonates, polyesters, polymethacrylates and copolymers copolymers based on methyl methacrylate, polyamides, homo- and copolymers of olefins, Polyether ketones, polyether sulfones, polyarylene sulfides, thermoplastic polyurethanes, crystalline polyarylates, polyacrylates, linear polyimides, polybenzimidazoles, polyhydantoins, polypyrroles, polyphosphazenes, silicones, methyl acrylate-acrylate-styrene polymers, acrylonitrile-butadiene-styrene polymers (ABS), acrylonitrile Styrene-acrylic ester polymers (ASA), methacrylate-butadiene-styrene polymers (MBS), impact-resistant polystyrene (HIPS), polystyrene (PS) or copolymers of substituted styrenes, polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylonitrile (PAN), polymethacrylimide , Styrene-acrylonitrile polymers, copolymers substituted styrene and / or acrylonitrile compounds, alpha-methylstyrene-acrylonitrile polymers, aromatic polyestercarbonates, halogenated polymers such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyphenylene ethers and
Mischungen davon.Mixtures thereof.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt (A) erzeugte Schichtdicke 2 mm bis 150 mm beträgt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the layer thickness produced in step (A) is 2 mm to 150 mm.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine stationäre Granulatschicht ausgebildet wird, indem wenigstens ein Teil des bewegten Granulatstroms angehalten wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a stationary granule layer is formed by at least a portion of the agitated granular stream is stopped.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich bewegende Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke ausgebildet wird, indem Granulat durch geeignete Vorrichtungen angestaut wird.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a moving granular layer is formed with a uniform layer thickness by granules is accumulated by suitable devices.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an Schritt (C) der folgende Schritt (D) anschließt:8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that followed by step (C), the following step (D):
(D) Vergleich der in Schritt (B) gemessenen Farbeigenschaften des Granulats mit vorher festgelegten Farbeigenschaften.(D) Comparison of the measured in step (B) color properties of the granules with predetermined color properties.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung der gemessenen Farbeigenschaften von den vorher festgelegten Farbeigenschaften das betreffende Granulat aus dem Granulatstrom ausgeschleust wird.9. The method according to claim 8, characterized in that in a deviation of the measured color properties of the predetermined color properties, the granules in question is discharged from the granular stream.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung der gemessenen Farbeigenschaften von den vorher festgelegten Farbeigenschaften diese Abweichung durch Änderung der Farbdosierung bei der Herstellung des Granulats reduziert wird.10. The method according to claim 8, characterized in that at a deviation of the measured color properties of the predetermined color properties, this deviation is reduced by changing the color dosage in the production of the granules.
1 1. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.1 1. Apparatus for carrying out a method according to one of claims 1 to 10.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Einheit zur Erzeugung einer stationären oder sich bewegenden Granulatschicht mit einheitlicher Schichtdicke aus dem bewegten Granulatstrom und wenigstens eine Einheit zur Messung der Farbeigenschaften umfasst.12. The device according to claim 11, characterized in that it comprises at least one unit for generating a stationary or moving granular layer with a uniform layer thickness of the moving granular stream and at least one unit for measuring the color properties.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine Einheit zum Vergleichen der gemessenen Farbeigenschaften mit vorher festgelegten Farbeigenschaften aufweist.13. The apparatus of claim 1 1 or 12, characterized in that it comprises at least one unit for comparing the measured color properties with predetermined color properties.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine Einheit zu Ausschleusung eines Teils des Granulats aus dem Granulatstrom aufweist. 14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that it comprises at least one unit for discharge of a portion of the granules from the granular stream.
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