EX認証による可燃性粉塵環境における安全性とプロセス制御の強化 Rheonics 密度計と粘度計
可燃性粉塵は、食品加工、化学、鉱業などの業界全体で重大な爆発の危険をもたらします。
接着剤とシーラントは、建設、製造、メンテナンスのシステムの接合、保護、シーリングに広く使用されています。
この業界は、限られた原材料(石油の埋蔵量)と、合成化合物が人間の健康と環境に悪影響を与えるため、課題に直面しています。 接着剤の製造に使用される主要な原材料は、原油と石油化学製品から供給されています。 これらの製品の変動価格は、最近の参加者の収益性に影響を与えています。 業界のリーダーは、自動化、産業用モノのインターネット(IIoT)、シミュレーション技術などのより高度なテクノロジーの採用に向けて動いており、持続可能な生産や費用効果の高い運用のための広範な研究開発活動など、さまざまな戦略的イニシアチブに取り組んでいます。
さまざまな部門や産業では、プロセスの一部として接着剤を使用しています。
接着剤とシーラントの市場規模は58.9年に2019億米ドルと推定され、73.8年から2024年までのCAGRは4.6%で、2019年までに2024億米ドルに達すると予測されています( 市場と市場)。 紙および包装、建築および建設、木工、消費者/ DIY、自動車および輸送、皮革および履物、組立などのさまざまな用途での接着剤およびシーラントの使用の増加は、接着剤およびシーラント市場の成長を推進しています。
自動車および輸送セグメントは、軽量で効率的で環境に優しい車の需要の増加により、2019年から24年の間に価値の面で最高のCAGRで成長すると予想されます。 急成長しているインド、中国、韓国、マレーシア、ベトナム、台湾、インドネシアなど、この地域の他の国々での接着剤とシーラントの需要の高まりは、世界中の接着剤とシーラント市場の成長を加速させています。

現在、自動車分野やその他の製造業で、スポット溶接、機械的ファスナー、その他の従来の接合方法の代替品として、新しい高強度工業用接着剤が使用されています。 接着剤は、通常の機械的固定で達成される局所的な強度ポイントと比較して、より大きな表面積にわたってより均一な結合強度を含む、従来の固定技術と比較していくつかの主要な利点を提供します。 接着剤は、通常、その相を液体から固体に変えることにより、表面を結合するために使用されます。 これは、温度変化(ホットメルト接着剤)によって引き起こされることもありますが、他の場合、周囲条件(接着剤)で接着剤が固まることもあります(溶剤の蒸発や周囲の空気の湿度など)。
接着剤とシーラントは、基材を結合したり、ジョイントやギャップをシールしたりするために使用される複雑な配合です。 それらはさまざまな形で提供されますが、通常、高分子材料または硬化剤、界面活性剤、および溶媒を含む分散液です。 接着剤は反応性でも非反応性でもよい。 反応性接着剤の場合、接着はエポキシ樹脂と硬化剤などのXNUMXつ以上の反応性成分を混合することによって誘発されるか、UV放射、熱、水分などの外部刺激によって誘発されます。 非反応性接着剤の場合、接着は、たとえば圧力や溶媒蒸発などの物理的刺激によって引き起こされます。 シーラントの場合、主な機能はジョイントまたはギャップをシールし、水分、溶剤、またはガスがシステムまたはコンポーネントに出入りするのを防ぐことですが、多くのシーラントは複数の機能を持つことができます。
ほとんどの接着剤とシーラントは高分子材料で構成されているか、反応後に架橋高分子ネットワークを形成するモノマーまたはオリゴマーを含んでいます。 したがって、これらの成分の分子量と分子構造は、接着前後の材料特性にとって重要です。 多くの接着剤およびシーラント配合物は、分散ポリマー、またはコーキングの場合は分散固体を含むエマルジョンを含む二相系です。 どちらの場合も、粒子サイズと液滴サイズが製品の性能にとって重要になる可能性があります。
接着剤とシーラントを使用しようとする人は誰でも、正しい材料の選択と適切なプロセスの決定という手ごわい挑戦に直面します。 接着剤またはシーラントは、基材表面に流れてから、接合部に有害な内部応力を発生させることなく、流動可能な液体から構造上の固体に変化する必要があります。 発生する接着剤またはシーラントの問題の多くは、材料やジョイントの設計の選択が悪いためではなく、適切なプロセス制御がほとんどない欠陥のある生産技術に直接関係しています。
製造プロセスを設定する際に考慮すべき接着剤とシーラントには多くの種類があります。 粘度を慎重に検討することで、製品の設計とその製造に必要な製造プロセスの両方に適切な材料を選択できます。
現代の接着剤は、多くの場合、特殊な機能を果たすコンポーネントの複雑な配合です。 有用な接着結合およびシーリングシステムへの原材料の配合は、それ自体が幅広い技術分野です。 接着剤とシーラントは、さまざまな形で製造できます。XNUMX液およびXNUMX液、溶剤ベースの溶液、水ベースのエマルジョン、支持または非支持フィルム、予備成形ペレットまたは成形押出物、および他の多くの形態。 このさまざまな配合の可能性と最終用途の形態は、接着剤とシーラントの開発の高度な状態を示しています。
粘度(およびレオロジー)は、接着剤の製造および加工における最も重要なパラメーターのXNUMXつです。 さらに入ってくる材料は、使用前に粘度テストを行う必要があります(たとえば、投与システムで)。 接着剤の粘度を制御するために、さまざまな溶媒、可溶性剤、樹脂粉末、または不活性フィラーを使用できます。 接着剤系の粘度は、用途と操作環境に応じて増減する必要があります。
一部の接着剤の低速で重要な処理要件は、特に大量生産作業において大きな欠点となります。 接着剤に複数の成分がある場合、部品を慎重に計量して混合する必要があります。 設定操作には、多くの場合、熱と圧力が必要です。 設定時間が長いため、組み立てに治具や治具が必要になります。 接着特性は硬化パラメータと表面処理に依存するため、厳密なプロセス制御も必要です。 品質管理のための完成したジョイントの検査は非常に困難です。 これには、均一な品質を確保するために、ボンディングプロセス全体を厳密に制御する必要もあります。 非破壊検査技術では、関節強度を定量的に予測することはできません。
接着剤およびシーラント業界では、いくつかの理由からテストが非常に重要な機能です。 接着剤、基材、および接合部の設計のパラメーターのみに基づいて接合部の特性を確実に予測することはできません。 接着剤の粘度は、製品をどれだけ簡単に表面に押し出したり広げたりできるかを示します。 液体の硬化速度と表面張力とともに、接着剤の濡れ特性に関連する情報と、接着剤の年齢と配合に関する情報を明らかにします。 自由流動性の接着剤またはシーラントの粘度測定は、通常、ASTM D 1084に記載されている以下のいずれかの方法に基づいています。接着剤およびシーラントのテストはさまざまな理由で行われます。 次のいずれかに使用されます。
接着剤とシーラントのテストには、基本的な特性テストと最終用途テストのXNUMXつの一般的なカテゴリがあります。 粘度テストなどの基本的な特性テストは、通常、ジョイントシステムが特定の用途に適していることが確認されたら、入ってくる接着剤または基材の一貫性を評価するために使用されます。 多くの場合、基本的なプロパティテストは、失敗または説明のつかない出来事が発生した後に行われ、入ってくる材料の変更が原因である可能性があるかどうかを判断します。 接着剤およびシーラントの多くの標準テストは、米国材料試験協会(ASTM)および米国国防総省や自動車技術者協会などの他の専門組織によって指定されています。
入荷する材料の品質管理: また、入ってくるバルク製品を社内で基本特性をテストする必要があります。 これらの検査は通常、色、粘度、固形分、ガロンあたりの重量、ポットライフ、オープンタイム、フローなどの物理的および化学的特性の評価で構成されます。 非常に高い割合の欠陥は、不十分な出来映えまたは接着に関する理解不足に起因する可能性があります。 仕様は、品質管理プログラムに必要な部分です。 仕様とは、単に、使用を受け入れるために接着剤、シーラント、またはプロセスが満たさなければならない要件のステートメントです。
接着剤は単一成分でも構いませんが、多くの場合、樹脂と硬化剤のXNUMXつの成分で構成されています。 すべてのコンポーネントと混合製品を個別に粘度テストする必要があります。 接着剤およびシーラントの基本的な材料特性を特徴付ける標準的なテストの一部は次のとおりです。
これらの新しい工業用接着剤は、自動車と一般的な製造の両方の目的で使用される場合、さまざまな接着剤デリバリーシステムを使用して塗布されます。 これらは、完全にロボット化された塗布システム(プライミングされていないボディパネルやフロントガラスなどのワークピースに正確で一貫して測定された接着剤のビードを迅速に塗布する)から、工場労働者がパネルや部品に接着剤を手動で塗布するために使用するガンベースのアプリケーターシステムにまで及びます。生産ラインの組み立て中。 適用中の材料のより一貫した流れとビードを達成するために、流体粘度調整器をポンプの下流に追加することができます。
レオロジーと粘度は、シーラントと接着剤に関連する最も重要な特性の一部であり、塗布するために液体のような特性を示す必要があります(流動する必要があります)が、基材に付着または結合するのに十分な「タック」も必要です。粘弾性特性の影響を受けます。 適用されると、ほとんどの材料は、堅牢なシールまたは接着剤結合を形成するために液固転移を起こすように設計されます。 低粘度の接着剤の場合、接着面に浸透し、接着ギャップに流れ込むために粘度が重要です。 高粘度の接着剤の場合、大きなギャップを埋め、表面の小さなギャップや細孔に流れ込むのを防ぐために、正しい粘度が必要です。
粘度は、流動特性の測定値であり、その制御は、接着剤とシーラントの供給ステップの最も重要な操作のXNUMXつです。 スラリー粘度がいかに重要であるかのキーポイント:
均一な塗布プロセスを持ち、材料を無駄にせず、エネルギー使用量を最適化するために、粘度が自動的に実質的に一定の値に調整されることが非常に望ましい。 リアルタイムのインライン粘度監視と制御 に不可欠です パフォーマンスを改善し、コストを削減 接着剤とシーラントのほぼすべての調合と配送プロセスで。 プロセスオペレーターは、粘度と温度を監視する粘度計の必要性を認識しており、一貫性を確保して故障を減らすために、主要なプロセス変数として温度補正粘度を使用できます。
接着剤とシーラントの準備、テスト、および塗布における粘度管理の幅広く重要な利点:
接着剤およびシーラントの塗布において、高品質で欠陥のない塗布を一貫して保証するために、プロセスストリーム全体にわたる粘度の変化をリアルタイムで監視します。絶対値を単純に測定するのではなく、ベースラインからの測定を行い、混合成分を調整し、温度を補正することで粘度を調整することで、プロセスを規定の制限内に維持します。継続的なオンライン粘度監視により、調製と供給をより効果的に制御でき、最終製品の冶金特性を大幅に向上させることができます。
接着剤およびシーラント市場のオペレーターは、粘度を監視する必要性を認識していますが、実験室の外でその測定を行うことは、長年にわたってプロセスエンジニアや品質部門に挑戦してきました。 既存の実験室用粘度計は、粘度が温度、せん断速度、およびインラインとはオフラインで大きく異なるその他の変数の影響を直接受けるため、プロセス環境ではほとんど価値がありません。 配合物の粘度を制御する従来の方法は、粘度の広い変動が許容される用途においてさえ不十分であることが証明されている。
従来、オペレーターはZahnフローカップを使用してスラリーの粘度を測定していました。 測定値は、カップの容積がカップの底の穴を流れる時間として報告されます。 テストのエンドポイントは、テストごとに一貫するように選択する必要があります。 この手順は面倒で時間がかかります。 経験豊富なオペレーターであっても、不正確で一貫性がなく、再現性がありません。 連続鋳造プロセスでは、間隔サンプリングにより過度の遅延が発生します。 の粘度はリアルタイムで調整できません。 また、製剤を含むさまざまな容器が開いています。 周囲温度、湿度、および温度、乾燥気候などのその他の要因の変化により、溶媒は揮発性である可能性が高いため、カップベースの粘度測定技術は無効になります。
一部の企業では、熱管理システムを使用して、アプリケーションのポイントを決定された最適温度に保ち、インクの粘度を一定に保ちます。 しかし、粘度に影響を与える要因は温度だけではありません。 せん断速度、流動条件、圧力、その他の変数も粘度の変化に影響を与える可能性があります。 温度制御システムは、設置時間が長く、設置面積も大きくなります。
従来の振動式粘度計はアンバランスであり、取り付け力の大きな影響を避けるために大きな質量を必要とします。
自動化されたインライン粘度測定および制御は、配合および塗布粘度を制御するために非常に重要です。 Rheonics は、コーティングプロセスのプロセス制御と最適化のために、平衡型ねじり共振器に基づいた次のソリューションを提供します。
センサーは密閉されているため、パフォーマンスは乱流や流体の不均一性の影響を受けません。 SRVまたはSRDによる自動オンライン粘度測定により、サンプル採取とラボ技術のばらつきがなくなります。 センサーは、コーティングバケットまたはコーティングがアプリケーターにポンプで送られるラインのいずれかに設置され、配合されたシステムの粘度(およびSRDの場合は密度)を継続的に測定します。 アプリケーションの一貫性は、リアルタイムの粘度と温度測定に基づくプロセスコントローラーを介した投与システムの自動化によって実現されます。 コーティングプロセスラインでSRV / SRDを使用すると、転送効率が向上し、生産性、利益率、環境/規制の目標が向上します。 センサーは、簡単なOEMおよび後付け設置のためのコンパクトなフォームファクターを備えています。 メンテナンスや再構成は必要ありません。 センサーは、特別なチャンバー、ゴム製シール、または機械的保護を必要とせずに、取り付け方法や取り付け場所に関係なく、正確で再現性のある結果を提供します。 SRVとSRDは消耗品を使用しないため、メンテナンスなしで非常に簡単に操作できます。
RheonicsSRV と SRD は非常に小さなフォームファクターを備えており、簡単な OEM および後付け設置が可能です。 これらにより、あらゆるプロセス ストリームに簡単に統合できます。 掃除が簡単で、メンテナンスや再構成は必要ありません。 設置面積が小さいため、インクラインへのインライン設置が可能となり、印刷機やインクカートに追加のスペースやアダプターが必要になることがなくなります。

Rheonics SRV と SRD は独自の特許取得済みの同軸共振器を使用しており、センサーの両端が反対方向にねじれ、取り付け時の反動トルクが相殺されるため、取り付け条件やインク流量の影響をまったく受けなくなります。 これらのセンサーは定期的な移転に簡単に対応できます。 センサー素子は流体中に直接設置され、特別なハウジングや保護ケージは必要ありません。
電子機器の交換や再プログラミングを行わずにセンサーを交換し、ファームウェアの更新や校正係数の変更を行わずにセンサーと電子機器の両方をドロップイン交換します。 取り付け簡単。 インクラインフィッティングの ¾ インチ NPT ネジにねじ込みます。 チャンバーはありません。 O-ring シールまたはガスケット。 掃除や点検のために簡単に取り外すことができます。 SRV はフランジ付きで利用可能 tri-clamp 簡単な取り付けと取り外しのための接続。
通常動作時の消費電流が24 A未満の0.1V DC電源
超高速で堅牢なエレクトロニクスを包括的な計算モデルと組み合わせることで、 Rheonics 業界で最も高速かつ最も正確なデバイスの XNUMX つです。 SRV および SRD は、リアルタイムで正確な粘度 (SRD の場合は密度) を毎秒測定し、流量の変動の影響を受けません。
Rheonics' 機器は、最も困難な条件で測定を行うように設計されています。 SRV は、インラインプロセス粘度計市場で最も広い動作範囲を備えています。
Rheonics' SRD は、粘度、密度、温度測定用のXNUMXつの異なる機器に代わるユニークな製品です。 XNUMXつの異なる機器を同じ場所に配置することの難しさを排除し、最も過酷な条件で非常に正確で再現性のある測定を実現します。
プロセスラインにSRV / SRDを統合し、印刷プロセス全体で色の一貫性を確保します。 色のばらつきを気にせずに一定の色を実現します。 SRV(およびSRD)は、粘度(およびSRDの場合は密度)を常に監視および制御し、高価な顔料および溶剤の過剰使用を防ぎます。 信頼性の高い自動インク供給により、印刷機の稼働がより速くなり、オペレーターの時間を節約できます。 SRVを使用して印刷プロセスを最適化し、拒否率、廃棄物、顧客からの苦情、印刷機の停止、材料コストの削減を実現します。 そして最後に、それはより良い収益とより良い環境に貢献します!
SRV(およびSRD)は、洗浄段階における溶剤の粘度(および密度)を監視することで、インクラインの洗浄状況を監視します。センサーは微細な残留物も検出するため、オペレーターはラインが目的通りに洗浄されているかどうかを判断できます。また、SRVは自動洗浄システムに情報を提供し、各工程間での完全かつ再現性の高い洗浄を実現します。
洗練された特許取得済みの第 3 世代電子機器がこれらのセンサーを駆動し、その応答を評価します。 SRV および SRD は、¾ インチ NPT や 1 インチなどの業界標準プロセス接続で利用可能です Tri-clamp オペレーターがプロセスラインの既存の温度センサーを SRV/SRD に置き換えることで、内蔵 Pt1000 (DIN EN 60751 クラス AA、A、B が利用可能) を使用した正確な温度測定に加えて、粘度などの非常に価値のある実用的なプロセス流体情報が得られます。 。
防爆型トランスミッターハウジングと小型フォームファクターのDINレールマウントの両方で利用可能なセンサー電子機器は、プロセスパイプラインおよび機械の機器キャビネット内に簡単に統合できます。


センサーエレクトロニクスに実装された複数のアナログおよびデジタル通信方法により、産業用PLCおよび制御システムへの接続が簡単かつ簡単になります。

Rheonics は、危険な環境での使用向けに ATEX および IECEx によって認定された本質安全防爆センサーを提供します。 これらのセンサーは、爆発の可能性のある雰囲気での使用を目的とした機器および保護システムの設計および構造に関する重要な健康および安全要件に準拠しています。
本質安全防爆認証は、 Rheonics また、既存のセンサーのカスタマイズも可能になり、お客様は代替品の特定とテストにかかる時間とコストを回避できます。 カスタム センサーは、XNUMX つのユニットから最大数千のユニットを必要とするアプリケーションに提供できます。 リードタイムは数か月ではなく数週間です。


プロセスストリームにセンサーを直接インストールして、リアルタイムの粘度と密度の測定を行います。 バイパスラインは不要です。センサーをインラインに浸すことができ、流量と振動は測定の安定性と精度に影響しません。 流体に対して繰り返し、連続した一貫したテストを提供することにより、混合性能を最適化します。
Rheonics 革新的な流体検知・監視システムを設計、製造、販売しています。スイスで精密に製造され、 Rheonicsインライン粘度計は、アプリケーションで要求される感度と、過酷な動作環境で生き残るために必要な信頼性を備えています。 悪流条件下でも安定した結果が得られます。 圧力損失や流量の影響を受けません。 実験室での品質管理測定にも同様に適しています。