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Überwachung und Kontrolle der Viskosität bei der Formulierung, Prüfung und Anwendung von Kleb- und Dichtstoffen

Einführung

Klebstoffe und Dichtungsmassen werden häufig zum Verbinden, Schützen und Abdichten von Systemen in Konstruktion, Herstellung und Wartung eingesetzt.

Diese Branche steht aufgrund der begrenzten Rohstoffe (Ölreserven) und der negativen Auswirkungen synthetischer Verbindungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor Herausforderungen. Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Klebstoffen stammen aus Rohöl und Petrochemikalien. Die volatilen Preise dieser Produkte haben in der jüngeren Vergangenheit die Rentabilität der Teilnehmer beeinträchtigt. Branchenführer streben die Einführung fortschrittlicherer Technologien wie Automatisierung, industrielles Internet der Dinge (IIoT) und Simulationstechniken an und ergreifen verschiedene strategische Initiativen, wie beispielsweise umfangreiche F & E-Aktivitäten für eine nachhaltige Produktion und kostengünstige Abläufe.

Industrielle Anwendungen und Markteinblicke von Kleb- und Dichtstoffen

In verschiedenen Branchen und Industrien werden Klebstoffe als Teil ihrer Prozesse eingesetzt.

  • Klebstoffe als Verschlusssystem in der Verpackungsindustrie,
  • Klebstoffe als System zum Bau komplexer Strukturen wie Wolkenkratzer, Flugzeuge, Züge oder Busse.
  • Kfz-Montage (Verkleben von Teppichen, Armaturenbrettern, Sitzen usw.),
  • allgemeine Herstellung wie die Bildschirme von iPhones kleben,
  • Elektronikfertigung, Solarzellenfertigung,
  • Herstellung von Fenstern und Türen.

Die Marktgröße für Kleb- und Dichtstoffe wird 58.9 auf 2019 Mrd. USD geschätzt und bis 73.8 auf 2024 Mrd. USD bei einer jährlichen Wachstumsrate von 4.6% von 2019 bis 2024 (Projekte bis) geschätzt Märkte und Märkte). Die zunehmende Verwendung von Kleb- und Dichtstoffen in verschiedenen Anwendungen wie Papier und Verpackung, Bauwesen, Holzverarbeitung, Verbraucher- / Heimwerker-, Automobil- und Transportwesen, Leder und Schuhe, Montage und anderen treibt das Wachstum des Marktes für Kleb- und Dichtstoffe voran.

Das Automobil- und Transportsegment wird voraussichtlich im Zeitraum 2019-24 aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach leichten, effizienten und umweltfreundlichen Autos mit der höchsten CAGR in Bezug auf den Wert wachsen. Die steigende Nachfrage nach Kleb- und Dichtstoffen unter anderem in Indien, China, Südkorea, Malaysia, Vietnam, Taiwan, Indonesien und anderen Ländern der Region beschleunigt das Wachstum des weltweiten Marktes für Kleb- und Dichtstoffe.

Viskosität und Rheologie von Dichtungs- und Klebstoffen bei Formulierung, Prüfung und Anwendung

Anwendung

Eine neue Reihe von hochfesten Industrieklebstoffen wird jetzt im Automobilbereich und in anderen Fertigungsbetrieben als Ersatz für Punktschweißen, mechanische Verbindungselemente und andere traditionelle Verbindungsverfahren eingesetzt. Klebstoffe bieten im Vergleich zu herkömmlichen Befestigungstechniken mehrere Hauptvorteile, einschließlich einer gleichmäßigeren Bindungsfestigkeit über eine größere Oberfläche im Vergleich zu den örtlich begrenzten Festigkeitspunkten, die typischerweise bei der mechanischen Befestigung erzielt werden. Klebstoffe werden zum Verbinden von Oberflächen verwendet, typischerweise durch Ändern ihrer Phase von flüssig zu fest. Manchmal wird dies durch eine Temperaturänderung ausgelöst (Schmelzklebstoffe), in anderen Fällen härtet der Klebstoff bei Umgebungsbedingungen aus (Kontaktklebstoffe), z. B. aufgrund der Verdunstung des Lösungsmittels oder aufgrund der Feuchtigkeit der Umgebungsluft.

Zusammensetzung

Klebstoffe und Dichtungsmittel sind komplexe Formulierungen, die zum Binden von Substraten oder zum Abdichten von Fugen oder Spalten verwendet werden. Sie kommen in verschiedenen Formen vor, sind jedoch üblicherweise Dispersionen, die polymere Materialien oder Härter, Tenside und Lösungsmittel enthalten. Klebstoffe können reaktiv oder nicht reaktiv sein. Bei reaktiven Klebstoffen kann die Haftung durch Mischen von zwei oder mehr reaktiven Komponenten wie Epoxidharz und Härter oder durch äußere Reize wie UV-Strahlung, Wärme oder Feuchtigkeit induziert werden. Bei nicht reaktiven Klebstoffen wird die Haftung durch physikalische Reize wie zum Beispiel Druck oder Lösungsmittelverdunstung induziert. Im Falle eines Dichtungsmittels besteht die Hauptfunktion darin, Fugen oder Spalte abzudichten und zu verhindern, dass Feuchtigkeit, Lösungsmittel oder Gase in ein System oder eine Komponente eindringen oder aus ihnen austreten, obwohl viele Dichtungsmittel mehrere Funktionen haben können.

Die meisten Kleb- und Dichtstoffe bestehen aus Polymermaterialien oder enthalten Monomere oder Oligomere, die nach der Reaktion ein vernetztes polymeres Netzwerk bilden. Folglich sind das Molekulargewicht und die Molekülstruktur dieser Komponenten sowohl vor als auch nach dem Anhaften entscheidend für die Materialeigenschaften. Viele Kleb- und Dichtstoffformulierungen sind Zweiphasensysteme, die Emulsionen enthalten, die dispergiertes Polymer oder dispergierte Feststoffe im Fall von Abdichten enthalten. In beiden Fällen können Partikelgröße und Tröpfchengröße für die Produktleistung entscheidend sein.

Wer Kleb- und Dichtstoffe einsetzen will, steht vor der großen Herausforderung, die richtigen Werkstoffe auszuwählen und die richtigen Prozesse zu bestimmen. Das Kleb- oder Dichtmittel muss auf die Untergrundoberfläche fließen und dann von einer fließfähigen Flüssigkeit in einen strukturellen Feststoff übergehen, ohne schädliche innere Spannungen in der Fuge zu erzeugen. Viele der auftretenden Probleme mit Kleb- oder Dichtstoffen beruhen nicht auf einer schlechten Materialauswahl oder Fugengestaltung, sondern hängen direkt mit fehlerhaften Produktionstechniken zusammen, denen meist eine geeignete Prozesssteuerung fehlt.

Warum ist die Viskositätsmessung bei der Herstellung der Formulierungen wichtig?

Es gibt viele Arten von Kleb- und Dichtstoffen, die beim Einrichten eines Herstellungsprozesses berücksichtigt werden müssen. Die sorgfältige Berücksichtigung der Viskosität hilft bei der Auswahl des richtigen Materials sowohl für das Design des Produkts als auch für den Herstellungsprozess, der für dessen Herstellung erforderlich ist.

Moderne Klebstoffe sind oft komplexe Formulierungen von Bauteilen, die spezielle Funktionen erfüllen. Die Formulierung von Rohstoffen zu brauchbaren Kleb- und Dichtsystemen ist selbst ein breites Technologiefeld. Klebstoffe und Dichtungsmassen können in verschiedenen Formen hergestellt werden: ein- und zweiteilige Flüssigkeiten, lösungsmittelbasierte Lösungen, Emulsionen auf Wasserbasis, trägergebundene oder nicht trägergebundene Filme, vorgeformte Pellets oder geformte Extrusionen und zahlreiche andere Formen. Diese Vielzahl von Formulierungsmöglichkeiten und Anwendungsformen sind ein Hinweis auf den fortgeschrittenen Entwicklungsstand von Kleb- und Dichtstoffen.

Die Viskosität (und Rheologie) ist einer der wichtigsten Parameter bei der Herstellung und Verarbeitung von Klebstoffen. Weiteres einlaufendes Material muss vor dem Einsatz auf Viskosität geprüft werden (z. B. in einem Dosiersystem). Verschiedene Lösungsmittel, lösliche Mittel, Harzpulver oder inerte Füllstoffe können verwendet werden, um die Viskosität des Klebstoffs zu steuern. Die Viskosität von Klebstoffsystemen muss je nach Anwendung und Betriebsumgebung möglicherweise erhöht oder verringert werden.

  • Die Viskositätskontrolle ist eine Methode, die üblicherweise zur Aufrechterhaltung einer konsistenten Dicke von Produkt und Verbindungslinie angewendet wird. Verdickungsmittel und Thixotropiermittel werden verwendet, um eine angemessene Dicke der Klebelinie durch Viskositätseinstellung aufrechtzuerhalten.
  • Durchflusseigenschaften können durch Einarbeitung von geregelt werden Füllstoffedurch die Verwendung von Gelegen oder gewebten Bändern als "innere Unterlegscheiben" innerhalb des Klebstoffs selbst oder durch die sorgfältige Regulierung des Aushärtungszyklus. Füllstoffe werden eingearbeitet, um die Viskosität der Klebstoffe sowie andere Eigenschaften zu steuern.
  • Lufteinschlüsse können insbesondere bei kleinen Anwendungen zu Fehlern führen. Das Entfernen von Luft aus einem System vor dem Auftragen kann ein notwendiger Verarbeitungsschritt sein. Luftspalte könnten verhindern, dass sich der Klebstoff vollständig mit der Substratoberfläche verbindet, was zu einer verringerten Festigkeit führen kann. Verdünnungsmittel Reduzieren Sie die Viskosität und verkürzen Sie die Zeit, die die Klebstoffe benötigen, um den Untergrund effektiv zu benetzen. Die verringerte Viskosität unterstützt auch das Entfernen von eingeschlossener Luft und die Kapillarwirkung des Klebstoffs beim Füllen von Poren und Hohlräumen, die sich möglicherweise auf der Substratoberfläche befinden. Die Zugabe von Verdünnungsmitteln, insbesondere nicht umgesetzten flüssigen Harzen, führt jedoch gewöhnlich zu einer verringerten Vernetzungsdichte, was wiederum zu einer verringerten Hochtemperaturfestigkeit und einer geringeren Umweltbeständigkeit führen kann.
  • Mischungsverhältnis Bei vielen zweiteiligen Materialien kann dies ein großes Problem sein. Einige Systeme reagieren sehr empfindlich auf geringfügige Änderungen des Mischungsverhältnisses. Viele Materialien sind stöchiometrisch ausgeglichen, und ein Mischungsverhältnis kann dazu führen, dass das Material unregelmäßig aushärtet und / oder nicht seine optimale Leistung erbringt. Einige Materialien, die für das Mischungsverhältnis nicht so empfindlich sind, können geringfügig unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wenn das Verhältnis variiert wird. Materialien, die mit einem Off-Ratio-Mix aushärten, können leicht unterschiedliche Endhärten und Zugfestigkeiten aufweisen, was sich auf die Endleistung auswirkt. Eine alternative Lösung zur Erfüllung strenger Anforderungen an das Mischungsverhältnis könnte darin bestehen, die Viskosität während des Mischvorgangs kontinuierlich zu überwachen und die Mengen verschiedener Komponenten / Materialien in Abhängigkeit von den gewünschten Fließeigenschaften zu regeln.
  • Das Mischen von zweiteiligen Klebstoffen ist eine grundlegende Prozessfunktion, die jedoch für das ordnungsgemäße Funktionieren dieser Klebstoffe unerlässlich ist. Eine unzureichende Mischung kann zu einer partiellen chemischen Reaktion führen, die zu einer partiellen Aushärtung führt. Ein unzureichend ausgehärtetes Material führt höchstwahrscheinlich zu einer schlechten Klebkraft und geringeren physikalischen Eigenschaften. Auch das Mischen des Originalbehälters kann sehr wichtig sein. Füllstoffe oder andere Bestandteile können sich absetzen. Gewährleistung einer homogene Mischung von jeder Komponente vor dem Mischen (für zwei Teile) ist entscheidend, um maximale Eigenschaften zu erreichen. Viskositätsmessungen an mehreren Punkten in der Mischung können dabei helfen, die Homogenität auf das gewünschte Niveau für die Anwendung zu überwachen und zu regulieren.

Langsame und kritische Verarbeitungsanforderungen einiger Klebstoffe können insbesondere bei Produktionsvorgängen mit hohen Stückzahlen ein großer Nachteil sein. Wenn der Klebstoff aus mehreren Komponenten besteht, müssen die Teile sorgfältig gewogen und gemischt werden. Der Einstellvorgang erfordert oft Wärme und Druck. Eine längere Abbindezeit macht Vorrichtungen und Vorrichtungen für die Montage erforderlich. Auch starre Prozesskontrollen sind notwendig, da die Klebeeigenschaften von Aushärtungsparametern und Oberflächenvorbereitungen abhängen. Die Inspektion fertiger Fugen zur Qualitätskontrolle ist sehr schwierig. Dies erfordert auch eine strenge Kontrolle des gesamten Verbindungsprozesses, um eine gleichmäßige Qualität zu gewährleisten. Zerstörungsfreie Prüftechniken können die Verbindungsfestigkeit nicht quantitativ vorhersagen.

Viskositätsmessungen beim Testen

Das Testen ist aus mehreren Gründen eine äußerst wichtige Funktion in der Kleb- und Dichtstoffindustrie. Man kann die Eigenschaften der Verbindung nicht zuverlässig voraussagen, wenn man nur die Parameter des Klebstoffs, des Untergrunds und des Verbindungsdesigns zugrunde legt. Die Klebstoffviskosität gibt an, wie leicht das Produkt auf eine Oberfläche gepumpt oder verteilt werden kann. Zusammen mit der Abbindegeschwindigkeit und der Oberflächenspannung der Flüssigkeit werden Informationen angezeigt, die für die Benetzungseigenschaften des Klebstoffs relevant sind, sowie Informationen zum Alter und zur Zusammensetzung des Klebstoffs. Viskositätsmessungen für frei fließende Kleb- oder Dichtstoffe basieren normalerweise auf einer der folgenden in ASTM D 1084 beschriebenen Methoden. Kleb- und Dichtstofftests werden aus verschiedenen Gründen durchgeführt. Sie sind entweder gewohnt:

  • Wählen Sie zwischen Materialien oder Prozessen wie Klebstoff, Klebefläche oder Verbindungsdesign.
  • Überwachen Sie die Qualität der Produktionsmaterialien, um sicherzustellen, dass sie sich seit der letzten Überprüfung für die Verwendung im Verbindungsprozess nicht geändert haben.
  • Bestätigen Sie die Wirksamkeit eines Klebevorgangs, z. B. Oberflächenreinigung oder Aushärtung. oder
  • Untersuchen Sie Parameter oder Prozessvariablen, die zu gemessenen Unterschieden in der Leistung der Bindung führen können

Es gibt zwei allgemeine Kategorien von Prüfungen für Klebstoffe und Dichtungsmassen: Grundlegende Eigenschaftsprüfungen und Endverbrauchsprüfungen. Grundlegende Eigenschaftsprüfungen, wie z. B. Viskositätsprüfungen, werden normalerweise angewendet, um die Konsistenz des ankommenden Klebstoffs oder Substrats zu beurteilen, sobald das Fugensystem für eine bestimmte Anwendung als geeignet bestätigt wurde. Oft werden grundlegende Eigenschaftstests durchgeführt, nachdem ein Fehler oder ein unerklärliches Ereignis aufgetreten ist, um festzustellen, ob eine Änderung des eingehenden Materials der mögliche Schuldige gewesen sein könnte. Die American Society for Testing and Materials (ASTM) und andere Berufsverbände wie das US-Verteidigungsministerium und die Society of Automotive Engineers haben eine Reihe von Standardtests für Klebstoffe und Dichtungsmittel festgelegt.

Qualitätskontrolle der eingehenden Materialien: Es kann auch erforderlich sein, das eingehende Schüttgut intern auf grundlegende Eigenschaften zu prüfen. Diese Inspektionen bestehen in der Regel aus einer Bewertung physikalischer und chemischer Eigenschaften wie Farbe, Viskosität, Feststoffgehalt, Gewicht pro Gallone, Topfzeit, Offenzeit und Durchfluss. Ein extrem hoher Prozentsatz von Mängeln ist auf mangelhafte Verarbeitung oder mangelndes Verständnis der Haftung zurückzuführen. Spezifikationen sind ein notwendiger Bestandteil eines Qualitätskontrollprogramms. Eine Spezifikation ist einfach eine Aussage über die Anforderungen, die der Klebstoff, das Dichtungsmittel oder das Verfahren erfüllen müssen, um für die Verwendung akzeptiert zu werden.

Klebstoffe können einkomponentig sein, bestehen jedoch häufig aus zwei Komponenten, dem Harz und dem Härter. Alle Komponenten und das gemischte Produkt müssen separat viskositätsgeprüft werden. Einige der Standardtests zur Charakterisierung grundlegender Werkstoffeigenschaften von Kleb- und Dichtstoffen lauten wie folgt:

  • ASTM D1084 Viskosität von Klebstoffen
  • ASTM D2556 Scheinbare Viskosität des Klebstoffs mit schergeschwindigkeitsabhängigen Fließeigenschaften
  • ASTM D3236 Viskosität von Schmelzklebstoffen und Beschichtungsmaterialien

Viskositätsmanagement in Liefersystemen

Diese neuen Industrieklebstoffe werden sowohl für Automobil- als auch für allgemeine Fertigungszwecke verwendet und unter Verwendung einer Vielzahl von Klebstoffabgabesystemen aufgebracht. Diese reichen von vollständig robotergesteuerten Auftragssystemen, bei denen schnell eine präzise, ​​gleichmäßig abgemessene Klebstoffperle auf ein Werkstück wie eine nicht grundierte Karosserieplatte oder eine Windschutzscheibe aufgetragen wird, bis zu Applikatorsystemen auf Pistolenbasis, mit denen Werksarbeiter manuell Klebstoffe auf Platten und Teile auftragen während der Montage der Produktionslinie. Um einen gleichmäßigeren Materialfluss und eine gleichmäßigere Materialperle während der Anwendung zu erzielen, können stromabwärts der Pumpe Flüssigkeitsviskositätsregler hinzugefügt werden.

Rheologie und Viskosität sind einige der wichtigsten Eigenschaften von Dichtungs- und Klebstoffen, die flüssigkeitsähnliche Eigenschaften aufweisen sollten (sie sollten fließen), um angewendet zu werden, aber auch eine ausreichende "Klebrigkeit" aufweisen müssen, um an Substraten zu haften oder diese zu binden - Verhalten, das wird durch viskoelastische Eigenschaften beeinflusst. Nach dem Auftragen sind die meisten Materialien so ausgelegt, dass sie einen Flüssig-Fest-Übergang eingehen, um eine robuste Versiegelung oder Klebeverbindung zu bilden. Bei niedrigviskosen Klebstoffen ist die Viskosität wichtig, um die Klebeflächen zu durchdringen und in den Klebespalt zu fließen. Bei hochviskosen Klebstoffen ist die richtige Viskosität erforderlich, um größere Lücken zu überbrücken und zu verhindern, dass sie in kleine Lücken und Poren auf der Oberfläche fließen.

Die Viskosität ist ein Maß für die Fließeigenschaften und ihre Steuerung ist einer der wichtigsten Vorgänge bei der Abgabe von Klebstoffen und Dichtungsmitteln. Wichtige Punkte, wie wichtig die Viskosität der Aufschlämmung ist:

  • Durch Messung der Viskosität können Änderungen der Dichte, Stabilität, des Lösungsmittelgehalts und des Molekulargewichts festgestellt werden. Die Viskosität ist ein wirksamer Indikator für die Partikelgrößenverteilung. Änderungen der Partikelgrößenverteilung können sich auf Eigenschaften wie Dichte, Rheologie und Beschichtungsdicke auswirken. Eigenschaften, die betroffen sein können, sind chemische Beständigkeit, thermische Eigenschaften, Stoßfestigkeit, Schrumpfung, Flexibilität, Gebrauchstauglichkeit und Festigkeit. Eine kontinuierliche Überwachung der Viskosität und erforderliche Anpassungen der Formulierung sind unerlässlich, um die richtigen Eigenschaften der Kleb- und Dichtstoffe für die jeweiligen Anwendungen zu erzielen.
  • Eine kontinuierliche Überwachung und Kontrolle der Viskosität ist wichtig, um Probleme bei der Abgabe aufgrund von Umweltfaktoren zu erkennen und zu vermeiden - Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt, Kohlendioxid, pH-Wert und Sauerstoff sowie andere Chemikalien können sich nachteilig auf die Kleb- und Dichtstoffe auswirken.

Um einen gleichmäßigen Auftragsprozess zu haben und um keine Materialien zu verschwenden und den Energieverbrauch zu optimieren, ist es äußerst wünschenswert, dass die Viskosität automatisch auf einen im Wesentlichen konstanten Wert geregelt wird. In-Line-Überwachung und -Regelung der Viskosität in Echtzeit ist wesentlich für Leistung verbessern und Kosten senken in fast allen Formulierungs- und Lieferprozessen von Kleb- und Dichtstoffen. Prozessbetreiber erkennen die Notwendigkeit eines Viskosimeters, das Viskosität und Temperatur überwacht und die temperaturkompensierte Viskosität als Schlüsselprozessvariable verwenden könnte, um die Konsistenz sicherzustellen und Ausfälle zu reduzieren.

Warum ist die Überwachung und Kontrolle der Viskosität bei der Formulierung, Prüfung und Lieferung von Klebstoffen und Dichtungsmassen von entscheidender Bedeutung?

Die breiten und signifikanten Vorteile des Viskositätsmanagements bei der Herstellung, Prüfung und Anwendung von Kleb- und Dichtstoffen:

  1. Qualität der Verklebung und Versiegelung: Zusammengefügte Teile müssen den Spezifikationen des fertigen Produkts entsprechen, und die Prozesssteuerung ist entscheidend, um dies zu erreichen. Inline-Viskositätsüberwachung und -kontrolle können dazu beitragen, die erforderliche Konsistenz in Abgabe- und Formulierungssystemen für Kleb- und Dichtstoffanwendungen zu erreichen.
  2. Fehler reduzieren: Die Viskositätskontrolle kann dazu beitragen, die Häufigkeit von Fehlern bei der Herstellung, Prüfung und Abgabe von Kleb- und Dichtstoffen zu verringern - Lufteinschlüsse, erhöhte Feuchtigkeitsgehalte
  3. Bessere Ausbeute: Durch die Sicherstellung der Konsistenz während des gesamten Beschichtungsprozesses werden Ausschussraten erheblich reduziert, wodurch Kosten und Zeit gespart werden und kontinuierliche Lieferprozesse unterstützt werden. Offline-Messtechniken sind mühsam und unzuverlässig und verursachen große Verzögerungen im Produktionsprozess sowie hohe Personalkosten für die Probenahme und die Durchführung von Tests.
  4. Richtige Eigenschaften: Eine schlechte Mischqualität kann sich nachteilig auf die gewünschten Eigenschaften der Verbindungen auswirken - Temperaturwechselbeständigkeit, chemische Beständigkeit, elektrische Isolierung, Flexibilität, Dimensionsstabilität, geringer Schrumpf. Alle diese Eigenschaften hängen davon ab, wie gut die Prozesse gesteuert werden. Daher ist die Steuerung der Viskosität von entscheidender Bedeutung.
  5. Effiziente Prozesse: Die Automatisierung der Viskositätserfassung und -steuerung in Feingussprozessen kann den Herstellern helfen, Vorlaufzeiten zu verkürzen, die Kapazitätsauslastung zu verbessern und die Effizienz zu optimieren.
  6. Kosten: Falsche Viskosität schadet mehr als nur der Qualität. Ein schlechtes Viskositätsmanagement führt zu einem erhöhten Einsatz von Verdickungsmitteln, Füllstoffen und Verdünnungsmitteln, was sich auf die Gewinnspannen auswirkt. Kontinuierliche Viskositätsmessungen während des Mischvorgangs können die Homogenität sicherstellen, den Energieverbrauch optimieren und den Einsatz von Verdünnungsmitteln reduzieren.
  7. Abfall: Aufgrund schlechter Qualität zurückgewiesene Materialien können mit einem geeigneten Viskositätsmanagement reduziert werden.
  8. Effizienz: Durch den Wegfall der manuellen Viskositätsregelung bleibt dem Bediener mehr Zeit und er kann sich auf andere Aufgaben konzentrieren.
  9. Umweltfreundlich: Eine Verringerung des Einsatzes von Pigmenten und Lösungsmitteln ist gut für die Umwelt.
  10. Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Globale und nationale Vorschriften bestimmen die Gesamteigenschaften der Dichtungen und Klebstoffe. Die Nichteinhaltung aufgrund von Schwankungen in der Produktion kann zu erheblichen Schäden und zum Verlust von Kunden führen, abgesehen von der Haftung aufgrund von Verarbeitungsfehlern im Produktionsprozess.

Um einen gleichbleibend hochwertigen und fehlerfreien Auftrag von Kleb- und Dichtstoffen zu gewährleisten, wird die Veränderung der Viskosität im gesamten Prozessstrom in Echtzeit überwacht. Dabei werden Messungen anhand einer Basislinie und nicht nur Absolutwerte vorgenommen und die Viskosität durch Anpassung angepasst Gemischkomponenten und Temperaturausgleich, um die Prozesse in festgelegten Grenzen zu halten. Mit der kontinuierlichen Online-Viskositätsüberwachung können die Herstellung und die Abgabe effektiver gesteuert werden, wodurch die metallurgischen Eigenschaften des Endprodukts erheblich verbessert werden.

Herausforderungen beim Prozess

Betreiber auf dem Markt für Kleb- und Dichtstoffe erkennen die Notwendigkeit, die Viskosität zu überwachen, aber diese Messung außerhalb des Labors hat Prozessingenieure und Qualitätsabteilungen im Laufe der Jahre herausgefordert. Bestehende Laborviskosimeter sind in Prozessumgebungen von geringem Wert, da die Viskosität direkt von Temperatur, Schergeschwindigkeit und anderen Variablen beeinflusst wird, die sich offline stark von denen unterscheiden, die sie inline sind. Herkömmliche Verfahren zur Kontrolle der Viskosität von Formulierungen haben sich selbst bei Anwendungen als unzureichend erwiesen, bei denen große Variationen der Viskosität zulässig sind.

Herkömmlicherweise haben Bediener die Viskosität der Aufschlämmung unter Verwendung des Zahn-Fließbechers gemessen. Die Messung wird als die Zeit angegeben, die vergangen ist, bis das Bechervolumen durch ein Loch im Boden des Bechers fließt. Der Endpunkt des Tests muss so gewählt werden, dass er von Test zu Test konsistent ist. Das Verfahren ist unordentlich und zeitaufwendig. Es ist ungenau, inkonsistent und auch mit einem erfahrenen Bediener nicht wiederholbar. Während des Stranggießprozesses verursacht die Intervallabtastung übermäßige Verzögerungen. Die Viskosität von kann nicht in Echtzeit eingestellt werden. Außerdem sind die verschiedenen Behälter, die die Formulierung enthalten, offen; Aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit und anderer Faktoren, wie Temperatur, trockenes Klima, ist es wahrscheinlich, dass Lösungsmittel flüchtig sind, so dass die auf einem Becher basierende Viskositätsmessungstechnik unwirksam wird.

Einige Unternehmen verwenden Wärmemanagementsysteme, um die Temperatur am Auftragspunkt auf einem bestimmten optimalen Wert zu halten, um eine konstante Tintenviskosität zu erzielen. Die Temperatur ist jedoch nicht der einzige Faktor, der die Viskosität beeinflusst. Schergeschwindigkeit, Fließbedingungen, Druck und andere Variablen können ebenfalls Viskositätsänderungen beeinflussen. Temperaturgesteuerte Systeme haben auch lange Installationszeiten und einen großen Platzbedarf.

Herkömmliche Vibrationsviskosimeter sind unausgeglichen und erfordern große Massen, um einen großen Einfluss der Montagekräfte zu vermeiden.

Rheonics Lösungen

Die automatisierte In-Line-Viskositätsmessung und -regelung ist entscheidend für die Kontrolle der Viskosität von Formulierung und Anwendung. Rheonics bietet für die Prozesssteuerung und -optimierung im Beschichtungsprozess die folgenden Lösungen an, die auf einem ausbalancierten Torsionsresonator basieren:

  1. Online Viskosität Messungen: Rheonics SRV ist ein Inline-Viskositätsmessgerät mit großem Messbereich und eingebauter Flüssigkeitstemperaturmessung. Es kann Viskositätsänderungen in jedem Prozessstrom in Echtzeit erfassen.
  2. Online Viskosität und Dichte Messungen: Rheonics SRD ist ein Inline-Instrument zur gleichzeitigen Messung von Dichte und Viskosität mit eingebauter Flüssigkeitstemperaturmessung. Wenn die Dichtemessung für Ihren Betrieb wichtig ist, ist der SRD der beste Sensor, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden. Er bietet ähnliche Funktionalität wie der SRV sowie genaue Dichtemessungen.

Die Sensoren sind hermetisch eingekapselt und daher wird die Leistung nicht durch Turbulenzen und Fluid-Inhomogenität beeinträchtigt. Die automatisierte Online-Viskositätsmessung mittels SRV oder SRD eliminiert die Unterschiede bei der Probenahme und den Labortechniken. Der Sensor ist entweder im Beschichtungseimer oder in der Leitung installiert, durch die die Beschichtung zum Applikator gepumpt wird, und misst kontinuierlich die Viskosität des formulierten Systems (und die Dichte bei SRD). Die Anwendungskonsistenz wird durch die Automatisierung des Dosiersystems durch eine Prozesssteuerung erreicht, die auf Echtzeitviskositäts- und Temperaturmessungen basiert. Durch die Verwendung eines SRV / SRD in einer Beschichtungsprozesslinie wird die Übertragungseffizienz verbessert, wodurch Produktivität, Gewinnmargen und Umwelt- / Regulierungsziele verbessert werden. Die Sensoren haben einen kompakten Formfaktor für eine einfache OEM- und Nachrüstinstallation. Sie erfordern keine Wartung oder Neukonfiguration. Die Sensoren bieten genaue, wiederholbare Ergebnisse, unabhängig davon, wie oder wo sie montiert sind, ohne dass spezielle Kammern, Gummidichtungen oder mechanischer Schutz erforderlich sind. Ohne Verbrauchsmaterialien sind SRV und SRD äußerst wartungsfrei zu bedienen.

Rheonics 'Vorteil

Kompakter Formfaktor, keine beweglichen Teile und wartungsfrei

Rheonics SRV und SRD haben einen sehr kleinen Formfaktor für die einfache OEM- und Nachrüstinstallation. Sie ermöglichen eine einfache Integration in jeden Prozessstrom. Sie sind leicht zu reinigen und erfordern keine Wartung oder Neukonfiguration. Sie haben eine geringe Stellfläche, die den Inline-Einbau in Tintenleitungen ermöglicht, wodurch zusätzlicher Platz- oder Adapterbedarf an der Druckmaschine und an Tintenwagen vermieden wird.

Hohe Stabilität und unempfindlich gegen Einbaubedingungen: Beliebige Konfiguration möglich

Rheonics SRV und SRD verwenden einen einzigartigen patentierten Koaxialresonator, bei dem sich zwei Enden der Sensoren in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch Reaktionsmomente bei ihrer Montage aufgehoben werden und sie somit völlig unempfindlich gegenüber Montagebedingungen und Tintenflussraten sind. Diese Sensoren können einen regelmäßigen Standortwechsel problemlos bewältigen. Das Sensorelement sitzt direkt in der Flüssigkeit, ohne dass ein spezielles Gehäuse oder ein Schutzkäfig erforderlich sind.

Einfache Installation und keine Neukonfigurationen / Neukalibrierungen erforderlich

Ersetzen Sie Sensoren, ohne die Elektronik auszutauschen oder neu zu programmieren, und ersetzen Sie Sensor und Elektronik ohne Firmware-Updates oder Änderungen des Kalibrierungskoeffizienten. Einfache Montage. Schrauben in ¾ ”NPT-Gewinde in der Tintenleitungsverschraubung. Keine Kammern, O-Ring-Dichtungen oder Dichtungen. Zur Reinigung oder Inspektion leicht zu entfernen. SRV mit Flansch- und Dreiklemmenanschluss zur einfachen Montage und Demontage erhältlich.

Niedriger Stromverbrauch

24V-Gleichstromversorgung mit einer Stromaufnahme von weniger als 0.1 A während des normalen Betriebs

Schnelle Reaktionszeit und temperaturkompensierte Viskosität

Ultraschnelle und robuste Elektronik in Kombination mit umfassenden Rechenmodellen machen Rheonics-Geräte zu den schnellsten und genauesten der Branche. SRV und SRD liefern sekundengenau Echtzeitmessungen der Viskosität (und Dichte für SRD) und werden nicht von Schwankungen der Durchflussrate beeinflusst!

Breite Einsatzmöglichkeiten

Die Instrumente von Rheonics sind für Messungen unter schwierigsten Bedingungen ausgelegt. SRV hat das breiteste Einsatzspektrum auf dem Markt für Inline-Prozessviskosimeter:

  • Druckbereich bis 5000 psi
  • Temperaturbereich von -40 bis 200 ° C
  • Viskositätsbereich: 0.5 cP bis 50,000 cP

SRD: Einzelinstrument, dreifache Funktion - Viskosität, Temperatur und Dichte

Rheonics SRD ist ein einzigartiges Produkt, das drei verschiedene Instrumente für Viskositäts-, Dichte- und Temperaturmessungen ersetzt. Es beseitigt die Schwierigkeit, drei verschiedene Instrumente gleichzeitig zu lokalisieren, und liefert äußerst genaue und wiederholbare Messungen unter härtesten Bedingungen.

Erreichen Sie die richtige Druckqualität, senken Sie die Kosten und steigern Sie die Produktivität

Integrieren Sie einen SRV / SRD in die Prozesslinie und stellen Sie die Farbkonsistenz während des gesamten Druckprozesses sicher. Erzielen Sie konstante Farben, ohne auf Farbabweichungen achten zu müssen. SRV (und SRD) überwachen und steuern ständig die Viskosität (und Dichte im Falle von SRD) und verhindern die übermäßige Verwendung teurer Pigmente und Lösungsmittel. Eine zuverlässige und automatische Farbversorgung sorgt dafür, dass die Druckmaschinen schneller laufen und der Bediener Zeit spart. Optimieren Sie den Druckprozess mit einem SRV und erzielen Sie geringere Ausschussraten, weniger Ausschuss, weniger Kundenbeschwerden, weniger Stillstände und Materialkosteneinsparungen. Und am Ende trägt es zu einer besseren Bilanz und einer besseren Umwelt bei!

An Ort und Stelle reinigen (KVP)

SRV (und SRD) überwachen die Reinigung der Tintenleitungen durch Überwachung der Viskosität (und Dichte) des Lösungsmittels während der Reinigungsphase. Eventuelle kleine Rückstände werden vom Sensor erkannt, sodass der Bediener entscheiden kann, wann die Leitung zu diesem Zweck sauber ist. Alternativ liefert SRV Informationen an das automatische Reinigungssystem, um eine vollständige und wiederholbare Reinigung zwischen den Läufen sicherzustellen.

Überlegenes Sensordesign und Technologie

Ausgefeilte, patentierte Elektronik der 3rd-Generation steuert diese Sensoren und wertet ihre Reaktion aus. SRV und SRD sind mit Industriestandard-Prozessanschlüssen wie ¾ ”NPT und 1” Tri-Clamp erhältlich, mit denen der Bediener einen vorhandenen Temperatursensor in seiner Prozesslinie durch SRV / SRD ersetzen kann, um neben einer genauen Messung auch wertvolle und verwertbare Prozessflüssigkeitsinformationen wie die Viskosität zu erhalten Temperatur unter Verwendung eines eingebauten Pt1000 (DIN EN 60751 Klasse AA, A, B verfügbar).

Elektronik, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist

Die Sensorelektronik ist sowohl in einem explosionsgeschützten Messumformergehäuse als auch in einer Hutschienenmontage mit kleinem Formfaktor erhältlich und ermöglicht eine einfache Integration in Prozessrohrleitungen und in den inneren Geräteschränken von Maschinen.

 

Einfache Integration

Mehrere in der Sensorelektronik implementierte analoge und digitale Kommunikationsmethoden machen den Anschluss an industrielle SPS- und Steuerungssysteme einfach und unkompliziert.

 

ATEX & IECEx Compliance

Rheonics bietet eigensichere Sensoren an, die von ATEX und IECEx für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert sind. Diese Sensoren erfüllen die grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen in Bezug auf die Konstruktion und den Bau von Geräten und Schutzsystemen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind.

Die eigensicheren und explosionsgeschützten Zertifizierungen von Rheonics ermöglichen auch die Anpassung eines vorhandenen Sensors, sodass unsere Kunden Zeit und Kosten sparen können, die mit der Identifizierung und Prüfung einer Alternative verbunden sind. Benutzerdefinierte Sensoren können für Anwendungen bereitgestellt werden, für die eine Einheit bis zu Tausenden von Einheiten erforderlich sind. mit Vorlaufzeiten von Wochen gegenüber Monaten.

Rheonics SRV & SRD sind sowohl ATEX als auch IECEx zertifiziert.

ATEX (2014 / 34 / EU) zertifiziert

Die ATEX-zertifizierten eigensicheren Sensoren von Rheonics entsprechen der ATEX-Richtlinie 2014/34 / EU und sind für die innere Sicherheit nach Ex ia zertifiziert. Die ATEX-Richtlinie legt Mindest- und Grundanforderungen in Bezug auf Gesundheit und Sicherheit zum Schutz von Arbeitnehmern fest, die in gefährlichen Atmosphären beschäftigt sind.

Die ATEX-zertifizierten Sensoren von Rheonics sind für den Einsatz in Europa und international anerkannt. Alle ATEX-zertifizierten Teile sind mit „CE“ gekennzeichnet, um die Konformität anzuzeigen.

IECEx-zertifiziert

Die eigensicheren Sensoren von Rheonics sind von IECEx, der International Electrotechnical Commission, für die Zertifizierung nach Standards für Geräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert.

Dies ist eine internationale Zertifizierung, die die Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen gewährleistet. Rheonics-Sensoren sind für die Eigensicherheit nach Ex i zertifiziert.

Implementierung

Installieren Sie den Sensor direkt in Ihrem Prozessstrom, um Viskositäts- und Dichtemessungen in Echtzeit durchzuführen. Es ist keine Bypass-Leitung erforderlich: Der Sensor kann in die Leitung eingetaucht werden, Durchflussrate und Vibrationen beeinträchtigen die Messstabilität und -genauigkeit nicht. Optimieren Sie die Mischleistung durch wiederholte, aufeinanderfolgende und konsistente Tests der Flüssigkeit.

Rheonics Instrumentenauswahl

Rheonics entwickelt, fertigt und vertreibt innovative Systeme zur Flüssigkeitsmessung und -überwachung. In der Schweiz gefertigte Präzisionsviskosimeter von Rheonics bieten die von der Anwendung geforderte Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit, um in rauen Betriebsumgebungen zu überleben. Stabile Ergebnisse - auch unter ungünstigen Strömungsbedingungen. Keine Auswirkung von Druckabfall oder Durchfluss. Es ist gleichermaßen gut für Qualitätskontrollmessungen im Labor geeignet.

Vorgeschlagene Produkte für die Anwendung

  • Breiter Viskositätsbereich - Überwachen Sie den gesamten Prozess
  • Wiederholbare Messungen in Newtonschen und Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Alle 316L-medienberührten Teile aus Edelstahl sind hermetisch abgedichtet
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Prozesslinien
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
  • Einzelnes Instrument zur Messung von Prozessdichte, Viskosität und Temperatur
  • Wiederholbare Messungen in newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Ganzmetallkonstruktion (316L Edelstahl)
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Rohre
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
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