FI102876B

FI102876B - bonding Procedure

Info

Publication number: FI102876B
Application number: FI931388A
Authority: FI
Inventors: Lennart Vesterlund
Original assignee: Casco Nobel Ab
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1999-03-15
Also published as: DE69316420D1; EP0564013B1; ATE162426T1; FI931388A; SE9200988D0; NO931142D0; NO308542B1; SE9200988L; ES2112380T3; FI102876B1; FI931388A0; EP0564013A1; DE69316420T2; DK0564013T3; NO931142L

Abstract

The invention concerns a method for mixing binders using at least two components which are flowed from separate storage containers (1, 2) towards a common mixing point. The storage containers (1, 2) are continuously weighed, and their change of weight per unit of time is determined. Also, the invention concerns a device for implementing the method. <IMAGE>

Description

LIIMAUSMENETELMÄ 102876ADHESIVE METHOD 102876

LIMNINGSFÖRFARANDELIMNINGSFÖRFARANDE

Keksintö koskee menetelmää kohteiden yhteenliittämiseksi 5 tarkoitetun sideaineen sekoittamiseksi käyttäen ainakin kahta komponenttia, jotka muodostuvat hartsista ja ko-vettimesta, joiden annetaan virrata erillisistä varastosäiliöistä kohti yhteistä sekoituspaikkaa. Keksinnön mukaisesti varastosäiliöt punnitaan jatkuvasti, niiden 10 painonmuutos aikayksikköä kohti määritetään, komponenttien välinen todellinen sekoitussuhde määritetään varastosäiliöiden painonmuutoksesta aikayksikköä kohti, ja tallennetaan mitatut ja/tai lasketut arvot muodossa, joka mahdollistaa komponenttien sekoitussuhteen kontrollin 15 jälkikäteen. Keksintö koskee myös menetelmän suorittamiseksi tarkoitettua laitetta.The invention relates to a process for mixing a binder for bonding objects using at least two components consisting of a resin and a condenser which are allowed to flow from separate storage tanks towards a common mixing site. According to the invention, the storage tanks are continuously weighed, their weight change per unit of time is determined, the actual mixing ratio of the components is determined from the weight per unit time of the storage tanks, and measured and / or calculated values are stored in a form The invention also relates to an apparatus for performing the method.

Kovettuvilla liimajärjestelmillä liimattaessa on hartsi ja kovetin säilytettävä erillisissä säiliöissä, eikä nii-20 tä voi sekoittaa keskenään ennenkuin juuri ennen liiman levitystä. Riittävän lujuuden saavuttamiseksi liimasau-malle on hartsin ja kovettimen välisen sekoitussuhteen oltava oikea. Tämä koskee erityisesti kantavien rakentei-den, kuten palkkien ja vastaavien valmistusta, jossa ____: 25 heikko liimaliitos voi johtaa katastrofaalisiin seurauk- . siin.When curing with adhesive systems, the resin and hardener must be stored in separate containers, and they cannot be mixed until just before application. In order to obtain sufficient strength for the adhesive strip, the mixing ratio between the resin and the hardener must be correct. This is especially true for the manufacture of load-bearing structures such as beams and the like, where ____: 25 weak adhesive bonding can lead to catastrophic consequences. there.

M · • · · * * Laitteissa, joissa hartsin ja kovettimen annetaan jatku vasti virrata omista varastosäiliöistään yhteiseen sekoi- • · • · · *.*.· 30 tuspaikkaan, on käytännössä osoittautunut vaikeaksi ai- • · · ·.· · kaansaada pitkäaikaista täydellistä kontrollia sekoitus- suhteelle, minkä johdosta monet liimatuista kohteista • .···. voidaan joutua hylkäämään. Ennen muuta hartsin virtaus on • · vaikea mitata, koska sen viskositeetti on korkea ja vaih-*...· 35 telee sen lisäksi voimakkaasti sekä ajan että lämpötilan mukana. Tästä syystä on myös vaikeaa ylläpitää hartsin tasaista virtausta, koska se myös annostelupumpun vakio-kierrosluvulla vaihtelee viskositeetin mukana. Varasto- 102876 2 säiliöiden pinnankorkeusmittaus ei ole riittävän tarkka, koska niiden poikkileikkauspinta-alat ovat useimmiten suhteellisen suuria, ja hartsin ja vastaavasti kovettimen virtaukset taas suhteellisen pieniä. Käyttöhäiriöiden 5 yhteydessä, joissa kappaleet on liimattu koostumukseltaan virheellisellä sideaineella, on hyvin vaikea jälkikäteen tunnistaa näitä kappaleita. Nykyisin lilmauslaatu on sen vuoksi mahdollista varmistaa ainoastaan jatkuvalla manuaalisella valvonnalla ja usein toistuvalla näytteenotolle) la, mikä vaatii paljon työvoimaa ja on kallista.In devices where the resin and hardener are continuously fed from their own storage tanks to a common mixing station, it has in practice proved difficult to obtain long-term storage. complete control over the mixing ratio, resulting in many glued items •. ···. may have to be rejected. Above all, the resin flow rate is difficult to measure due to its high viscosity and varying degrees of * ... · 35 and time and temperature. For this reason, it is also difficult to maintain a steady flow of the resin because it also varies with the constant speed of the metering pump with the viscosity. The surface height measurement of the storage tanks is not accurate enough, since their cross-sectional areas are usually relatively large and the flows of the resin and hardener, respectively, relatively small. In case of malfunctions 5 in which the pieces are glued with an incorrect binder composition, it is very difficult to identify these pieces afterwards. At present, therefore, air quality can only be assured by continuous manual monitoring and frequent sampling, which is labor intensive and expensive.

Siksi on olemassa suuri tarve menetelmälle kovettuvan liimajärjestelmän eri komponenttien välisen sekoitussuhteen valvomiseksi, jonka menetelmän myös tulisi mahdol-15 listaa jälkikontrolli. Tämä tarve on osoittautunut mahdolliseksi täyttää nyt käsillä olevalla keksinnöllä, jonka tuloksena on aikaansaatu oheisissa patenttivaatimuksissa määritelty menetelmä.Therefore, there is a great need for a method for controlling the mixing ratio between the various components of a curing adhesive system, which method should also allow post-control. This need has proven to be met by the present invention, which has resulted in a method as defined in the appended claims.

. . 20 Tarkemmin sanottuna keksinnön tuloksena on aikaansaatu ; ·' menetelmä kohteiden yhteenliittämiseksi tarkoitetun side aineen sekoittamiseksi käyttäen ainakin kaksi komponenttia, jotka muodostuvat hartsista ja kovettimesta, joiden annetaan virrata erillisistä varastosäiliöistä kohti yh-25 teistä sekoituspaikkaa. Menetelmä käsittää vaiheet joissa varastosäiliöt punnitaan jatkuvasti, niiden painonmuutos aikayksikköä kohti määritetään, komponenttien välinen todellinen sekoitussuhde määritetään varastosäiliöiden • · · painonmuutoksesta aikayksikköä kohti, ja tallennetaan • · ♦ 30 mitatut ja/tai lasketut arvot muodossa, joka mahdollistaa ·· : *·· komponenttien sekoitussuhteen jälkikäteen. Tallennus voi • ·· esimerkiksi tapahtua ohjausyksikön muistiin, muuhun kone-,·*· luettavaan muotoon tai suoraan paperitulosteeksi. Ohjaus yksikköön voi myös olla järjestetty kaikkien tietojen ' 35 suora näyttö näyttöpäätteellä.. . More specifically, the result of the invention is provided; · A method of mixing a binder for bonding objects using at least two components consisting of a resin and a hardener, which are allowed to flow from separate storage tanks toward a single mixing site. The method comprises the steps of continuously weighing the storage tanks, determining their weight change per unit time, determining the actual mixing ratio of the components for the · · · weight change per unit time of the storage tanks, and storing • · ♦ 30 measured and / or calculated values post-mixing ratio. For example, recording may be in the control unit memory, other machine-readable · * · format, or directly as a hard copy output. The control unit may also be provided with a direct display of all information '35 on the display terminal.

Todellista sekoitussuhdetta verrataan suositeltavasti 3 102876 pitoarvoon, joka on määrätty aina kulloisenkin sideaine-järjestelmän mukaan, ja jos tulosten poikkeama ylittää ennaltamäärätyn arvon, joka voi olla esim. noin 0,5 -noin 10 % sideainejärjestelmästä riippuen, voi tapahtua 5 hälytys siten, että herätetään laitteen käyttäjän huomio poikkeaman korjaamiseksi muuttamalla yhden tai useamman komponentin virtausta, esim. muuttamalla yhden tai useamman annostelupumpun kierroslukua. Todellisen sekoitussuhteen laskeminen ja vertaaminen pitoarvoon tapahtuu sopi-10 vasti automaattisesti ohjausyksikössä, mikä mahdollistaa myös sen, että ohjausyksikön annetaan automaattisesti säätää yhden tai useamman komponentin virtausta vastaavien varastosäiliöiden aikayksikössä mitattujen painonmuutosten perusteella siten, että komponenttien välisen se-15 koitussuhteen pitoarvo olennaisesti säilyy. Jos komponentit muodostuvat hartsista ja kovettimesta, riittää yleensä, että ohjausyksikkö ohjaa automaattisesti kovettimen annostelupumpun kierroslukua.The actual mixing ratio is preferably compared to a holding value of 3 102876, which is always determined by the particular binder system, and if the deviation of the results exceeds a predetermined value, which may be e.g. about 0.5 to about 10% depending on the binder system, 5 alarms may occur attention of the user of the device to correct the deviation by changing the flow of one or more components, e.g., by changing the speed of one or more metering pumps. The actual mixing ratio is calculated and compared to the hold value automatically in the control unit, which also allows the control unit to be automatically adjusted for the flow of one or more components based on the weight changes measured in the corresponding storage tanks over time so that the mixing ratio between components is substantially maintained. If the components consist of resin and hardener, it is usually sufficient for the control unit to automatically control the speed of the hardener metering pump.

20 Varastosäiliöiden punnitus tapahtuu sopivasti vaaoilla, ' jotka antavat ohjausyksikölle signaaleja, mikä voi esim.The storage tanks are suitably weighed using scales that provide signals to the control unit, which may e.g.

.* tapahtua siten, että säiliöt on kiinnitetty suositelta- • vasti elektronisiin kuorma-antureihin. Käytettyjen kuor- : , ma-antureiden tulee suositeltavasta pystyä punnitsemaan 25 sellaisella tarkkuudella, että poikkeama on korkeintaan + .V. noin 5 %, erityisesti enintään + noin 2 %.. * with tanks preferably attached to electronic load sensors. It is recommended that the load sensors used, ma, should be able to weigh 25 with an accuracy of + V. about 5%, especially up to about + 2%.

. . Keksinnön mukainen menetelmä on edullinen kaikille kovet- • t · • · · tuville liimajärjestelmille, joissa sekoitetaan kahta tai • · · *. 30 useampia komponentteja, esim. resorsinolihartsia ja for- • · • *·· maldehydiä, tai ureahartsia ja hapanta kovetinta kuten :***: ammoniumkloridia. Vaikka yleensä riittääkin, että mene- ··· telmää sovelletaan hartsin ja kovettimen sekoitukseen, on selvää, että saman menetelmän mukaisesti voidaan sideai-35 neeseen sekoittaa myös muita sideaineessa tavallisia lisäaineita, kuten laimennusaineita (esim. vettä tai orgaanisia liuottimia), täyteaineita tai tai pehmittimiä. Kom- 102876 4 ponenttien varsinainen yhteensaattaminen Ja sekoittaminen voi tapahtua tunnetuilla menetelmillä esim. suljetuissa astioissa, levyllä kuten SE-patentissa 418753, telalla kuten SE-patenttihakemuksessa 9102874-6, tai sillä kappa-5 leella, jolle sideainetta lisätään, kuten SE-patentissa 373525.. . The process of the invention is advantageous for all curing adhesive systems in which two or • · · * are mixed. 30 more components, such as resorcinol resin and formaldehyde, or urea resin and an acidic hardener such as: ***: ammonium chloride. While it is generally sufficient to apply the process to the resin and hardener, it is understood that other binder additives such as diluents (e.g., water or organic solvents), excipients or or may be incorporated into the binder according to the same method. softeners. The actual assembling and mixing of the components of COM 102876 4 can be carried out by known methods, e.g. .

Keksintö koskee myös laitetta edellä kuvatun menetelmän suorittamiseksi, johon kuuluu erilliset varastosäiliöt ja 10 annostelupumput kullekin komponentille, välineet näiden varastosäiliöiden jatkuvaksi punnitsemiseksi, sekä välineet varastosäiliöiden aikayksikköä kohti tapahtuvan painonmuutoksen ja komponenttien todellisen sekoitussuhteen määrittämiseksi. Laite käsittää lisäksi välineet mitat-15 tujen ja/tai laskettujen arvojen tallentamiseksi muodossa, joka mahdollistaa komponenttien tiettynä ajankohtana vallitsevan sekoitussuhteen kontrolloimisen jälkikäteen. Varastosäiliöt on suositeltavasti kiinnitetty elektronisiin kuorma-antureihin, jotka antavat ohjausyksikölle 20 signaaleja, joista se voi laskea kunkin säiliön painonmuutoksen aikayksikköä kohti. Lisäksi on suositeltavaa, että ohjausyksikkö on järjestetty laskemaan komponenttien välinen todellinen sekoitussuhde ja vertaamaan sitä pito-arvoon, sekä suorittamaan hälytys, jos poikkeama ylittää 25 ennaltamäärätyn arvon. Erään suoritusmuodon mukaisesti ·'· · ohjausyksikkö on järjestetty automaattisesti säätämään yhden tai useamman komponentin virtausta vastaavien va-rastosäiliöiden aikayksikössä mitattujen painonmuutosten J.! perusteella siten, että komponenttien välisen sekoitus- • · · *. 30 suhteen pitoarvo olennaisesti säilyy.The invention also relates to an apparatus for performing the above process comprising separate storage tanks and dosing pumps for each component, means for continuously weighing these storage tanks, and means for determining the weight change per unit time of the storage tanks and the actual mixing ratio of the components. The apparatus further comprises means for storing the measured and / or calculated values in a form which enables control of the mixing ratio of the components at a given time. The storage tanks are preferably mounted on electronic load sensors, which provide the control unit 20 with signals from which it can calculate the weight change per unit time of each container. In addition, it is recommended that the control unit be arranged to calculate the actual mixing ratio between the components and compare it to the holding value, and to trigger an alarm if the deviation exceeds 25 predetermined values. According to one embodiment, the control unit is arranged to automatically adjust the flow of one or more components of the weight change measured over time in the corresponding storage tanks. • · · *. With respect to 30, the retention value is substantially maintained.

·· • · • ·· «·· • · • ·· «

Keksinnön avulla on mahdollista ilman jatkuvaa manuaalis- [ ,···. ta valvontaa välittömästi havaita ja korjata poikkeamat ί < « " hartsin ja kovettimen välisessä sekoitussuhteessa, jotkaThe invention makes it possible without continuous manual [, ···. control to immediately detect and correct deviations in the mixing ratio between the resin and hardener, which

• I• I

35 voivat johtua viskositeettimuutoksista, laitteiston tukkeentumisesta, vuodoista tai yksinkertaisesti siitä, että I35 may be due to changes in viscosity, clogging of the equipment, leaks, or simply because I

varastosäiliö tulee tyhjäksi. Näin on mahdollista ylläpi- j t t ί 5 102876 tää tarkkaa kontrollia hartsin ja kovettimen sekoitussuhteesta, mikä on edellytyksenä liimaliitosten korkealle ja tasaiselle laadulle. Kaikki tiedot tallentamalla on mahdollista jälkikäteen kontrolloida, mitkä kohteet ovat 5 saattaneet saada väärää sideainekoostumusta mahdollisen käyttöhäiriön aikana. Keksinnön avulla on myös mahdollista ohjata sideaineen kokonaiskulutusta siten, että sen määrä voidaan optimoida.the storage tank is empty. Thus, it is possible for maintainers to precisely control the mixing ratio of resin to hardener, which is a prerequisite for high and uniform quality of adhesive joints. By recording all data, it is possible to retrospectively control which targets may have received the wrong binder composition during a potential malfunction. The invention also makes it possible to control total binder consumption in such a way that its amount can be optimized.

10 Tämän jälkeen keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti sa malla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaista laitetta. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu pelkästään kuvattavaan suoritusmuotoon, vaan sen suojapiirin määräävät vain oheiset patent-15 tivaatimukset.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawing, which schematically shows an apparatus according to the invention. However, the invention is not limited to the embodiment described, but its scope is limited only by the appended claims.

Piirustuksessa on esitetty kaksi vastaavasti hartsille ja kovettimelle tarkoitettua varastosäiliötä 1, 2 ja niihin kytketyt annostelupumput 6, 7, jotka johtavat yhteiseen 20 sekoituspaikkaan (ei esitetty). Säiliöt 1, 2 on kiinnitetty elektronisiin kuorma-antureihin 3, 4, jotka on liitetty ohjausyksikköön 5. Erään mahdollisen suoritusmuodon mukaan ohjausyksikkö 5 on järjestetty säätämään toista annostelupumppua 6, 7 tai molempia.In the drawing, there are shown two storage tanks 1, 2 for resin and hardener respectively, and metering pumps 6, 7 connected thereto, which lead to a common mixing point 20 (not shown). The tanks 1, 2 are attached to electronic load sensors 3, 4 which are connected to the control unit 5. According to one possible embodiment, the control unit 5 is arranged to control a second dosing pump 6, 7 or both.

2525

Esitettyä laitetta käytettäessä sisältävät säiliöt 1, 2 juoksevaa hartsia ja vastaavasti juoksevaa kovetinta, jotka pumpataan annostelupumppujen 6, 7 avulla yhteiseeen • · · sekoituspaikkaan. Hartsin ja kovettimen välinen sopiva • · · 30 sekoitussuhde, esim. noin 1:1 - noin 1:100 liimajärjes- • · • *·· telmästä ja laimennusasteesta riippuen, asetetaan ohjaus- • * ♦ yksikköön 5, ja se muodostaa tämän jälkeen pitoarvon.In use of the device shown, the tanks 1, 2 contain a fluid resin and a fluid hardener, respectively, which are pumped by dosing pumps 6, 7 to a common mixing site. A suitable mixing ratio between the resin and the hardener, e.g. about 1: 1 to about 1: 100 depending on the adhesive system and the degree of dilution, is set in the control unit * * ♦ and then forms a holding value. .

,···. Elektroniset kuorma-anturit 3, 4 antavat sitten jatkuvas- ti vastaavien säiliöiden 1, 2 painoa koskevia signaaleja 35 ohjausyksikköön 5, joka sopivin aikavälein, esim. noin 1 - 5 sekunnin välein, rekisteröi painon ja vertaa sitä edelliseen arvoon ja tällä tavalla laskee tankkien 1, 2 102876 6 painonvähennyksen aikayksikköä kohti. Näiden arvojen avulla lasketaan hartsin ja kovettimen välinen todellinen sekoitussuhde. Hartsin ja kovettimen virtaukselle ja sekoitussuhteelle mitatut ja lasketut arvot tallennetaan 5 ohjausyksikköön 5 ja/tai siirretään kirjoittimelle (ei esitetty), mikä mahdollistaa tietyn ajankohdan sekoitussuhteen kontrollin jälkikäteen. Jos todellinen sekoitussuhde poikkeaa liian paljon asetetusta pitoarvosta, suoritetaan hälytys laitteen käyttäjän huomion herättämisek-10 si sen kontrolloimiseksi, onko kyseessä mahdollisesti vakava häiriö, ja mahdollisesti esim. kovettimen annoste-lupumpun kierrosluvun säätämiseksi siten, että saavutetaan jälleen sopiva sekoitussuhde. Erään toisen suoritusmuodon mukaan säädetään toista tai kumpaakin annostelu-15 pumppua 6, 7 automaattisesti ohjausyksiköllä siten, että jatkuvasti ylläpidetään oikeaa sekoitussuhdetta, ja hälytys suoritetaan ainoastaan silloin, kun häiriöt ovat niin vakavia, että niitä ei voi korjata annostelupumppujen 6, 7 säädöllä, esim. kun virtaus pysähtyy kokonaan tukkeen-, , 20 tumisen johdosta tai kun toinen säiliö tyhjenee., ···. The electronic load sensors 3, 4 then continuously output the weight signals of the respective containers 1, 2 to the control unit 5 which, at suitable intervals, e.g., about 1 to 5 seconds, registers the weight and compares it with the previous value and thereby calculates the tanks 1. , 2 102876 6 weight loss per time unit. These values are used to calculate the actual mixing ratio between resin and hardener. Values measured and calculated for the resin and hardener flow and mixing ratio are stored in control unit 5 and / or transferred to a printer (not shown), which allows control of the mixing ratio at a specific time. If the actual mixing ratio deviates too much from the set holding value, an alarm is triggered to alert the user of the device to control for a potentially serious malfunction, and possibly, for example, to adjust the rpm of the hardener metering pump to achieve a suitable mixing ratio. According to another embodiment, one or both of the dosing pumps 6, 7 is automatically controlled by the control unit so that the correct mixing ratio is continuously maintained, and the alarm is only performed when the malfunctions are so severe that they cannot be corrected by dosing pumps 6, 7. when the flow stops completely due to clogging, or when the other container is empty.

< ( I • · · • · ♦ • ♦ • · ♦ • · · • · ··· • · · • · · ·· • · • ·♦ ··« • ♦ • · ··· IM jj • r<(I · · • ♦ · ♦ IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM jj • r

Claims

A process for mixing binders intended for joining together by using at least two components, including resin and hardener, which are fed from separate storage containers (1, 2) to a common mixing point characterized by steps in which the bins (1, 2) are continuously weighed, their weight (.a. (change is determined per unit of time, the actual mixing ratio of the components) is determined from the bins (1, 2). , 2) weight change per unit of time, and the measured and / or calculated values are stored in a form that allows for subsequent control of the mixing ratio of the components.

Process according to claim 1, characterized in that the actual mixing ratio between the components is compared with a set value, and if the deviation exceeds a predetermined value, alarming takes place.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that a control unit (5) is allowed to automatically control the flow of one or more components on the basis of the weight changes measured for each storage container (1, 2) per time unit, that the set value of the mixing ratio between the components is substantially maintained. 10

Method according to any of claims 1-3, characterized in that the weighing takes place so that the bait containers are attached to load transducers (3, 4) which give signals to a control unit (5).

Apparatus for carrying out the method according to any of claims 1-4, which comprises separate reservoir containers (1, 2) and dosing pumps (6, 7) for each component, means (3, 4) for continuous weighing of these reservoir containers, and means. (5) for determining the weight change of the brewing containers (1,2) per unit time and the actual mixing ratio of the components, characterized in that it further comprises means for storing the measured and / or calculated values in a form which ex post control of the blend ratio of the components at a given time. I I I ♦ · · ♦ · ·

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that .. the bins are attached to load transducers (3, 4) which - in 1.1 ka give signals to a control unit (5), from which it can: [* 30 determine the weight change per unit time for each storage container (1, 2). · · · · · · ·

7. Device according to claim 6, characterized in that the control unit (5) is arranged to determine the actual mixing ratio between the components, to compare it with a set value, and in this case, the deviation exceeds a predetermined value.