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opti-color 自動粘度コントロールシステム

opti-color 自動粘度コントロールシステム
現在ユーザーが現場で使っている、ザーンカップなどの秒数をそのままで数値設定し、高い精度で粘度を制御できるオンライン粘度管理システムです。
単なる粘度計測システムではありません。
製造現場でのニーズに応えるべく開発されております。
  • 作業現場でリアルタイムの粘度自動測定
  • 希望設定値に基づいて原材料の粘度を自動調整管理
  • 頑強な筐体
  • 耐圧防爆構造
  • 設定粘度値周辺での繰り返し精度はオンライン粘度計の中でも他に追従を許さない高精度
概要
特徴
・リアルタイムでの粘度管理が可能
opti-color 自動粘度コントロールシステムは、全自動化によりリアルタイムでの高精度な粘度管理がオペレ-タ-の経験による熟練度に左右されなくなります。
・材料の粘度を一定に保てる
製造ライン稼働中の粘度と設定粘度が表示されているのでリアルタイムで現状把握できます。
その為、商品の品質不安定に起因する不良品発生をゼロに近づけられます
これにより材料/原料の節約ができるので、減価償却が可能となります。
ザ-ンカップ S自動化システム

ザ-ンカップ管理 VS

opti-color自動化システム

・自動化による省力化の利点
テストカップによる計測や溶剤を容器に投入するなどの作業から解放されます。
オペレ-タ-は製品の品質の向上に、集中できるので生産管理が容易になります。
・衛生的で安全な作業環境が作られる
有機溶剤等の手作業が少なくなり有害な環境エリアに近づく回数が減少致します。
材料や溶剤をパイプライン化衛生的で安全な作業環境が達成できます。
システム構成
opti-color 自動粘度コントロールシステム 構造イラスト
図は一般的なの自動粘度管理システム例です。
材料タンクの粘度を常時監視するセンサ-、溶剤タンクから材料タンクに溶剤を投入するバルブ、そしてこれらを自動制御するコントローラーでシンプルに構成されています。
コントローラーにあらかじめ希望粘度を設定しておきます。材料タンクの粘度が増加すると常時タンク内の粘度を監視しているセンサーが粘度変化をリアルタイムで読み取り即時コントローラーに粘度情報を伝達します
コントローラーは設定された粘度より増加すると、瞬時にバルブを開放するよう信号を出力し溶剤タンクからバルブを通じて溶剤が投入されます。その結果、粘度が下がってきて設定値以下になります
するとコントローラーはバルブを即座に停止するよう信号を出力し、それにより溶剤投入が終了します。この一連の動きが稼働中ずっと繰り返されるので材料の粘度は常に設定値を維持することができるのです。
次の図は、タンク内での粘度変化を示したチャ-ト図です。設定した粘度(直線部分)に対して粘度が徐々に高くなるとバルブをONして溶剤を投入します。投入し続けていると粘度が設定値よりも低下してきます。
この変化をセンサーが読み取りコントローラーに伝えると直ぐにバルブを”OFF”にして溶剤投入を停止します。この繰り返しの粘度変化はあたかも波のように粘度が変化し設定値に対して一定の幅で粘度を管理します。
粘度変化
これはあたかもオペレ-タ-が、材料の粘度を随時ザ-ンカップで計測し、粘度変化に応じて溶剤投入する作業を繰り返す動きに相当します。
人による作業の場合どうしても計測のタイミングや投入対応の遅れが発生しますので材料粘度品質を一定に保つのは相当の熟練と経験が要求されます。
なぜ自動粘度コントロールシステムが必要ですか?
製品コスト削減で粘度管理は重要な要素
製造物において粘りのある物質は、その製造過程で常時変化しております。
そのためオペレ-タ-はいったん稼働ラインに入ると常時粘度の均一化との戦いを強いられています。
粘度変化の要因はさまざまな条件によりますが、粘度変化によって大切な商品が不良となって大きな損失をまねくことにもなりかねません。
商品の品質管理のためには粘度コントロールは不可欠です。
それも正確な数値で常時一定したものでなければ意味をなしません。
そうした製造現場のニ-ズにマッチした粘度管理に貢献できる世界で最も信頼されている自動粘度コントロールシステムが出番となります。
ドイツのオプティカラ-社が製造する当システムは過去26年間あらゆる産業界で活躍しております。
ドイツ Opti-color社
さらに、社内体制として粘度の基本となる材料物性までも深い研究がなされそのデ-タ-は製品にフィードバックされております。

そういった現場のニ-ズを考慮した自動粘度コントロールシステムは、導入されるお客様にとって必ずやご満足いただけるものと確信致しております。
その性能は世界中で認められ、さまざまな産業界のインフラを支えるものとして貢献しています。
粘度曲線グラフから見えてくること
以下の「ザーンカップ粘度曲線」をご覧下さい。
このグラフは「opti-color社」から提供された情報です。
グラフの縦軸はザーンカップの落下秒数、横軸はCP粘度を示します。
各曲線には計量容器の略称が示されています。
典型的なものはRig3:離合社の3,Rig4:離合社の4,z2:ザーンカップ2,z3:ザーンカップ3 をそれぞれ表しています。
日本では「ザーンカップ2」(海外使用)のカーブに類似した「離合社の3」カップをお勧め致します。赤枠①でRig3とz2が交差しているのをご確認下さい。
カーブが急峻なほどCP粘度の変動が少なく、逆にカーブがなだらかになるほどCP粘度の変動範囲が大きくなるのが分かります。
カーブがなだらかなカップ程、短い秒数変化による粘度変化が大きくなりますが現場オペレーターには相当の熟練度が求められます。
例えば「ザーンカップ3」はz3カーブに相当しますが、わずか数秒の変化がCP粘度は数十倍も変動することになり計測は極めて困難となります。
現場で扱う流体の粘度が高くなればなるほどカップによる秒数計測では誤差が大きくなってゆくのは明白で、これによる流体材料の損失(製品コスト高)に直結致します。
こうした理由からリアルタイムでの高精度粘度管理には他の追従を許さない高精度のopti-color自動粘度コントロールシステムをお勧め致します。
各種計量カップによる粘度曲線
・システムの信頼性
(1)原点数値の管理
システムが稼働しているとコントローラーに設定された原点数値が何らかの原因で変化することがあります。その為、定期的な検査により原点数値校正し正確な粘度数値を維持することは非常に重要です。
弊社のシステムは簡単に原点数値チェックができるため、数値の正常性は即時判断できます。この方法はISO9000で要求されている信頼基準に順守したものです。
(2)出荷前性能検査
システムの信頼性のため出荷前検査は非常に重要で機能・性能・機器寿命に大きな影響を及ぼします。弊社の出荷前検査は5日間の連続通電試験を実施しております。
粘度測定原理
・粘度とは?
そもそも粘度とは何でしょうか。粘度(ねんど)は ドイツ語: Viskosität 、フランス語: viscosité 、英語: viscosity と言われ、物質のねばりの度合を示し「流れに対する抵抗」として定義されます。
詳細は説明は専門のサイトをご覧になられることをお勧めするとして、身近な例をあげると、水と蜂蜜やマヨネーズをカップに入れてスプーンでかき混ぜる様子を想像してみて下さい。
明らかに水だけの場合はかき混ぜやすく、蜂蜜やマヨネーズはかき混ぜるのにかなり力が必要です。工業的には「ねばりけ(粘性)を、水を1として数値化したもの」として定義できますので当然粘り度合いを示す単位があります。
単位はmPa・s(ミリパスカル秒)・CP(センチポアズ)などが用いられます。
ハンドミキサー
実験室内での計測と実際の製造ライン中での連続計測とではセンサー本体に要求される機械的な性能が大きく異なります。実験室ではいろいろなデータ-を集めプロットしてグラフにする必要があるかもしれません。実際に実験室用計測機としての粘度計には多くのメーカーから様々なタイプのものが供給されています。
実験室で比較的精度よく計測できるものが製造ライン中にそのまま応用できないのが現状です。一方、生産現場における生産性の向上、安定化のためには溶液の粘度や温度を一定に保つ必要がある、あるいは粘度基準値を設けてその粘度になった時に何らかのアクションを起す必要がある、という場合がほとんどです。
そのような場合には生産現場のまさにそのままの溶液の状態での粘度(みかけの粘度)を正確に検知できることが望まれます。
・オプティカラー社の粘度測定原理とは?
ドイツのオプティカラー社は生産ライン中での使用を前提としたセンサーを開発しており、耐圧防爆仕様の頑強な筐体比較的外乱の影響を受けないセンシング方式の採用等が特徴です。
オプティカラ-社の自動粘度測定システムは以下の2種類のセンシング方式を採用しています。
・溶液中でディスクを回転させ、その回転速度の変化を検知する回転式センサー
・溶液中を鉄球が自然落下するときの落下速度を計測するボール落下式センサー

・回転式センサーの粘度測定原理とは?
操作が簡単で一般的に生産現場で採用されることが多い回転式センサ-方式を例に説明致します。
センサ-ハウジングの上部に取り付けられているモーターは電気式で一定出力のもとで回転します。モーターにはカップリングを介してシャフトが装着されており、シャフトの先にはディスクが装着されています。このディスク部分を溶液中で回転させ粘度を検知します。
溶液の粘度による負荷はディスクの回転数を変化させます。つまり粘度が高くなれば回転は遅くなり、粘度が低くなると回転は速くなってゆきます。その回転数の変化は電気信号に変換されコントローラー側で粘度値に換算されます。
回転数の変化を読み取る方式はトルク検知式のセンサーよりも高い分解能を有し、機械の振動等による外乱の影響もあまり受けないので、オンライン計測に適しています。
センサ-
センサ-ハウジング
センサ-
モータ-
ディスク
ディスク
・システムの作動原理
回転式ローターのついたセンサーからは、粘度の変化に応じて一秒間に200 ~0パルスのデジタル信号がコントローラーに発信されます。
但しモーターが無負荷状態における基準パルスは、198.7±0.7hz(入力周波数50 hz)です。これが基準信号となります。
オプテイカラー社では、お客様が使用されている計量カップ(例えば離合社 ザンカップ#3)でいろいろなレンジの標準校正液(シリコンオイル)を計った秒数によるデータと、その同じ液をオプテイカラー社システムで計測し読み出されたパルス数との相関関係(例えば、R#3=16秒 = 191.6hz)をコントローラーのEPROMに データとして書き込みます。
そして読み出されたパルス数を「秒数」に変換して表示したり、また「希望粘度設定値」として使用するようになっています。
従って、このシステムが最大限に能力を発揮出来るかどうかは、お客様が使われている計量カップ自身が溶液の粘度変化に対応してどのような特性カーブを描くことが出来、どれだけ正確な再現性を持っているかが、ひとつの大きな要件と言えます。
システムの作動原理
システムの分解能と繰り返し特性
・システムの分解能
標準タイプのローター高速回転型センサー(OBD/1-P)は無負荷状態では50hzすなわち1分間約3000RPMで回転し、この時基準値として 198.7 ±0.7hzのパルスを発信しております。そして粘度上昇に伴って基準値より低いパルスを出力するようになります。 この時シリコン校正液を計測した場合の繰り返し性能は、0.1~0.2hzであり、高速回 転型センサーは通常160~200hzの粘度領域で使用しますので、この 場合の分解能は40ステップ/(0.1ないし0.2)、すなわち0.25~ 0.5%の分解能を持っているということが出来ます。
 
・システムの繰り返し特性
しかし生産現場での使用に際して、粘度管理の基準を、日常使われている計量カップの秒数に置く場合この分解能をどのように生かせるかは、そのカップそのものが持つ特性に依存します。 また、実際の生産現場で粘度管理の対象となる溶液-例えばインクやペイントなどの溶液では、ほとんどの場合、粘度変化の特性は必ずしも直線的ではありません。さらに溶液の性状そのものが流動状態によって物性を大きく変化させ、粘度が変化するなどの不安定要素を多かれ少なかれ内部に可能性として持っています。
オプテイカラー社の高速回転型OBDセンサーが通常、160から200hzのパルス 領域内で使われるというのはこの事と関連しています。すなわち、この センサーは10~500mPas(CPS)という低粘度から中粘度溶液の正確な 粘度管理に適していると言えるのです。
  その理由は、粘度の高い非ニュ ートン溶液(粘度変化やせん断特性が直線的でないもの)中でセンサーが高速回転する時、そこに高い煎断応力が働き、溶液の物性変化をより大きくさせます。またセンサーの回転スピード とトルクのバランスが悪くなることで、読み出すパルス値の繰り返し特性が悪化し、システムの安定性を損なうようになるためなのです。
ディスク
生産ライン上での溶液は、ローラーによって練られるなど必ず一定の流動状態にありますから、その条件に近い状態で計測できるローター回転型センサーの信頼度が最も高いと言えます。こうした理由から全ての粘度領域に常に同じ回転数固定型センサーを適用できる訳ではありません。

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用途
産業別
印刷
- グラビヤ、フレキソ印刷
- オフセットの枚葉印刷業界:ニスの光沢仕上げ工程、ゴールドラッカーの粘度温度管理
- 印刷機械メーカー:ハイデルベルグ社 推奨
- 印刷機械メーカー:MAN・ローランド社 推奨
- 印刷機械メーカー:Huber Farben社 推奨
- 特殊例:UVラッカー粘度管理
スクリーン印刷
- スクリーン印刷インク
製本
- 製本に使われる水性糊
フラットコーティング
- 合板の製造や印刷工程
- 集積回路や電子部品製作工程に使われるコーテイング材
スプレーペイント
- 自動車の塗装ライン
石油化学
- 大形船舶に供給される燃料油のブレンド
- 火力発電プラント
化学
- インクの製造
- シリコン・オイルの製造工程
- 各種ラボ
食品
- ゼラチン
- チョコレート
- トマトソース
- シロップ
 
設置例レポート
調査中
その他随時追加予定
各種モデル
回転型センサー
・標準型ディップセンサー
スピンドル回転型センサーは、対象液が満たされたタンクにそのスピンドル部を浸して使用します。
標準型ディップセンサー 写真
・仕様
・対応粘度 1 - 500 mPas 繰り返し精度 0.3%
・センサー部を保護するステンレスチューブ
・スピンドル長さ100~750mm
・簡便な取り扱いと容易な洗浄
・耐圧防爆構造
・耐熱型ギヤセンサー
このセンサーは回転数を2段階に変速することができますので、標準型の粘度範囲を超えるような高粘度の計測にも使用できます。また耐熱設計になっており高温溶液を扱うことができます。
耐熱型ディップセンサー 写真
・仕様
・対応粘度 100 - 100,000 mPas 繰り返し精度 0.3%
・センサー部を保護するステンレスチューブ
・スピンドル長さ100~750mm
・簡便な取り扱いと容易な洗浄
・耐圧防爆構造
・高粘度対応センサー&周波数変換ボックス
回転スピード/トルクの組み合わせを多段に変更することにより、ペースト状高粘度液体の粘度を高精度に計測することができます。専用のセンサーとコントローラーと別に周波数変換ボックスを使用します。
耐熱型ディップセンサー 写真
・仕様
・対応粘度 0.5 - 300,000 mPas 繰り返し精度 0.2%
・ディップ型、インライン型の両方で可能
・回転スピードレンジ 8段階(5 % - 100 %)
・トルク レンジ 8段階(30% - 100%)
・耐圧防爆構造

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コントローラー
・UVCコントローラー
ディップ式センサーと接続し、センサーへの電源供給、センサーからの信号処理、表示または粘度/温度管理/スケール設定等を行ないます。データはイーサネットインターフェイスを通して外部のコンピューターに送り込むことが可能です。基本粘度スケールはメモリに記憶されており、ユーザー側で独自のスケールを作成記憶させることもできます。
従来のマルチVCタイプからフルモデルチェンジし用途に応じて新世代コントローラー3機種をご用意しております。
UVC-Rコントローラー 写真
UVC-SO/Sコントローラー 写真
UVC-RUVC-SO/S
UVC-R・仕様
UVCシリーズの最上位機種です。
・センサー、電磁弁の開閉コントロール
・粘度範囲(スケール)、温度管理の自由選択、設定機能
・バルブ開閉時間設定 ・イーサネットによる信号出力
オプション
  • 温度管理機能
  • パソコン上での設定、操作用ソフト(オプション)
  • 3台のセンサーを一括制御(マルチPVC)
  • アラ-ム用有接点出力
  • アナログ信号出力(0-10V,0-20mA)
  • 信号入力
  • 粘度制御用無接点出力
UVC-SO・仕様
溶剤投入バルブの開閉時間を調整できるため、粘度のオーバーシュートやハンチングを小さくすることが可能です。
・センサー、電磁弁の開閉コントロール
・粘度範囲(スケール)1点のみ設定可能
・バルブ開閉時間設定
UVC-S・仕様
1点の粘度制御のみに特化した従来からのシンプルなモデルです。
・センサー、電磁弁の開閉コントロール
・粘度範囲(スケール)1点のみ設定可能

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レベル計測/警報システム
・超音波/振動センサー
超音波センサーや振動センサーによるレベルコントロール、バルブやポンプによる自動再投入、センサーで直接表示することも可能です。
超音波/振動センサー
その他・資料
opti-color社紹介

opti-color(オプティカラー)社は1972年に設立されました。
ドイツ連邦共和国の首都ベルリン西部の主要都市ハノファー近郊を拠点として印刷業界や化学技術業界、食品技術分野のシステムパートナーとして、生産工程の自動化や安定化に貢献することを目的としてきました。
ドイツ・オプティカラー社拠点 ドイツ・オプティカラー社拠点
生産工程における液体の自動化および制御機器と温度制御システムのソリューションを提供しています。
主な製品分野は、粘度測定・制御ユニットとコンディショニング(加熱、冷却)および循環システムで設立以来、対応分野のノウハウを蓄積して設計、開発、製造しています。
DRUPAACHEMAEUROPEAN COATINGS SHOW、CMMなどの国際見本市で、最新のシステムを定期的に発表しています。
ヨーロッパ、アメリカ、カナダ、日本、その他多くの国々で、サービス施設を備えた代理店や販売店を設置しています。
どうぞお気軽にお問い合わせください。

オプティカラー社オプティカラー社オプティカラー社
オプティカラー社オプティカラー社ザーンカップ
テストカップ表

以下は世界的なテストカップ表(抜粋)です。
それぞれのカップには使用可能な範囲があります。
例えばDIN 4に準拠したカップでは、一般的に約70~約400cStの範囲を推奨しています。
また動的粘度(mPas)は、動粘性率cSt(mm²/s)に比重を掛けたものです。

cStFORD 4ISO 3ISO 4ISO 6 DIN 4Zahn 2
1000264.22257.5730.1145.2219.3299.7
900238.32031.8657.1130.8197.4271.1
800212.31806.1584.1116.3175.6242.6
700186.31580.4511.2101.9153.8214.0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
500134.41129.1365.373.0110.3156.9
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
400108.4903.4292.458.788.6128.3
35095.4790.6256.051.577.9114.0
30082.4677.9219.644.467.199.7
25069.4565.1183.337.356.585.4
20056.4452.5147.030.345.971.1
15043.5339.9110.823.535.656.9
10030.5227.774.916.925.742.6
9027.9205.467.815.723.839.7
8025.3183.160.814.522.036.9
7022.7160.853.813.320.234.0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5017.5116.740.111.016.828.3
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5134.41129.1365.373.0110.3156.9
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1 12.5 10.014.3

cStShell 2Shell 3Shell 4Zahn 2 6Shell 3Zahn 5
10001741.1664.3290.9299.793.044.5
9001567.5598.0261.9271.184.440.1
8001393.9531.8232.9242.675.935.8
7001220.3465.6203.9214.067.331.4
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
500873.1333.1145.9156.950.222.7
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
300525.8200.788.099.733.114.0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
200352.2134.559.071.124.69.7
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
100178.668.230.042.616.15.3
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5091.835.115.528.311.83.2
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
513.75.32.415.47.91.2
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
16.72.71.314.37.61.0

注意!
この表の数値は2018/1の一般的な標準値、情報に基づきます。誤差を含む場合があり、各数値が保証されているわけではありません。概要を把握されるための参考表としてご覧下さい。
ザーンカップ例ザーンカップ例


センサ-保守管理

使用後の管理
OBDセンサ-は精度維持や円滑な利用のために使用後の管理が重要です。
適切な保守管理を怠るとインクなど測定対象液は使用後に硬化してセンサ-の回転動作に大きなダメ-ジを与えることがあります。
OBDセンサ- OBDセンサ-
OBDセンサ-使用例
作業終了後の管理ー不適切な例
センサ-をインク(溶剤タイプ)または溶剤タンクに漬けたままにしておくと、シ-ルの劣化により溶剤のガスがベアリング部分に浸潤し、ベアリングの回転が悪くなります。最悪の場合は心臓部であるモータ-までが損傷してしまう可能性が高くなります。
OBDセンサ- OBDセンサ-軸
OBDセンサ-モータ-
使用後センサ-放置内部部品に望ましくない影響が…
作業終了後管理ー推奨例
インクタンクからセンサ-を取り出した後、洗浄液を入れた別の容器に浸し数分回転させます。
これによりセンサ-チュ-ブに付着したインク(溶剤液等)を洗い落とすことができます。
洗浄後は、洗浄用容器ら取り出しウエスで拭き取ります。
拭き取り後は壁面に吊り下げておくことが推奨されています。
OBDセンサ- OBDセンサ-
センサ-洗浄壁面に吊り下げて乾燥

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展示会案内
2023展示会出展情報

コンバーティングテクノロジー総合展2023   

コンバーティングテクノロジー総合展2023ロゴ

コンバーティングテクノロジー2023展示会写真

会場案内 会場案内 会場案内 会場案内 出展準備 出展準備 出展準備 出展準備 弊社ブース来場 弊社ブース来場 弊社ブース来場 弊社ブース来場
デモムービー(Movie)
                    
会 期2023年2月1日(水)~3日(金)
主 催株式会社 加工技術研究会(CTI)
共 催JTB Communication Design
会 場東京ビッグサイト東2・3ホール 展示ブース番号 3U-10
出 展opti-color社自動粘度測定システム 他
内 容加工技術研究会(CTI)はサステナブル社会の実現のために新しい製品や技術を社会に発信し「ゆたかさ」について検討する機会が提供され1000社以上が集結し14展示会が同時開催となりました。
弊社ブースへの沢山のご来場誠にありがとうございました。opti-color社自動粘度測定システム実演をご覧いただけたましたが動画をアップロードしておりますのでどうぞご覧ください。また先回に引き続きCAE社ブラックパールセラミックコ-ティングアニロックスロ-ル他を展示し海外からグロ-バル販売網の代表者を、お招きして説明いただく機会を得ることができました。
オンライン
開催展
2022年12月1日(木)~2023年2月28日(火)の期間でオンラインでも同時開催されております。
   
コンバーティングテクノロジー総合展2023会場案内 コンバーティングテクノロジー総合展2023会場案内 コンバーティングテクノロジー総合展2023会場案内
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