(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成分から流動性コーティング材料、特に水性塗料または溶剤含有塗料をバッチベースで製造する方法であって、以下の工程：
−  バッチ用の成分を、本質的に前記バッチ用にそれぞれ予め定められた量で、プロセス混合容器（３）内に供給する工程と、
−  予備組成を有する混合物を形成するために、前記プロセス混合容器（３）内で前記成分を混合する工程と、
−  予備組成を有する前記混合物の少なくとも一部を、前記プロセス混合容器（３）から、完成後に前記流動性コーティング材料が除去される容器である受入容器（５）内に移送する工程と、
−  前記受入容器（５）内への移送中に予備組成を有する前記混合物の実際状態を確認する工程と、
−  予備組成を有する前記混合物の実際状態の、所定のセットポイント状態からの乖離を決定する工程と、
−  前記セットポイント状態に到達するために必要な前記成分の調節量を確認する工程と、
−  前記混合物が既に前記プロセス混合容器（３）から前記受入容器（５）に移送されている間に、前記混合物に前記成分の調節量を補充する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
全ての前記バッチ用の成分が前記プロセス混合容器（３）内に供給される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バッチ用の成分のいくつか、特に生産される前記流動性コーティング材料の仕様関連の成分はプロセス混合容器（３）内に供給され、前記バッチ用の成分の他の成分は前記受入容器（５）内に供給される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
−  前記調節量とともに前記混合物を、前記受入容器（５）内で漸進的均質化させることにより、前記流動性コーティング材料を得る工程と、
−  前記受入容器（５）から前記流動性コーティング材料を除去する工程と、
をさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
予備組成を有する前記混合物を移送する工程が、予備組成を有する前記混合物を前記プロセス混合容器（３）内で所定時間混合した後に開始する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
予備組成を有する前記混合物は、前記受入容器内（５）への移送のために、前記プロセス混合容器（３）と前記受入容器（５）との間に配置された測定装置（２３）を通り、該測定装置（２３）で１つ以上の測定器により、予備組成を有する前記混合物の実際状態が確認される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記実際状態は、予備組成を有する前記混合物の１つ以上の特性パラメータを測定することによって確認され、前記セットポイント状態は予備組成を有する前記混合物の特性パラメータの所定の目標値によって規定される、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記特性パラメータは、
−  粘度、
−  ｐＨ、
−  色相、
−  密度、
−  透明度、および／または
−  粒子サイズ、
のリストから選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記実際状態の確認は、前記受入容器（５）内への移送の間に、連続的に実行される、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記成分の補充は、前記プロセス混合容器（３）内への直接導入によって行われる、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記成分の補充は、前記プロセス混合容器（３）と前記受入容器（５）の間の、好ましくは前記測定装置（２３）の上流の流体ライン（７）内への導入によって行われる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記成分の補充は、前記受入容器（５）内への直接導入によって行われる、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
−  後続の同一または異なる流動性コーティング材料の生産運転の準備のため、前記混合物が前記受入容器（５）内に移送された直後であって前記受入容器（５）内での均質化が完了する前に、前記プロセス混合容器（３）および好ましくは前記測定装置（２３）の洗浄を行う工程、
を有する請求項６〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
−  前記成分からなる複数の均質なバッチと各バッチの調節量を前記受入容器（５）に収集する工程、
−  前記受入容器（５）内のバッチを、コーティング材料の生産運転が得られるまで漸進的に均質化する工程、および、
−  前記受入容器（５）から前記生産運転の前記コーティング材料を除去する工程、
を有する請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法で製造された最初のバッチはマスターバッチを定義し、１つまたは複数の後続バッチは、それぞれ複製バッチを定義するとともに、前記マスターバッチのために補充される１つ以上の成分の既に計量された量がそれぞれの複製バッチの前記成分の供給とともに前記プロセス混合容器（３）内に補充されることにより前記方法で生産される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
−  最終的に均質化された生産されたコーティング材料を、循環ライン（３７）によって前記受入容器（５）から前記測定装置（２３）に戻し、前記測定装置（２３）を介して前記受入容器（５）内に再移送し、前記受入容器（５）内への移送中に前記混合物の実際状態を決定する工程、
を有する請求項６から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
複数の成分から流動性コーティング材料、特に水性塗料または溶剤含有塗料をバッチベースで製造するための混合システム（１）であって、
−  プロセス混合容器（３）であって、バッチ用の成分を、本質的に該バッチ用に個々に予め定められた量で受け取り、予備組成を有する混合物を形成するために該プロセス混合容器（３）で前記成分を混合する、プロセス混合容器（３）と、
−  受入容器（５）であって、完成後にそこから前記流動性コーティング材料が除去される容器であり、且つ、その完了後に前記流動性コーティング材料を排出するための出口である、受入容器（５）と、
−  流体ライン（７）であって、予備組成を有する前記混合物を前記プロセス混合容器（３）から前記受入容器（５）内に移送するため、前記プロセス混合容器（３）および前記受入容器（５）に流体的に接続する、流体ライン（７）と、
−  測定装置（２３）であって、前記流体ライン（７）に割り当てられ、予備組成を有する前記混合物の実際状態を、前記受入容器内への移送中に確認するように構成されている、測定装置（２３）と、
−  評価ユニット（２５ａ）であって、前記測定装置（２３）と通信し、予備組成を有する前記混合物の実際状態の、所定のセットポイント状態からの乖離を決定するように、および前記セットポイント状態に到達するために必要な前記成分の調節量を確認するように構成された評価ユニット（２５ａ）と、
−  投与装置（１２）であって、予備組成を有する前記混合物がすでに前記プロセス混合容器（３）から前記受入容器（５）内に移送されている間に、予備組成を有する前記混合物内に成分を所要の調節量に応じて補充するように構成された投与装置（１２）と、
を有する混合システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の成分から流動性コーティング材料、特に水性または溶剤含有塗料をバッチベースで製造する方法に関する。本発明はさらに、複数の成分から流動性コーティング材料、特に水性または溶剤含有塗料をバッチベースで製造するための混合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のタイプの方法および混合システムは広く知られている。それらは従来、１つまたは複数の混合容器を含み、その中で、生産されるコーティング材料の成分は、予め計量された後に、バッチまたは製品の生産運転（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｒｕｎ）を形成するために、組み合わされる。このような製造されるコーティング材料の生産運転は、この場合、最終的に混合される複数のバッチから生産することができる。生産運転の個々のバッチの成分は、しかし、仕様の結果として異なることがある。
【０００３】
液体または注ぐことが可能な成分の計量は限られた精度でしか行うことができず、かつ、全混合物における個々の成分の割合という見地からするとわずかな乖離でさえ、生産されるコーティング材料の特性、または生産運転の仕様関連比率原材料の混合物に時々影響を及ぼす場合があるため、混合プロセス中および／または混合プロセス後の成分の組成の監視は避けられない。従来技術では、これは一般に、一バッチで生産されるコーティング材料のすべての成分を計量した後に、予備的組成を有する均質な混合物を生産することにより達成される。この混合物から、混合プロセスを中断した後に、サンプルが次いで採取され、その生産品質、すなわち１つまたは複数の製品特性がオフラインで検査される。そのようなプロセスは、例えば、ＷＯ２０１３／０８１８１２Ａ１に記載されている。これは、混合物の実際の状態の確認と、この実際状態と所定のセットポイント状態との比較を含む。乖離は、予備組成を有する均質混合物に１つまたは複数の成分を続いて追加することにより、補償される。必要ならば、セットポイント状態と実際状態の間の一致は、繰り返しのサンプリングにより、確実になされる。
【０００４】
この手順で見られる１つの欠点は、一方で、混合プロセスの中断と同様に、サンプリングおよび評価によって発生する必要な時間消費である。これに関連する別の欠点は、計量が行われるプロセス混合容器、およびそれと共に計量装置が、計量成分の微調整の出口までの全時間を占有され、他の用途に使用できないことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの方法および混合システムを、上記の欠点を可能な限り克服するように、改善することであった。特に、本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの方法および混合システムにおいて、より時間効率の高い操作を確実にすることであった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様では、本発明は、請求項１の特徴を有する方法を提供することによりその目的を達成する。本発明は、複数の成分からの流動性コーティング材料、特に水性塗料または溶剤含有塗料を生産運転ベースで製造する方法を提案するものであって、以下の工程を含む：
−  生産運転のための成分を、プロセス混合容器内に、各生産運転のために予め定められた量だけ供給する工程と、
−  プロセス混合容器中の成分を、予備組成を有する好ましくは均一な混合物を形成するために、混合する工程と、
−  予備組成を有する前記混合物の少なくとも一部を、前記プロセス混合容器から受入容器内に移送する工程と、
−  前記受入容器内への移送中に予備組成を有する前記混合物の実際状態を確認する工程と、
−  所定のセットポイント状態からの、予備組成を有する前記混合物の実際状態の乖離を決定する工程と、
−  前記セットポイント状態に達するために必要な成分の調節量を確認する工程と、そして、
−  予備組成を有する前記混合物が前記プロセス混合容器から前記受入容器に既に移送されている間に、前記成分の調節量を、予備組成を有する前記混合物に、補充する工程。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、好ましい例示的実施形態による本発明による混合システムを、概略図で示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
第１の好ましい代替例では、バッチのすべての成分はプロセス混合容器内に供給される。
【０００９】
第２の好ましい代替例では、いくつかの成分のみがプロセス混合容器内に供給され、すなわち、特に生産されるコーティング材料の仕様関連成分が供給され、一方、バッチの他の成分は、受入容器内に供給される。仕様に関連する成分は、例えば、コーティング材料、特に顔料ペーストの色相を規定する成分である。
【００１０】
本発明は、受入容器内でのコーティング材料の計量と供給との間の中断されない製造プロセスに、コーティング材料の生産運転を生産するのに必要な時間に関して著しい節約の可能性があるという発見に基づいている。本発明は、予備混合物が、プロセス混合容器から受入容器内へ移送される間に、予備混合物の実際状態の決定、および、チェックの間のそれと該予備混合物の所定のセットポイント状態との比較により、１つまたは複数の生産特性について既に準オンラインでチェックすることを提供することによって、これに対処する。実際状態をセットポイント状態に一致させるためにまだ不足している成分の補充が、プロセス混合容器から受入容器への予備混合物の移送中に同様に実行されるため、補充の成否は直接「オンライン」で確認できる。これにより、サンプリングのために混合プロセスを停止する必要がもはやなくなるため、コーティング材料の生産運転の生産に必要な時間を短縮する。
【００１１】
生産されるコーティング材料の製品品質は、予備混合物を生産するための元の計量と、予備混合物から生産されるコーティング材料の組成への微調節のための補充の両方が、いずれの場合も、同一の反応物原材料の生産運転からの原材料でそれぞれ行うことができるので、潜在的に向上する。
【００１２】
本発明による方法は、以下の工程を含むことにより有利に改良される：
−  受入容器内で調節量と共に予備組成を有する混合物の漸進的な均質化によりコーティング材料を得る工程、
−  コーティング材料を受入容器から除去する工程。
【００１３】
本方法の別の好ましい実施形態では、予備組成を有する混合物を移送する工程は、プロセス混合容器内で所定時間混合し均質となった後に開始される。プロセス混合容器内での混合は、目視検査の下で、予備組成を有する混合物の均一な色と稠度が得られるまで行うことが好ましい。
【００１４】
本方法の特に好ましい構成では、予備組成を有する混合物は、プロセス混合容器と受入容器との間に配置された測定装置を通過し、そこで、予備組成を有する混合物の実際状態が、受入容器に移送するために１つまたは複数の測定器によって確認される。
【００１５】
好ましくは、実際状態は、予備組成を有する混合物の１つまたは複数の特性パラメータを測定することによって確認され、セットポイント状態は、予備組成を有する混合物の特性パラメータの所定の目標値によって規定される。特性パラメータは、好ましくは、粘度、ｐＨ、色相、透明度、密度および／または粒子サイズからなるリストから選択される。
【００１６】
導電率は、例えば、１つまたは複数の導電性および／または誘導性導電率センサによって決定されてもよい。透明度は、例えば、１つまたは複数の屈折計および／または透過センサによって決定されてもよい。粘度は、例えば、コリオリ質量流量計または他の粘度計によって決定されてもよい。密度および質量流量も、１つまたは複数のコリオリ質量流量計によって決定されてもよい。色相は、光学測定センサによって決定されてもよい。粒子サイズは、例えば、レーザ回折測定システムによって決定されてもよい。
【００１７】
特に好ましくは、実際の状態の確認は、受入容器内での移送中に連続的に実行される。
【００１８】
本発明による方法の第１の好ましい代替例では、成分の補充は、プロセス混合容器に直接導入することによって行われる。このようにして、プロセス混合容器および受入容器の両方を使用して、補充された材料を混合することができる。また、補充の効果は、受入容器への移送中の実際状態の確認で直接見ることができる。この目的のために、例えば色相については、製品特性の混合計算が評価ユニットで行われることが好ましく、これは、プロセス混合容器と受入混合容器との間の材料分布、すなわち、補充工程前に既に受入容器内に移送された材料の量を考慮するためである。このようにして、コーティング材料の色相の特性は、残りの生産運転成分をプロセスミキサーから移送する間に全生産運転に適合される。
【００１９】
代替または追加として、成分の補充は、好ましくは、受入容器への直接導入によって行われる。これは、さらなる時間節約を可能にし、特定の状況下で比色補正をする必要のないコーティング材料の製造に特に好ましい。特に好ましくは、受入容器への成分の直接の補充は、予備混合物中の割合が粘度および／またはｐＨに影響する成分によって行われる。
【００２０】
代替または追加として、成分の補充は、好ましくは、流体ライン内への導入によって実行され、該流体ラインは、予備組成を有する混合物をプロセス混合容器から受容混合容器に移送するために、一方ではプロセス混合容器に、他方では受入容器に流体的に接続され、導入は予備組成を有する混合物の実際状態を検出する1つまたは複数の測定装置の上流位置で行われる。
【００２１】
この方法は、以下の工程：予備混合物が受入容器内に移送された直後であって、受入容器内の均質化が完了する前に、同一のまたは異なる流動性コーティング材料の後続バッチを準備するために、プロセス混合容器、好ましくは測定装置を洗浄する工程により改良されることが好ましい。これにより達成される効果は、プロセス混合容器が、前の生産運転が受入容器から離れる前に、既に、任意で異なる組成物を有するコーティング材料の新しいバッチの生産のために再び使用されることができることである。プロセス混合容器のインフラストラクチャーは、このように、最適に使用されることができ、生産の高い利用率が確保される。好ましくは、色相決定のために構成された測定装置が、プロセスシステムにおける洗浄状態の品質を監視するためにも使用される。
【００２２】
この方法は、以下の工程：プロセス混合容器から受入混合容器内への移送中に予備組成を有する混合物の微細均質化工程により改良されることが好ましい。微細均質化は、好ましくは、プロセス混合容器と受入混合容器との間の流体ライン内のインライン溶解機（ＩＬＤ）を用いて実行される。ＩＬＤは、予備組成を有する混合物を少なくとも部分的に混合および分散するように構成されることが好ましい。
【００２３】
この方法は、さらに好ましくは以下の工程：プロセス混合容器から受入容器内への移送中に予備組成を有する混合物の濾過工程を含む。好ましくは、フィルタは、プロセス混合容器と受入容器との間の流体ライン内、例えばフィルタハウジング内に取り付けられる。
【００２４】
この方法は、さらに以下の工程を含むことによって有利に改良される：
−  成分で構成される複数のバッチと、各バッチの調節量を受入容器に収集する工程、
−  前記受入容器内のバッチを、コーティング材料が得られるまで漸進的に均質化する工程、および、
−  生産運転として前記受入容器から前記コーティング材料を除去する工程。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態では、投与装置は、手動補充を可能にするため、および／または１つ、いくつか、またはすべての成分の自動補充を実行するために適合される。特に、コーティング材料の色相に影響する成分は、好ましくは、投与装置を介して手動で補充される。
【００２６】
複数のバッチが受入容器内に収集され得るという事実により、従来時々発生し得る計量誤差の影響をさらに低減することができる。さらに、大規模な生産運転は、組成の点から高精度で生産され得る。
【００２７】
特に好ましくは、受入容器の容積は、プロセス混合容器の整数倍、例えば２倍、３倍または４倍である。
【００２８】
好ましくは、製造されるコーティング材料のための２つ以上の成分が、プロセス混合容器に同時に計量される。同時計量は、コーティング材料の主要成分、例えば樹脂系または溶剤に対して好ましい。
【００２９】
特に、生産運転が複数のバッチから生産される本発明による方法のこれらの実施形態では、方法シーケンスで生産されて受入容器に移送される第１のバッチは、マスターバッチを規定し、マスターバッチに続く、生産運転のための１つまたは複数のバッチが、それぞれの複製バッチを規定することが好ましい。マスターバッチに個別または複数の成分の補充が必要とされる場合、それぞれに補充される量は、それぞれの複製バッチのためのプロセス混合容器へのそれらの成分の供給と共にそれぞれの複製バッチの成分を計量する時に、既にプロセス混合容器に計量されているのが好ましい。このようにして、補充経費、したがって、それぞれの複製バッチの製造時間、ひいては、全生産運転のための製造時間が大幅に削減される。この生産形態は、プロセス混合容器と比較して大型化された受入容器と組み合わせることで、１つのマスターバッチと複数の複製バッチから非常に大規模な生産運転が生産され得、その場合には生産運転の成分に関して、投入量と補充量の最小化された調節経費による複製により、高い精度が達成されるという効果がある。同時に、生産運転の生産の所要時間が、増大された受入容器の容積と組み合わされた複製のおかげで、短縮される。
【００３０】
さらに、本発明の方法は好ましくは、以下の工程を含むことにより、さらに改良される。
−  生産された最終的に均質化されたコーティング材料を、受入容器から測定装置への循環ラインによって戻す工程、
−  測定装置を介して受入容器に再移送する工程、
−  受入容器への移送中にコーティング混合物の実際状態を決定する工程。
【００３１】
測定装置を通過した最終的な生産運転への返送と移送により、均質化された生産運転の最終的な品質管理が、追加の設備経費なしに可能である。
【００３２】
本発明は、本発明による方法を用いて、第１の態様で上述された。第２の態様では、冒頭に記載の混合システムにおいて、本発明は：バッチ用成分を、基本的にバッチ用にそれぞれ予め定められた量だけ受け入れるように構成され、かつ、プロセス混合容器内の成分を混合して、予備組成を有する均質な混合物を形成するように構成されるプロセス混合容器と；受入容器と；予備組成を有する混合物をプロセス混合容器から受入容器に移送するため、プロセス混合容器と受入容器に流体的に接続される流体ラインと；流体ラインに割り当てられ、受入容器への移送中に予備組成を有する混合物の実際状態を確認するために構成される測定装置と；測定装置と通信し、事前に設定されたセットポイント状態からの、予備組成を有する混合物の実際状態の乖離を決定するために構成され、セットポイント状態に達するために必要な成分調節量を確認するために構成される評価ユニットと；予備組成を有する混合物に必要な成分を、調節量の関数として、予備組成を有する混合物が既にプロセス混合容器から受入容器へと移送されている間に、補充するように構成された投与装置、を含む混合システムによって冒頭で言及された目的を達成する。
【００３３】
本発明の好ましい実施形態では、投与装置は、手動補充を可能にするため、および／または１つ、いくつか、またはすべての成分の自動補充を実行するために適合される。
【００３４】
本発明による混合システムは、本発明による方法の利点および好ましい実施形態を採用する。本発明による方法の好ましい実施形態は、本発明による混合システムの好ましい実施形態でもあり、その逆もまた同様であるため、本発明による方法に関する上記のコメントも参照する。
【００３５】
プロセス混合容器は、好ましくは、計量された成分を組み合わせおよび均質化して、予備組成を有する混合物を形成するための１つまたは複数の混合要素、例えば撹拌部材を含む。
【００３６】
受入容器は、好ましくは、受入容器内に移送された混合物を漸進的に均質化して最終的なコーティング材料を得るための、１つまたは複数の混合要素、例えば撹拌部材を含む。
【００３７】
好ましい実施形態では、測定装置は測定部を備え、該測定部は流体ラインに配置され、その一部に混合物の実際状態を検出するための１つまたは複数の測定器が配置されている。測定器または測定器具は、以下の特性パラメータ：粘度、ｐＨ、色相、密度、透明度、導電率および／または粒子サイズの１つまたは複数を定量的に検出するように構成されることが好ましい。
【００３８】
測定装置および評価ユニットは、受入容器への移送中に、予備組成を有する混合物の実際状態を連続的に検出するように構成されていることが好ましい。
【００３９】
投与装置は、好ましくは、各成分のための供給ラインを備え、該供給ラインは、（固定または交換可能な）原材料供給源に接続することができる。供給ラインに配置され、スループット（質量流量および／または体積流量）を検出するためのセンサがそれぞれの場合に設けられていることが好ましい。さらに、供給ラインを選択的に開閉するバルブが各供給ラインに配置されていることが好ましい。投与装置は、信号を送信するように電子制御ユニットに接続されていることが好ましく、このユニットは、評価ユニットに接続されるか、または評価ユニットに一体化される。電子制御ユニットは、評価ユニットによって送信される予備混合物の実際状態に関する特性パラメータに基づいて、補充すべき成分の定量値を確認するために、および投与装置の供給ラインのバルブを開閉するために、成分を補充するために確認された量が、追跡され得る方法でプロセス混合容器および/または受入容器に導入され、好ましくはスループットを検出するために供給ラインに設置されたセンサによって調整されるように構成されることが好ましい。ただし、代替的にまたは追加的に、追加された成分（原材料量）は、計量セル、圧力測定ユニット、または同様の計量装置にセットポイント量を載せてセットポイント量を除去した後、成分（原材料容器）の供給源の再計量/正味計量により算出される。代替的にまたは追加的に、原材料の材料供給に必要な精度を確保するために、バッチ用に予め計量された量の成分（原材料）の供給が実行される、すなわち、プロセスシステムからこの成分をオフラインでプリロードする。
【００４０】
投与のために、好ましい実施形態では、制御バルブとスループットセンサの組み合わせの代わりに、別個のスループット測定を必要とすることなく、容積に関して正確に制御することができる投与バルブが提案される。例えば、ピンチバルブまたはニードルバルブを供給のために使用することができ、該バルブの出力量は、送出サイクルまたは送出期間を制御することによって高精度で制御することができる。代替として、膜バルブ、スピンドルバルブ、または他のボリューム送出投与バルブの使用が提案される。
【００４１】
好ましい構成では、本発明による混合システムの供給ラインは、プロセス混合容器および／または受入容器に選択的に流体的に接続され、それぞれの容器に直接補充することが可能である。
【００４２】
プロセス混合容器と受入容器との間に配置された流体ラインは、１つまたは複数の出口を好ましくは含み、該出口は流体ラインを、特に圧縮空気および／または洗浄液によって洗浄するために、液密に閉じることができる。洗浄目的のために、流体ラインは、好ましくは、プロセス混合容器の側面および受入容器の側面の両方に遮断部材を備え、この遮断部材は、流体ラインの洗浄を行うために、液密に、好ましくは圧力密に閉鎖することができる。
【００４３】
好ましい実施形態では、プロセス混合容器は、予備混合物が受入容器の方向に移送された後に、プロセス混合容器を洗浄するための１つまたは複数の出口開口を備える。
【００４４】
投与装置の供給ラインは、それぞれに割り当てられたポンプであることが好ましく、該ポンプは、同様に、成分を供給するために電子制御ユニットと通信する。
【００４５】
好ましい一実施形態では、プロセス混合容器および／またはプロセス混合容器と受入混合容器との間の流体ラインは、専用の洗浄剤供給ラインに流体的に接続され、それによって洗浄液をプロセス混合容器および／または流体ラインに導入することができる。色相測定装置による混合容器の洗浄結果の連続的な確認がさらに可能である。
【００４６】
本発明は、好ましい例示的な実施形態により、添付の図を参照して以下により詳細に説明される。
【００４７】
図は、好ましい例示的実施形態による本発明による混合システムを、概略図で示している。
【００４８】
図に示される混合システム１は、コーティング材料の生産運転ベースの生産のため、プロセス混合容器３と受入容器５とを備える。プロセス混合容器３と受入容器５とは流体ライン７によって流体的に接続されている。
【００４９】
例えばモーター駆動撹拌機構９、１１の形態の少なくとも１つの混合要素が、プロセス混合容器３および受入容器５にそれぞれ配置されている。
【００５０】
流体ライン７は、予備混合物をプロセス混合容器３から受入容器５に移送するように構成され、好ましくは、入口側および出口側に第１および第２の遮断部材１３、１５を備えている。遮断部材１３、１５は、それぞれ三方遮断部材として構成されることが好ましく、出口の１つを洗浄液の導入および放出に使用できる。任意に、それぞれの出口は、固定して設置された洗浄剤供給源に流体的に接続されてもよい。
【００５１】
混合システム１はさらに、生産されるコーティング材料の個々の成分の供給を制御するように構成されている投与装置１７を備える。投与装置１７は、固定して設置された原材料容器１９または交換可能な交換式容器２１に選択的に流体的に接続され得る複数の供給ライン１１ａ、ｂ、ｃを備える。
【００５２】
生産されるコーティング材料の主要成分は、生産されるコーティング材料の大部分について同一であると予想され得るが、固定して設置された原材料容器１９内に保管されることが好ましく、一方、生産されるコーティング材料に応じて変化し得る成分は、交換式容器２１内に保管されることが好ましい。
【００５３】
プロセス混合容器３と受入容器５との間の流体ライン７には、プロセス混合容器３に含まれる個々の成分の予備混合物の実際状態を、プロセス混合容器３から受入容器５に移送される間に、連続的に決定するように構成された測定装置２３が配置されている。この目的で、測定装置２３には、１つまたは複数の測定器が配置されており、該測定器は、好ましくは、ｐＨ、粘度、色相、透明度、密度および／または粒子サイズのうちの１つ、複数または全てを決定するように構成されている。
【００５４】
測定装置２３は、信号を送信するように評価装置２５ａに接続され、該評価装置２５ａは、測定装置２３によって検出され評価装置２５ａに送信される予備混合物の実際状態を、コーティング材料の生産のための予備混合物の所定のセットポイント状態と比較するように構成されている。評価ユニット２５ａは、信号を送信するように電子制御ユニット２５ｂに接続されている。評価ユニット２５ａと制御ユニット２５ｂとは、代替的に、別個の機器として構成されることもあれば、図示のように１つのユニット（参照２５）として構成されることもある。測定装置２３によって確認された実際状態のパラメータ、すなわち、例えば、粘度、ｐＨ、色相などの、各セットポイント状態からの乖離が見つかった場合、電子制御ユニット２５ｂは、実際状態とセットポイント状態の間の矛盾を補償するような方法で、投与装置１７を動作させるように構成されている。
【００５５】
予備組成を有する混合物への個々の成分の制御された補充は、混合物のｐＨを監視する例を参照して以下に説明される。プロセス混合容器３内で処理されるバッチに必要な成分がプロセス混合容器３内に計量され、予備組成を有する混合物の均質化が行われ、予備組成を有する混合物の移送および検査を可能にした後に、混合物のｐＨは、予備組成を有する混合物が受入容器に移送される間に、流体ライン７で、対応して構成された測定器を伴う測定装置２３によって測定される。
【００５６】
評価ユニット２５ａは、測定されたｐＨと所定のセットポイント値を比較する。測定されたｐＨに関して、実際値とセットポイント値との間に許容できないほど大きな差が見つかった場合、評価ユニット２５ａは、数学モデルによって、ｐＨ適応の原因となるその成分、例えばＤＭＥＡ溶液（ＤＭＥＡ＝ジメチルエタノールアミン）の補充量を計算する。予備組成を有する混合物の受入容器方向への移送は、補充の間、任意で中断してもよい。
【００５７】
補充を行う際には、補充されるべき成分の必要な量が表示器に出力されるか、評価ユニット２５ａが制御部２５ｂと通信して投与装置１２を介してプロセス混合容器への送出を開始する。プロセス混合容器３では、新たに導入された成分量は、均一なバッチが次に得られるまで、攪拌部材９により予備組成を有する混合物に混合される。
【００５８】
このように、時には相互作用的工程で、生産されるコーティング材料のバッチのための成分の材料は、監視されたパラメータ、この場合はｐＨが実際／セットポイントの比較をパスするまで補充される。
【００５９】
次いで、次の製品特性の検査が実行される。
【００６０】
それぞれに測定された製品特性に影響を与える成分の補充が仕様関連ではなく、かつ、上述したように、補充が受入容器に直接行われることが可能である場合、相互作用的な補充は、一般に行われる必要はない。
【００６１】
ｐＨの適応は、上記ＤＭＥＡ溶液の添加により行われてもよいが、粘度の適応は、例えば、水の添加により行われてもよい。
【００６２】
色相の適応は、対応する色顔料を添加することによって行うことができる。
【００６３】
好ましくは、代替的にまたは追加的に、投与装置１７は、１つ、いくつかまたは全ての成分の手動補充を行うように、手動で制御可能である。投与装置１７による手動補充のために、電子制御ユニット２５ｂが、評価ユニット２５ａによって確認された、実際状態とセットポイント状態との間の乖離を、表示装置（ここでは表示されていない）に送信するように構成されることが有利である。
【００６４】
この目的のために、各パイプライン１１ａ，ｂ，ｃにおいて、投与装置１７は、それぞれの供給ラインを流れる成分を送出するための手段２７を備えている。送出手段２７は、例えばポンプとして構成される。
【００６５】
さらに、各供給ライン１１ａ、ｂ、ｃにおいて、投与装置１７は、例えばコリオリ質量流量計２９として形成された、スループット測定のための１つまたは複数のセンサを含む。
【００６６】
さらに、各供給ライン１１ａ、ｂ、ｃのため、投与装置１７は、好ましくは、１つまたは複数のバルブ３１を備えている。バルブ３１の数個、いくつか、または全ては、プロセス混合容器３上の投与カルーセル１２内に配置されることが好ましい。
【００６７】
予想により、生産されるコーティング材料のために比較的大量に供給される必要がある成分は、代替としてまたは追加として、好ましくは、供給ライン１１ｂによって、投与カルーセル１２を介して供給されることなく、プロセス混合容器３ｂに直接接続される。
【００６８】
供給ラインの一部、すなわち、図に示されている供給ライン１１ｃは、受入容器５に直接流体的に接続されている。
【００６９】
電子制御ユニット２５は、好ましくは流量計２９と一体化して、送出手段２７およびバルブ３１を操作することにより、プロセス混合容器３または受入容器５への個々の成分の調整された流れを補充するように構成される。
【００７０】
受入容器５は、コーティング材料の生産の完了後に１つまたは複数の搬送容器３５をコーティング材料で満たすことができるように、出口バルブ３３を備えている。
【００７１】
出口バルブ３３は、例えば、多方向バルブとして構成されてもよく、混合システム１は、測定装置２３によって生産されるコーティング材料の製品特性をチェックすることができるように、測定装置２３の上流の流体ライン７にコーティング材料を送出することができる循環ライン３７をさらに備えることが好ましい。
【００７２】
図１には示されていない混合システム１の任意の改良は、一方では、コーティング材料の成分を直接流体ライン７に任意で補充することに関連する。この目的のために、追加のまたは代替の供給ラインが、原材料容器１９、２１から、または投与装置１２から測定装置２３の上流の流体ライン７に提供される必要があり、これらは、単純な表現のためにここでは示されていない。
【００７３】
他方、投与装置１２の上流のプロセス混合容器３への成分の手動供給の可能性は、成分の１つ、複数または全てに対して提供されることが好ましい。これも、単純な表現のために明示的に表現されていない。
【００７４】
フィルタインサート３９が、好ましくは、測定装置２３の上流の流体ライン７取り付けられている。さらにインライン溶解機（ＩＬＤの）４１が、好ましくは、測定装置２３の上流の流体ライン７に配置される。
【００７５】
混合システムの動作は、添付の図に従って、以下の例により説明される。
【００７６】
最初に、生産されるコーティング材料の生産運転に必要な成分を確立する。成分は、固定して設置された原材料容器１９または交換式容器２１内に設けられている。生産されるコーティング材料に応じて、最初の計量は、必要な成分をプロセス混合容器３に、供給ライン１１ａ、ｂによって、好ましくは電子制御ユニット２５ｂによる制御によって供給することにより行われる。この目的のため、電子制御ユニット２５ｂは、各送出手段２７を動作させ、流量センサ２９によって検出された送出量に応じてバルブ３１を開閉する。
【００７７】
生産される生産運転のための成分の供給が仕様に従って行われた後、成分はモーター駆動撹拌機構９を作動させることにより、プロセス混合容器３内で混合され、予備混合物が得られる。予備混合物は、光学検査の下で均一な稠度および色を有するべきである。
【００７８】
予備混合物が十分な品質で得られるとすぐに、流体ライン７を介して予備混合物の受入容器５への移送が始まる。この場合、予備混合物の実際状態は、移送中に測定装置２３によって確認される。確認された実際状態は、測定部に配置された測定器の測定値の形態であり、評価ユニット２５ａに転送される。評価ユニット２５ａは、予備混合物の実際状態が、生産されるコーティング材料によって異なるセットポイント状態と異なるか否かを決定する。差異がある場合、評価ユニット２５ａは、実際状態をセットポイント状態に一致させるために、各成分の調節量（数量）がどのようなものであるか、あるいは必要かを確認する。この決定に基づいて、評価ユニット２５ａは、制御ユニット２５ｂへの補充要求を通信し、制御ユニット２５ｂは、投与装置１７を操作させる。あるいは、手動補充が決定に基づいて行われる。
【００７９】
例えば、測定装置２３が予備混合物のｐＨがセットポイント状態以下であることを確証した場合には、投与装置１７は、ｐＨに決定的な影響を与える成分が必要な量で補充されるように操作される。この場合の差の大きさが、補充される成分の量を決定する。
【００８０】
補充は、プロセス混合容器３に行われることが好ましい。しかしながら、コーティング原材料の計量後に再検査を必要としないコーティング材料を生産する場合には、少なくともいくつかの成分の補充は、受入容器５に直接行うことが好ましい。好ましくは、供給ライン１１ｃを介して送出される成分は、それに応じて、色相ではなく、ｐＨおよび粘度に影響を与える決定的な要因である。
【００８１】
好ましくは、生産されるコーティング材料の生産運転の仕様非関連比率の事前計量/計量は、受入容器内で直接行われる。色相感応成分は、好ましくは、生産される生産運転に比例してプロセス混合容器に計量され、次いで、製品特性と実際状態の決定に関して、測定装置２３によって受入容器への移送中に監視され、必要に応じて、補充によって補正される。次いで、生産運転のための成分の最終的な混合は受入容器内で行われ得る。
【００８２】
プロセス混合容器３が流体ライン７および受入容器５に向けて完全に空になるとすぐに、プロセス混合容器３は、例えば遮断部材１３を閉じることによって流体ライン７から分離され、洗浄などにより、後続のバッチおよび／または後続の生産運転のために準備される。
【００８３】
同様に、流体ライン７は、受入容器５に向けて完全に空にされ、予備混合物の受入容器５内への移送が完了した後に、遮断部材１３および１５を用いて洗浄され得る。洗浄は、好ましくは、洗浄液を流すことにより、ピグ技術により、および/または圧縮空気洗浄により行われる。
【００８４】
図に示す送出手段２７、流量センサ２９およびバルブ３１の組み合わせの代替として、他の投与メカニズム、例えば重力に基づいた材料送達、および、ボリュームデリバーまたはコンテインインテグレーテッドマスまたはボリュームフロー検出器として構成された投与バルブの使用などを設けることもできる。
【００８５】
予備混合物から最終コーティング材料への漸進的な均質化が依然として受入容器５内で行われている間に、本発明による方法の好ましい構成では、プロセス混合容器３で、生産される同じコーティング材料または異なるコーティング材料の次のバッチのための成分の供給が既に開始されている。また、受入容器５内で既に均質化処理されているコーティング材と同じコーティング材のバッチをさらに製造したい場合には、連続動作中に受入容器５内に送出して、受入容器５（十分な大きさになるように寸法設定されている場合）が複数のバッチを収集して均質化するようにしてもよい。このように、バッチ内で発生する可能性のあるいかなる投与誤差も、全体的な生産運転により少なく影響し、製造の再現性が改善される。
【００８６】
複数のバッチによる生産運転の生産は、生産されるべき生産運転の第１バッチが、生産されるべきコーティング材料のマスターバッチを規定するという点で、さらに改善される。
【００８７】
プロセス混合容器内で計量された最初のバッチについて確認された個々の成分の必要な補充は、好ましくは保存され、全体的な生産運転の１つまたは複数の後続のバッチについてのそれぞれの供給プロセスの開始時にプロセス混合容器内に一緒に計量される。これにより、生産運転の後続バッチのための経費が削減され、製造時間をさらに短縮できる。測定装置２３では、品質管理のために、「複製バッチ」が、先に定義された「マスターバッチ」に十分に近いかどうかを監視することだけが実質的に必要である。最終的な均質化は、このチェック中に受入容器内で有利に実施される。
【図１】
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