Una suspensión de sesenta o setenta por ciento de sólidos llega al laboratorio y la varilla agitadora se coloca en el tambor. La cifra de sólidos en la hoja de prueba parece buena y el costo se calcula. La mayor parte de lo que compró es material activo y la carga de solvente es liviana.

En la línea, el problema tiene una cara diferente. La película húmeda es delgada y aparecen líneas finas y parches gruesos en toda la red. El manómetro en la salida de la bomba oscila. Se detiene durante diez minutos, se reinicia y el primer tramo de flujo es un desastre que hay que cortar. La red deja el horno con un aspecto seco, pero presiona una hoja de papel contra ella y queda una marca. De ahí se desprenden bloqueos y olores en el rollo.

Esos síntomas parecen no estar relacionados. Todos ellos vuelven a la figura de los sólidos.

Entonces, ¿qué es lo que realmente hace que los sólidos altos sean duros?

Un alto contenido de sólidos no implica una alta viscosidad

En los mismos sólidos, la viscosidad puede variar en un factor de varios.

Los sólidos indican qué cantidad de lodo es sólida. La viscosidad dice lo difícil que es hacerla fluir. Los dos viajan por separado. Si se mantienen los sólidos al sesenta por ciento en peso y se cambia el grado de la resina, la viscosidad puede saltar de dos mil a veinte mil centipoises. Con una viscosidad fija, los sólidos pueden oscilar entre el treinta y el setenta por ciento.

El par que se confunde es el de sólidos por peso y sólidos por volumen. El peso de los sólidos es lo que informa la hoja de prueba, y la carga de secado le sigue. La forma en que se empaquetan las partículas depende del volumen de los sólidos, del espacio que realmente ocupa el sólido. Tome un tambor con sesenta por ciento de sólidos en peso, con una densidad sólida de 2,0 y una densidad líquida de 1,0. El volumen de sólidos es cercano al cuarenta-tres por ciento. Las dos figuras están muy separadas.

Un proveedor generalmente indica el peso de los sólidos, así que pregunte cuál significa el archivo de formulación. Estime el espaciamiento de las partículas únicamente a partir del peso de los sólidos y la lechada parecerá más suelta de lo que es.

El alto contenido de sólidos tiene su propia ventaja. Para el mismo peso de capa seca, la película húmeda es más delgada, por lo que debe salir menos disolvente. El horno puede ser más corto y la línea puede funcionar más rápido. El problema está en otra parte. El rango de viscosidad propuesto por un fabricante de máquinas de recubrimiento generalmente se mide en su propia formulación de referencia. Es posible que el siguiente tambor no coincida.

Cuando las partículas se acercan demasiado

Más allá de ciertos sólidos, las partículas comienzan a tocarse entre sí.

Las esferas de tamaño mono- colocadas juntas llenan el espacio hasta aproximadamente el sesenta-cuatro por ciento en volumen, y una combinación de tamaños aumenta. Tome un volumen de sólidos del cuarenta-cinco al cincuenta-cinco por ciento y el espaciamiento superficial promedio cae de aproximadamente un diámetro de partícula a una fracción de uno. A esa distancia las partículas no pueden moverse de forma independiente. Cada uno tiene que hacer a un lado a sus vecinos.

Ahí es donde comienza el espesamiento por cizallamiento. A una velocidad de corte baja, las partículas todavía tienen tiempo de reorganizarse y la suspensión fluye. Por encima de un índice crítico no pueden apartarse del camino, la viscosidad aumenta y la presión sube a través de la tubería y el cabezal. Las líneas finas y los parches gruesos de la web provienen de ahí.

El límite elástico aparece en la misma ventana. Por debajo de cierta tensión, la lechada no se moverá en absoluto. Deje reposar la línea durante diez minutos y el material se bloqueará en la tubería. Al reiniciar, el primer tramo de flujo es inestable hasta que funciona.

Dos cosas en el sitio le dicen qué hará el tambor. Déjalo reposar diez minutos y viértelo. Si se requiere esfuerzo para comenzar a moverse, el límite elástico es alto. Lea la viscosidad a dos o tres velocidades del husillo. Una lectura que cae rápidamente con la velocidad significa que la lechada se adelgaza bajo el efecto de cizallamiento. Una lectura que sube significa que corre el riesgo de que la cabeza se vuelva espesa. Cuando aparece un rango de velocidad de corte en la hoja de datos, esa columna responde directamente a la pregunta. Otra cuestión es si el fabricante de máquinas lo suministra.

Un fabricante de líneas de recubrimiento marca un flujo de circulación en el plano de la tubería, dimensionado para una viscosidad. Cambie el comportamiento de corte y esa cifra deberá volver a calcularse. Los recorridos cortos, los orificios anchos y una bomba de circulación que sigue funcionando mantienen el material en movimiento, para que no se bloquee. Una viscosidad que cotiza un proveedor es una lectura de cizallamiento-baja. En una suspensión con alto contenido de sólidos-esa figura se encuentra más alejada de lo que la cabeza realmente ve.

Una fina película húmeda eleva el listón

La película delgada y húmeda hace que los errores de la máquina representen una proporción mayor del total.

Con un cincuenta por ciento de sólidos en volumen, una película seca de 50 micrones necesita una película húmeda de 100 micrones. Llévelo al sesenta por ciento y la misma película seca necesita 83 micras. La película es más delgada, por lo que el mismo error de rollo se convierte en una fracción mayor de la misma. Veinte micrones de descentramiento del rollo son el veinte por ciento de una película húmeda de 100 micrones y el doce por ciento de una película de 167 micrones.

Eso se come el margen en el tren de balanceo. El grado de tolerancia que cotiza una amoladora de rodillos y la cifra medida después del montaje suelen estar a un paso de distancia. La cifra medida es la que importa. Los datos de descentramiento contenidos en el archivo de montaje normalmente le llegan junto con la máquina a través del fabricante de la máquina de recubrimiento. Léelo y podrás ver para qué espesor de película se construyó el tren de rodillos.

La tensión también debe mantenerse estable. Con un sustrato delgado y una película húmeda delgada, la variación de la tensión se escribe directamente en el espesor. Por encima de los dos metros de ancho de banda, la diferencia de tensión entre el borde y el centro se hace visible, y los bordes van primero.

El descentramiento medido por un proveedor de la línea de recubrimiento durante la instalación, comparado con la cifra de fábrica, le indica si el transporte movió algo. Esa verificación lleva unas horas y ahorra semanas de conjeturas posteriores.

Menos solvente, liberación más lenta

Alto contenido de sólidos significa menos solvente.

Por volumen total, esa es una buena noticia. Por la longitud del camino no lo es. El disolvente tiene que salir a través de los espacios entre las partículas y el camino es tortuoso. Cuanto más altos son los sólidos, más se retuerce. La difusión efectiva aumenta aproximadamente con la porosidad e inversamente con la tortuosidad del camino. Se pasa del cuarenta al sesenta por ciento de sólidos y la porosidad disminuye a medida que el camino se alarga, por lo que la capacidad de difusión puede caer a un tercio.

El resultado es menos solvente en general y el último porcentaje sale más lentamente. La red sale del horno con aspecto seco, pero una hoja de papel presionada deja una marca. De ahí se desprenden bloqueos y olores en el rollo.

La contracción ocurre en la misma ventana. Una película húmeda con un cincuenta-cinco por ciento de volumen de sólidos mantiene un poco más de la mitad de su volumen una vez seca. Eso es cerca del veinte por ciento de contracción lineal. Esa tensión recae en los puntos de contacto entre partículas. Ejecute la película gruesa o aumente la temperatura rápidamente y las grietas se unirán desde esos puntos.

Aumente suavemente la temperatura de la zona y retenga la primera zona. Abra el volumen de aire completamente al principio y la superficie se pelará, dejando el solvente debajo sin ningún lugar adonde ir. La tabla de referencia de secado que proporciona un fabricante de máquinas se mide en un nivel de sólidos, y cambiar los sólidos significa reconstruirlo. La curva de secado de un proveedor de equipos funciona de la misma manera, así que solicite las condiciones de prueba. Cuando un OEM coordina el proyecto, mantenga los informes de prueba del lado de formulación en un solo lugar. Luego, los dos lados trabajan a partir de un conjunto de números.

Antes de la propuesta, mida estos

Comienza separando las dos figuras sólidas.

Obtenga los sólidos en peso de la formulación, convierta los sólidos en volumen usted mismo y anote ambos. La hoja de prueba que emite un fabricante generalmente solo incluye el peso de los sólidos, por lo que usted puede calcular la cifra del volumen.

Lea la viscosidad a dos o tres velocidades del husillo y observe en qué dirección se mueve. Una lechada que se espesa a medida que aumenta la velocidad conlleva el mayor riesgo en la cabeza. Un instrumento que lea el límite elástico es aún mejor. Sin uno, dejar reposar el bidón durante diez minutos y verterlo da una respuesta aproximada.

Calcule el espesor de la película húmeda que coincida con su objetivo de película seca, utilizando sólidos en volumen en lugar de peso. Esa cifra establece el espacio, la precisión del rodillo y la sección de secado.

Cuando llegue la propuesta de un fabricante de máquinas de recubrimiento, compruebe primero si esas cifras figuran en ella. Un fabricante de líneas de recubrimiento que dimensiona la bomba de circulación y el agitador en la propuesta tiene cubierta la sección de tuberías. Un proveedor de líneas de recubrimiento que mide la presión de arranque-en el sitio le brinda un número para esa sección. Si el fabricante de la máquina envía un perfil de temperatura completo o solo la primera zona, importa más de lo que parece. Cuando un proveedor de equipos indica las condiciones de prueba junto con las cifras, estas son más fáciles de usar. Con un OEM ejecutando el proyecto, un contacto conserva esos documentos y la entrega se vuelve mucho más silenciosa.

El hecho de que una lechada con alto-sólidos fluya no se reduce a la cifra de sólidos. Si las dos figuras sólidas se mantienen separadas, qué tan cerca se encuentran las partículas y qué tan delgada debe ser la película. El cuarto es si el disolvente aún puede moverse. Haga coincidir los cuatro y un setenta por ciento de lechada se ejecutará continuamente. Omitir uno y dejar caer los sólidos sólo traslada el problema a otra parte.

Ese conjunto de requisitos se reduce a cómo se combinan la formulación, la precisión del rodillo y la curva de secado. Problemas como este surgen a menudo en el trabajo personalizado. Innater trabaja con precisión, espesor y uniformidad en función de su lechada y su espesor objetivo, máquina por máquina.

Escriba tanto el peso como el volumen de sólidos en el acuerdo técnico y proporcione los dos uno al lado del otro. Envía solo uno y el espesor de película húmeda del otro lado de la mesa no será el que pediste.

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