In precedenza (Nel mio ultimo post Back-to-Basics Viscosità!) Ho parlato delle proprietà dei fluidi non newtoniani e tixotropici e di come la miscelazione e il flusso influenzano i loro comportamenti.
Per capire meglio perché questo è importante, ci deve essere una comprensione del ruolo che la misurazione della viscosità ha sui fluidi con queste caratteristiche.
Viscosità: una misura della resistenza di un fluido al flusso
Descrive l’attrito interno di un fluido in movimento. Un fluido” spesso ” o ad alta viscosità resiste al movimento perché il suo trucco molecolare gli conferisce un sacco di attrito interno. Un fluido” sottile ” o a bassa viscosità scorre facilmente perché il suo trucco molecolare provoca pochissimo attrito quando è in movimento.
In termini semplici; il fluido a bassa viscosità in una linea scorre più facilmente di un fluido ad alta viscosità.
In molte applicazioni conoscere la resistenza al flusso, o viscosità, è fondamentale per il prodotto finale, quindi definirlo come unità di misura è vitale.
Il più fondamentale degli strumenti: La tazza di efflusso
In molte applicazioni di stampa, verniciatura e verniciatura la viscosità viene misurata utilizzando una tazza “Efflusso”. Ci sono un certo numero di tazze diverse disponibili sul mercato, alcuni sono utilizzati per applicazioni molto specifiche, e altri possono essere utilizzati in una vasta gamma di processi. Per questa dimostrazione, useremo una tazza Zahn come esempio.
Una tazza Zahn è comunemente un manico lungo, in acciaio inox 40-44 ml tazza con un piccolo foro praticato al centro del fondo della tazza. Ci sono cinque specifiche della tazza,da 1 mm a 5 mm etichettate sulla tazza Zahn. Le grandi dimensioni della tazza di numero sono usate quando la viscosità è alta, mentre le dimensioni basse della tazza di numero sono usate quando la viscosità è bassa.
Come può una “Tazza-Con-un-foro” misurare la viscosità?
Per determinare la viscosità di un liquido, la tazza viene immersa e completamente riempita con la sostanza. Dopo aver sollevato la tazza dalla sostanza l’utente misura il tempo (normalmente un cronometro) fino a quando il liquido che fuoriesce da esso si rompe, questo è il corrispondente “tempo di efflusso” che viene misurato in centistokes o centipoise*.
Ad esempio, si utilizza una tazza Zahn #2 per misurare un inchiostro. La tazza è immersa nell’unità di inchiostro è totalmente immersa, quando la tazza viene estratta e rompe la superficie dell’inchiostro, si avvia il cronometro. Prestando molta attenzione al fluido mentre drena si dovrebbe notare un momento in cui il fluido si rompe dal flusso. E ‘ a quel punto si dovrebbe fermare il cronometro e annotare il tempo. Diciamo che il cronometro legge 22 secondi. Nei termini di questa applicazione la viscosità è di 22 secondi Zahn cup.
(Che 22 secondi Zahn cup in realtà correla a un’unità di misura che sarà discusso nei blog futuri).
Fino a questo punto abbiamo discusso il chi (tu il lettore); il cosa, (viscosità non newtoniana, tixotropica); il come (coppe di efflusso); ora viene il perché.
Ora arriva il Perché Why
Rivisitiamo ancora una volta la coppa Zahn; la coppa Zahn #2 sollevata dal secchio e 40-44 ml di inchiostro inizia a drenare. Il foro di 2mm che il 40-44 ml di fluido sta drenando attraverso sta creando la resistenza al flusso o “sforzo di taglio” sull’inchiostro.
La maggior parte dei lavori di stampa hanno determinati criteri che devono essere soddisfatti al fine di garantire il lavoro completo è alle specifiche, rullo anilox, substrato, miscela solvente e viscosità dell’inchiostro tra di loro. Se una qualsiasi di queste specifiche non sono soddisfatte, il lavoro non verrà stampato correttamente e un sacco di tempo e denaro sarà sprecato.
Conoscere la viscosità del fluido dall’inizio alla fine di un lavoro è un elemento critico per garantire il successo dei lavori. Ad esempio, un fornitore di inchiostri può specificare un inchiostro per un particolare lavoro o un colore da eseguire a 22 Zahn cup #2 per lavorare con il rullo anilox, il solvente e il substrato impiegati per il lavoro di stampa. Se viene eseguito al di fuori di tale valore, potrebbero esserci consumo di inchiostro, qualità di stampa, laydown o asciugatura (tra gli altri) problemi. Se l’operatore non prende una tazza di lettura e si assume la viscosità dell’inchiostro è di 22 secondi, quando è in realtà 26 secondi, ci possono essere problemi di consumo di colore correlati e inchiostro con conseguente (il minimo) un costo gonfiato per eseguire a causa della maggiore viscosità inchiostro eseguito sul posto di lavoro.
È per questo motivo che la lettura della tazza Zahn è fondamentale per il prodotto finale. Quindi la misurazione e occasionalmente il controllo a punti e (forse) la regolazione manuale della viscosità per soddisfare il valore della tazza richiesto mentre il lavoro è in esecuzione aiuteranno a un migliore controllo del processo.
Certo il controllo spot dell’inchiostro durante il processo non è l’ideale;
- È una distrazione in quanto porta all’operatore lontano da altre funzioni di stampa.
- Non è affidabile, poiché le procedure di controllo a campione possono differire da operatore a operatore.
- Oscillazioni di viscosità, poiché le aggiunte manuali di solvente o inchiostro per il trucco non saranno precise, potrebbero causare problemi di stampa o consumo di inchiostro.
- Idealmente un certo tipo di controllo automatico può essere impiegato utilizzando la Zahn cup come punto di riferimento.
Nei blog futuri entrerò più nello specifico su alcuni dei problemi di affidabilità e consumo associati al controllo manuale e al controllo del processo di stampa.
*L’EQUILIBRIO è l’unità fondamentale della viscosità. È una misura meccanica definita della resistenza di un liquido al flusso in cui la gravità non è un fattore. 100 CENTIPOISE = 1 EQUILIBRIO. Tuttavia, la gravità è la forza trainante che causa il flusso di liquido in una tazza di viscosità attraverso l’orifizio. Un materiale ad alta densità fluirà da una tazza in un tempo più breve di un materiale a bassa densità della stessa viscosità. Lo STOKE è definito come l’EQUILIBRIO diviso per peso specifico (o peso per gallone in libbre volte 0.120). 100 CENTISTOKES = 1 STOKE. Il CENTISTOKE è l’unità di riferimento in tutte le misure della tazza di viscosità.
Conversione
Si può convertire il tempo di efflusso in viscosità cinematica utilizzando un’equazione per ogni numero di specifica cup, dove t è il tempo di efflusso e ν è la viscosità cinematica in centistokes.
Coppa Zahn #1: ν = 1,1(t − 29)
Coppa Zahn #2: ν = 3,5(t − 14)
Coppa Zahn #3: ν = 11,7(t − 7,5)
Coppa Zahn #4: ν = 14,8(t − 5)
Zahn Cup #5: ν = 23t
Pronto per iniziare a padroneggiare la viscosità? Scarica la nostra guida di conversione GRATUITA qui sotto.
