poprzednio (w moim ostatnim poście powrót do podstaw lepkości!) Mówiłem o właściwościach płynów nie-newtonowskich i tiksotropowych oraz o tym, jak mieszanie i przepływ wpływają na ich zachowanie.
aby lepiej zrozumieć, dlaczego jest to ważne, należy zrozumieć, jaką rolę ma pomiar lepkości dla płynów o tych właściwościach.
lepkość: miara oporu płynu do przepływu
opisuje tarcie wewnętrzne poruszającego się płynu. „Gęsty” lub o wysokiej lepkości płyn jest odporny na ruch, ponieważ jego skład molekularny powoduje duże tarcie wewnętrzne. „Cienki” lub o niskiej lepkości płyn przepływa łatwo, ponieważ jego skład molekularny powoduje bardzo małe tarcie, gdy jest w ruchu.
w prostych słowach; płyn o niskiej lepkości w linii płynie łatwiej niż płyn o wysokiej lepkości.
w wielu zastosowaniach znajomość oporów przepływu lub lepkości ma kluczowe znaczenie dla produktu końcowego, dlatego zdefiniowanie jej jako jednostki miary ma kluczowe znaczenie.
najbardziej podstawowe narzędzia: Kubek Efflux
w wielu zastosowaniach związanych z drukowaniem, powlekaniem i malowaniem lepkość jest mierzona za pomocą kubka „Efflux”. Istnieje wiele różnych kubków dostępnych na rynku, niektóre są używane do bardzo konkretnych zastosowań, a inne mogą być używane w szerokim zakresie procesów. Do tej demonstracji użyjemy Zahn cup jako przykładu.
kubek Zahn jest zwykle długim uchwytem ze stali nierdzewnej o pojemności 40-44 ml z małym otworem wywierconym na środku dna kubka. Na kubku Zahn znajduje się pięć specyfikacji kubka,od 1 mm do 5 mm. Duże rozmiary kubków są używane, gdy lepkość jest wysoka, podczas gdy małe rozmiary kubków są używane, gdy lepkość jest niska.
jak „kubek z otworem” może mierzyć lepkość?
aby określić lepkość cieczy, kubek jest zanurzany i całkowicie wypełniony substancją. Po wyjęciu kubka z substancji użytkownik mierzy czas (Zwykle stoper), aż płyn wypływający z niej rozpadnie się, jest to odpowiedni „czas wypływu”, który jest mierzony w centystokes lub centypoise*.
jako przykład używasz kubka # 2 do pomiaru atramentu. Kubek jest zanurzany w jednostce atramentowej, która jest całkowicie zanurzona, gdy kubek jest wyciągany i łamie powierzchnię atramentu, uruchamiasz stoper. Zwracając szczególną uwagę na płyn, gdy spływa, powinieneś zauważyć Czas, w którym płyn zrywa się ze strumienia. To właśnie w tym momencie powinieneś zatrzymać stoper i zanotować godzinę. Powiedzmy, że stoper czyta 22 sekundy. W Warunkach tego zastosowania lepkość wynosi 22,5 sekundy.
(te 22 sekundy faktycznie korelują z jednostką miary, która będzie omawiana w przyszłych blogach).
do tego momentu omówiliśmy Kto (ty czytelniku); co (nie-Newtonowska, lepkość tiksotropowa); jak (kubki efflux); teraz przychodzi dlaczego.
teraz nadchodzi dlaczego …
wróćmy jeszcze raz do kubka Zahn; kubek # 2 Zahn wyciągnięty z wiadra i 40-44ml atramentu zaczyna spływać. Otwór o średnicy 2 mm, przez który odprowadzane jest 40-44 ml płynu, tworzy opór przepływu lub „naprężenie ścinające” atramentu.
większość zadań drukowania ma pewne kryteria, które muszą być spełnione, aby zapewnić pełne zadanie, takie jak specyfikacje, wałek rastrowy, podłoże, mieszanka rozpuszczalników i lepkość atramentu. Jeśli którakolwiek z tych specyfikacji nie zostanie spełniona, zadanie nie zostanie poprawnie wydrukowane, a wiele czasu i pieniędzy zostanie zmarnowanych.
znajomość lepkości płynu od początku do końca pracy jest kluczowym elementem zapewniającym sukces pracy. Na przykład dostawca atramentu może określić atrament być dla określonego zadania lub kolor być uruchomiony w 22 Zahn cup #2 do pracy z wałkiem rastrowym, rozpuszczalnikiem i podłożem stosowanym do zadania drukowania. Jeśli jest uruchomiony poza tą wartością, może wystąpić zużycie atramentu, jakość wydruku, opóźnienie lub suszenie (między innymi). Jeśli operator nie wykonuje odczytu kubka i zakłada, że lepkość atramentu wynosi 22 sekundy, a w rzeczywistości jest to 26 sekund, mogą wystąpić problemy związane z kolorem i zużyciem atramentu, co skutkuje (co najmniej) zawyżonymi kosztami pracy ze względu na wyższą lepkość atramentu podczas pracy.
z tego powodu odczyt kubka Zahna ma kluczowe znaczenie dla produktu końcowego. Tak więc pomiar i czasami kontrola punktowa i (być może) ręczna regulacja lepkości w celu spełnienia wymaganej wartości kubka podczas pracy pomogą w lepszej kontroli procesu.
co prawda punktowe sprawdzanie tuszu podczas procesu nie jest idealne;
- jest to rozproszenie uwagi, ponieważ wymaga od operatora odejścia od innych funkcji prasy.
- nie jest to wiarygodne, ponieważ procedury kontroli na miejscu mogą się różnić w zależności od operatora.
- wahania lepkości, ponieważ jest to ręczne dodawanie rozpuszczalnika lub atramentu uzupełniającego nie będzie precyzyjne, mogą powodować problemy związane z drukowaniem lub zużyciem atramentu.
- w idealnym przypadku można zastosować pewien rodzaj automatycznego sterowania Zahn cup jako punkt odniesienia.
w przyszłych blogach będę się bardziej szczegółowo co do niektórych kwestii niezawodności i zużycia związanych z ręcznym sprawdzaniem i kontrolą procesu drukowania.
* POISE jest podstawową jednostką lepkości. Jest to określony mechaniczny pomiar oporu cieczy na przepływ, w którym grawitacja nie jest czynnikiem. 100 CENTIPOISE = 1 POISE. Jednak grawitacja jest siłą napędową powodującą, że ciecz w kubku lepkości przepływa przez otwór. Materiał o wysokiej gęstości wypłynie z kubka w krótszym czasie niż materiał o niskiej gęstości o tej samej lepkości. STOKE jest zdefiniowany jako POISE podzielone przez ciężar właściwy (lub waga na galon w funtach razy 0.120). 100 CENTYSTOKES = 1 STOKE. CENTYSTOKE jest jednostką odniesienia we wszystkich pomiarach lepkości.
Konwersja
można przekształcić czas wypływu na lepkość kinematyczną za pomocą równania dla każdego numeru specyfikacji kubka, gdzie T jest czasem wypływu, a ν jest lepkością kinematyczną w centystokach.
Zahn Cup #1: ν = 1.1(t − 29)
Zahn Cup #2: ν = 3.5(t − 14)
Zahn Cup #3: ν = 11.7(t − 7.5)
Zahn Cup #4: ν = 14.8(t − 5)
Zahn Cup #5: ν = 23T
gotowy, aby rozpocząć mastering lepkości? Pobierz nasz bezpłatny przewodnik konwersji poniżej.
