tidigare (i mitt senaste inlägg Back-To-Basics viskositet!) Jag pratade om icke-newtonska och tixotropa vätskeegenskaper och hur blandning och flöde påverkar deras beteenden.
för att bättre förstå varför detta är viktigt måste det finnas en förståelse för vilken roll viskositetsmätning har på vätskor med dessa egenskaper.
viskositet: ett mått på vätskans flödesmotstånd
den beskriver den inre friktionen hos en rörlig vätska. En” tjock ” eller hög viskositetsvätska motstår rörelse eftersom dess molekylära smink ger den mycket inre friktion. En” tunn ” eller låg viskositetsvätska flyter lätt eftersom dess molekylära smink resulterar i mycket liten friktion när den är i rörelse.
enkelt uttryckt; vätska med låg viskositet i en linje flyter lättare än en vätska med hög viskositet.
i många applikationer är det viktigt att känna till flödesmotståndet eller viskositeten för slutprodukten, så att definiera det som en måttenhet är avgörande.
de mest grundläggande verktygen: Utflödeskoppen
i många Tryck -, beläggnings-och färgapplikationer mäts viskositeten med en ”Utflödeskopp”. Det finns ett antal olika koppar tillgängliga på marknaden, vissa används för mycket specifika applikationer, och andra kan användas över ett brett spektrum av processer. För denna demonstration använder vi en Zahn cup som ett exempel.
en Zahn-kopp är vanligtvis en långhanterad, rostfritt stål 40-44 ml kopp med ett litet hål borrat i mitten av koppens botten. Det finns fem koppspecifikationer, 1 mm till 5 mm märkta på Zahn cup. Stora antal koppstorlekar används när viskositeten är hög, medan låga antal koppstorlekar används när viskositeten är låg.
Hur kan en” kopp-med-ett-hål ” mäta viskositet?
för att bestämma viskositeten hos en vätska doppas koppen och fylls helt med ämnet. Efter att ha lyft koppen ur ämnet mäter användaren tiden (normalt en stoppur) tills vätskan som strömmar ut ur den bryts upp, detta är motsvarande” effluxtid ” som mäts i centistokes eller centipoise*.
som ett exempel använder du en # 2 Zahn cup för att mäta ett bläck. Koppen doppas i bläckenheten det är helt nedsänkt, när koppen dras ut och bryter ytan av bläcket, du startar stoppuret. Med stor uppmärksamhet på vätskan när den dränerar bör du märka en tid då vätskan bryter från strömmen. Det är vid den tiden du bör stoppa stoppuret och notera tiden. Låt oss säga att stoppuret läser 22 sekunder. I termer av denna ansökan viskositeten är 22 Zahn cup sekunder.
(att 22 Zahn cup sekunder faktiskt korrelerar till en måttenhet som kommer att diskuteras i framtida bloggar).
fram till denna punkt har vi diskuterat vem (du läsaren); vad, (icke-newtonsk, tixotropisk viskositet); hur (efflux koppar); nu kommer Varför.
nu kommer Varför …
Låt oss återkomma Zahn cup igen; # 2 Zahn cup lyfts ut ur hinken och 40 – 44ml bläck börjar tömma. Det 2 mm hål som 40-44 ml vätska dränerar genom skapar motståndet mot flöde eller ”skjuvspänning” på bläcket.
de flesta utskriftsjobb har vissa kriterier som måste uppfyllas för att säkerställa att hela jobbet är SPECIFIKATIONER, aniloxrulle, substrat, lösningsmedelsblandning och bläckviskositet bland dem. Om någon av dessa specifikationer inte uppfylls kommer jobbet inte att skrivas ut ordentligt och mycket tid och pengar kommer att slösas bort.
att känna till vätskeviskositeten från början till slutet av ett jobb är ett kritiskt element för att säkerställa jobbens framgång. Till exempel kan en bläckleverantör ange ett bläck vara för ett visst jobb eller färg köras på 22 Zahn cup #2 för att arbeta med aniloxrullen, lösningsmedlet och substratet som används för utskriftsjobbet. Om körs utanför det värdet kan det finnas bläckförbrukning, utskriftskvalitet, nedläggning eller torkning (bland andra) problem. Om operatören inte tar en koppavläsning och antar att bläckviskositeten är 22 sekunder, när det faktiskt är 26 sekunder, kan det finnas färgrelaterade och bläckförbrukningsproblem som resulterar i (åtminstone) en uppblåst kostnad att köra på grund av den högre viskositetsbläckkörningen på jobbet.
det är därför Zahn cup-läsningen är avgörande för slutprodukten. Så mätning och ibland spotkontroll och (kanske) manuellt justering av viskositeten för att uppfylla det önskade koppvärdet medan Jobbet körs kommer att hjälpa till med bättre processkontroll.
visserligen är det inte idealiskt att kontrollera bläcket under processen;
- det är en distraktion som det tar för operatören bort från andra pressfunktioner.
- det är inte tillförlitligt, eftersom spotkontrollprocedurer kan skilja sig från Operatör till operatör.
- Viskositetssvängningar, eftersom det är manuellt tillsatser av lösningsmedel eller sminkfärg inte kommer att vara exakta kan de orsaka problem med utskrift eller bläckförbrukning.
- helst kan någon typ av automatiserad kontroll användas med Zahn cup som riktmärke.
i framtida bloggar kommer jag att få mer detaljer om några av pålitlighets-och konsumtionsproblemen i samband med manuell kontroll och kontroll av utskriftsprocessen.
* POISE är den grundläggande enheten för viskositet. Det är en definierad mekanisk mätning av resistansen hos en vätska att strömma där tyngdkraften inte är en faktor. 100 CENTIPOISE = 1 BALANS. Tyngdkraften är emellertid drivkraften som orsakar vätska i en viskositetskål att strömma genom öppningen. Ett material med hög densitet kommer att strömma från en kopp på kortare tid än ett material med låg densitet med samma viskositet. STOKE definieras som POISE dividerat med specifik vikt (eller vikt per gallon i pounds gånger 0.120). 100 CENTISTOKES = 1 STOKE. CENTISTOKE är referensenheten i alla viskositetsmätningar.
konvertering
man kan konvertera effluxtid till kinematisk viskositet genom att använda en ekvation för varje koppspecifikationsnummer, där t är effluxtiden och exporten är den kinematiska viskositeten i centistokes.
Zahn Cup #1: 1,1(t − 29)
Zahn Cup #2: 3,5(T − 14)
Zahn Cup #3: 11,7(t − 7,5)
Zahn Cup #4: 14,8(T − 5)
Zahn Cup #5: kub = 23T
redo att komma igång mastering viskositet? Ladda ner vår gratis konverteringsguide nedan.
