Theorie: Wie funktioniert ein Bar Coater?

Probenvorbereitung mit Drahtstangen

Die Probenvorbereitung von Farben, Tinten und anderen Oberflächenbeschichtungen auf ihren Substraten ist ein sehr wichtiger Vorgang für jedes Labor, das mit diesen Materialien arbeitet.

Die hergestellten Proben fallen tendenziell in die folgenden Kategorien:

• Qualitätskontrolle aktueller Produkte.

• Forschung und Entwicklung neuer Produkte aus alternativen Materialien.

• Muster, die Kunden genehmigen müssen.

Viele Produkte können durch Drahtstabbeschichtung aufgebracht und die Ergebnisse auf verschiedene physikalische Eigenschaften getestet werden.

DRAHTSTANGENBESCHICHTUNG

Dieses Verfahren eignet sich für Materialien mit einem Viskositätsbereich von etwa 1 bis 1000 Centipoise, die nach dem Beschichten herausfließen. Die Dicke der Beschichtung mit normalen dicht gewickelten Drahtstäben beträgt etwa 4 bis 160 Mikron. Für höhere Beschichtungsgewichte bis zu 1000 Mikron siehe "Spezialanwendungen".

Die tatsächliche Ablagerung von einem Wundstab hängt von der Saugfähigkeit des Substrats und den Fließeigenschaften des Beschichtungsmaterials ab. Fig. 1 zeigt zwei Drahtwindungen und den Beschichtungsbereich A, der zwischen jeder Windung verlaufen kann. Geteilt durch den Drahtdurchmesser D stellt dies die theoretische Dicke der gleichmäßigen Beschichtung T dar. Dies kann zu T = 0,107D berechnet werden.

Dies setzt einen vollen Durchfluss ohne Verluste aufgrund von Reibung oder Substrat voraus. In der Praxis ca. 25% geht verloren, wodurch sich die Dicke von T = 0,08D ändert. (siehe Tabelle 1).

Wenn das spezifische Gewicht = 1 ist, entspricht eine 10-Mikron-Beschichtung 10 g / m² (g / m²). Das Trockenfilmgewicht kann dann aus dem berechnet werden % Feststoffe.

ZB Aufbringen einer Beschichtung mit einem Feststoffgehalt von 40% und ein spezifisches Gewicht von 1,05 mit einer Stange, die mit Draht mit einem Durchmesser von 0,4 mm gewickelt ist.

0,4 x 0,08 x 1,05 x 40/100 = 0,0134 g = 13,4 g / m².

Da es sich um eine lineare Gleichung handelt, ist es einfach, ein ausgewähltes Beschichtungsgewicht zu erhalten, wenn eine Reihe von Balken verfügbar ist, indem einfach das erste Ergebnis gewogen und berechnet wird.

Das erreichte Beschichtungsgewicht betrug beispielsweise 13,4 g / m² mit 0,4 mm Draht und das erforderliche Gewicht beträgt 16 g / m²:

0,4 x 16 / 13,4 = 0,475 mm Durchmesser Draht

Stangen sind im Allgemeinen in Schritten von 0,025 mm (0,001 Zoll) Durchmesser von 0,05 mm bis 2,0 mm (0,002 Zoll - 0,080 Zoll) erhältlich, was 2-µm-Schritten im Nassfilm entspricht.

WIEDERHOLBARKEIT

Um eine gute Wiederholbarkeit zu erreichen, sollte der Stab in Verbindung mit einer geeigneten Maschine verwendet werden, die eine wiederholbare Absenkgeschwindigkeit und einen wiederholbaren Druck auf die Stäbe aufweist. Für alle Produkte wird eine stufenlose Geschwindigkeit zwischen 10 und 250 mm / s empfohlen.

In Mehrbenutzersituationen sind solche Maschinen unerlässlich, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Erfahrungsgemäß werden bei der Datenbankvorbereitung für Computer-Farbübereinstimmungsvorhersagegeräte Farbunterschiede von nur E = 0,2 erzielt.

KALIBRIERUNG

Dies ist während der Herstellung relativ einfach zu erreichen, da der Durchmesser des Drahtes vor dem Wickeln sehr genau gemessen werden kann. Bei der anschließenden Verwendung zur Beschichtung müssen jedoch unterschiedliche Techniken angewendet werden. Wenn eine geeignete stabile Beschichtungsmischung und ein geeignetes Substrat verfügbar sind, sollten mit jedem neuen Stab, der kalibriert werden muss, etwa vier Beschichtungen hergestellt werden. Diese Beschichtungen sollten dann instrumentell gemessen werden, um beispielsweise das Beschichtungsgewicht oder die Farbstärke und einen Durchschnitt zu ermitteln. Eine zulässige Toleranz sollte festgelegt werden. Dann sollte dieser Test in regelmäßigen Abständen wiederholt und die Stange ersetzt werden, wenn sie außerhalb der Toleranzgrenzen liegt.

Wenn keine stabilen Produkte verfügbar sind, sollte alternativ ein neuer Stab als Standardstab beibehalten und nur für drei oder vier Abzüge zum Vergleich mit denen der zu kalibrierenden Stäbe verwendet werden.

BESCHICHTUNGSBETTEN

Das Material für das Beschichtungsbett sollte mit verschiedenen Elastizitäten verfügbar sein, um unterschiedliche Substrate zu ermöglichen, z. B. sollte eine Tiefdruckfarbe auf Papier ein härteres Bett haben als eine Glanzfarbe auf Karton.

Alternativ stellt ein Magnetbett für Stahlfarbtestplatten sicher, dass sie während der Beschichtung flach gehalten werden, und liefert die besten Proben für die nachfolgende beschleunigte Verwitterung. Ein Vakuumbett enthält nicht formstabile Materialien wie Polyethylen oder Aluminiumfolie.

SONDERANWENDUNGEN

Für höhere Beschichtungsgewichte und Viskositäten können Stäbe sowohl spiralförmig (Abb. 2) als auch doppelt gewickelt (Abb. 3) gewickelt werden.

Durch Variieren der Anzahl der Windungen pro Zoll und der Drahtgröße können verschiedene Effekte erzielt werden.

Drahtstangen werden auch in Produktionsmaschinen verwendet, um das Beschichtungsgewicht auf einfache Weise zu steuern. Typische Verwendungen umfassen Klebebeschichtung, Papierbeschichtung, Kohlenstofffolie usw.