Théorie : Comment fonctionne un bar coater ?

Préparation d'échantillons à l'aide de barres filaires

La préparation d'échantillons de peintures, d'encres et autres revêtements de surface sur leurs substrats est une opération très importante pour tout laboratoire travaillant avec ces matériaux.

Les échantillons produits ont tendance à entrer dans les catégories suivantes:

• Contrôle qualité des produits actuels.

• Recherche et développement de nouveaux produits de matériaux alternatifs.

• Échantillons à approuver par les clients.

De nombreux produits peuvent être appliqués par revêtement de barres métalliques et les résultats testés pour diverses propriétés physiques.

REVÊTEMENT DE BARRE DE FIL

Ce procédé convient aux matériaux dont la viscosité varie d'environ 1 à 1000 centipoises, sous réserve de leur écoulement après le revêtement. L'épaisseur du revêtement avec des barres métalliques à enroulement serré normal est d'environ 4 à 160 microns. Pour des poids de revêtement plus élevés jusqu'à 1000 microns, reportez-vous aux «applications spéciales».

Le dépôt réel d'une barre enroulée dépendra de l'absorbance du substrat et des caractéristiques d'écoulement du matériau de revêtement. La figure 1 montre deux tours de fil et la zone de revêtement, A, qui peut passer entre chaque tour. Lorsqu'il est divisé par le diamètre du fil D, cela représente l'épaisseur théorique du revêtement uniforme T. Cela peut être calculé à T = 0,107D.

Cela suppose un écoulement total sans pertes dues au frottement ou au substrat. En pratique environ 25% est perdu, modifiant l'épaisseur de T = 0,08D. (voir le tableau 1).

Si la densité = 1, alors un revêtement de 10 microns est égal à 10 gmsm² (gsm). Le poids du film sec peut alors être calculé à partir du % solides.

Par exemple, application d'un revêtement avec une teneur en solides de 40% et une densité de 1,05 avec une barre enroulée avec un fil de 0,4 mm de diamètre.

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

Comme il s'agit d'une équation linéaire, il est facile d'obtenir un poids de revêtement choisi si une gamme de barres est disponible, simplement en pesant le premier résultat et en calculant.

Par exemple, le poids du revêtement obtenu était de 13,4 g / m2 avec un fil de 0,4 mm et le poids requis est de 16 g / m2:

Fil de 0,4 x 16 / 13,4 = 0,475 mm de diamètre

Les barres sont généralement disponibles par incréments de 0,025 mm (0,001 ") de diamètre de 0,05 mm à 2,0 mm (.002" - .080 "), ce qui équivaut à des étapes de 2 µm dans un film humide.

RÉPÉTABILITÉ

Pour obtenir une bonne répétabilité, la barre doit être utilisée en conjonction avec une machine appropriée présentant une vitesse de rabattement répétable et une pression répétable sur les barres. Une vitesse infiniment variable entre 10 et 250 mm / s est recommandée pour tous les produits.

Dans les situations multi-utilisateurs, ces machines sont essentielles pour fournir des résultats comparables. Avec l'expérience, des différences de couleur aussi faibles que E = 0,2 sont obtenues dans la préparation de la base de données pour l'équipement de prédiction de correspondance des couleurs par ordinateur.

ÉTALONNAGE

Ceci est relativement simple à réaliser pendant la fabrication car le diamètre du fil peut être mesuré avec une très grande précision avant l'enroulement. Cependant, lors d'une utilisation ultérieure pour le revêtement, différentes techniques doivent être utilisées. Si un mélange de revêtement stable et un substrat appropriés sont disponibles, environ quatre revêtements doivent être réalisés avec chaque nouvelle barre nécessitant un étalonnage. Ces revêtements doivent ensuite être mesurés de manière instrumentale pour, par exemple, le poids du revêtement ou la force de couleur et une moyenne prise. Une tolérance admissible doit être établie. Ensuite, à intervalles réguliers, ce test doit être répété et la barre remplacée lorsqu'elle tombe en dehors des limites de tolérance.

Alternativement, lorsque des produits stables ne sont pas disponibles, une nouvelle barre doit être conservée comme barre standard et utilisée uniquement pour effectuer trois ou quatre tirages à des fins de comparaison avec celles des barres nécessitant un étalonnage.

LITS DE REVÊTEMENT

Le matériau pour le lit de revêtement doit être disponible avec diverses élasticités pour permettre différents substrats, par exemple une encre de gravure sur papier doit avoir un lit plus dur qu'une peinture brillante sur carte.

Alternativement, un lit magnétique pour les panneaux d'essai de peinture en acier garantira qu'ils sont maintenus à plat pendant le revêtement et fournira les meilleurs échantillons pour un vieillissement accéléré ultérieur. Un lit sous vide contiendra des matériaux non dimensionnellement stables tels que du polyéthylène ou une feuille d'aluminium vierge.

APPLICATIONS SPÉCIALES

Pour des poids et des viscosités de revêtement plus élevés, les barres peuvent être enroulées à la fois en spirale (Fig 2) ou en double enroulement (Fig 3).

En faisant varier le nombre de tours par pouce et la taille du fil, divers effets peuvent être obtenus.

Les barres métalliques sont également utilisées sur les machines de production pour contrôler facilement le poids du revêtement. Les utilisations typiques incluent le revêtement adhésif, le revêtement de papier, le film de carbone, etc.