Jak planetární odstředivý mixér odstraňuje bubliny během několika minut

Pokud jste někdy míchali lepidlo, vodivou pastu nebo nátěr ručně – nebo dokonce běžným míchačem – víte, jak to chodí: škrabat, míchat, čekat, znovu škrabat a přesto zůstanou malé bubliny, které se nedají odstranit.

Vzduchové bubliny jsou tiším nepřítelem každého formulátora.
Pokud je necháte být, vytvoří napěťová místa, která oslabují lepicí vrstvy, blokují elektrické dráhy ve vodivých tiskových barvách a zanechávají vpichy, které kazí povrchovou úpravu.
Nejfrustrující je, že z hustých materiálů je tak obtížné je odstranit.
V suspenzi s vysokou viskozitou může mikroboblinka samostatně stoupat k povrchu dny — protože bublinka nejprve musí dorazit k povrchu kapaliny, vytvořit blánu, prasknout a nakonec uniknout.
Čím je materiál hustší, tím pomalejší se stává celý tento proces.

Co je to mixér s vakuovým odplyňováním?

Mixér s vakuovým odplyňováním (často označovaný jako mixér s vakuovým odplyňováním nebo zařízení na odstraňování bublin) je mixér, který kombinuje odstředivé míchání s vakuovou komorou.
Materiály se umísťují do uzavřených nádob, které se ve vyčerpané komoře rychle otáčejí.
Otáčivý pohyb vyvolává silnou odstředivou sílu, zatímco vakuum současně odebírá vzduch z materiálu.
Oba efekty spolupracují: odstředivá síla stlačuje směs a tlačí uvězněné bubliny směrem k povrchu, zatímco vakuum je odstraňuje, než se mohou znovu vytvořit.

Planetární odstředivý mixér je specifický typ vakuového odplyňovacího mixéru, ve kterém se nádoby zároveň otáčejí kolem střední osy (revoluce) a zároveň rotují kolem vlastní osy (rotace).
Tento dvojnásobný pohyb vytváří silné trojrozměrné proudové pole, které míchá a odplyňuje najedou — bez nožů, bez lopatek, bez mrtvých zón.

Skutečné náklady na uvězněný vzduch

Bubliny nejsou jen estetickou nepříjemností.
Projevují se měřitelnými způsoby:

• Oslabené lepicí spoje.
  Vzduchové kapsy působí jako koncentrátory napětí.
  Při tepelném cyklování nebo mechanickém zatížení dochází k dřívějšímu a náhlějšímu selhání spojů.
• Ztráta elektrického výkonu.
  U stříbrné pasty a jiných vodivých suspenzí bubliny blokují cesty pro proud, zvyšují povrchový odpor a zhoršují definici tisku a přilnavost.
• Nesouladné vzhled.
  Povlaky, želé a lepidla obsahující uvězněný vzduch jsou zamlžené nebo mají prohlubně a viskozita a průhlednost se mezi šaržemi nepředvídatelně mění.

Čekání na přirozené zmizení bublinek je v průmyslové výrobě jen zřídka možnost.
Zahřívání pomáhá, ale může poškodit tepelně citlivé složky.
Mechanické míchání pouze vtlačuje více vzduchu do směsi.
Proto stále více formulátorů přesouvá krok odvzdušňování na specializovaný vakuumový defoamovací mixér.

Jak funguje vakuumové odvzdušňování uvnitř stroje

Pracovní princip planetárního vakuumového mixéru spočívá ve třech silách:

1. Revoluce (oběh).
   Nosný držák nádoby se rychle otáčí kolem střední osy stroje.
   Odstředivá síla tlačí materiál směrem ven a dolů, čímž ho zahušťuje a vytláčí bubliny k povrchu.
2. Rotace (otáčení).
   Každá miska se také otáčí kolem své vlastní osy, čímž vzniká smykové napětí u stěny misky.
   Tím se rozruší aglomeráty, zatímco materiál stále proudí, takže se žádná část nezdržuje dostatečně dlouho na to, aby došlo ke stratifikaci.
3. Vývěva.
   Komora je vyčerpána do hlubokého vakua – řada TMV od firmy SMIDA dosahuje tlaku 0,2 kPa – takže se bubliny rozšíří a prasknou na povrchu místo toho, aby zůstaly pozostat ve vznosu.

Protože jsou misky uzavřené, tento proces také brání příjmu vlhkosti a úniku rozpouštědel, což je důležité pro systémy citlivé na vlhkost.

Fotografie před a po uvedené výše ukazují lepidlo s vysokou viskozitou zpracované na vakuovém mixéru SMIDA: matná hmota plná bublin na levé straně se po několika minutách pod vakuem změní na průhledný a rovnoměrný materiál na pravé straně.

Je váš materiál vhodný pro odplynění pomocí odstředivé síly?

Tři rychlé kontroly vám řeknou, zda patří vakuový planetární mixér do vašeho výrobního procesu:

• Viskozita.
  Centrifugální odplynění zvládá všechny materiály od nízkoviskozeních inkoustů až po pasty s viskozitou až přibližně 2 000 000 cP — rozsah, ve kterém je usazování a uváznutí bublin nejvýraznější.
• Citlivost na smykové napětí.
  Protože míchání probíhá bez použití lopatek, citlivé plniva a polymery s dlouhými řetězci nejsou rozřezávána ani poškozena.
• Požadavky na uzavřený systém.
  Pokud je nutné zabránit vypařování rozpouštědel, absorpci vlhkosti nebo expozici kyslíku, uzavřený nádobový design představuje zjevnou výhodu.

Materiály, které splňují všechny tři kritéria — vodivé pasty, lepidla, zalévací složky, kosmetické krémy, suspenze pro baterie — jsou právě ty, které nejvíce profitují z vakuového odplyňovacího mixéru.

Výběr správného zařízení: co porovnávat

Při hodnocení vakuových odplyňovacích mixérů se nezaměřujte pouze na uváděnou rychlost, ale porovnejte parametry, které skutečně určují výsledky:

Často kladené otázky

Jak dlouho trvá odplyňování ve vakuu?

U většiny suspenzí s vysokou viskozitou je několik minut míchání ve vakuu 0,2 kPa postačující k odstranění viditelných i mikrobublinek – na rozdíl od několika hodin nebo dnů ustávání nebo opakovaného procházení vakuovou komorou.

Může mixér s odvzdušněním ve vakuu nahradit vakuovou komoru?

U materiálů s vysokou viskozitou ano – obvykle dokonce účinněji.
Vakuová komora spoléhá na pasivní stoupání bublin, což je u hustých past extrémně pomalý proces.
Planetární odstředivý mixér aktivně odstraňuje bubliny pomocí odstředivé síly, zatímco vakuum je současně odčerpává – celý proces trvá jen zlomek času.

Poškozuje mixér materiály citlivé na smykové napětí?

Žádné nože se materiálu nedotýkají, takže smykové napětí působí jemně a rovnoměrně.
Plniva, jako jsou stříbrné čepele, skleněný prášek a keramické prášky, zachovávají svůj tvar i rozdělení velikostí.

Potřebuji model s vakuem, nebo postačí standardní mixér?

Pokud bubliny přímo ovlivňují výkon vašeho produktu – vodivé pasty, lepidla pro hermetizaci, tepelné gely – zvolte model s vakuem.
U materiálů, u nichž není přítomnost bublin problémem, je nevakuumový model rychlejší a ekonomičtější.

Závěr

Odplyňování by nemělo být nejpomalejším krokem na vaší výrobní lince.
Vakuový planetární odstředivý mixér zkracuje hodiny usazování na několik minut zpracování a dělá to bez kontaminace, mrtvých zón nebo hromadění tepla, ke kterému dochází u mixérů s noži.

Pokud se konkrétní suspenze trvale brání tvorbě bublin, pošlete vzorek do laboratoře SMIDA.
Zpracujeme váš materiál na našich vlastních zařízeních, ukážeme vám výsledky před a po zpracování a doporučíme vhodný model – od laboratorních vzorků o hmotnosti 1 g až po průmyslová zařízení pro výrobu nad 100 kg – ještě než utratíte jediný dolar.