Hogyan távolítja el a buborékokat egy bolygókörüli centrifugális keverő percek alatt

Ha valaha kézzel vagy akár hagyományos keverővel is kevert már ragasztót, vezetőképes pasztát vagy bevonóanyagot, akkor ismeri a folyamatot: kaparás, keverés, várakozás, újabb kaparás – mégis maradnak eltávolíthatatlan apró buborékok.

A levegőbuborékok minden formulázónak csendes ellenségei.
Ha figyelmen kívül hagyjuk őket, feszültségpontokká válnak, amelyek gyengítik a ragasztási varratokat, blokkolják az elektromos áramköröket vezetőképes festékekben, és pöttyöket hagynak a felületen, amelyek tönkreteszik a felületi minőséget.
A frusztráló rész az, hogy milyen nehéz eltávolítani őket a sűrű anyagokból.
Nagyon nagy viszkozitású szuszpenzióban egy mikrobuborék önmagától napokig is eltarthat, míg a felszínre emelkedik – mert a buboréknak először el kell jutnia a folyadék felszínére, ott hártyát kell képeznie, majd az elpattan, és végül el kell távoznia.
Minél vastagabb az anyag, annál lassabbá válik az egész folyamat.

Mi az a vákuumos habtalanító keverő?

Egy vákuumos habtalanító keverő (amelyet gyakran vákuumos gáztalanító keverőnek vagy buborékeltávolító gépnek is neveznek) egy olyan keverő, amely centrifugális keverést kombinál egy vákuumkamrával.
Az anyagokat zárható edényekbe helyezik, amelyeket egy kivákuumozott kamrában nagy sebességgel forgatnak.
A forgó mozgás erős centrifugális erőt generál, miközben a vákuum egyidejűleg levegőt von ki az anyagból.
A két hatás együttműködik: a centrifugális erő összenyomja a keveréket, és a becsapódott buborékokat a felszín felé tolja, míg a vákuum eltávolítja őket, mielőtt újra kialakulhatnának.

Egy bolygókeringő keverő egy speciális típusú vákuumos habtalanító keverő, amelyben a poharak egyszerre forognak egy központi tengely körül (forgás) és saját tengelyük körül (forgómozgás).
Ez a kettős mozgás erőteljes, háromdimenziós áramlási teret hoz létre, amely egy lépésben kever és levegőtlenít – nincsenek lapátok, keverőlapok vagy halott zónák.

A csapdázott levegő valódi költsége

A buborékok nem csupán esztétikai kellemetlenséget jelentenek.
Mérhető módon is megjelennek:

• Gyengült ragasztókötések.
  A levegőzárak feszültségkoncentrátorokként működnek.
  Hőciklus vagy mechanikai terhelés hatására a kötéseket korábban és hirtőbben szakadnak meg.
• Csökkenő elektromos teljesítmény.
  Ezüstpaszták és egyéb vezető szuszpenziók esetében a buborékok megszakítják az áramvezetési utakat, növelik a felületi ellenállást, és rombolják a nyomtatási élességet és a tapadást.
• Inkonzisztens megjelenés.
  A levegőt zártan tartó bevonatok, gélek és burkolóanyagok felhős vagy gödrös felületűek lesznek, és az adagok közötti viszkozitás- és átlátszóság-ingadozás előre nem jelezhető módon zajlik.

A buborékok természetes eltűnésére való várakozás gyakran nem lehetséges a gyártás során.
A fűtés segít, de hőérzékeny összetevőket károsíthat.
A mechanikus keverés csak további levegőt juttat a keverékbe.
Ezért egyre több formuláló helyezi át a légtelenítési lépést egy dedikált vákuumos habelvezető keverőre.

Hogyan működik a vákuumos habelvezetés a gépen belül

Egy bolygópályás vákuumkeverő működési elve három erőre vezethető vissza:

1. Forgás (pálya).
   A pohártartó a gép központi tengelye körül nagy sebességgel forog.
   A centrifugális erő kifelé és lefelé tolja az anyagot, tömörítve a keveréket, és a buborékokat a felszín felé nyomja.
2. Forgás (forgó mozgás).
   Minden edény továbbá saját tengelye körül is forog, így nyíróerő keletkezik az edény falánál.
   Ez szétbontja az agglomerátumokat, miközben a keverék tovább mozog, így semmi nem marad hosszabb ideig mozdulatlanul, hogy rétegződjön.
3. Vákuum.
   A kamrát mély vákuumra vonják le – a SMIDA TMV sorozat 0,2 kPa-ig képes elérni –, így a buborékok megnagyobbodnak és a felszínen reppennek, nem pedig felfüggesztve maradnak.

Mivel az edények zárva vannak, a folyamat egyúttal megakadályozza a nedvességfelvételt és a oldószer-vesztést, ami különösen fontos nedvességérzékeny rendszerek esetén.

A fenti „előtte és utána” fotók egy magas viszkozitású ragasztót mutatnak, amelyet SMIDA vákuumos keverőn dolgoztak fel: a bal oldali, ködös, buborékokkal teli paszta néhány perc vákuum alatt tiszta, homogén anyaggá alakul a jobb oldalon.

Jó jelölt-e anyaga a centrifugális gáztalanításra?

Három gyors ellenőrzés eldöntheti, hogy szüksége van-e vákuumos bolygókeverőre folyamatában:

• Viszkozitás.
  A centrifugális gáztalanítás kezeli az alacsony viszkozitású festékekig terjedő anyagokat, valamint kb. 2 000 000 cP-ig terjedő pasztákig – ebben a tartományban a leülepedés és a buborékfogadás a legrosszabb.
• Nyírási érzékenység.
  Mivel a keverés lapátok nélkül zajlik, a finom töltőanyagokat és hosszú láncú polimereket nem vágják le vagy sérítik.
• Zárt rendszer követelményei.
  Ha el kell kerülni a oldószer elpárolgását, a nedvességfelvételt vagy az oxigénhatást, akkor a zárt edényes kivitel egyértelmű előny.

Azok az anyagok, amelyek mindhárom kritériumot teljesítik – vezetőképes paszták, ragasztók, öntőanyagok, kozmetikai krémek, akkumulátoros masszák – éppen azok, amelyek a legjobban profitálnak a vákuumos habtalanító keverőből.

A megfelelő gép kiválasztása: Mit érdemes összehasonlítani

Amikor vákuumos habtalanító keverőket értékel, ne csak a főbb sebességadatokra figyeljen, hanem hasonlítsa össze azokat a paramétereket, amelyek ténylegesen meghatározzák az eredményt:

Gyakran ismételt kérdések

Mennyi ideig tart a vákuumos habtalanítás?

A legtöbb nagy viszkozitású szuszpenzió esetében néhány perc keverés 0,2 kPa vákuum alatt elegendő a látható és mikrobuborékok eltávolításához – összehasonlítva az órákig vagy napokig tartó ülepítéssel, illetve a vákuumkamrában történő többszöri átvezetéssel.

Lehet-e egy vákuumos habtalanító keverő helyettesíti a vákuumkamrát?

Nagy viszkozitású anyagok esetén igen – általában hatékonyabban.
Egy vákuumkamra a buborékok passzív felszállására támaszkodik, ami rendkívül lassú vastag pasztákban.
Egy planetáris centrifugális keverő aktívan kifelé taszítja a buborékokat centrifugális erővel, miközben a vákuum eltávolítja őket – ez a folyamat a szükséges idő tört részében zajlik.

Károsítja-e a keverő a nyírási érzékeny anyagokat?

Nincsenek olyan pengék, amelyek érintenék az anyagot, így a nyírás enyhe és egyenletes.
Az ezüstlemezek, üvegporok és kerámiaportöltők megtartják alakjukat és méreteloszlásukat.

Szükségem van-e vákuumos modellre, vagy elegendő egy standard keverő?

Ha a buborékok közvetlenül befolyásolják termékének teljesítményét – például vezetőképes paszták, bevonóanyagok, hővezető gélek esetén – válassza a vákuumos modellt.
Olyan anyagoknál, amelyeknél a buborékképződés nem jelent problémát, a nem-vákuumos modell gyorsabb és gazdaságosabb.

A lényeg

A légtelenítés ne legyen a gyártósor leglassabb lépése.
Egy vákuumos bolygócentrifugális keverő órákig tartó ülepítést percekre csökkent, és ezt úgy teszi, hogy nem okoz szennyeződést, halott zónákat vagy hőfelhalmozódást, mint a pengés keverők.

Ha egy adott szuszpenzió ellenáll a buborékok eltávolításának, küldjön egy mintát az SMIDA laborba.
Anyagát saját gépeinken feldolgozzuk, bemutatjuk az eredményeket a feldolgozás előtt és után, valamint ajánlást teszünk a megfelelő modellre – 1 g-os labor mintáktól 100 kg feletti gyártási gépekig – még mielőtt bármilyen pénzt költene.