Ako planetárny odstredivý miešač odstraňuje bubliny za niekoľko minút

Ak ste už niekedy miešali lepidlo, vodivú pastu alebo povlakovú hmotu ručne – alebo dokonca bežným miešačom – viete, ako to ide: škrabajte, miešajte, čakajte, znova škrabajte a stále zostanú malé bubliny, ktoré sa nedajú odstrániť.

Vzduchové bubliny sú tichým nepriateľom každého formulátora.
Ak ich necháte bez dohľadu, vytvoria miesta napätia, ktoré oslabujú spojové plochy, blokujú elektrické dráhy vo vodivých atramentoch a spôsobia bodkové otvory, ktoré pokazia povrchovú úpravu.
Frustrujúce je, že z hustých materiálov sa ich tak ťažko zbaviť.
V suspenzii s vysokou viskozitou môže mikrobobka trvať dni, kým sa sama dostane na povrch – pretože sa musí najskôr dostať na povrch kvapaliny, vytvoriť film, prasknúť a nakoniec uniknúť.
Čím hrubšia je látka, tým pomalší sa stáva celý tento postup.

Čo je to miešačka na odplyňovanie vo vákuu?

Miešačka na odplyňovanie vo vákuu (často nazývaná aj miešačka na odplyňovanie vo vákuu alebo stroj na odobubľovanie) je miešačka, ktorá kombinuje odstredivé miešanie s vákuovou komorou.
Materiály sa umiestnia do uzavretých pohárov, ktoré sa vo vyčerpanej komore rýchlo otáčajú.
Otáčavý pohyb generuje silnú odstredivú silu, zatiaľ čo vákuum súčasne odstraňuje vzduch z materiálu.
Tieto dva efekty pôsobia spoločne: odstredivá sila stlačí dávkový materiál a posunie zachytené bubliny smerom k povrchu, zatiaľ čo vákuum ich odstráni, než sa znova môžu vytvoriť.

Planetárny odstreďovací miešač je špecifický typ vysokoprazdného odplyňovacieho miešača, pri ktorom sa nádoby zároveň otáčajú okolo centrálnej osi (revolúcia) a rotujú okolo vlastnej osi (rotácia).
Tento dvojnásobný pohyb vytvára výkonné trojrozmerné prúdenie, ktoré mieša a odplyňuje v jednom kroku – bez nožov, bez lopatiek, bez mŕtvych zón.

Skutočná cena zachyteného vzduchu

Bubliny nie sú len estetickou nepohodlnosťou.
Prejavujú sa merateľnými spôsobmi:

• Znížená adhézia lepiacich prostriedkov.
  Vzduchové bubliny pôsobia ako miesta koncentrácie napätia.
  Pri tepelnom cyklovaní alebo mechanickom zaťažení sa spoje porušia skôr a náhlejšie.
• Strata elektrickej výkonnosti.
  V strieborných pastách a iných vodivých suspenziách bubliny blokujú tok prúdu, zvyšujú plošný odpor a zhoršujú definíciu tlače a adhéziu.
• Nedôsledný vzhľad.
  Povlaky, gely a obalovacie látky s uväzneným vzduchom vyzerajú zákalovito alebo s vlnitosťou a viskozita a priehľadnosť sa od šarže k šarži nepravidelne menia.

Čakanie na samovoľné zmiznutie bublín je v výrobe zvyčajne málo realistickou možnosťou.
Zahrievanie pomáha, avšak môže poškodiť teplom citlivé zložky.
Mechanické miešanie len ešte viac zavádza vzduch.
Preto čoraz viac formulátorov presúva krok odplyňovania na špeciálne určený výkonný miešač s vývodom vzduchu vo vákuu.

Ako funguje odplyňovanie vo vákuu vo vnútri stroja

Princíp činnosti planetárneho miešača vo vákuu sa zameriava na tri sily:

1. Revolúcia (obežná dráha).
   Nosník nádoby sa otáča okolo stredovej osi stroja vysokou rýchlosťou.
   Odstredivá sila tlačí materiál vonku a nadol, čím ho zhustí a vytlačí bubliny k povrchu.
2. Otáčanie (rotácia).
   Každá nádoba sa tiež otáča okolo svojej osi, čím vzniká strihové napätie na stene nádoby.
   Tým sa rozrušia aglomeráty, zatiaľ čo materiál stále prúdi, takže sa nič nepohodí dostatočne dlho na stratifikáciu.
3. Vákuum.
   Komora sa vyčerpá do hlbokého vákua – séria TMV od spoločnosti SMIDA dosahuje 0,2 kPa – takže sa bubliny rozšíria a prasknú na povrchu namiesto toho, aby zostali pozostávajúce vo vnútri.

Keďže sú nádoby uzavreté, tento proces tiež zabráni absorpcii vlhkosti a strate rozpúšťadla, čo je dôležité pre systémy citlivé na vlhkosť.

Fotografie pred a po uvedené vyššie znázorňujú lepidlo s vysokou viskozitou spracované na výrobku SMIDA vacuum mixer: matná hmota plná bublín na ľavej strane sa po niekoľkých minútach vo vákuu mení na jasný, rovnorodý materiál na pravej strane.

Je váš materiál vhodný na odplyňovanie pomocou odstredivého procesu?

Tri rýchle kontroly vám ukážu, či patrí do vášho procesu planetárny mixér s vákuom:

• Viskozita.
  Centrifugálne odplyňovanie spracováva všetko od nízkoviskožných farieb až po pasty s viskozitou približne 2 000 000 cP – rozsah, v ktorom je usadzovanie a zachytávanie bublín najhoršie.
• Citlivosť na strih.
  Keďže miešanie prebieha bez použitia lopatiek, citlivé plnivá a polymérne reťazce dlhej štruktúry nie sú orezané ani poškodené.
• Požiadavky na uzavretý systém.
  Ak potrebujete zabrániť odparovaniu rozpúšťadla, absorpcii vlhkosti alebo vystaveniu kyslíku, uzavretý dizajn nádoby je zrejmou výhodou.

Materiály, ktoré spĺňajú všetky tri kritériá – vodivé pasty, lepidlá, zalievacie zmesi, kozmetické krémy, suspenzie batérií – sú presne tie, ktoré najviac profitujú z vakuovej defoamovacej miešačky.

Výber správneho zariadenia: Čo porovnávať

Pri vyhodnocovaní vakuových defoamovacích miešačiek sa nezameriavajte len na hlavné údaje o rýchlosti, ale porovnávajte parametre, ktoré skutočne určujú výsledok:

Často kladené otázky

Ako dlho trvá odplynenie vo vákuu?

Pre väčšinu suspenzií s vysokou viskozitou je niekoľko minút miešania pri výdaji 0,2 kPa postačujúce na odstránenie viditeľných aj mikrobublín – v porovnaní s hodinami alebo dňami usadzovania alebo opakovaným prechodom cez výdajovú komoru.

Môže vysávačový defoamovací miešač nahradiť vysávačovú komoru?

Pre materiály s vysokou viskozitou áno – zvyčajne dokonca účinnejšie.
Vysávačová komora sa spolieha na pasívne stúpanie bublín, čo je pri hustých pastách extrémne pomalé.
Planetárny odstredivý miešač aktívne odstraňuje bubliny pomocou odstredivej sily, zatiaľ čo vysákač ich súčasne odstraňuje – celý proces trvá len zlomok času.

Poškodí miešač materiály citlivé na strih?

Žiadne nože sa nedotýkajú materiálu, preto sa strih aplikuje jemne a rovnomerne.
Plnivá, ako strieborné flóky, sklenený prášok a keramické prášky, si zachovávajú svoj tvar a rozdelenie veľkostí častíc.

Potrebujem model s vysákačom alebo stačí štandardný miešač?

Ak bubliny priamo ovplyvňujú výkon vášho výrobku – vodivé pasty, uzatváracie zmesi, tepelné žele – vyberte si model s vysákačom.
Pre materiály, kde nie sú bubliny problémom, je model bez vysákača rýchlejší a ekonomickejší.

Záver

Odplyňovanie by nemalo byť najpomalším krokom na vašej výrobnej linke.
Vakuumový planetárny odstredivý miešač skráti hodiny usadzovania na minúty spracovania a zároveň sa vyhne kontaminácii, mrtvým zónam alebo hromadeniu tepla, ktoré spôsobujú miešače s nožmi.

Ak sa konkrétna suspenzia odporuje vylúčeniu bublín, pošlite vzorku do laboratória SMIDA.
Spracujeme váš materiál na vlastných strojoch, ukážeme vám výsledky pred a po spracovaní a odporučíme vhodný model – od laboratórnych vzoriek 1 g až po výrobné stroje pre 100 kg a viac – ešte predtým, ako miniete jediný dolár.