PVC e CPVC em tintas emulsionadas: o que a formulação exige da fábrica.

Dois números, e apenas um deles está no cartão de lote.

A concentração volumétrica de pigmento é a fração do volume do filme seco ocupada pelo pigmento e pelo extensor. É fácil de calcular e normalmente consta na ficha de formulação. A concentração volumétrica crítica de pigmento é a concentração na qual há exatamente aglutinante suficiente para preencher os espaços entre as partículas e revesti-las, sem sobrar nada. É mais difícil de determinar e geralmente não consta em nenhuma ficha de formulação.

A relação entre os dois é o que determina o comportamento do filme. Se a concentração formulada estiver abaixo do valor crítico, as partículas são separadas pelo aglutinante e o filme é contínuo. Se estiver acima, não há aglutinante suficiente para preencher as lacunas e o filme contém vazios de ar. Ambos são produtos legítimos; eles apenas falham de maneiras diferentes e exigem coisas diferentes da etapa de dispersão.

A razão pela qual isso importa na fábrica, e não apenas no laboratório, é que as duas condições recompensam coisas diferentes. Abaixo do valor crítico, um lote mal disperso perde a capacidade de ocultar partículas, e nenhuma quantidade de diluição conseguirá recuperá-la. Acima desse valor, o mesmo lote ainda pode ocultar partículas de forma aceitável, porque os vazios estão desempenhando parte do trabalho — e é exatamente por isso que uma fábrica pode acabar moendo em excesso sem perceber.

Abaixo do CPVC, a dispersão é o que produz o poder de ocultação.

Abaixo da concentração crítica, o filme é um composto de partículas em uma matriz aglutinante, e a luz é dispersa em cada superfície de partícula. A quantidade de dispersão depende de quantas superfícies de partículas separadas existem, o que, por sua vez, depende do pigmento estar separado em partículas individuais em vez de estar agrupado em aglomerados.

Um aglomerado de dez partículas apresenta aproximadamente a superfície de uma partícula grande, portanto, dispersa muito menos luz do que dez partículas separadas. Este é o principal argumento a favor da dispersão em uma formulação rica em aglutinante: o processo de fabricação não torna o pigmento mais fino, mas sim cria mais superfícies de dispersão a partir da mesma massa de pigmento. Dois lotes com formulação e grau de pigmento idênticos podem apresentar diferenças mensuráveis ​​na relação de contraste, dependendo exclusivamente da qualidade da dispersão.

A terceira linha é a que surpreende as pessoas e será abordada detalhadamente na próxima seção. O ponto aqui é que, abaixo da concentração crítica, a etapa de dispersão agrega valor e sua qualidade se reflete em números importantes para o cliente: taxa de contraste, brilho e uniformidade de ambos em toda a superfície do painel.

Existe um tamanho de partícula ideal, e partículas mais finas não são necessariamente melhores.

A dispersão da luz por uma partícula pequena é mais intensa quando o diâmetro da partícula é aproximadamente metade do comprimento de onda da luz dispersa. Para a luz visível, isso coloca o valor ideal para um pigmento branco de alta cobertura na ordem de alguns décimos de mícron. Se o mesmo pigmento tiver um diâmetro significativamente menor, a eficiência de dispersão diminui: as partículas ficam mais dispersas, mas cada uma dispersa menos luz.

Isso tem uma consequência direta no tempo de funcionamento do moinho. Após o ponto em que os aglomerados são quebrados, a moagem adicional consome tempo da máquina e gera calor, enquanto o desempenho óptico de um pigmento branco piora em vez de melhorar. A leitura do medidor continuará melhorando, enquanto o produto não, o que é uma situação confusa sem o conhecimento do mecanismo.

Para pigmentos coloridos, o cenário é diferente, pois a transparência e a tonalidade importam mais do que a dispersão. Um pigmento orgânico, quando granulado mais finamente, frequentemente ganha transparência e pode alterar a tonalidade, o que pode ser desejável ou um defeito, dependendo do produto. A regra que se aplica a todos os tipos de pigmento é a mesma: o objetivo é definido pela função que o filme deve desempenhar, e a produção é interrompida nesse ponto.

Acima do CPVC, a área de trabalho se estreita, o que facilita erros.

Acima da concentração crítica, o filme torna-se poroso, o poder de cobertura provém em parte dos vazios de ar e a exigência de dispersão torna-se menos rigorosa. O pigmento ainda precisa ser umedecido e distribuído uniformemente, mas o argumento da dispersão deixa de justificar um processo de moagem prolongado. As fábricas que utilizam a mesma receita de moagem para toda a sua gama de produtos geralmente descobrem isso da maneira mais dispendiosa: os produtos com alto teor de PVC estão sendo moídos por mais tempo do que o necessário.

A instrução prática que se segue não é "moer tudo com menos precisão". Trata-se de que a meta de dispersão deve ser definida por produto, e não por fábrica. Uma fábrica com quatro produtos diferentes em toda a gama tem quatro respostas corretas distintas, e uma única configuração será insuficiente para o acabamento brilhante e excessiva para a tinta de teto.

O que medir em vez de apenas usar o medidor?

O medidor mede o maior aglomerado remanescente. Essa é uma verificação útil e necessária, mas é um indicador isolado inadequado para determinar se a dispersão está cumprindo sua função na formulação.

Nada aqui substitui o medidor, e o medidor não substitui nenhum deles. A questão é que um estágio de dispersão avaliado apenas pela leitura do medidor representa apenas um terço do que a formulação realmente exige.

Onde a máquina se encaixa nisso

Nenhum dos argumentos acima defende um tipo específico de máquina. O argumento é que a máquina precisa ser capaz de manter um nível de dispersão documentado de forma repetível, porque o alvo varia de produto para produto e não há margem para desvios.

Em uma fábrica de tintas emulsionadas, o arranjo prático geralmente consiste em um moinho de cestos que dispersa e tritura a base do produto no próprio recipiente onde será diluída. A vantagem não é apenas a eliminação de uma transferência, mas também a possibilidade de verificar o nível de dispersão antes da diluição, em vez de depois, quando o lote já está comprometido.moinho de imersão de cesto para tinta de emulsãoIsso é adequado porque o ponto de amostragem é o próprio lote.

Em fábricas que produzem diversos produtos em diferentes faixas de tamanho, a capacidade de interromper a moagem em um ponto predefinido é mais importante do que a capacidade bruta. Um moinho que consegue moer mais fino do que o ideal não oferece vantagem se ninguém o interromper nesse ponto. As questões de layout relacionadas a isso — onde o tanque está localizado, como o sistema de diluição é acionado, como as cores são trocadas — são abordadas no [texto incompleto].Visão geral da linha de produção de revestimento.

Vale a pena ler duas notas relacionadas em conjunto com esta: anota sobre a intensidade da coraborda detalhadamente o caso dos pigmentos coloridos, e onota de moagem de enxofreAborda as mudanças que ocorrem quando o material possui um limite térmico em vez de um limite óptico.

Onde essas fábricas são construídas

As câmaras de peneiramento, as telas e as colunas de elevação são usinadas e montadas na mesma fábrica em Wuxi. Isso é importante para um alvo de dispersão porque a reprodutibilidade é uma propriedade de usinagem antes de ser uma propriedade operacional: uma ranhura na tela que varia entre máquinas resulta em um processo de moagem diferente para a mesma receita.

Vale a pena perguntar a qualquer fornecedor o que eles medem antes do envio, porque a resposta revela qual é o verdadeiro objetivo de dispersão.

Perguntas frequentes