División mecánica
El paso de división mecánica en la dispersión.
Igual que el proceso de dispersión, se puede dividir en tres pasos
- humectación
- división mecánica y
- estabilización por floculación
El paso de división mecánica en sí también se puede dividir nuevamente. Para que los aglomerados se dispersen, deben:
- entrar en una situación de dispersión, por ejemplo en el campo de cizallamiento entre dos perlas de molienda (requisito espacial), y
- estar cargados lo suficientemente fuerte como para que se rompan (requisito energético).
La división mecánica se puede comparar con intentar romper una nuez con la ayuda de un martillo. Para que la cáscara se rompa, por un lado es necesario golpear la nuez (necesidad de espacio), pero por otro lado también debe golpearse con suficiente fuerza (necesidad de energía). Para entender esto, es importante recordar que ambos requisitos, espacial y energético, deben cumplirse al mismo tiempo. Aunque este modelo es trivial en algunos aspectos, es muy claro cuando se trata de comprender cómo funciona una máquina de dispersión y cómo operarla de manera óptima. La corrección del concepto del modelo se demuestra con el molino de perlas DISPERMAT®
En aras de la simplicidad, imaginemos un molino de perlas que funciona de forma discontinua. Este debe llenarse con una pasta abrasiva que presente un cambio mensurable en una propiedad relacionada con la aplicación a medida que avanza el estado de dispersión. En el caso de los barnices, puede ser, por ejemplo, la intensidad del color, el brillo, la viscosidad o la finura (que se mide con un calibre Hegman según DIN 53203). Nuestro ejemplo utiliza la intensidad del color.
Cuando todos los parámetros operativos, cantidad de llenado de perlas de molienda, tipo de perlas, velocidad, enfriamiento, etc., se mantienen constantes, la intensidad del color medida alcanza un valor finito relacionado con el tiempo de dispersión. Una dispersión más prolongada no mejorará la intensidad del color. Sólo aumentando la velocidad es posible aumentar aún más la intensidad del color. La razón de este comportamiento es que en una dispersión muy larga todos los aglomerados tienen la oportunidad de llegar a las zonas de máximo efecto de cizallamiento. Los que se dispersan en estas condiciones provocan un aumento visible de la intensidad del color. Aquellos que tienen una estabilidad tan alta que no se dividen en las condiciones del máximo efecto de cizallamiento disponible, todavía no están dispersos. Al aumentar la velocidad se desarrollan zonas con un efecto de cizallamiento más fuerte, en las que también se pueden dispersar aglomerados más estables. Por lo tanto, la intensidad del color puede seguir aumentando al aumentar la velocidad. Sólo después de un tiempo de dispersión suficientemente largo combinado con velocidades suficientemente altas se puede esperar que todos los aglomerados se hayan dispersado. Sólo entonces se cumplen las condiciones espaciales y energéticas necesarias para una dispersión total. Por lo general, una velocidad demasiado baja no puede compensarse con una dispersión más larga y viceversa.
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