ในอุตสาหกรรมการเคลือบ, การตกตะกอนของเม็ดสีและสารตัวเติมมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติของสารเคลือบ ณ จุดใช้งาน. ความสามารถในการระบุลักษณะการตกตะกอนอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญต่อการพัฒนาสารเคลือบที่คงอยู่บนชั้นวาง แต่ส่วนใหญ่ ของการทดสอบการตกตะกอนยังคงทำโดยการตรวจสอบด้วยภาพ. ในบทความนี้, เราจะพิจารณาพื้นฐานของการตกตะกอน, เหตุใดการตกตะกอนจึงมีความสำคัญในอุตสาหกรรมการเคลือบ, และวิธีที่เครื่องวิเคราะห์ความเสถียรเปิดใช้งานการปรับให้เหมาะสมของ สารเคลือบ.¹

พื้นฐานของการตกตะกอน

การตกตะกอนเป็นกระบวนการที่อนุภาคของแข็ง, ถูกแขวนลอยในช่วงแรกเป็นของเหลว, ตกตะกอนที่ด้านล่างของภาชนะเมื่อเวลาผ่านไป. การตกตะกอนโดยพื้นฐานเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างสองเฟส. ค่อนข้างหนาแน่น อนุภาคที่เป็นของแข็งจะจมลงสู่ก้นของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าโดยธรรมชาติด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่ก้อนหินจะจมลงสู่ก้นทะเลสาบ, หรือฝุ่นละอองในอากาศจะตกลงสู่พื้นในที่สุด.

คำอธิบายพื้นฐานของการตกตะกอนถูกกำหนดโดยกฎของสโตกส์, ซึ่งถือว่าอนุภาคทรงกลมตกลงมาผ่านของเหลวธรรมดา. กฎของสโตกส์ให้สมการสำหรับความเร็ว v ซึ่งอนุภาคของแข็งจะหลุดออกจากสารแขวนลอย:

vu003d(Δρ_p gd^2)/18η

ในสมการนี้, Δρ_p คือความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของเฟสของแข็งและเฟสของเหลว, g คือความแรงของแรงโน้มถ่วง, d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคที่ต้องการ และ η คือความหนืดของเฟสของเหลว. การบำบัดทางคณิตศาสตร์นี้บอกเราว่าอัตราการตกตะกอนขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาค, ความหนืดของเฟสของเหลว, และความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างเฟสของแข็งและของเหลว: หินจมลงในน้ำอย่างรวดเร็ว, ในขณะที่ฝุ่นจากการก่อสร้างสามารถ ใช้เวลาเป็นนาทีหรือหลายชั่วโมงในการตกตะกอนขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาค.²

สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้, แม้ว่า, โมเดลนี้เป็นเพียงการประมาณค่าอันดับหนึ่งเท่านั้น.³ การตกตะกอนในสี, สารเคลือบ, และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นซับซ้อนกว่ามาก, โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับอนุภาคขนาดและรูปร่างกระจายที่ตกลงมาในของเหลวที่ซับซ้อนซึ่งมีคุณสมบัติยืดหยุ่นตัวหนืด.

การตกตะกอน IN สารเคลือบ

ความสำคัญของการตกตะกอนแตกต่างกันไปตามผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่างๆ. ในอุตสาหกรรมการเคลือบ, เม็ดสี (สารสีที่ไม่ละลายน้ำ) และสารตัวเติม (สารเติมแต่งการทำงาน) มีแนวโน้มที่จะตกตะกอน, ทำให้ไม่สามารถใช้งานได้จริง.
ด้านบวก, การตกตะกอนมักจะย้อนกลับได้, ซึ่งหมายความว่าบางครั้งอนุภาคที่เป็นของแข็งสามารถกระจายตัวอีกครั้งหลังจากที่ตกตะกอนแล้ว. สำหรับผลิตภัณฑ์บางอย่าง, ไม่มีปัญหา – ยาหลายชนิด, เครื่องดื่ม, และผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนอื่น ๆ เพียงแค่แนะนำให้ผู้ใช้ "เขย่าขวดก่อนใช้." ซึ่งเพียงพอสำหรับการกระจายวัสดุที่เป็นของแข็งอย่างสมบูรณ์โดยไม่ทำให้เกิดความไม่สะดวกต่อผู้ใช้ปลายทาง.

อย่างไรก็ตาม, ในสารเคลือบและผลิตภัณฑ์อื่นๆ, การยึดติดระหว่างอนุภาคหมายความว่าบางครั้งอนุภาคที่ตกตะกอนสามารถก่อตัวเป็นตะกอนแข็งหรือเป็นยางซึ่งไม่สามารถกระจายซ้ำได้. แม้ว่าจะมีการกระจายตัวอีกครั้ง, การเคลือบและสีโดยทั่วไป ต้องใช้พลังงานที่ค่อนข้างสูงเพื่อให้ได้สิ่งนี้ (การกวนด้วยเครื่องกล, เป็นต้น).

การตกตะกอนสามารถลดลงได้โดยการลดความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างเฟสของแข็งและของเหลว, ลดขนาดอนุภาคและเพิ่มความหนืดของเฟสของเหลว. สารเคลือบมักใช้สารเติมแต่งการไหล, เช่นกัน, ซึ่งก่อให้เกิดเครือข่าย 3 มิติ เพื่อรองรับเม็ดสีและสารตัวเติมและป้องกันไม่ให้หลุดออกจากสารแขวนลอย. ดังนั้น, ควบคุมลักษณะการตกตะกอนและการกระจายตัวที่จำเป็นต่อการผลิตสารเคลือบคุณภาพสูง.

ลักษณะการตกตะกอน

เพื่อจำกัดการตกตะกอนอย่างมีประสิทธิภาพและผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพ, ผู้ผลิตจำเป็นต้องสามารถกำหนดลักษณะพฤติกรรมเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำในระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการผลิต.

การตรวจสอบด้วยภาพยังคงเป็นวิธีการทดสอบการตกตะกอนที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม. ใช้งานได้ง่ายอย่างไม่ต้องสงสัย, การทดสอบด้วยภาพแทบไม่ต้องใช้เงินลงทุนแต่อย่างใด อย่างไรก็ตาม, วิธีการดังกล่าวมักมีการคาดเดาและความไม่ถูกต้อง. ไม่ชัดเจน, กระบวนการนี้อาจใช้เวลานาน เนื่องจากต้องมองเห็นการเปลี่ยนแปลงใดๆ ด้วยตาจึงจะตรวจจับได้.