Mechanische Zerteilung
Der mechanische Zerteilungsschritt beim Dispergieren
So, wie sich der Dispergierprozess in die Schritte
- Benetzung
- mechanische Zerteilung und
- Flockungsstabilisierung
aufteilen lässt, so lässt sich auch der mechanische Zerteilungsschritt selbst wieder aufspalten. Damit Agglomerate zerteilt werden können, müssen sie
- in eine Dispergiersituation gelangen, z.B. in das Scherfeld zwischen zwei Mahlperlen (räumliche Voraussetzung), und
- stark genug belastet werden, dass sie auseinanderbrechen (energetische Voraussetzung).
Anschaulich lässt sich die mechanische Zerteilung vergleichen mit dem Versuch, mit Hilfe eines Hammers eine Nuss zu knacken. Damit die Schale zerspringt, muss einerseits die Nuss getroffen werden (räumliche Voraussetzung), andererseits aber auch fest genug getroffen werden (energetische Voraussetzung). Zum Verständnis ist es wichtig, sich zu vergegenwärtigen, dass beide Voraussetzungen ‒ die räumliche und die energetische ‒ zur gleicher Zeit erfüllt sein müssen. Obwohl dieses Modell in gewisser Weise trivial ist, ist es sehr anschaulich, wenn es darum geht, die Wirkungsweise einer Dispergiermaschine zu verstehen und sie optimal zu betreiben. Der Beweis für die Richtigkeit der Modellvorstellung lässt sich mit der Perlmühle DISPERMAT® SL führen. Der Einfachheit halber stelle man sich eine diskontinuierlich betriebene Perlmühle vor. Diese soll mit einer Mahlpaste gefüllt sein, welche mit fortschreitendem Dispergierzustand eine messbare Veränderung einer anwendungstechnischen Eigenschaft aufweist. Bei Lacken kann es sich z.B. um die Farbstärke, den Glanz, die Viskosität oder die Körnigkeit (messbar mit einem Grindometer nach DIN 53203) handeln. In unserem Beispiel soll dies die Farbstärke sein.
Bei Konstanthaltung aller Betriebsparameter wie Mahlperlenfüllmenge, Perlenart, Drehzahl, Kühlung etc. erreicht die gemessene Farbstärke in Abhängigkeit von der Dispergierdauer einen bestimmten Endwert. Durch längeres Dispergieren wird die Farbstärke nicht mehr verbessert. Erst durch eine Drehzahlerhöhung ist eine Erhöhung der Farbstärke möglich. Der Grund für dieses Verhalten ist der, dass bei sehr langer Dispergierdauer alle Agglomerate die Möglichkeit hatten, in die Bereiche maximaler Scherwirkung zu gelangen. Diejenigen, die unter diesen Bedingungen dispergiert wurden, haben zu der beobachteten Farbstärkeerhöhung geführt. Diejenigen, die eine so hohe Festigkeit hatten, dass sie unter den Bedingungen der maximal verfügbaren Scherwirkung nicht zerteilt wurden, liegen noch undispergiert vor. Durch Erhöhung der Drehzahl entstehen Bereiche mit stärkerer Scherwirkung, in denen nun auch festere Agglomerate dispergiert werden können. Folglich kann die Farbstärke bei einer Drehzahlerhöhung weiter ansteigen. Erst bei genügend langer Dispergierdauer in Kombination mit genügend hohen Drehzahlen ist zu erwarten, dass alle Agglomerate dispergiert werden. Nur dann werden sowohl die räumlichen als auch die energetischen Voraussetzungen für eine vollständige Dispergierung erfüllt. Eine zu geringe Drehzahl kann in der Regel durch längeres Dispergieren nicht kompensiert werden und umgekehrt.
10. - 14.06.2024
ACHEMA Frankfurt am Main, Germany
Dispergiertechnologie erleben! Know–How und höchste Qualität seit 1972.
Auf unseren Ausstellungen präsentieren wir unsere aktuellen Neuheiten sowie einen Querschnitt der patentierten Dispergier- und Feinmahlsysteme DISPERMAT® und TORUSMILL®.
Messetermine
GERMANY
10. - 14.06.2024
ACHEMA, Frankfurt
SPAIN
20. - 21.11.2024
PAINT & COATINGS, Barcelona