Automatyczna regulacja lepkości farb za pomocą RheoStream

Produkcja farb to skomplikowany proces, w którym precyzja, efektywność i jakość odgrywają kluczową rolę. W dzisiejszych czasach zaawansowane technologie pozwalają producentom nie tylko kontrolować właściwości farb, ale także optymalizować cały proces produkcyjny. W niniejszym artykule przedstawiono praktyczne zastosowanie technologii Fluidan w branży farbiarskiej, skupiając się na kluczowych korzyściach, takich jak poprawa wydajności i redukcja strat materiałowych. Dowiedz się, jak innowacyjne podejście reologiczne rewolucjonizuje produkcję farb, spełniając wymagania nowoczesnego przemysłu.

 

Dlaczego lepkość jest kluczowym parametrem?

Lepkość odgrywa kluczową rolę w wielu aspektach związanych z produkcją i użytkowaniem farb. Wpływa na łatwość aplikacji przy użyciu różnych metod, takich jak wałki, pędzle czy natryski. Odpowiada także za właściwości końcowej powłoki, w tym jej grubość, przyczepność i odporność chemiczną. Niewłaściwie dobrana lepkość może prowadzić do problemów, takich jak niejednorodność kolorów, trudności w aplikacji czy zbyt duża ilość odpadów. Dlatego precyzyjna kontrola tego parametru jest niezbędna w procesie produkcji. Technologia RheoStream® pozwala na ciągłe monitorowanie lepkości w czasie rzeczywistym, co eliminuje ryzyko wystąpienia nieprawidłowości już na etapie mieszania surowców.

Wszystkie wymagania dotyczące lepkości farb są ze sobą na pozór sprzeczne. Na szczęście, dzięki starannemu projektowaniu formulacji, można wytwarzać farby, które są gęste w puszce, lecz stają się znacznie rzadsze podczas aplikacji, np. przy użyciu pędzla lub wałka. Ta właściwość, nazywana rozrzedzaniem ścinaniem, pozwala na uzyskanie optymalnych parametrów użytkowych.

Lepkość farby zmienia się w zależności od warunków, w których jest stosowana lub przetwarzana. Farby podczas swojej produkcji i aplikacji podlegają różnym reżimom ścinania. Na przykład:

• Produkcja: Farba jest pompowana w całym zakładzie, co naraża ją na umiarkowane lub wysokie ścinanie.
• Magazynowanie i transport: Te procesy charakteryzują się niskim ścinaniem.
• Aplikacja: Może obejmować różne poziomy ścinania, od umiarkowanego (np. zanurzanie), po wysokie (np. powlekanie wałkiem lub natryskiwanie).

Poniżej przedstawiono, jak lepkość farby zmienia się w zależności od szybkości ścinania:

Dzięki odpowiedniemu profilowi lepkości farby mogą spełniać swoje funkcje zarówno podczas przetwarzania, jak i użytkowania, jednocześnie zachowując wysoką jakość powłoki po aplikacji.

Technologia RheoStream® pozwala wykonywać pomiary przy różnych szybkościach ścinania i uzyskać profil lepkości w warunkach procesowych.

 

Tradycyjna kontrola lepkości farb

Przed wprowadzeniem zaawansowanych technologii, takich jak RheoStream®, kontrola lepkości farb odbywała się ręcznie. Po wymieszaniu partii farby konieczne było pobranie próbki i przeprowadzenie pomiaru lepkości w laboratorium lub na hali produkcyjnej za pomocą takich urządzeń jak kubki przepływowe, czy laboratoryjne wiskozymetry i reometry.

Proces ten był czasochłonny i wymagał zaangażowania znacznych zasobów. Farba była najpierw w pełni wykańczana, a następnie poddawana testowi lepkości.

• Jeśli wynik mieścił się w wymaganym zakresie, partia była gotowa do napełnienia.
• W przypadku, gdy lepkość była poza zakresem, konieczne było jej dostosowanie (np. dodanie rozpuszczalnika lub zagęszczacza), ponowne mieszanie i powtórzenie pomiaru.

Ten cykl korekcji mógł prowadzić do opóźnień, zwiększonych kosztów i potencjalnych strat materiałowych, szczególnie w przypadku, gdy proces trzeba było powtarzać kilkukrotnie. Automatyzacja, jaką wprowadza RheoStream®, eliminuje te niedogodności, umożliwiając pomiary w czasie rzeczywistym i precyzyjne dostosowanie parametrów procesu.

 

Ograniczenia tradycyjnych metod ręcznych

Ręczne metody pomiaru lepkości są obarczone ryzykiem błędów i niedokładności, co może znacząco wpłynąć na jakość końcową farby. Ponieważ wynik pomiaru stanowi podstawę dla ostatecznej korekty partii oraz oceny jej zgodności ze specyfikacją, nawet drobne błędy mogą skutkować wyprodukowaniem farb o niewłaściwych parametrach.

W rozmowach z kluczowymi europejskimi producentami farb Fluidan ustalił, że odsetek partii „właściwych za pierwszym razem” waha się od 40% do 90%. Oznacza to, że od 10% do nawet 60% wszystkich partii wymaga korekty, a następnie ponownego pomiaru. Niestety, niektóre partie nie spełniają wymagań specyfikacji nawet po pierwszej korekcie i muszą być dostosowywane ponownie.

 

Problemy z korektą lepkości farb

Zwiększenie lepkości partii farby jest szczególnie trudnym wyzwaniem. Proces ten często wymaga dodania zagęszczaczy, starannego wymieszania i odczekania na stabilizację przed ponowną analizą. Z kolei obniżenie lepkości poprzez dodanie rozpuszczalnika jest prostsze, ale wymaga wcześniejszego celowego zagęszczenia farby. Taki podejście prowadzi do nieefektywności, ponieważ obejmuje:

1. Celowe nadmierne zagęszczenie farby
2. Oczekiwanie na wyniki analizy
3. Rozcieńczanie farby i kolejną analizę

Taki cykl powtarzających się działań wydłuża czas produkcji, ogranicza wykorzystanie mocy produkcyjnych i zwiększa ryzyko błędów oraz strat. Wprowadzenie automatyzacji, jak w przypadku systemu RheoStream®, pozwala znacząco zminimalizować te problemy, poprawiając zarówno jakość, jak i efektywność procesu produkcyjnego.

 

Automatyczna regulacja lepkości za pomocą RheoStream®

Dzięki RheoStream® lepkość farby może być monitorowana z dużą częstotliwością – pomiary odbywają się co 1–2 minuty. System jest instalowany bezpośrednio na zbiorniku mieszalnika lub zbiorniku spustowym, w zależności od miejsca, w którym dodawane są składniki wpływające na końcową lepkość farby.

RheoStream® umożliwia pomiary lepkości podczas końcowych etapów mieszania. Gdy wszystkie składniki zostaną wprowadzone i jedynym etapem pozostaje końcowe rozcieńczanie wodą lub rozpuszczalnikiem, proces ten może być kontrolowany w czasie rzeczywistym na podstawie danych z RheoStream®.

W pełni zautomatyzowane wdrożenie RheoStream® eliminuje konieczność ręcznej interwencji. Fabryczny system sterowania przechowuje dane o recepturach korekcyjnych, a RheoStream® monitoruje lepkość, zapewniając precyzyjne dopasowanie do wymaganego poziomu za każdym razem. Dzięki temu:

• Osiągnięcie docelowej lepkości następuje już za pierwszym razem.
• Eliminowane są opóźnienia związane z korektami i powtórnymi pomiarami.
• Proces staje się bardziej efektywny i niezawodny.

Automatyzacja z wykorzystaniem RheoStream® nie tylko poprawia jakość i powtarzalność procesu, ale także optymalizuje wykorzystanie zasobów produkcyjnych, umożliwiając zwiększenie wydajności i redukcję strat materiałowych. System automatycznie generuje szczegółowe dane, które mogą być wykorzystane do analizy, optymalizacji procesów i podejmowania lepszych decyzji w duchu założeń Przemysłu 4.0.

Partia farby, która osiąga docelową lepkość za pierwszym razem, może od razu przejść do napełniania, co znacząco skraca czas produkcji, zwiększa efektywność wykorzystania zasobów i redukuje straty. RheoStream® przekształca kontrolę lepkości z zadania czasochłonnego i podatnego na błędy w szybki, precyzyjny i w pełni zintegrowany element procesu produkcyjnego.

 

 

Podsumowanie

Procesowy reometr Fluidan RheoStream® pozwala na całkowitą automatyzację pomiarów lepkości w przemyśle farb i lakierów. Z jednej strony pozwala to znaczącą skrócić proces produkcyjny i zwiększyć jego wydajność zaś z drugiej strony poprawić jakość wytwarzanego produktu. Pomiar przy różnych szybkościach ścinania pozwala uzyskać krzywą lepkości w trybie ciągłym bez konieczności angażowania operatora.

 

Inne rozwiązania w przemyśle farb i lakierów

Oferta firmy A.P. Instruments dla przemysłu farb i lakierów obejmuje również:

• Pomiar wielkości cząstek w przemyśle farb i lakierów
• Analizę termiczną

 

Po więcej informacji zapraszamy do kontaktu z opiekunem produktu:

Marek Sterczewski

tel: + 48 668 221 089

e-mail: marek.sterczewski@apinstruments.pl