يمكن للون طلاء يُقاس جيدًا على مقياس لزوجة قياسي أن يترك خطوطًا أو يتخطى التغطية أو ينزف عند السكينة على مكنة إنتاج — لأن معدلات القص التي يختبرها الطلاء فعليًا أثناء التطبيق تفوق بمراتب ما يلتقطه اختبار اللزوجة التقليدي.
الأسباب الجذرية
قابلية التشغيل عالية السرعة موثَّقة بأنها تُتحكَّم فيها بعلاقة تفاعلية معقدة بين ريولوجيا الطلاء وخواص تركيب أخرى (مثل احتباس الماء) بالإضافة إلى معايير المكنة — لا اللزوجة وحدها. وفجوة القياس محددة ومُقدَّرة كميًا: يمكن أن تتراوح معدلات القص أثناء التطبيق والمعايرة من 100,000 إلى عدة ملايين في الثانية، وعند ذلك النطاق، موثَّق أن مقاييس اللزوجة الدورانية التقليدية (Brookfield، Anton Paar، Hercules) غير قادرة على التنبؤ بقابلية التشغيل الفعلية، لأنها ببساطة لا تعمل عند معدلات القص التي يختبرها الطلاء على مكنة تعمل.
وألوان الطلاء موثَّقة بإظهارها سلوكًا رقيقًا بالقص — تنخفض اللزوجة مع زيادة معدل القص — وفي منطقة معدل الإجهاد العالي حيث تنتقل طبقة الطلاء من الانزلاق إلى الدعم (نحو 50,000 إلى 10^6 في الثانية)، ذلك التأثير الرقيق بالقص هو ما يسمح للطبقة بالوصول للزوجة منخفضة كفاية لترطيب السطح بشكل صحيح. وقابلية تشغيل طلاء السكينة تحديدًا موثَّقة بضعفها أمام مجموعة عيوب محددة عند السرعة العالية — تآكل السكينة، الخطوط، تخطي التغطية، وتكوّن الصواعد أو النزيف عند السكينة — مع توثيق لزوجة ACA (جهاز الطلاء الظاهري) تحديدًا بارتباطها العالي بخطوط السكينة والخطوط. ويضاعف المحتوى الصلب العالي التحدي: التجفيف عند فجوة السكينة موثَّق بمسؤوليته عن كثير من مشاكل قابلية التشغيل وهو ما يحد فعليًا من مدى ارتفاع المحتوى الصلب للطلاء.
ماذا يعني هذا لاختيار المواد الخام
بما أن مقاييس اللزوجة القياسية لا تستطيع التنبؤ بقابلية التشغيل عند معدلات القص التي يختبرها الطلاء فعليًا، يجب على المشتري الذي يشخّص خطوطًا أو تخطي تغطية أو عيوب سكينة النظر في السلوك الرقيق بالقص عبر نطاق القص الكامل ذي الصلة بالتطبيق، لا رقم لزوجة منخفض القص واحد.
والنقاط العملية للمشتري هي: طلب أو اختبار بيانات ريولوجيا عبر نطاق القص العالي الموثَّق (حتى عدة ملايين في الثانية) بدلًا من الاعتماد على قراءات مقياس لزوجة دوراني قياسي وحدها، إذ توثَّق هذه الأجهزة بعدم قدرتها على التنبؤ بقابلية التشغيل عند معدلات قص الإنتاج؛ ومعاملة لزوجة ACA تحديدًا كأداة تشخيص لعيوب خطوط السكينة والخطوط، نظرًا لارتباطها القوي الموثَّق تحديدًا بهذه الأنماط من الفشل؛ وتقييم تغييرات تركيب المحتوى الصلب العالي مقابل سلوك التجفيف عند فجوة السكينة تحديدًا، إذ إن تلك الآلية موثَّقة كالعامل المحدِّد الفعلي للمحتوى الصلب لا اللزوجة الكلية وحدها.
المصادر: فصل كتاب محكَّم من ScienceDirect عن ريولوجيا طلاء الورق؛ بحث محكَّم من ResearchGate عن الخواص الريولوجية لألوان الطلاء عالية المحتوى الصلب وتأثير معدِّلات الريولوجيا على الخواص اللزجة المرنة، وعن الانزلاق الظاهري لطلاءات الورق؛ مقال Industrial Physics التقني عن وفورات التكلفة من إدارة اللزوجة في طلاء الورق والكرتون؛ ورقة مؤتمر تقنية من Revista O Papel عن تحسين المحتوى الصلب والريولوجيا في طلاء السكينة؛ بحث محكَّم من ResearchGate عن الحدود التشغيلية لطلاء السكينة بصبغات عالية نسبة الأبعاد.
