Kolme valssimyllyn toimintaperiaatetta: leikkausmekanismi ja rakojen hallinta

Kolmivalssimylly on avoimen pinnan hionta- ja dispersiokone, joka koostuu kolmesta vaakasuoraan sijoitetusta valssista, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin eri pintanopeuksilla.
Toisin kuin kuulamyllyt tai suuren leikkausvoiman omaavat roottori-staattorisekoittimet, jotka perustuvat satunnaisiin kineettisiin törmäyksiin, kolmivalssimylly kohdistaa tarkan, laminaarisen hydrodynaamisen leikkausvoiman vierekkäisten telojen välisiin mikroskooppisiin rakoihin.
SMIDA suunnittelee ja valmistaa Shenzhenissä tarkkuusmyllyjä ja planeettakeskipakosekoittimia, jotka tarjoavat suljetun kierron dispersio- ja ilmanpoistojärjestelmiä vaativiin pastaformulaatioihin maailmanlaajuisesti.

Korkean viskositeetin omaavien materiaalien, kuten paksukalvoisten johtavien musteiden, elektroniikan dielektristen pastojen, kosmetiikan ja UV-kovettuvien pinnoitteiden, formuloinnissa insinöörit kohtaavat vakavia agglomeraatiohaasteita.
Kiinteät jauheagglomeraatit kestävät kostumista, vangitsevat mikroskooppisia ilmakuplia ja aiheuttavat toiminnallisia vikoja, jos hiukkaset eivät hajoa tasaisesti.
Tässä artikkelissa selitetään kolmen valssijyrsintämenetelmän keskeiset fyysiset mekanismit: valssien nopeussuhteet, leikkausgradientin muodostuminen, asteittainen raon pienentäminen ja tehokas lämpötilanhallinta.

Differentiaalirullien nopeuksien ydinmekaniikka

Kolmivalssisen myllyn tunnusomainen mekaaninen ominaisuus on syöttötelan, keskitelan ja etutelan (poistotelan) välinen progressiivinen nopeusgradientti.
Vakiokokoonpanossa rullat pyörivät vuorotellen vastakkaisiin suuntiin kiinteällä nopeussuhteella, joka on yleensä suunniteltu noin 1:3:9.
Kun materiaalia syötetään hitaan syöttötelan ja keskinopean keskitelan väliseen ensimmäiseen rakoon, se kokee voimakkaan nopeuseron erittäin kapean nestekalvon poikki.
Tämä nopeusero synnyttää valtavia laminaarisia leikkausjännityksiä, jotka vetävät hiukkasagglomeraatteja erilleen rikkomatta primaarisia kiteisiä rakenteita.

Progressiivinen kaksivaiheinen nippidispersio

Kolmivalssimylly suorittaa dispersion kahden peräkkäisen jauhatusvyöhykkeen läpi yhdellä kierroksella.
Syöttö- ja keskitelojen välinen ensimmäinen vyöhyke toimii ensisijaisena syöttönippinä, jossa karkeat rykelmät murskautuvat, kostutetaan ja jakautuvat telan pinnalle.
Koska keskimmäinen tela liikkuu noin kolme kertaa nopeammin kuin takimmainen syöttötela, materiaali tarttuu ensisijaisesti nopeampaan pintaan ja kulkeutuu kohti etummaista poistonippiä.
Keskimmäisen telan ja nopean etutelan välinen toinen rako on kalibroitu paljon pienemmäksi – usein 5–15 mikroniin – mikä tuottaa eksponentiaalisia leikkausvoimia, jotka poistavat mikronia pienemmät agglomeraatit ennen kuin tahna saavuttaa irrotusveitsen.

Sisäinen vesijäähdytys ja reologinen stabiilius

Voimakas laminaarinen leikkaus muuttaa mekaanisen työn väistämättä lämpöenergiaksi paksujen pastojen sisällä.
Jos pintalämpötilat nousevat hallitsemattomasti, haihtuvat liuottimet haihtuvat, hartsisideaineet osittain silloittuvat ja viskositeetti vaihtelee arvaamattomasti.
SMIDA-kolmivalssimyllyissä on ontot, tarkkuusrei'itetyt valssiytimet, jotka on integroitu tehokkaisiin pyöriviin vesijäähdytysliittimiin.
Kierrättämällä jatkuvasti kylmää vettä rullan sisäseinien läpi prosessilämpötilat pysyvät vakaina, mikä suojaa herkkiä lämpötilaherkkiä polymeerejä ja johtavia kantajia.

Keskeiset tekniset tiedot ja käyttöparametrit

Usein kysytyt kysymykset

Miksi kolmivalssimylly on helmimyllyjä parempi korkean viskositeetin omaavien pastojen valmistuksessa?

Helmimyllyillä on vaikeuksia, kun viskositeetti ylittää 50 000 mPa·s, koska jauhatusväliaine ei pääse kiertämään vapaasti ja aiheuttaa liiallista hydraulipainetta.
Kolmivalssimylly käsittelee yli 1 000 000 mPa·s:n pastoja vaivattomasti, koska materiaali imetään suoraan mekaanisten nippien läpi ilman sisäisten seulatukosten muodostumista.

Kuinka monta läpikulkua tyypillisesti tarvitaan tavoitehienouden saavuttamiseksi?

Useimmat vakiomusteet ja -pinnoitteet saavuttavat optimaaliset Hegman-mittauslukemat kahdesta neljään käsittelykerralla.
Planeettaisessa keskipakoissekoittimessa tapahtuvan esisekoituksen yhdistäminen sitä seuraavaan kolmivalssijauhatukseen vähentää merkittävästi tarvittavien läpikulkujen määrää.

Optimoi pastan jauhatusprosessisi

Vakaan, alle mikronin kokoisen dispersion saavuttaminen edellyttää sekä tarkkoja mekaanisia toleransseja että formulaation reologian ymmärtämistä.
SMIDA toivottaa tekniset tiimit tervetulleiksi lähettämään näytetahnoja Shenzhenin laboratorioomme vertailujauhatusta ja Hegman-hienouden validointia varten.
Suunnitteluasiantuntijamme toimittavat kattavan prosessointiraportin, joka sisältää suositellut rakoprofiilit ja valssimateriaalit, jotka on räätälöity tuotantotavoitteidesi mukaan.