ES2274577T3 - Determinacion del grado de dispersion de particulas. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para evaluar la finura de dispersión de partículas en un vehículo líquido, que comprende: una fuente (4) luminosa, una plataforma (2) desplazable, un bloque (5) indicador estándar situado sobre la plataforma (2) para montar una película del mencionado vehículo de grosor creciente, y una cámara (1) de vídeo de barrido por líneas, en la cual la mencionada fuente (4) luminosa, el mencionado bloque (5) indicador estándar y la mencionada cámara (1) de vídeo de barrido por línea están posicionadas entre sí de forma que la mencionada cámara (1) de vídeo de barrido por línea mira esencialmente el campo oscuro por debajo de la fuente (4) luminosa, y únicamente recibe luz reflejada procedente de discontinuidades en la superficie de la mencionada película.
Description
Determinación del grado de dispersión de
partículas.
Esta invención se refiere a un procedimiento y a
un dispositivo para determinar el grado de dispersión (por otra
parte habitualmente referido como "finura de molido") de
partículas en un sistema de vehículo de partículas, tal como
revestimientos de líquido y sus intermedios, y, en particular, el
grado de dispersión del pigmento en pintura.
Claramente, para obtener propiedades óptimas a
partir de un revestimiento, es deseable que las partículas sean de
un tamaño óptimo. De este modo, en pinturas el tamaño de partículas
de pigmento puede afectar tanto a la opacidad como al satinado y es
necesario moler el pigmento cuando se está dispersando en el
vehículo para conseguir el tamaño óptimo y, en particular, para
desmenuzar cualquier aglomerado de partículas. Sin embargo, la
molienda excesiva es comercialmente indeseable en términos de
energía y tiempo y, por lo tanto, es deseable una prueba del grado
al cual se han desmenuzado aglomerados. Una prueba como ésta se
conoce como una prueba de "finura de molido" y ello da una
medida del número de partículas con exceso de tamaño permanentes en
el sistema.
El procedimiento de prueba estándar como se ha
usado durante muchos años se estableció en ASTMSD 1210. El
componente básico de la prueba es un bloque indicador de acero que
tiene una superficie superior suave que contiene una trayectoria o
dos trayectorias paralelas, ahusándose uniformemente en profundidad
cada trayectoria en dirección longitudinal desde profundidad cero
en un extremo hasta una profundidad especificada, por ejemplo 50
ó
100 \mum, en el otro extremo con calibrados intermedios de acuerdo con la profundidad en esos puntos. El indicador también puede ser calibrado en términos de unidades Hegman, una escala arbitraria a la que no se hará referencia posterior en esta especificación. Durante el uso, una muestra del sistema a probar se colocará en el extremo profundo de una trayectoria de forma que rebose ligeramente y, a continuación, se extrae la trayectoria hacia el extremo profundo utilizando una hoja rascadora de acero de dimensiones especificadas. El indicador se coloca, a continuación, entre el operador y una fuente luminosa, y se realiza la observación del punto donde aparece por primera vez un patrón especular definido (cuando sea distinto de espéculas aisladas). Este punto da una medida de la finura de molienda. Además, se puede evaluar el punto en el cual aparecen por primera vez partículas "aisladas", es decir partículas raras diferentes de un patrón especular definido. Se puede dar a la muestra una especificación basada en estas dos lecturas.
100 \mum, en el otro extremo con calibrados intermedios de acuerdo con la profundidad en esos puntos. El indicador también puede ser calibrado en términos de unidades Hegman, una escala arbitraria a la que no se hará referencia posterior en esta especificación. Durante el uso, una muestra del sistema a probar se colocará en el extremo profundo de una trayectoria de forma que rebose ligeramente y, a continuación, se extrae la trayectoria hacia el extremo profundo utilizando una hoja rascadora de acero de dimensiones especificadas. El indicador se coloca, a continuación, entre el operador y una fuente luminosa, y se realiza la observación del punto donde aparece por primera vez un patrón especular definido (cuando sea distinto de espéculas aisladas). Este punto da una medida de la finura de molienda. Además, se puede evaluar el punto en el cual aparecen por primera vez partículas "aisladas", es decir partículas raras diferentes de un patrón especular definido. Se puede dar a la muestra una especificación basada en estas dos lecturas.
Sin embargo, esta prueba tiene inconvenientes
evidentes. En primer lugar, es subjetiva ya que depende de una
evaluación personal por el operador y, por ello, se pueden producir
de diferencias significativas si la misma pintura es evaluada por
operadores diferentes. En segundo lugar, la evaluación se ha de
realizar antes de que la película se seque hasta un grado
significativo (dentro de los 10 segundos según el estándar) ya que
el grosor pelicular disminuye durante el secado y la valoración del
operador en un tiempo tan breve es difícil. En tercer lugar, una
vez terminada la prueba y limpiado el indicador, no da ningún
registro a parte de la cifra evaluada.
El documento US 5249029 describe un dispositivo
para evaluar la finura de dispersión de partículas en una película
líquida, comprendiendo el mencionado dispositivo una fuente
luminosa, una plataforma móvil, un bloque indicador estándar
situado sobre la mencionada plataforma para montar una película
líquida de grosor creciente, y un fotorreceptor que comprende una
lente de campo oscuro adaptada para eliminar la luz directamente
reflejada en la superficie pelicular y para recoger únicamente la
luz difuminada por partículas en la película.
El documento "Dispersion Analysis. March
1982." IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 24, n.º 10, marzo
1982, páginas 5038-5040, Nueva York, EE.UU. describe
un dispositivo para evaluar la finura de dispersión de partículas
en una película líquida, comprendiendo el mencionado dispositivo una
fuente luminosa, una bloque indicador estándar para montar una
película líquida de grosor creciente, y una cámara fotográfica, en
el cual ni la fuente luminosa, ni el bloque indicador ni la cámara
son móviles, y la cámara fotográfica mira al campo oscuro desde
arriba y en ángulo recto respecto de la superficie del bloque
indicador, a fin de recibir únicamente luz reflejada procedente de
discontinuidades en la superficie de la película.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un dispositivo para evaluar la finura de dispersión de
partículas en un vehículo líquido, como se define en la
reivindicación 1.
Con el fin de evitar problemas de profundidad de
foco, la cámara de vídeo de barrido de línea se enfoca sobre una
línea estrecha y la película se desplaza respecto de la cámara a una
velocidad que depende de la velocidad de barrido de línea de la
cámara de forma que la imagen se forma línea a línea.
De acuerdo con una realización referida de la
invención, un dispositivo para evaluar la finura de dispersión de
partículas en un vehículo líquido comprende una fuente luminosa, una
cámara de vídeo de barrido por línea montada según un ángulo agudo
respecto de la horizontal de forma que el ángulo de visión esté por
debajo del ángulo de iluminación, yaciendo una plataforma
horizontal entre la fuente luminosa y la cámara móvil respecto de
la cámara, medios sobre la mencionada plataforma para situar con
precisión un indicador de finura de molienda y medios para
almacenar y/o mostrar una imagen generada por la cámara.
De acuerdo con un aspecto adicional de la
invención, se proporciona un procedimiento para evaluar la finura
de dispersión de partículas en un vehículo líquido, como se define
en la reivindicación 3.
La invención se comprenderá más fácilmente a
partir de la siguiente descripción tomada conjuntamente con los
dibujos que se acompañan, en los cuales:
la figura 1 muestra un bloque indicador del tipo
especificado en el estándar;
la figura 2 es una vista diagramática de una
realización del dispositivo de acuerdo con la invención;
la figura 3 muestra el patrón especular
producido durante una prueba de una pintura por el dispositivo
mostrado en la figura 2, y un análisis de patrón en forma de un
diagrama de barras.
Como se muestra en la figura 2, una cámara 1 de
vídeo de barrido de línea se monta de forma para que esté inclinada
un ángulo de aproximadamente 12° respecto de la superficie de una
plataforma 2 horizontal que esté accionada por un motor eléctrico
síncrono (no mostrado), a fin de ser desplazable longitudinalmente
respecto de la cámara. Una fuente 4 luminosa se monta por encima
del otro extremo de la plataforma a una altura tal que la cámara
mire esencialmente al interior del "campo oscuro" por debajo de
la fuente luminosa. Para minimizar el parpadeo, se usa una lámpara
incandescente o una lámpara fluorescente biaxial accionada a alta
frecuencia.
Durante el uso, se extiende en sentido
descendente una muestra que se ha de probar en uno de los canales de
un bloque indicador estándar, como se muestra en la figura 1, que
tiene una profundidad máxima de 50 \mum (disponible, por ejemplo,
en Sheen Instruments Ltd. de Kingston, Inglaterra con la
denominación 501/50) y el bloque se coloca inmediatamente sobre la
plataforma (que está dotada de medios adecuados para situar con
precisión el bloque en su posición) con el extremo profundo del
canal alejado de la cámara. La activación del motor de
accionamiento hace que el bloque indicador se desplace a una
velocidad constante frente una línea 6 sobre la cual se enfoca la
cámara a lo largo de un período de cerca de 5 segundos, de forma que
se forma una imagen línea por línea, sobresaliendo cualquier
partícula a través, o distorsionando la superficie, de la película
de muestra desviando luz al interior de la cámara. De esta forma, el
barrido evita problemas de profundidad de enfoque y permite que la
cámara se utilice con amplia abertura, maximizando la cantidad de
luz recogida. La razón para barrer el extremo profundo del canal
es, primero, reducir cualquier efecto debido al secado de película
que, por supuesto, comenzará en el extremo
profundo.
profundo.
La imagen se puede almacenar electrónicamente de
forma que se pueda reproducir y, mediante el uso de un ordenador
adecuadamente programado, se pueda analizar para proporcionar
lecturas especulares y partículas aisladas y una salida en una
forma diferente, tal como un diagrama de barras.
El siguiente ejemplo ilustra la invención.
Una muestra de pintura formada por pigmento de
dióxido de titanio en un vehículo de resina alquídica se dejó caer
sobre un bloque indicador de 50 \mum y se estiró para formar una
película de grosor decreciente como se especifica en ASTMS D 1210.
El bloque se colocó inmediatamente en el dispositivo mostrado en la
figura 2 y la película se barrió como se describió previamente. La
imagen producida se muestra invertida en la figura 3 y el análisis
informático dio una lectura de finura de molienda de
10-21. La evaluación de la muestra por tres
operadores diferentes usando el procedimiento convencional dio
lecturas de 10-20,
9-20 y 11-22, respectivamente. El análisis informático adicional produjo el diagrama de barras mostrado en la figura 3 y, como puede verse, eso da una indicación del número de partículas que sobresalen a través de la película en un punto particular del indicador, por ejemplo hay 7 partículas que sobresalen donde el indicador tiene una profundidad de 10 a 11 micrómetros.
9-20 y 11-22, respectivamente. El análisis informático adicional produjo el diagrama de barras mostrado en la figura 3 y, como puede verse, eso da una indicación del número de partículas que sobresalen a través de la película en un punto particular del indicador, por ejemplo hay 7 partículas que sobresalen donde el indicador tiene una profundidad de 10 a 11 micrómetros.
Claims (3)
1. Un dispositivo para evaluar la finura de
dispersión de partículas en un vehículo líquido, que comprende:
una fuente (4) luminosa,
una plataforma (2) desplazable,
un bloque (5) indicador estándar situado sobre
la plataforma (2) para montar una película del mencionado vehículo
de grosor creciente, y
una cámara (1) de vídeo de barrido por líneas,
en la cual la mencionada fuente (4) luminosa, el mencionado bloque
(5) indicador estándar y la mencionada cámara (1) de vídeo de
barrido por línea están posicionadas entre sí de forma que la
mencionada cámara (1) de vídeo de barrido por línea mira
esencialmente el campo oscuro por debajo de la fuente (4) luminosa,
y únicamente recibe luz reflejada procedente de discontinuidades en
la superficie de la mencionada
película.
película.
2. Un dispositivo según la reivindicación 1, que
comprende, además, medio para almacenar y/o mostrar una imagen
generada por la mencionada cámara (1) de vídeo de barrido por
línea.
3. Un procedimiento para evaluar la finura de
dispersión de partículas en un vehículo líquido, comprendiendo el
estirado de una muestra del vehículo para formar una película de
grosor creciente, iluminando la mencionada película con una fuente
(4) luminosa, generando una imagen electrónica de la mencionada
película por medio de una cámara (1) de vídeo de barrido por línea
que únicamente recibe la luz procedente del campo oscuro por debajo
de la fuente (4) luminosa, y únicamente recibe luz reflejada
procedente de discontinuidades en la superficie de la
mencionada película.
mencionada película.
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