1. Definitio et functio inspissantis
Additiva quae viscositatem pigmentorum aquosorum insigniter augere possunt spissantia appellantur.
Spissamenta magnum munus agunt in productione, conservatione et constructione tunicarum.
Munus principale spissatoris est viscositatem obductionis augere ut requisitis variorum stadiorum usus satisfaciat. Attamen viscositas quam obductio in variis stadiis requirit differt. Exempli gratia:
Dum reponitur, viscositas magna esse optanda est ne pigmentum sedeat;
In processu constructionis, viscositas moderata esse expedit ut pigmentum bonam penicillabilitatem habeat sine nimia maculatione;
Post constructionem, speratur viscositatem cito ad viscositatem altam redire posse post breve tempus moram (processus aequationis) ne flaccescat.
Fluiditas tunicarum aquosarum non est Newtoniana.
Cum viscositas pigmenti cum incremento vis scissionis decrescit, fluidum pseudoplasticum appellatur, et maxima pars pigmenti fluidum pseudoplasticum est.
Cum modus fluxus fluidi pseudoplastici cum historia sua coniunctus est, hoc est, tempore pendet, fluidum thixotropicum appellatur.
Cum tegumenta fabricantur, saepe conscie conamur thixotropica efficere, exempli gratia additiva addendo.
Cum thixotropia obductionis idonea est, contradictiones variorum obductionis stadiorum solvere potest, et necessitatibus technicis diversarum viscositatis obductionis in stadiis repositionis, constructionis, aequationis, et siccationis occurrere.
Quaedam spissantia pigmento thixotropia magna praebere possunt, ut viscositas maior sit sive quiescente sive sub celeritate detrusionis lenta (ut in repositione vel transportatione), ne pigmentum in pigmento sedeat. Et sub celeritate detrusionis alta (ut in processu obductionis), viscositas parva est, ita ut obductio satis fluat et aequationem praestet.
Thixotropia per indicem thixotropicum TI repraesentatur et viscometro Brookfield mensuratur.
TI = viscositas (mensurata ad 6r/min) / viscositas (mensurata ad 60r/min)
2. Genera spissantium et effectus eorum in proprietates obductionis
(1) Genera Secundum compositionem chemicam, spissantes in duas categorias dividuntur: organica et inorganica.
Inter genera inorganica sunt bentonitum, attapulgitum, aluminii magnesii silicatum, lithii magnesii silicatum, et cetera; inter genera organica sunt methylcellulosa, hydroxyethylcellulosa, polyacrylatum, polymethacrylatum, acidum acrylicum vel methylacrylicum homopolymerum vel copolymerum, polyurethanum, et cetera.
Ex prospectu effectus in proprietates rheologicas tunicarum, spissantia in spissantia thixotropica et spissantia associativa dividuntur. Quod ad requisita perfunctionis attinet, quantitas spissantis minor esse debet et effectus spissantis bonus est; non facile ab enzymis eroditur; cum temperatura vel valor pH systematis mutatur, viscositas tunicae non significanter minuetur, et pigmentum et impletio non flocculabuntur. Bona stabilitas repositionis; bona retentio aquae, nullum phaenomenon spumae manifestum, et nulli effectus adversi in perfunctionem pelliculae tunicae.
①Spissamentum cellulosicum
Spissamenta cellulosae in tunicis adhibita praecipue sunt methylcellulosa, hydroxyethylcellulosa et hydroxypropylmethylcellulosa, et hae duae posteriores saepius adhibentur.
Hydroxyethylcellulosa est productum quod obtinetur per substitutionem gregum hydroxylorum in unitatibus glucosii cellulosae naturalis gregibus hydroxyethylicis. Specificationes et exempla productorum praecipue distinguuntur secundum gradum substitutionis et viscositatem.
Genera hydroxyethylcellulosae etiam in genera dissolutionis normalis, genera dispersionis rapidae, et genera stabilitatis biologicae dividuntur. Quod ad modum usus attinet, hydroxyethylcellulosa in variis stadiis processus productionis obductionis addi potest. Genera dispersionis rapidae directe in forma pulveris sicci addi potest. Attamen, valor pH systematis ante additionem minor quam 7 esse debet, praesertim quia hydroxyethylcellulosa lente dissolvitur ad valorem pH humilem, et satis temporis est ut aqua in interiora particularum penetret, deinde valor pH augetur ut celeriter dissolvatur. Gradus correspondentes etiam adhiberi possunt ad certam concentrationem solutionis glutinis praeparandam et eam systemati obductionis addendam.
HydroxypropylmethylcellulosaMethylcellulosa hydroxylica (Methylcellulosa) est productum quod obtinetur per substitutionem gregis hydroxylici in unitate glucosi cellulosae naturalis grege methoxy, altera parte autem grege hydroxypropylico substituta. Eius effectus spissans fere idem est ac hydroxyethylcellulosae. Et resistit degradationi enzymaticae, sed solubilitas eius in aqua non tam bona est quam hydroxyethylcellulosae, et incommodum habet gelandi cum calefacta est. Hydroxypropylmethylcellulosa superficie tractata, directe aquae addi potest cum adhibetur. Post agitationem et dispersionem, substantias alcalinas, ut aquam ammoniacalem, adde ut valorem pH ad 8-9 adaptes, et agita donec plene dissolvatur. Hydroxypropylmethylcellulosa sine tractatione superficiali, macerari et aqua calida supra 85°C inflari potest ante usum, deinde ad temperaturam ambientem refrigerari, tum aqua frigida vel aqua glaciali agitari ut plene dissolvatur.
②Inspissator inorganicus
Hoc genus spissantis praecipue ex quibusdam productis argillae activatae constat, ut bentonita, argilla magnesii aluminii silicata, et cetera. Eo insignitur quod, praeter effectum spissantis, etiam bonum effectum suspensionis habet, submersionem impedire potest, nec resistentiam aquae strati afficit. Postquam stratum siccum et in pelliculam formatum est, quasi implens in pellicula strati agit, et cetera. Factor adversus est quod aequationem strati significanter afficiet.
③ Inspissator polymeri synthetici
Inspissantes polymeri synthetici plerumque in acrylicis et polyurethanis (inspissantes associativi) adhibentur. Inspissantes acrylici plerumque sunt polymeri acrylici greges carboxylicos continentes. In aqua cum valore pH 8-10, grex carboxylicus dissociatur et tumescit; cum valor pH maior est quam 10, in aqua dissolvitur et effectum inspissantem amittit, ita effectus inspissans ad valorem pH valde sensibilis est.
Ratio crassitudinis acrylatis spissantis est quod particulae eius superficiei particularum latex in pigmento adsorbi possunt, et post tumorem alcalinum stratum obducens formare, quod volumen particularum latex auget, motum Brownianum particularum impedit, et viscositatem systematis pigmenti auget. Deinde, tumor spissantis viscositatem phasis aquae auget.
(2) Influentia spissatoris in proprietates obductionis
Effectus generis spissatoris in proprietates rheologicas obductionis est ut sequitur:
Cum quantitas spissantis augetur, viscositas statica pigmenti significanter augetur, et proclivitas mutationis viscositatis plerumque constans est cum vi externae scissoriae subiecta est.
Effectu spissantis, viscositas pigmenti celeriter decrescit cum vi scissoria subiecta est, pseudoplasticitatem ostendens.
Adhibito spissatore cellulosico hydrophobice modificato (velut EBS451FQ), ad altas velocitates detonsionis, viscositas adhuc alta manet etsi quantitas magna est.
Adhibitis spissatoribus polyurethanis associativis (velut WT105A), ad altas velocitates detonsionis, viscositas adhuc alta manet cum quantitas magna est.
Adhibendo spissatoribus acrylicis (velut ASE60), quamquam viscositas statica celeriter crescit cum magna quantitas est, viscositas celeriter decrescit cum altiore celeritate scindendi.
3. Inspissator associativus
(1) mechanismus crassitudinis
Aether cellulosicus et spissantia acrylica alcali-tumescentia tantum phasem aquosam spissare possunt, sed nullum effectum spissantem in alias partes pigmenti aquosi habent, nec interactionem significantem inter pigmenta in pigmento et particulas emulsionis efficere possunt, ergo rheologia pigmenti aptari non potest.
Inspissantes associativi eo insigniuntur quod, praeter incrassationem per hydrationem, etiam incrassantur per associationes inter se, cum particulis dispersis, et cum aliis componentibus in systemate. Haec associatio dissociatur ad altas velocitates scissionis et re-associatur ad parvas velocitates scissionis, permittens rheologiam obductionis aptari.
Mechanismus crassitudinis inspissantis associativi est quod molecula eius est catena hydrophilica linearis, compositum polymericum cum gregibus lipophilicis ad utrumque finem, id est, greges hydrophilicos et hydrophobicos in structura habet, itaque proprietates naturae molecularum surfactantium habet. Tales moleculae spissantis non solum hydratantur et tumescunt ad crassescendum phasin aquae, sed etiam micellas formant cum concentratio solutionis aquosae certum valorem excedit. Micellae cum particulis polymericis emulsionis et particulis pigmenti quae dispersantem adsorpserunt, consociari possunt ad structuram reticulatam tridimensionalem formandam, et inter se conexae et implicatae sunt ad augendam viscositatem systematis.
Magis autem interest has consociationes in statu aequilibrii dynamici esse, et illas micellas consociatas positiones suas, cum viribus externis subiectas, accommodare posse, ut obductio proprietates aequandi habeat. Praeterea, cum molecula plures micellas habeat, haec structura migrationem molecularum aquae minuit et sic viscositatem phasis aquosae auget.
(2) Munus in obductionibus
Pleraque inspissantia associativa polyurethana sunt, quorum pondera molecularia relativa inter 10³ et 10⁴ magnitudinis ordines sunt, duobus magnitudinis ordinibus minora quam inspissantia acidi polyacrylici ordinarii et cellulosae quorum pondera molecularia relativa inter 10⁵ et 10⁶ sunt. Propter pondus moleculare humile, augmentum voluminis effectivum post hydrationem minus est, ita curva viscositatis planior est quam inspissantiorum non associativorum.
Propter pondus moleculare parvum inspissantis associativi, implicatio intermolecularis in phase aquae limitata est, ita effectus eius inspissandi in phase aquae non significans est. In regione celeritatis tonsionis humilis, conversio associationis inter moleculas maior est quam destructio associationis inter moleculas, totum systema statum suspensionis et dispersionis inherentem servat, et viscositas viscositati medii dispersionis (aquae) proxima est. Ergo, inspissans associativum facit ut systema pigmenti aquosi viscositatem apparentem minorem ostendat cum in regione celeritatis tonsionis humilis est.
Inspissantes associativi energiam potentialem inter moleculas augent propter associationem inter particulas in phase dispersa. Hoc modo, plus energiae requiritur ad associationem inter moleculas solvendam ad altas velocitates scissionis, et vis scissionis requisita ad eandem tensionem scissionis assequendam etiam maior est, ita ut systema maiorem velocitatem scissionis ad altas velocitates scissionis exhibeat. Viscositas apparens. Maior viscositas scissionis altae et inferior viscositas scissionis humilis vix defectum inspissantium communium in proprietatibus rheologicis pigmenti compensare possunt, id est, duo inspissantes coniunctim adhiberi possunt ad fluiditatem pigmenti latex accommodandam. Efficacia variabilis, ad requisita completa obductionis in pelliculam crassam et fluxus pelliculae obductionis implenda.
Tempus publicationis: XXVIII Aprilis MMXXIV