La finezza della macinazione non è la dimensione delle particelle: come interpretare correttamente il valore Hegman e il residuo al setaccio senza confonderli

In breve: Due laboratori possono analizzare lo stesso sacco di ossido di ferro e riportare valori non confrontabili. Uno legge uno strumento Hegman e definisce il risultato "fineness". L'altro pesa ciò che rimane su un setaccio e lo chiama "residue". Entrambi i test sono reali, ma nessuno dei due misura una dimensione delle particelle; pertanto, un ordine d'acquisto che specifica uno dei due parametri, mentre l'impianto di ricezione ne verifica l'altro, porterà inevitabilmente a una controversia. Questo è ciò che ciascun test effettivamente rileva, e come redigere una clausola che risulti valida in entrambi i laboratori.

Un acquirente scrive nella specifica: "fineness: 25 µm max". Il certificato che arriva tre settimane dopo indica: "residue on 45 µm sieve: 0.2%". Entrambe le parti ritengono di aver concordato qualcosa. In realtà, non è così.

Una parola, due strumenti

Nel settore delle vernici, la finezza indica di solito la finezza di macinazione: fino a che punto un pigmento è stato ridotto in particelle e disperso in un mezzo liquido. Nel settore dei pigmenti, invece, spesso indica il residuo al setaccio: quanta granulosità rimane trattenuta su una rete. Se si inseriscono entrambe queste frasi nello stesso ordine d’acquisto, nessuno mente firmandolo.

Le unità di misura peggiorano ulteriormente la situazione. Un valore viene letto su una scanalatura in micrometri; l’altro è espresso in percentuale. Tali valori non sono convertibili tra loro, e nessuna operazione aritmetica riesce a trasformare l’uno nell’altro.

Ciò che lo strumento sta realmente indicando

Un misuratore Hegman è un blocco d’acciaio lavorato con una scanalatura inclinata ricavata su di esso, profonda circa 100 µm all’estremità più profonda e graduata fino a zero. Si deposita la pasta all’estremità più profonda, si trascina una lama rigida su tutta la lunghezza della scanalatura e si legge il punto oltre il quale le striature scompaiono. Tale lettura è espressa in micrometri, e la norma ISO 1524 è il metodo adottato dalla maggior parte dei paesi nelle specifiche tecniche. La norma ASTM D1210 copre lo stesso ambito e riporta generalmente un numero Hegman compreso tra 0 e 8.

Ecco la parte che gli acquirenti trascurano. Lo strumento non rileva singole particelle. Rileva invece i più grandi agglomerati ancora presenti in quella specifica pasta, su quella specifica macchina, in quella specifica resina. Cambiando il disperdente, il mulino o la durata del ciclo di produzione, la lettura varia, mentre le dimensioni di ogni particella nel sacco rimangono esattamente identiche.

Un valore Hegman descrive quindi una dispersione, non una polvere. Quando un fornitore lo indica per un pigmento in polvere, interpretatelo come «questo è il risultato ottenuto dal nostro laboratorio standard utilizzando il nostro veicolo standard» e chiedete quale sia tale veicolo.

La configurazione del mulino svolge un ruolo altrettanto importante rispetto a quello del pigmento, argomento centrale di la dispersione dell’ossido di ferro rosso nano .

Ciò che invece rileva un setaccio

Il residuo al setaccio (la percentuale di pigmento trattenuta su un setaccio con una determinata apertura) è un controllo di pulizia. La norma ISO 787-7 prevede il lavaggio manuale del campione attraverso il setaccio con acqua e la successiva pesatura del materiale trattenuto. Si tratta di un test approssimativo con un compito ben definito: rilevare particelle eccessivamente grandi, grumi duri che non si sono mai dispersi nel reattore e, occasionalmente, tracce di contaminazione provenienti da un sacco o da un nastro trasportatore.

Ciò che questo metodo non riesce a rilevare è l’estremità fine della distribuzione. Un pigmento con lo 0,1% trattenuto su un setaccio da 45 µm potrebbe comunque presentare gravi agglomerati a 2 µm, ma il setaccio non lo rivelerà mai, poiché tutto ciò che ha dimensioni inferiori all’apertura passa direttamente attraverso.

Il setaccio fornisce inoltre un’informazione che lo strumento di misura non può fornire: se il problema fosse già presente prima ancora che il materiale lasciasse lo stabilimento. Le particelle ruvide trattenute sul setaccio erano già presenti prima che il vostro mulino le trattasse.

Una distribuzione è un terzo numero

La diffrazione laser risponde a un’altra domanda: com’è l’intera popolazione. Si ottiene una curva, di solito con un valore D50 (la dimensione alla quale il 50% del campione, in volume, è più fine) e un parametro chiamato span. Due pigmenti possono avere lo stesso D50 ma comportarsi in modo completamente diverso, perché uno presenta un picco stretto mentre l’altro ha una coda grossolana molto lunga.

Tre prove, tre domande. Solo la distribuzione descrive la polvere. Solo lo strumento di misura descrive ciò che la vostra azienda vedrà effettivamente.

Side by Side

Una quarta colonna potrebbe essere aggiunta a quella tabella e direbbe ogni volta la stessa cosa: nessuno di questi test sostituisce gli altri, e il certificato riporta soltanto quelli che il fornitore ha scelto di eseguire.

Perché una busta si legge in due modi

Due impianti, stesso lotto, stesso giorno, risultati diversi. Questo è normale e non costituisce un problema di qualità.

Un mulino a sfera che esegue un passaggio prolungato disperderà un agglomerato ostinato e indicherà una macinazione fine. Un dispersore ad alta velocità in un serbatoio batch, azionato per venti minuti perché il turno è in ritardo, lascerà intatti gli stessi agglomerati e indicherà una macinazione grossolana. Il pigmento non ha fatto nulla. È stato l’apporto energetico a fare la differenza.

Anche la concentrazione di solidi è fondamentale. Aumentando il carico di pigmento, la pasta diventa più viscosa, la lama non riesce a generare lo stesso taglio e l’indicazione del micrometro tende a spostarsi verso valori più grossolani. Per questo motivo, una lettura di 15 µm effettuata da un formulatore e una di 30 µm effettuata in fabbrica possono entrambe rappresentare onestamente lo stesso materiale.

Scrivere una frase che qualcuno possa verificare

Le specifiche vaghe sono alla base della maggior parte delle controversie qui, e sono facili da correggere. Cinque elementi risolvono il problema:

• Indicare la prova e la norma di riferimento: «granulometria secondo ISO 1524», non semplicemente «granulometria».
• Specificare il veicolo e il carico utilizzati per la lettura dello strumento di misura, oppure accettare che il valore numerico non sia riproducibile.
• Per il residuo, indicare la dimensione della maglia: 45 µm e 63 µm rappresentano impegni diversi.
• Fornire il valore di accettazione e precisare se si applica al singolo lotto o alla media del carico spedito.
• Indicare chi esegue la prova e cosa accade in caso di divergenza tra i risultati dei due laboratori.

Un’ulteriore riga vale la pena aggiungerla per gli acquirenti di calcestruzzo e malta: se l’impianto inserisce il pigmento nella miscela secca mediante setacciatura, il residuo è il parametro rilevante, mentre un valore Hegman nella specifica è puramente ornamentale.

Verificarlo all’arrivo, entro venti minuti

Non è necessario disporre di un laboratorio per rilevare la maggior parte di questi aspetti.

1. Conservare un campione conservato di ogni lotto, sigillato e etichettato con data e numero di lotto.
2. Eseguire una stesura su un campione della propria resina e del proprio tempo di macinazione, e confrontarla con lo standard conservato del lotto approvato. Due lastre, stessa illuminazione, affiancate.
3. Pesare un piccolo campione, lavarlo attraverso il setaccio di effettivo interesse, asciugarlo e pesare il residuo rimasto. Questa è la propria percentuale di residuo, ed è economica.
4. Registrare il numero, non l’impressione. Una foto a colori scattata con uno smartphone è un ausilio mnemonico, non una misurazione.

Se la stesura e lo standard conservato non coincidono, si ha una discussione reale da avviare con il fornitore, e si dispone di un riscontro tangibile. La stessa procedura di laboratorio, con un limite ΔE concordato e da applicare rigorosamente, è descritta in definizione di una tolleranza cromatica difendibile . Per l’intera sequenza relativa a un nuovo lotto, consultare come condurre una prova , e verificare cosa dimostra e cosa non dimostra un certificato di analisi prima di fare affidamento esclusivamente sul certificato.

INFORMAZIONI SUL FORNITORE

Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd. produce pigmenti sintetici di ossido di ferro da 26 anni, con tonalità rosse, gialle, nere e marroni per calcestruzzo, rivestimenti, plastica e ceramica. Ogni lotto è accompagnato da un certificato che riporta le prove sopra indicate, e un campione conservato rimane nei nostri archivi per il periodo indicato nel vostro ordine. L’ordine minimo è di 1 tonnellata (1.000 kg). Per una revisione delle specifiche o per richiedere un campione abbinato al vostro veicolo, scrivete a [email protected] o chiamate il numero +86-13400211655.