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Operability limits for non-Newtonian liquids in dual-layer slot coating processes using the viscocapillary model / Jin Seok Park in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 19, N° 1 (01/2022)
[article]
Titre : Operability limits for non-Newtonian liquids in dual-layer slot coating processes using the viscocapillary model Type de document : texte imprimé Auteurs : Jin Seok Park, Auteur ; Taehyung Yoo, Auteur ; Kwan-Young Lee, Auteur ; Hyun Wook Jung, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : p. pages 35-47 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Cisaillement (mécanique)
Enduction par filière
Enrobage (technologie)
Fluides non newtoniens
Revêtements
RhéologieTags : 'Revêtement de fente à double couche' Cisaillement 'Modèle viscocapillaire' 'Invasion mi-chemin' 'Limites d'opérabilité' Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : The operability windows and coating bead dynamics for the dual-layer slot coating process with non-Newtonian coating liquids were investigated using the viscocapillary model, a two-dimensional (2D) CFD simulation, and experiments. The simplified viscocapillary model derived from the 2D equation of motion with the shear-thinning Carreau liquids bounds the uniform coating regime without defects such as leaking, bead break-up, and mid-gap invasion in dual-layer coating systems. The coating bead flows from experiments and finite-volume-based 2D simulations with the volume-of-fluid scheme demonstrate the performance of the viscocapillary model in reliably tracking the upstream meniscus position of the bottom layer in the coating bead region. The onset of leaking, bead break-up, and mid-gap invasion defects is strongly affected by the rheological properties of Carreau-type coating liquids and the flow ratio between the top and bottom layers. In particular, the relative thickness of the shear-thinning bottom layer at the onset of mid-gap invasion is smaller than the well-known 1/3 value in the Newtonian case, depending on the degree of shear thinning. Note de contenu : - Viscocapillary model for non-Newtonian dual-slot coating flow
- Experimental methods
- CFD simulations
- Results and discussion : Comparison of operability limits and coating bead dynamics - Effect of the flow ratio on the operability limits - Effect of rheological properties of coating liquids in the modelDOI : https://doi.org/10.1007/s11998-021-00499-5 En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-021-00499-5.pdf Format de la ressource électronique : Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=37143
in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 19, N° 1 (01/2022) . - p. pages 35-47[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 23313 - Périodique Bibliothèque principale Documentaires Disponible Avoiding surface instability and slurry jamming in simultaneous multilayer coating of structured particulate films / J. Alex Lee in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 19, N° 1 (01/2022)
[article]
Titre : Avoiding surface instability and slurry jamming in simultaneous multilayer coating of structured particulate films Type de document : texte imprimé Auteurs : J. Alex Lee, Auteur ; Aaron Kessman, Auteur ; David Shackleford, Auteur ; Martin Z. Bazant, Auteur ; Brian Barry, Auteur ; Courtland Chapman, Auteur ; Jeff Peet, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : p. 131–142 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Piles à combustible
Revêtements multicouchesTags : 'Revêtement multicouche' 'Glissière 'Emplacement double couche' Instabilité Boue Aqueux 'Système miscible' 'Épaississement par cisaillement' Marangoni SOFC 'Pile à combustible' Diffusion Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Simultaneous multilayer coating techniques are widely known, but their industrial application remains limited to narrow market sectors. One barrier to adoption may be the mismatch between industries that are familiar with such processes but have no need, and industries that have need but are not familiar. Moreover, there are application-specific technical challenges to developing multilayer-coating processes. In this article, we describe our resolution of two specific issues in simultaneous multilayer coating of all-aqueous highly loaded slurries for new and emerging energy applications. The first issue is particle jamming (associated with shear-thickening) of the highly loaded slurries in the die internals, which we alleviated by adding small amounts of viscosity modifiers without reducing the solid loading. The second issue is a Marangoni-driven surface instability that resembles top layer de-wetting, which we solved by carefully selecting surfactants to tune the dynamic surface tensions of each slurry. Both issues were resolved early in a step-wise development, saving significant development cost which in our case was driven by expensive materials. Note de contenu : - SLURRY JAMMING ASSOCIATED WITH SHEAR-THICKENING : Relevant literature on shear-thickening - Elimination of shear-thickening and jamming - Discussion of slurry jamming and rheology
- SURFACE INSTABILITY RESEMBLING TOP LAYER DE-WETTING : Spreading and the surface tension grading rule - Marangoni-driven self-thinning film flows - Relationship between surface tension grading and Marangoni instability - The role of dynamic surface tension in the Marangoni instability - Elimination of surface instability in simultaneous multilayer coating - Discussion on DST grading and mechanisms of multilayer coating instability
- Table 1 : Reformulation attempts to suppress shear-thickening
- Table 2 : Equilibrium surface tensions with air (EST) of incumbent and reformulated slurries’ supernatants. Measured by Biolin Attension Theta tensiometer at 22°C
- Table 3 : Comparison of EST and DST at different surface ages for different surfactants. Parentheses indicate difference from the value of S5DOI : https://doi.org/10.1007/s11998-021-00542-5 En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-021-00542-5.pdf Format de la ressource électronique : Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=37151
in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 19, N° 1 (01/2022) . - p. 131–142[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 23313 - Périodique Bibliothèque principale Documentaires Disponible The rheological properties of paper coating suspensions and their application. Properties of coated paper and their relation to the flow properties of coating suspensions / A. H. Basta in SURFACE COATINGS INTERNATIONAL, Vol. 81, N° 9 (09/1998)
[article]
Titre : The rheological properties of paper coating suspensions and their application. Properties of coated paper and their relation to the flow properties of coating suspensions Type de document : texte imprimé Auteurs : A. H. Basta, Auteur ; H. El-Sayad, Auteur ; S. Y. El-Sayad, Auteur ; F. Morsy, Auteur Année de publication : 1998 Article en page(s) : p. 426-434 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Tags : 'Papier couché' Fabrication Couchage 'Suspension particule' 'Propriété rhéologique' Ecoulement physique' optique' mécanique' 'Analyse régression' Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Les suspensions pigmentées pour couchage exercent une influence sur la structure et les caractéristiques du papier brut égyptien de qualité inférieure qui dépend de la formulation du produit de couchage, des adjuvants et de la rhéologie. Dans cette étude on a utilisé deux suspensions de base : argile + CaCO3 et argile fournie par RAKTA Paper Mills, Alexandrie, Egypte. Ces suspensions étaient modifiées comme suit : par la variation de la teneur en matière sèche, par l'addition d'électrolyte et de différents co-liants. On a préparé au laboratoire d'autres suspensions où le type de pigment, le pourcentage de CaCO3 dans le mélange pigmentaire avec l'argile et le pourcentage du liant étudié variaient. On a analysé l'influence qu'exercent les paramètres d'écoulement [coefficent de thixotropie, effort de tension (τ0), viscosité de Bingham (η8), viscosité structurelle (Δη) et degré de pseudoplasticité (S)] sur les caractéristiques du papier couché obtenu. On réalise une analyse statistique à l'aide de la technique de régression multiple et l'on propose un modèle polynominal. Note de contenu : - EXPERIMENTAL : Base sheets - Coating suspensions
- PREPARATION OF THE SAMPLES OF COATED PAPER : Optical, physical ans strenght properties - Scanning electron microscopy (SEM) - Polynomial correlation and regression equation
- RESULTS AND DISCUSSION : Properties of coated paper sheets produced from clay + Caco3-based suspensions - Properties of coated paper sheets produced from claybased coating suspension in precense of co-binder - Properties of coated paper sheets produced from the local prepared coating suspensions (clay-, Caco3- or clay + Caco3-base) - Regression equationsPermalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=16674
in SURFACE COATINGS INTERNATIONAL > Vol. 81, N° 9 (09/1998) . - p. 426-434[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 14296 - Périodique Bibliothèque principale Documentaires Disponible On material characterization of paper coating materials by microindentation testing / Christophe Barbier in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 2, N° 6 (04/2005)
[article]
Titre : On material characterization of paper coating materials by microindentation testing Type de document : texte imprimé Auteurs : Christophe Barbier, Auteur ; Michael Karathanasis, Auteur ; Nils Hallbäck, Auteur ; Sören Östlund, Auteur ; Per-Lennart Larsson, Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : p. 463-471 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Tags : Microindentation 'Propriété mécanique' 'Etude expérimentale' Caractérisation 'Papier couché' Utilisation 'Méthode des éléments finis' Modélisation comparative' non destructive' Indentation de mesure' 'Résistance à la rupture' en traction' 'Matériau revêtement' Argile Carbonate calcium' renforcé dispersion' Latex Polymère composite' Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Microindentation as a method for determining important material properties of paper coating materials is studied experimentally and numerically. The bulk of the investigation is concentrated upon the short-lived elastic part of a spherical indentation test, but determination of the failure stress of the coating is also discussed. The results indicate that microindentation can be a powerful tool for material characterization of these materials, but only if careful efforts are made to account for the influence from plasticity as well as from boundary effects. DOI : 10.1007/BF02733889 En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2FBF02733889.pdf Format de la ressource électronique : Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=3841
in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 2, N° 6 (04/2005) . - p. 463-471[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 001483 - Périodique Bibliothèque principale Documentaires Disponible