2.2.2. Уравнение теплообмена.

При поливе пленки или бумаги на поливных машинах подложка, имевшая температуру, равную температуре окружающего воздуха, приходит в контакт с эмульсией, находящейся в поливной кювете. При этом эмульсия охлаждается и растет ее вязкость.

Температура эмульсии в кювете становится больше тем­пературы эмульсии в мениске, а, значит, и вязкость эмуль­сии в кювете становится меньше вязкости эмульсии в ме­ниске. Поэтому для вычисления режима полива для поливных машин по уравнению полива необходимо определить температуру эмульсии в мениске и по ней найти ее вязкость. Измерение температуры эмульсии в мениске затруднено из-за очень малых размеров мениска. Поэтому эта температура находится расчетным путем.

При этом используются величины, которые легко изме­рить. Расчет проводится при условии, что U = const.

В результате охлаждения эмульсии ее температура в мениске t_M будет ниже температуры эмульсии в кювете t_В на некоторую величину Δ.

Величина снижения температуры Δ в свою очередь за­висит от перепада температуры между подложкой и окружающим воздухом t_В и температуры эмульсии в кювете. Можно предположить, что:

2.2.3. Теория кинетического смачивания.

Обязательным условием нанесения эмульсионного слоя на подложку при поливе является ее смачивание эмульсией.

Теория кинетического смачивания определяет условия действия поверхностно-активных веществ, так называемых смачивателей, при нанесении фотографических эмульсий на движущуюся подложку.

В отличие от статического смачивания при поливе сма­чивание должно обеспечиваться при непрерывном нанесении эмульсии на движущуюся подложку.

Непосредственное наблюдение за поведением эмульсии в кювете при статистическом состоянии подложку над ней (рисунок 15, а) и при ее движении со скоростью U (рисунок 15, б) обнаруживает, что с увеличением скорости движения подложки растет краевой угол смачивания.

Рисунок 3. Образование кинетического крае­вого угла смачива­ния при поливе.

Рисунок 4. Влияние повер­хностно-активных ве­ществ на критическую скорость смачивания.

Это происходит потому, что при нанесении эмульсии на движущуюся под ложку последняя увлекает за собой тонкую воздушную пленку, которая деформирует мениск и этим изменяет величину кинетического краевого угла смачивания Θ. При определенных скоростях подложки угол достигает 180° и воздушная прослойка нарушает физический контакт между эмульсией и подложкой, что приводит к полному несмачиванию: подложка проходит через эмульсию и выходит из нее сухой.

Скорость, при которой прекращается смачиваемость называется критической скоростью кинетического смачивания И_С. Поверхностно-активные вещества уменьшают краевой угол кинетического смачивания, что приводит к увеличению критической скорости кинетического смачивания (рисунок 16).

В результате исследования влияния смачивателей на критическую скорость кинетического смачивания установлено, что она должна быть линейной функцией концентрации смачивателя:

Установлено, что критическая скорость кинетического смачивания пропорциональна динамическому поверхностному натяжению при временах адсорбции, соответствующих продолжительности образования эмульсионного слоя (0,01-0,001 сек), т.е. продолжительности контакта эмульсия - подложка в поливном устройстве.

Кроме того, Ис определяется антикометным действием, проходящим а границе раздела фаз эмульсия - кометообразующее ядро (гидрофобные мелкодиспергированные примеси).

Из смачивателей, используемых в промышленности, только некоторые удовлетворяют свойствам, требуемым ля обеспечения кинетического смачивания и антикометного действия в условиях современного полива.

В результате исследований, проведенных в 70-е годы, для полива рекомендованы ПАВ, обладающие оптимальным комплексом свойств, в том числе натриевые соли кислых сернокислых эфиров изододеценилтриэтиленгликоля и изооктилфеноксидекаэтиленгликоля. Выявлено, что с увеличением длины полигликолевой цепи динамическое поверхностное натяжение и краевые углы смачивания "вверх" и "вниз" уменьшаются.

При введении в молекулу ПАВ ионогенных, сильнополярных групп, как правило антикометные свойства улучшаются в результате создания более благоприятного гидрофобно-гидрофильного баланса их молекул.