EXPERIMENTAL STUDY OF LIQUID TRANSFER FROM A PLATE AND A ROTATING ROLL

• Main Author: BRUNO PEREIRA DE MACEDO
• Other Authors: MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2017
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=32786@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=32786@2

O processo de impressão por rotogravura é largamente usado na manufatura de revistas pela sua alta velocidade de aplicação. As aplicações deste processo vêm sendo ampliadas para o processo de impressão de circuitos eletrônicos em substratos flexíveis, onde o grau de precisão e controle são bem maiores, já que falhas na impressão levam ao mal funcionamento dos dispositivos fabricados. O processo consiste na transferência de fluido de uma superfície a outra formando uma ponte de fluido. No entanto, essa operação aparentemente simples apresenta mecanismos ainda não bem compreendidos que têm efeito direto na precisão do padrão impresso. O entendimento dos mecanismos de transferência de fluidos entre duas superfícies formando pontes de fluido vai além dos processos de impressão, como tribologia, biologia, recuperação de óleo e microfluídica. Muitos estudos têm sido direcionados para o entendimento da transferência de fluidos entre superfícies e cavidades através do uso de simulação computacional; entretanto os ensaios experimentais são escassos dada a complexidade na execução dos mesmos, principalmente pela pequena dimensão e alta velocidade do escoamento. O objetivo principal deste trabalho é analisar experimentalmente a dinâmica da transferência de uma gota para um cilindro de borracha em movimento rotacional. O ensaio experimental foi realizado utilizando uma mesa de cobrimento com cilindro motorizado e uma câmera de alta velocidade para visualizar o processo. Os resultados mostram como as propriedades dos fluidos, o número de capilaridade, a posição relativa do cilindro com relação à superfície da gota e a interação fluido-estrutura (molhabilidade) influenciam o processo de formação da ponte de fluido, o volume de fluido transferido entre as superfícies e o padrão impresso. === Gravure printing process is widely used for the production of magazines because of its high speed. Gravure printing application is being expanded to flexible electronic circuits, at which the degree of precision is much higher, since small printing defects can lead to circuit malfunctioning. Gravure printing process consists in liquid transfer from one surface to another, forming a liquid bridge. However, this seemingly simple operation has flow phenomena not well understood that have a direct impact on the printing pattern. Liquid transfer forming liquid bridges goes beyond printing processes and includes applications such as tribology, biology, oil recovery and microfluidics. There are many studies driven towards the fundamental understanding of liquid transfer between surfaces and cavities by computational simulation. However, experimental analyses are rare because of the complexity of the problem, mainly associated with the small scale and high speed of the flow. The goal of this research is to analyze experimentally the liquid transfer dynamics of a liquid drop to a rotating cylinder. The experiments were done using a draw-down coating apparatus with a rotating roll and a high-speed camera for flow visualization. The results show how different liquid properties, surface wettability and operating conditions affect the formation of the liquid bridge, the volume of liquid transfer and the printing pattern.