Bij 300 graden Celsius brengt een verwarmingsplaat een groot deel van zijn energie over, niet door direct contact, maar door onzichtbare, gloeiende infraroodstraling. De efficiëntie van deze stralingswarmteoverdracht wordt bepaald door één enkele oppervlakte-eigenschap: de emissiviteit ervan. Een kaal, geoxideerd stalen oppervlak en een met PTFE-gecoat oppervlak lijken op het oog allebei heel verschillend, maar bij een infraroodgolf lijken ze verrassend veel op elkaar. Het cruciale verschil tussen beide is niet hoe goed ze warmte uitstralen, maar wat er gebeurt als een onderdeel ze aanraakt.
Stralingswarmteoverdracht en oppervlakte-emissiviteit
De prestaties van een verwarmingsplaat bij stralingswarmteoverdracht worden grotendeels bepaald door de emissiviteit van het oppervlak. Geoxideerd staal, met zijn donkere, matte oppervlak, heeft een zeer hoge emissiviteit, doorgaans tussen 0,8 en 0,9. Dit maakt het een uitstekende radiator, die op efficiënte wijze thermische energie naar de omgeving stuurt. Verrassend genoeg vertoont een PTFE-coating-ondanks het witte of doorschijnende uiterlijk- ook een vergelijkbaar hoge emissiviteit, vaak rond de 0,9 in het infraroodspectrum.
Voor het infrarode oog hebben het witte plastic en het zwarte staal dezelfde warme, gloeiende kleur. Vanuit puur stralingsperspectief presteren beide oppervlakken vrijwel identiek bij 300 graden, wat betekent dat de thermische efficiëntie van de plaat niet wordt aangetast door een PTFE-laag.
Mechanische en oppervlakte-interactieverschillen
Terwijl de emissiviteit de stralingswarmteoverdracht regelt, bepaalt de oppervlaktemechanica de vrijgave van onderdelen en de procesbetrouwbaarheid. De microscopisch ruwe oxidelaag op staal kan in contact komen met hete polymeeronderdelen, wat tijdens het verwijderen kan leiden tot plakken, krassen of scheuren. PTFE biedt met zijn ultra-lage oppervlakte-energie en gladde, chemisch inerte coating een perfecte non-aanbaklaag. Hierdoor kunnen onderdelen schoon worden verwijderd, zonder beschadiging, vervorming of resterende hechting.
De combinatie van hoge emissiviteit en lossingsprestaties maakt PTFE-gecoate platen bijzonder voordelig in processen waarbij de integriteit van onderdelen van cruciaal belang is.
Emissiviteit meten
De emissiviteit van een oppervlak is een dimensieloos getal tussen 0 en 1 en kan worden gemeten met een speciale emissiemeter. Zowel geoxideerde staal- als PTFE-oppervlakken zullen bij 300 graden een temperatuur van bijna 0,9 registreren, wat hun vergelijkbare stralingsprestaties bevestigt. Voor procesingenieurs gaat de keuze tussen deze materialen daarom minder over warmteoverdracht en meer over mechanische en chemische interactie met het werkstuk.
Conclusie
Bij hoge temperaturen zijn geoxideerd staal en een PTFE-coating even efficiënte thermische radiatoren. De PTFE-coating biedt echter de essentiële, extra superkracht van het moeiteloos losmaken van onderdelen. Door thermische efficiëntie te combineren met niet-aanbakprestaties, zorgt een met PTFE-gecoate plaat ervoor dat de warmte gelijkmatig wordt afgegeven en onderdelen schoon worden verwijderd, waardoor zowel het product als de procesapparatuur worden beschermd.
Het beste degeloppervlak is het oppervlak dat de warmte naar buiten stuurt en het onderdeel loslaat.
