Inktproductie (Figuur 5-10) is een geavanceerd chemisch proces dat diepgaande expertise vereist in zowel chemie als drukprocessen, naast gespecialiseerde productieapparatuur. Hoewel er meerdere methoden bestaan, delen de meeste deze kernfasen: formuleren, voormengen, malen, filtreren en testen.
Formuleren. Aangezien formulering de primaire verantwoordelijkheid is van de inktfabrikant, wordt deze hier samengevat. Een typische samenstelling voor veloffsetinkt omvat:
• Pigment: carbon black, ftaalblauw, rubine of anders
• Vernis: langolie-alkyd, fenolisch of urethaan lithovernis
• Droger: kobalt- en mangaanzouten
• Oplosmiddel: heatset-olie, 535°F (280°C)
• Modifier: wasverbinding voor wrijfvastheid
Deze standaardinkten drogen voornamelijk door polymerisatie, een chemische reactie die wordt gestart door zuurstof en gekatalyseerd door kobalt- en mangaanionen uit de droger.
Inktformulering omvat de nauwkeurige selectie en dosering van ingrediënten op basis van de beoogde toepassing. De meeste lithografische inkten delen gemeenschappelijke ingrediëntcategorieën: pigmenten, bindmiddelen, additieven en droogmiddelen (drogers).
Voormengen. Deze fase is cruciaal bij gebruik van droge pigmenten, die bestaan uit grote deeltjesklonters, zogenaamde aggregaten of agglomeraten. Deze moeten worden afgebroken en bevochtigd door het bindmiddel. De eerste dispersie gebruikt roterende mengbladen om het droge pigment grondig te bevochtigen. Een tweede fase voegt meer olie en hars toe om een "maalbasis" te creëren (Figuur 5-11).
Flushpigmenten, die vooraf in het bindmiddel zijn gedispergeerd, vereisen minder intensief voormengen. Inkten gemaakt van flushpigmenten kunnen na het mengen van de primaire ingrediënten direct naar het malen.
Malen. De maalbasis bevat nog steeds grote agglomeraten die verder moeten worden afgebroken. Extra ingrediënten zoals wassen en drogers worden vaak in deze fase toegevoegd. Een shotmill wordt veel gebruikt; deze bestaat uit een kamer, roterende schijven en kogeltjes. De inkt wordt in de kamer gedwongen en de schijven bewegen de metalen kogeltjes erdoorheen om het pigment af te breken.
Een ander maalapparaat is de driewalsmolen (Figuur 5-12), die de inkt afschuift terwijl deze tussen rollen passeert die met verschillende snelheden roteren. Deze afschuifwerking breekt pigmentagglomeraten af tot microscopische deeltjes, zodat elk deeltje volledig door de vernis wordt omringd en bevochtigd. Malen classificeert ook het pigment: fijn gedispergeerd pigment stroomt door, terwijl grovere deeltjes worden tegengehouden. Een doctor blade verwijdert de gemalen inkt van de hogesnelheidsrol. Grondig malen kan tot drie passes vereisen, afhankelijk van de hardheid van het pigment en hoe gemakkelijk het door de vernis wordt bevochtigd (Figuur 5-13).
Malen is een kostbaar proces. Minder malen verlaagt de inktkosten, maar introduceert problemen zoals verminderde kleurkracht en grover pigment. Grote pigmentdeeltjes kunnen voortijdige plaatsslijtage en krassen veroorzaken. Omdat pigment het duurste bestanddeel is en uniforme dispersie uitgebreid malen vereist, hebben hoogwaardige inkten een hogere prijs.
Filtreren. Na het malen wordt de inkt gefiltreerd om te grote deeltjes te verwijderen. Het systeem gebruikt zakfilters met afnemende poriegrootte, van 150 micron tot enkele microns. Soms wordt een elektromagnetisch filter ingezet, met name bij droge pigmenten, om metaalfragmenten te verwijderen.
Testen. De eindinkt wordt getest op belangrijke eigenschappen, waaronder kleefkracht, fijnheid van de maling (pigmentdeeltjesgrootte) en wateropname (emulgeringssnelheid). Zodra het product aan de specificaties voldoet, wordt het verpakt voor verzending.
Vooruitgang in automatisering stroomlijnt de productiefasen, terwijl een blijvende focus op duurzaamheid de ontwikkeling aandrijft van biobased bindmiddelen en efficiënte recyclingprocessen voor afvalinkt. De fundamentele chemie van inktformulering blijft echter gebaseerd op de hier beschreven nauwkeurige principes.