Produkcja farb drukarskich (rysunek 5-10) to złożony proces chemiczny wymagający wiedzy zarówno z chemii, jak i z technologii druku oraz specjalistycznego wyposażenia. Istnieje kilka metod, ale większość z nich obejmuje te same główne etapy: recepturowanie, wstępne mieszanie, mielenie, filtrację i badanie.
Recepturowanie. Ponieważ receptura jest podstawowym zadaniem producenta farby, przedstawiono ją tu w skrócie. Typowy skład farby do druku arkuszowego obejmuje:
• Pigment: sadza, błękit ftalocyjaninowy, rubin lub inny
• Werniks: alkid długoolejowy, fenolowy lub werniks litograficzny uretanowy
• Sykatywa: sole kobaltu i manganu
• Rozpuszczalnik: olej do druku heatset, 280°C (535°F)
• Modyfikator: związek woskowy zwiększający odporność na tarcie
Te standardowe farby wysychają głównie przez polimeryzację, reakcję chemiczną inicjowaną tlenem i katalizowaną jonami kobaltu i manganu z sykatywy.
Recepturowanie farby polega na precyzyjnym doborze i proporcjach składników zależnie od zastosowania. Większość farb litograficznych ma wspólne kategorie składników: pigmenty, spoiwa, dodatki i środki suszące (sykatywy).
Wstępne mieszanie. Ten etap jest kluczowy przy pigmentach suchych, które tworzą duże skupiska cząstek zwane agregatami lub aglomeratami. Trzeba je rozbić i zwilżyć spoiwem. Wstępne rozproszenie odbywa się za pomocą obracających się łopat mieszających, które dokładnie zwilżają suchy pigment. W drugim etapie dodaje się więcej oleju i żywicy, tworząc bazę młyńską (rysunek 5-11).
Pigmenty typu flush, wstępnie rozproszone w spoiwie, wymagają mniej intensywnego wstępnego mieszania. Farby z pigmentów flush po wymieszaniu podstawowych składników można kierować bezpośrednio do mielenia.
Mielenie. Baza młyńska nadal zawiera duże aglomeraty wymagające dalszego rozbicia. Na tym etapie często dodaje się kolejne składniki, takie jak woski i sykatywy. Powszechnie stosuje się młyn perełkowy, złożony z komory, obracających się tarcz i kulek. Farba jest wtłaczana do komory, a tarcze wprawiają kulki metalowe w ruch, rozbijając pigment.
Innym urządzeniem mielącym jest młyn trójwalcowy (rysunek 5-12), który ścina farbę podczas przechodzenia między walcami obracającymi się z różnymi prędkościami. To ścinanie rozbija aglomeraty pigmentu na cząstki mikroskopijne, zapewniając pełne otoczenie i zwilżenie każdej z nich przez werniks. Mielenie klasyfikuje też pigment: dobrze rozproszony przepływa dalej, a grubsze cząstki zostają. Zgarniacz usuwa zmieloną farbę z walca szybkoobrotowego. Dokładne mielenie może wymagać do trzech przejść, zależnie od twardości pigmentu i łatwości zwilżania go przez werniks (rysunek 5-13).
Mielenie jest kosztowne. Jego skrócenie obniża koszt farby, ale powoduje problemy, takie jak mniejsza siła koloru i grubszy pigment. Duże cząstki pigmentu mogą przyspieszać zużycie formy i powodować rysy. Ponieważ pigment jest najdroższym składnikiem, a równomierne rozproszenie wymaga długiego mielenia, farby wysokiej jakości mają wyższą cenę.
Filtracja. Po mieleniu farba jest filtrowana w celu usunięcia cząstek o zbyt dużych rozmiarach. Układ wykorzystuje filtry workowe o malejących rozmiarach porów, od 150 mikronów w dół. Czasem stosuje się filtr elektromagnetyczny, zwłaszcza przy pigmentach suchych, aby usunąć fragmenty metalu.
Badanie. Gotowa farba jest badana pod kątem kluczowych właściwości, w tym lepkości (tack), stopnia rozdrobnienia (rozmiaru cząstek pigmentu) i pobierania wody (szybkości emulgowania). Po spełnieniu specyfikacji produkt jest pakowany do wysyłki.
Postęp w automatyzacji usprawnia etapy produkcji, a stałe dążenie do zrównoważonego rozwoju napędza opracowywanie spoiw biologicznych i wydajnych procesów recyklingu farb odpadowych. Podstawowa chemia recepturowania farb pozostaje jednak oparta na opisanych tu zasadach.