Производство краски
Производство краски (Рисунок 5-10) представляет собой сложный химический процесс, требующий глубоких знаний как в химии, так и в печатных процессах, а также специализированного производственного оборудования. Хотя существует несколько методов, большинство из них включают следующие основные этапы производства: составление рецептуры, предварительное смешивание, диспергирование, фильтрация и testing.
Составление рецептуры. Поскольку составление рецептуры является основной обязанностью производителя краски, здесь оно описывается кратко. Типичный состав краски для листовой печати включает:
• Пигмент: сажа, фталоцианиновый синий, рубиновый или другой
• Лак: длинномасляный алкидный, фенольный или уретановый офсетный лак
• Сиккатив: соли кобальта и марганца
• Растворитель: масло для термофиксации, 535°F (280°C)
• Модификатор: восковой компаунд для устойчивости к истиранию
Эти стандартные краски высыхают преимущественно путём полимеризации, химической реакции, инициируемой кислородом и катализируемой ионами кобальта и марганца из сиккатива.
Составление рецептуры краски включает точный подбор и пропорционирование ингредиентов исходя из предполагаемого применения. Большинство офсетных красок имеют общие категории ингредиентов: пигменты, связующие, добавки и сиккативы.
Предварительное смешивание. Этот этап критичен при использовании сухих пигментов, которые состоят из крупных скоплений частиц, называемых агрегатами или агломератами. Их необходимо разрушить и смочить связующим. Первоначальное диспергирование использует вращающиеся лопасти смесителя для тщательного смачивания сухого пигмента. На втором этапе добавляют больше масла и смолы для создания «краскопасты» (Рисунок 5-11).
Флаш-пигменты, которые предварительно диспергированы в связующем, требуют менее интенсивного предварительного смешивания. Краски из флаш-пигментов можно направлять непосредственно на диспергирование после смешивания основных ингредиентов.
Диспергирование. Краскопаста всё ещё содержит крупные агломераты, требующие дальнейшего разрушения. На этом этапе часто добавляют дополнительные ингредиенты, такие как воски и сиккативы. Обычно используется бисерная мельница; она состоит из камеры, вращающихся дисков и мелющих тел. Краска подаётся в камеру, и диски перемещают металлические тела через неё для разрушения пигмента.
Другое устройство для диспергирования, трёхвалковая мельница (Рисунок 5-12), сдвигает краску при прохождении между валами, вращающимися с разной скоростью. Это сдвиговое воздействие разрушает агломераты пигмента до микроскопических частиц, обеспечивая полное окружение и смачивание каждой из них лаком. Диспергирование также классифицирует пигмент, позволяя мелкодисперсному пигменту проходить, а более крупные частицы задерживаются. Шаблонный нож снимает перетёртую краску с высокоскоростного вала. Тщательное диспергирование может потребовать до трёх проходов в зависимости от твёрдости пигмента и того, насколько легко он смачивается лаком (Рисунок 5-13).
Диспергирование является дорогостоящим процессом. Его сокращение снижает затраты на краску, но приводит к таким проблемам, как снижение интенсивности цвета и более грубый пигмент. Крупные частицы пигмента могут вызывать преждевременный износ формы и царапины. Поскольку пигмент является самым дорогим компонентом, а равномерное диспергирование требует интенсивного диспергирования, высококачественные краски стоят дороже.
Фильтрация. После диспергирования краска проходит фильтрацию для удаления частиц завышенного размера. Система использует мешочные фильтры с уменьшающимся размером пор, от 150 микрон до микронов. Иногда включается электромагнитный фильтр, особенно при использовании сухих пигментов, для удаления металлических фрагментов.
Тестирование. Готовая краска проверяется на ключевые свойства, включая липкость, степень перетира (размер частиц пигмента) и водопоглощение (скорость эмульгирования). После соответствия продукта спецификациям он упаковывается для отправки.
Достижения в автоматизации оптимизируют этапы производства, а постоянное внимание к устойчивому развитию стимулирует разработку связующих на биологической основе и эффективных процессов переработки отходов краски. Однако фундаментальная химия составления рецептуры краски остаётся основанной на точных принципах, изложенных здесь.