स्याही उत्पादन रिएक्टर क्या है: वार्निश पकाना, फैलाव और लेटडाउन

स्याही उत्पादन रिएक्टर क्या है: वार्निश पकाना, फैलाव और लेटडाउन

मुख्य प्रश्न का उत्तर: स्याही उत्पादन रिएक्टर क्या है? एक स्याही उत्पादन रिएक्टर वह पात्र है जिसमें प्रिंटिंग स्याही का निर्माण किया जाता है, और यह तीन अलग-अलग कार्य करता है। वार्निश पकाने से 120-200 डिग्री सेल्सियस पर 2-8 घंटे के लिए एक रेज़िन को विलायक या तेल में घोला या प्रतिक्रिया की जाती है ताकि वह वाहन बन सके जो वर्णक को ले जाता है और उसे सब्सट्रेट से बांधता है। फैलाव 20-40% वर्णक लोडिंग पर एक केंद्रित मिल बेस में वर्णक के गुच्छों को तोड़ता है, 15-30 मीटर/सेकंड की टिप गति पर उच्च-कतरनी डिसॉल्वर या रोटर-स्टेटर का उपयोग करके, 5-15 माइक्रोमीटर से नीचे कण आकार और 6-8 की हेगमैन महीनता का लक्ष्य रखता है। लेटडाउन 25-45 डिग्री सेल्सियस पर कोमल हलचल के तहत मिल बेस को अंतिम सूत्रीकरण तक पतला करता है। संयंत्र या तो एक बहुमुखी पात्र में तीनों को चलाते हैं या, उच्च मात्रा में, एक गर्म वार्निश रिएक्टर और एक अलग उच्च-कतरनी फैलाव टैंक समर्पित करते हैं, क्योंकि दो कार्यों के लिए विपरीत आवश्यकताएं होती हैं।

1. तीन कार्य और प्रत्येक की आवश्यकताएं

वार्निश पकाने, फैलाव और लेटडाउन में से प्रत्येक के लिए अलग-अलग हार्डवेयर की आवश्यकता होती है, और यह समझना कि क्यों पूरे संयंत्र लेआउट की व्याख्या करता है:

• वार्निश पकाना: वार्निश, या वाहन, स्याही का फिल्म बनाने वाला होता है और चमक, आसंजन, सुखाने और रियोलॉजी निर्धारित करता है। यह एक कठोर रेज़िन, जैसे रोसिन-संशोधित फेनोलिक, मैलिक या हाइड्रोकार्बन रेज़िन को 120-200 डिग्री सेल्सियस पर सुखाने वाले तेल या एल्किड में घोलकर बनाया जाता है, कभी-कभी एस्टरीफिकेशन जैसी रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ या संरचना बनाने के लिए एल्यूमीनियम या टाइटेनियम गेलेंट जोड़ा जाता है। रिएक्टर एक जैकेटेड पात्र है जिसे थर्मल तेल या उच्च दबाव वाली भाप से गर्म किया जाता है, जिसमें विलायक को वापस लाने के लिए एक रिफ्लक्स कंडेनसर, ऑक्सीकरण और कालापन को रोकने के लिए एक नाइट्रोजन कंबल और एक चिपचिपा, चिपचिपा द्रव्यमान को संभालने में सक्षम एक आंदोलनकारी होता है। पकाने का समय 2-8 घंटे होता है और अंतिम बिंदु चिपचिपाहट, कांच की प्लेट पर घुलनशीलता या स्पष्टता से निर्धारित होता है, और गेल वार्निश के लिए, केवल समय के बजाय एक परिभाषित जेल संरचना से।
• प्रीमिक्स और पिगमेंट वेटिंग: कोई भी कतरनी लागू होने से पहले, वर्णक को गीला किया जाना चाहिए: वर्णक की सतह पर हवा और अवशोषित पानी को वाहन द्वारा विस्थापित किया जाना चाहिए, अन्यथा कतरनी ऊर्जा बर्बाद हो जाती है और फैलाव कभी विकसित नहीं होता है। वेटिंग एक धीमी, उच्च-प्रवाह मिक्सर में की जाती है, अक्सर पेस्ट स्याही के लिए एक ग्रह या तितली मिक्सर, कम चिपचिपाहट और अच्छे वेटिंग गुणों वाले वाहन का उपयोग करके। प्रीमिक्स में वर्णक लोडिंग जानबूझकर उच्च, 20-40% होती है, क्योंकि उच्च ठोस सामग्री चिपचिपाहट को बढ़ाती है और इसलिए गुच्छों को प्रेषित कतरनी को बढ़ाती है। प्रीमिक्स चरण वह जगह है जहाँ ऑपरेटर अक्सर समय गंवाते हैं, क्योंकि अपर्याप्त वेटिंग को डाउनस्ट्रीम में ठीक नहीं किया जा सकता है: खराब गीला बैच महीनता तक पहुंचने के बिना घंटों तक मिल करेगा, जबकि अच्छी तरह से गीला बैच जल्दी से विनिर्देश तक पहुंच जाएगा।
• फैलाव और मिलिंग: फैलाव गीले गुच्छों को उनके प्राथमिक कणों तक तोड़ता है। तरल स्याही के लिए, 15-30 मीटर/सेकंड की टिप गति पर चलने वाला एक उच्च-कतरनी डिसॉल्वर डिस्क अक्सर पर्याप्त होता है, और बैच एक ही पात्र में 30-90 मिनट में पूरा हो जाता है। पेस्ट स्याही और उच्च-प्रदर्शन वर्णक के लिए, मिल बेस को एक बीड मिल, एक तीन-रोल मिल या एक क्षैतिज मीडिया मिल से गुजारा जाता है, जहां कतरनी पीसने वाले मीडिया की सापेक्ष गति से उत्पन्न होती है न कि रोटर से, जिससे बहुत महीन और संकीर्ण कण आकार वितरण होता है। नियंत्रित पैरामीटर विशिष्ट ऊर्जा इनपुट, किलोवाट-घंटे प्रति टन में, मिल में निवास समय और मीडिया आकार हैं, और लक्ष्य अधिकांश स्याही के लिए 5-15 माइक्रोमीटर से नीचे कण आकार और 6-8 की हेगमैन महीनता है।
• लेटडाउन, समायोजन और फिनिशिंग: लेटडाउन वह कदम है जिसे अक्सर कम करके आंका जाता है। केंद्रित मिल बेस को अतिरिक्त वाहन, विलायक, ड्रायर और एडिटिव्स के साथ 25-45 डिग्री सेल्सियस पर कोमल हलचल के तहत पतला किया जाता है, क्योंकि इस चरण में निरंतर उच्च कतरनी पहले से विकसित फैलाव को फिर से गुच्छे बना सकती है, थिक्सोट्रोपिक संरचना को तोड़ सकती है या वाष्पशील विलायक को बाहर निकाल सकती है। यह वह बिंदु भी है जहां अंतिम गुणों को समायोजित किया जाता है: प्रेस विनिर्देश के लिए चिपचिपाहट, टैक, प्रवाह और, महत्वपूर्ण रूप से, रंग, जिसे स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा मानक के मुकाबले मिलान किया जाता है और टिंटिंग पेस्ट के छोटे अतिरिक्त के साथ समायोजित किया जाता है। तैयार स्याही को फिर फ़िल्टर किया जाता है, आमतौर पर 25-100 माइक्रोमीटर बैग या कारतूस के माध्यम से, किसी भी बड़े कणों और जेल के धब्बों को हटाने के लिए जो अन्यथा प्रेस पर स्ट्रीकिंग या प्लेट घिसाव का कारण बनेंगे, और त्वचा बनने और विलायक के नुकसान को कम करने वाली परिस्थितियों में भरा जाता है।

2. स्याही के प्रकार के अनुसार रिएक्टर डिजाइन

तीन व्यापक स्याही परिवार रिएक्टर पर बहुत अलग मांगें रखते हैं:

• पेस्ट और ऑफसेट स्याही: ऑफसेट और लिथोग्राफिक स्याही उच्च-चिपचिपाहट पेस्ट होती हैं, आमतौर पर 10-100 Pa·s, एक स्पष्ट थिक्सोट्रोपिक और कतरनी-पतली संरचना के साथ क्योंकि उन्हें बिना उड़े या धुंध के रोलर ट्रेन से स्थानांतरित होना चाहिए। इसलिए रिएक्टर को कम गति पर बहुत उच्च टॉर्क विकसित करना चाहिए, यही कारण है कि पेस्ट स्याही संयंत्र मानक टरबाइन आंदोलनकारियों के बजाय ग्रह मिक्सर, सिग्मा ब्लेड या डबल-आर्म नीडर और हेवी-ड्यूटी डिसॉल्वर का उपयोग करते हैं। गर्मी हटाना महत्वपूर्ण है क्योंकि ऊर्जा इनपुट बड़ा है और पेस्ट एक खराब कंडक्टर है, इसलिए पात्र जैकेटेड है और मिक्सर अक्सर स्क्रैपर या क्लोज-क्लियरेंस डिजाइन के साथ आपूर्ति की जाती है। तापमान लगभग 50-60 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखा जाता है क्योंकि कई रेज़िन और गेलेंट थर्मल रूप से संवेदनशील होते हैं, और क्योंकि गेल वार्निश में अत्यधिक गर्मी स्थायी रूप से उस संरचना को नष्ट कर देती है जो स्याही को उसका रियोलॉजी देती है।
• तरल, फ्लेक्सोग्राफिक और ग्रेव्योर स्याही: फ्लेक्सोग्राफिक और ग्रेव्योर स्याही कम-चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थ होते हैं, आमतौर पर 0.05-2 Pa·s, और वे या तो विलायक-आधारित या पानी-आधारित होते हैं। रिएक्टर एक मानक जैकेटेड या अनजैकेटेड स्टेनलेस स्टील टैंक है जिसमें एक उच्च-कतरनी डिसॉल्वर होता है, और प्रक्रिया एक एकल-पात्र संचालन है: वाहन चार्ज करें, उच्च कतरनी के तहत वर्णक जोड़ें, यदि आवश्यक हो तो मिल करें, और लेटडाउन करें। क्योंकि विलायक वाष्पशील और ज्वलनशील होता है, पात्र बंद या कम से कम ढका हुआ, अर्थ किया हुआ और बंधा हुआ होना चाहिए, और अक्सर कम दबाव वाले वेंट के लिए रेटेड या विलायक वसूली प्रणाली से जुड़ा होता है; पानी-आधारित संस्करणों को इसके बजाय फोम नियंत्रण और एक डीफोमर खुराक बिंदु की आवश्यकता होती है। पानी-आधारित तरल स्याही एक और आवश्यकता जोड़ती है: रेज़िन को घुलनशील बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला अमाइन सुखाने के दौरान वाष्पित हो जाता है, इसलिए पीएच और अमाइन सामग्री को रिएक्टर में नियंत्रित किया जाता है और रन के माध्यम से निगरानी की जाती है।
• ऊर्जा इलाज योग्य और यूवी स्याही: यूवी और इलेक्ट्रॉन बीम स्याही 100% ठोस सूत्रीकरण हैं जो ओलिगोमर्स, प्रतिक्रियाशील मोनोमर्स और फोटोइनिशिएटर्स से बने होते हैं जो यूवी प्रकाश के संपर्क में आने पर सेकंड में पोलीमराइज़ होते हैं। रिएक्टर की आवश्यकताएं असामान्य हैं: कोई विलायक नहीं हटाया जाता है, इसलिए किसी आसवन कॉलम की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन तापमान को हर समय लगभग 60-70 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखा जाना चाहिए क्योंकि ओलिगोमर और मोनोमर मिश्रण थर्मल रूप से पोलीमराइज़ हो सकता है, और बैच को किसी भी प्रकाश स्रोत से संरक्षित किया जाना चाहिए जो इलाज शुरू कर सके। इसलिए पात्रों को शीतलन के लिए जैकेटेड किया जाता है, एम्बर या अपारदर्शी दृष्टि ग्लास से सुसज्जित किया जाता है और सभी उद्घाटन पर कवर के साथ, और अक्सर तापमान इंटरलॉक से सुसज्जित किया जाता है। आंदोलन मध्यम होता है, क्योंकि ये सूत्रीकरण कम से मध्यम चिपचिपाहट वाले होते हैं, और महत्वपूर्ण कदम जोड़ने का क्रम और फोटोइनिशिएटर का पूर्ण विघटन है, जिसमें 30-90 मिनट लग सकते हैं।
• सामग्री, सफाई और रंग परिवर्तन: स्याही संयंत्र सैकड़ों सूत्रीकरण और दर्जनों रंग बनाते हैं, इसलिए प्रमुख आर्थिक विचार परिवर्तन है। पॉलिश या इलेक्ट्रोपॉलिश फिनिश के साथ 316L स्टेनलेस स्टील मानक है, और अम्लीय या अत्यधिक पिगमेंटेड सिस्टम के लिए ग्लास-लाइनेड स्टील का उपयोग किया जाता है। सफाई के लिए डिजाइन का मतलब है क्रेविस-मुक्त निर्माण, फ्लश-माउंटेड बॉटम वाल्व, कोई आंतरिक डेड लेग नहीं, क्लीन-इन-प्लेस के लिए स्प्रे बॉल और, कई संयंत्रों में, एक समर्पित वॉश सॉल्वेंट रिकवरी सिस्टम क्योंकि सफाई के लिए उपयोग किया जाने वाला विलायक सबसे बड़ा एकल अपशिष्ट धारा है। कई निर्माता रंग परिवार द्वारा पात्रों को समर्पित करते हैं, काले, सफेद और प्रक्रिया रंगों को अलग रखते हैं, क्योंकि एक संपूर्ण सफाई गैस्केट ग्रूव से हर निशान को नहीं हटा सकती है, और क्योंकि सफेद स्याही में काले रंग का एक धब्बा एक अस्वीकृत बैच है न कि एक मामूली दोष।

स्याही उत्पादन चरण तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

प्र: वार्निश रिएक्टर और फैलाव टैंक के बीच क्या अंतर है?

उ: एक वार्निश रिएक्टर एक गर्म, जैकेटेड पात्र है जो 120-200 डिग्री सेल्सियस पर रेज़िन को तेल या विलायक में पकाता है, जिसमें एक रिफ्लक्स कंडेनसर, एक नाइट्रोजन कंबल और एक मध्यम-गति आंदोलनकारी होता है; इसका काम विघटन और कभी-कभी रासायनिक प्रतिक्रिया है, और डिजाइन चालक गर्मी इनपुट, विलायक रिफ्लक्स और ऑक्सीकरण की रोकथाम हैं। एक फैलाव टैंक एक उच्च-कतरनी पात्र है जो 30-60 डिग्री सेल्सियस पर चलता है, जिसमें एक डिसॉल्वर डिस्क या रोटर-स्टेटर 15-30 मीटर/सेकंड की टिप गति तक पहुंचता है, और इसका काम पूरी तरह से भौतिक है: वर्णक के गुच्छों को उनके प्राथमिक कणों तक तोड़ना। दोनों लगभग हर पहलू में विपरीत हैं, यही कारण है कि उच्च-मात्रा वाले संयंत्र उन्हें अलग करते हैं और क्यों एक संयुक्त पात्र हमेशा एक समझौता होता है। एक छोटे संयंत्र के लिए कई छोटी रन के साथ एक एकल-बहुमुखी-पात्र व्यवस्था समझ में आती है; समर्पित पात्र तब जीतते हैं जब मात्रा उन्हें उचित ठहराती है।

प्र: स्याही बनाने में वर्णक फैलाव महत्वपूर्ण कदम क्यों है?

उ: क्योंकि स्याही की रंग शक्ति, चमक, पारदर्शिता और स्थिरता सभी इस बात से निर्धारित होती है कि वर्णक कितनी पूरी तरह से फैला हुआ है। वर्णक 10-100 माइक्रोमीटर के गुच्छों के रूप में निर्मित होता है, लेकिन इसके ऑप्टिकल गुण केवल तभी विकसित होते हैं जब वे 0.05-1 माइक्रोमीटर के प्राथमिक कणों तक टूट जाते हैं। एक अंडर-डिस्पर्सड स्याही में कम रंग शक्ति होती है, इसलिए समान शेड के लिए अधिक वर्णक की आवश्यकता होती है, और इसमें खराब चमक, एक दानेदार बनावट होती है जो प्रिंटिंग प्लेट को घिस देती है, और कैन में बसने की प्रवृत्ति होती है। ओवर-डिस्पर्सन भी संभव है: फैलाव विकसित होने के बाद निरंतर कतरनी प्राथमिक कणों को तोड़ सकती है, जिससे शेड शिफ्ट हो सकता है, या टकराव के माध्यम से उन्हें फिर से गुच्छे बना सकती है। यही कारण है कि फैलाव की निगरानी रन के दौरान हेगमैन महीनता गेज द्वारा की जाती है और जैसे ही विनिर्देश तक पहुंच जाता है, उसे रोक दिया जाता है, न कि एक निश्चित समय के लिए मिल किया जाता है।

प्र: हेगमैन महीनता क्या है और स्याही को क्या मान तक पहुंचना चाहिए?

उ: हेगमैन महीनता एक फैलाव में सबसे बड़े कणों का एक त्वरित दुकान-तल माप है, जो एक कठोर स्टील ब्लॉक पर एक नमूना खींचकर प्राप्त किया जाता है जिसमें एक टेपर्ड ग्रूव होता है, जो गहरे सिरे पर 100 माइक्रोमीटर से उथले सिरे पर शून्य तक होता है, और उस बिंदु को पढ़ा जाता है जिस पर कण या खरोंच पहली बार दिखाई देते हैं। पैमाना 0 से 8 तक चलता है, जहां एक उच्च संख्या का मतलब महीन होता है। अधिकांश प्रिंटिंग स्याही 6 से 8 का लक्ष्य रखती हैं, जो लगभग 15-25 माइक्रोमीटर से नीचे के अधिकतम कण आकार के अनुरूप है, जिसमें महीन ग्रेव्योर और इंकजेट स्याही सीमा के शीर्ष पर और मोटे स्क्रीन स्याही नीचे होती हैं। परीक्षण को महत्व दिया जाता है क्योंकि इसमें लगभग एक मिनट लगता है और किसी नमूना तैयारी की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए इसका उपयोग मिल को ठीक सही क्षण पर रोकने के लिए किया जा सकता है; यह आमतौर पर पूर्ण कण आकार वितरण के लिए लेजर विवर्तन और रिलीज के लिए स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक रंग माप द्वारा समर्थित होता है।

प्र: प्रिंटिंग स्याही में बैच-टू-बैच भिन्नता का कारण क्या है?

उ: पांच कारण, आवृत्ति के क्रम में। वर्णक भिन्नता: एक ही वर्णक के विभिन्न उत्पादन लॉट कण आकार, सतह उपचार और शेड में भिन्न हो सकते हैं, यही कारण है कि आने वाले वर्णक को केवल प्रमाण पत्र पर स्वीकार करने के बजाय एक मानक ड्रॉडाउन के मुकाबले योग्य बनाया जाता है। फैलाव ऊर्जा: प्रति टन किलोवाट-घंटे में विशिष्ट ऊर्जा इनपुट और टिप गति दोनों अंतिम कण आकार को प्रभावित करते हैं, इसलिए एक मिल जो घिस रही है, या मानक से भिन्न बैच आकार, परिणाम को बदल देता है, भले ही नुस्खा समान हो। विलायक और वाष्पशील हानि: एक लंबे या गर्म फैलाव के दौरान वाष्पीकरण ठोस सामग्री और इसलिए चिपचिपाहट और रंग शक्ति को बदलता है। वजन और जोड़ने का क्रम: वर्णक चार्ज में छोटी त्रुटियां दिखाई देने वाले रंग अंतर पैदा करती हैं, और रेज़िन, विलायक और एडिटिव्स को संयोजित करने का क्रम वेटिंग और स्थिरता को प्रभावित करता है। और तापमान, जो चिपचिपाहट, वेटिंग दर और, पानी-आधारित स्याही में, अमाइन संतुलन और पीएच को प्रभावित करता है।