Qué es un reactor de producción de tinta: cocción, dispersión y decepción del barniz

Qué es un reactor de producción de tinta: cocción, dispersión y decepción del barniz

Respondiendo a la pregunta central:¿Qué es un reactor de producción de tinta?Un reactor de producción de tinta es el recipiente en el que se fabrica la tinta de impresión, y realiza tres funciones distintas.La cocción con barniz disuelve o reacciona una resina en un disolvente o aceite a 120-200 °C durante 2-8 horas para producir el vehículo que transporta el pigmento y lo une al sustratoLa dispersión descompone los aglomerados de pigmento en una base de molino concentrada a una carga de pigmento del 20-40% mediante un disolvente de alta cizalladura o un rotor-estator que funciona a una velocidad de punta de 15-30 m/s.dirigidos a un tamaño de partícula inferior a 5-15 micrómetros y una finura de Hegman de 6-8La solución Letdown diluye la base de molino hasta la formulación final bajo una suave agitación a 25-45°C. Las plantas pueden utilizar los tres en un recipiente versátil o, a un volumen mayor, pueden utilizar el molino para la preparación de la fórmula final.Dedicar un reactor de barnizado caliente y un tanque de dispersión de alto corte separado, porque los dos derechos imponen requisitos opuestos.

1Los tres deberes y lo que requiere cada uno

La cocción de barniz, la dispersión y la destilación requieren equipos diferentes, y entender por qué explica todo el diseño de la planta:

• Cocinar con barniz:El barniz, o vehículo, es la película anterior de la tinta y determina el brillo, la adhesión, el secado y la reología.una resina maleica o una resina de hidrocarburos, en un aceite de secado o un alquido a 120-200 °C, a veces con una reacción química como la esterificación o con un gelante de aluminio o titanio añadido para construir la estructura.El reactor es un recipiente cubierto calentado por aceite térmico o vapor de alta presión, con un condensador de reflujo para devolver el disolvente, una manta de nitrógeno para evitar la oxidación y el oscurecimiento, y un agitador capaz de manejar una masa viscosa y pegajosa.El tiempo de cocción es de 2-8 horas y el punto final está determinado por la viscosidad, por solubilidad o claridad en una placa de vidrio y, para los barnices gelados, por una estructura de gel definida en lugar de solo por tiempo.
• Pre-mezcla y humedecimiento del pigmento:Antes de aplicar cualquier corte, el pigmento debe humedecerse: el vehículo debe desplazar el aire y el agua adsorbida en la superficie del pigmento,De lo contrario, la energía de corte se pierde y la dispersión nunca se desarrolla.El mojado se realiza en una mezcladora lenta y de alto flujo, a menudo una mezcladora planetaria o mariposa para tintas de pasta, utilizando un vehículo de baja viscosidad y buenas características de mojado.La carga de pigmento en la premezcla es deliberadamente altaEn la fase de premezcla, los operadores pierden más tiempo, ya que el alto contenido de sólidos aumenta la viscosidad y, por lo tanto, el corte transmitido a los aglomerados.ya que no se puede recuperar la humedad insuficiente aguas abajo: un lote mal humedecido se molera durante horas sin alcanzar la finura, mientras que uno bien humedecido alcanza la especificación rápidamente.
• Dispersión y fresado:La dispersión descompone los aglomerados húmedos en sus partículas primarias.y el lote se hace en un solo recipiente en 30-90 minutosPara las tintas de pasta y para los pigmentos de alto rendimiento, la base del molino se pasa a través de un molino de cuentas, un molino de tres rollos o un molino horizontal de medios,donde el corte se genera por el movimiento relativo del medio de molienda en lugar de por un rotorLos parámetros de control son la entrada de energía específica, en kilovatios-hora por tonelada, el tiempo de estancia en el molino y el tamaño del medio.,y el objetivo es un tamaño de partícula inferior a 5-15 micrómetros con una finura de Hegman de 6-8 para la mayoría de las tintas.
• Desilusión, ajuste y acabado:La base de molino concentrada se diluye con vehículos adicionales, disolventes, secadores y aditivos bajo suave agitación a 25-45 °C,porque el corte alto continuado en esta etapa puede reaglomerar una dispersión ya desarrolladaTambién es el punto en el que se ajustan las propiedades finales: viscosidad a la especificación de la prensa, inclinación, flujo y, críticamente,el color, que se compara con un estándar mediante un espectrofotómetro y se ajusta con pequeñas adiciones de pastas de tinte.generalmente a través de bolsas o cartuchos de 25-100 micrómetros, para eliminar las partículas de gran tamaño y las manchas de gel que de otro modo causarían estrías o desgaste de la placa en la prensa, y se llenan en condiciones que minimizan la descamación y la pérdida de solvente.

2Diseño del reactor por tipo de tinta

Las tres grandes familias de tintas ponen exigencias muy diferentes al reactor:

• Tintas de pasta y offset:Las tintas offset y litográficas son pastas de alta viscosidad, típicamente de 10 a 100 Pa·s,con una estructura tixotrópica pronunciada y un adelgazamiento por cizallamiento debido a que deben trasladarse a través de un tren de rodillos sin volar ni brotarPor lo tanto, el reactor debe desarrollar un par muy alto a baja velocidad, por lo que las plantas de tinta de pasta utilizan mezcladoras planetarias, cuchillas sigma o amoladoras de doble brazo.y disolventes pesados en lugar de agitadores de turbina estándarLa eliminación de calor es importante porque la entrada de energía es grande y la pasta es un conductor pobre, por lo que el recipiente está revestido y el mezclador a menudo se suministra con un raspador o un diseño de distancia cercana.La temperatura se mantiene por debajo de unos 50-60°C debido a que muchas de las resinas y gelantes son sensibles a la temperatura, y porque el calor excesivo en un barniz gelado destruye permanentemente la estructura que da a la tinta su reología.
• Tintas líquidas, flexográficas y de grabado:Las tintas flexográficas y de gravura son líquidos de baja viscosidad, típicamente 0,05-2 Pa·s, y son a base de disolvente o de agua.El reactor es un tanque estándar de acero inoxidable con o sin cubierta con un disolvente de alto corte, y el proceso es una operación de un solo recipiente: cargar el vehículo, añadir pigmento bajo alta cizalladura, moler si es necesario y dejar caer.el buque debe estar cerrado o al menos cubiertoLas versiones a base de agua requieren un control de espuma y un punto de dosificación desespumador.Las tintas líquidas a base de agua añaden otro requisito: la amina utilizada para solubilizar la resina se evapora durante el secado, por lo que el pH y el contenido de amina se controlan en el reactor y se controlan durante todo el proceso.
• Tintas curables por energía y UV:Las tintas UV y de haz de electrones son formulaciones de sólidos 100% construidas a partir de oligómeros, monómeros reactivos y fotoiniciadores que se polimerizan en segundos al exponerse a la luz UV.Los requerimientos del reactor son inusuales.: no se extrae ningún disolvente, por lo que no es necesaria una columna de destilación, pero la temperatura debe mantenerse por debajo de los 60 o 70 °C en todo el proceso, ya que la mezcla de oligómeros y monómeros puede polimerizarse térmicamente,y el lote debe estar protegido de cualquier fuente de luz que pueda iniciar la curaciónPor lo tanto, los recipientes están revestidos para el enfriamiento, equipados con gafas de visión ámbar o opacas y con tapas en todas las aberturas, y a menudo están equipados con un bloqueo de temperatura.porque estas formulaciones son de baja a media viscosidad, y los pasos críticos son el orden de adición y la disolución completa del fotoiniciador, que puede tardar de 30 a 90 minutos.
• Materiales, limpieza y cambio de color:Las plantas de tinta producen cientos de formulaciones y docenas de colores, por lo que la consideración económica dominante es el cambio.y el acero revestido de vidrio se utiliza para sistemas ácidos o altamente pigmentadosEl diseño para la limpieza significa una construcción libre de grietas, válvulas de fondo montadas con chorro, sin patas muertas internas, bolas de pulverización para la limpieza en el lugar y, en muchas plantas,un sistema dedicado de recuperación de disolventes para lavado porque el disolvente utilizado para la limpieza es el mayor flujo de residuos individualesMuchos fabricantes dedican los recipientes por familia de colores, manteniendo los negros, los blancos y los colores de proceso separados porque una limpieza completa no puede eliminar todos los rastros de una ranura de junta.y porque una mancha de negro en una tinta blanca es un lote rechazado en lugar de un defecto menor.

Estadios de producción de tinta Matriz de comparación

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre un reactor de barniz y un tanque de dispersión?

A: Un reactor de barniz es un recipiente calentado y revestido que cocina la resina en aceite o disolvente a 120-200 °C, con un condensador de reflujo, una manta de nitrógeno y un agitador de velocidad moderada.su trabajo es la disolución y, a veces, la reacción química, y los impulsores del diseño son la entrada de calor, el reflujo de solvente y la prevención de la oxidación.con un disco de disolvente o un rotor-estator que alcanza una velocidad de punta de 15-30 m/s, y su trabajo es puramente físico: descomponer los aglomerados de pigmento hasta sus partículas primarias.por lo que las plantas de gran volumen los separan y por qué un recipiente combinado es siempre un compromisoUna disposición de un solo recipiente versátil tiene sentido para una planta pequeña con muchas carreras cortas; los recipientes dedicados ganan tan pronto como el volumen los justifica.

P: ¿Por qué la dispersión de pigmentos es el paso crítico en la fabricación de tinta?

R: Porque la intensidad del color, el brillo, la transparencia y la estabilidad de la tinta están determinados por la dispersión completa del pigmento.El pigmento se fabrica en forma de aglomerados de 10-100 micrómetrosEn el caso de las tintas con una dispersión inferior, la intensidad del color es inferior a la de las partículas primarias.Así que se necesita más pigmento para el mismo tono., y tiene un brillo pobre, una textura arenosa que desgasta la placa de impresión, y una tendencia a depositarse en la lata.El corte continuado después de que se ha desarrollado la dispersión puede romper partículas primarias, causando un cambio de sombra, o puede reaglomerarlos a través de colisiones.Esta es la razón por la dispersión es monitoreada por el medidor de finura Hegman durante la ejecución y se detiene tan pronto como se alcanza la especificación, en lugar de moler durante un tiempo fijo.

P: ¿Qué es la finura de Hegman y qué valor debe alcanzar la tinta?

R: La finura de Hegman es una medida rápida de las partículas más grandes en una dispersión, obtenida mediante el dibujo de una muestra en un bloque de acero endurecido con una ranura cónica.de 100 micrómetros en el extremo profundo a cero en el extremo poco profundo, y la lectura del punto en el que aparecen las primeras partículas o arañazos. La escala va de 0 a 8, donde un número mayor significa más fino.que corresponde a un tamaño máximo de partículas inferior a unos 15-25 micrómetros, con tintas de gravado fino y de inyección de tinta en la parte superior del rango y tintas de pantalla gruesa en la parte inferior.Así que puede ser utilizado para detener el molino en el momento exacto; normalmente se respalda mediante difracción láser para la distribución completa del tamaño de partícula y mediante medición espectrofotométrica del color para la liberación.

P: ¿Qué causa la variación de lote a lote en la tinta de impresión?

R: Cinco causas, en orden de frecuencia. Variación del pigmento: diferentes lotes de producción del mismo pigmento pueden diferir en tamaño de partícula, en tratamiento de superficie y en sombra,por lo que el pigmento entrante se califica en función de una reducción estándar en lugar de aceptarse solo en el certificado.La energía de dispersión: la entrada de energía específica en kilovatios-hora por tonelada y la velocidad de punta afectan al tamaño final de las partículas, por lo que un molino que se desgastao un tamaño de lote que sea diferente del estándarLa pérdida de solventes y volátiles: la evaporación durante una dispersión larga o caliente cambia el contenido de sólidos y, por lo tanto, la viscosidad y la intensidad del color..Peso y orden de adición: pequeños errores en la carga de pigmento producen diferencias visibles de color, y el orden en que se combinan las resinas, los disolventes y los aditivos afecta a la humedad y la estabilidad.Y la temperatura, que afecta la viscosidad, la velocidad de humedecimiento y, en las tintas a base de agua, el equilibrio de aminas y el pH.