เครื่องปฏิกรณ์การผลิตหมึกคืออะไร: การเคี่ยววานิช การกระจายตัว และการผสมสี

เครื่องปฏิกรณ์การผลิตหมึกคืออะไร: การปรุงอาหารด้วยสารเคลือบเงา การกระจายตัว และการหลุดล่อน

ตอบคำถามหลัก:เครื่องปฏิกรณ์การผลิตหมึกคืออะไร?เครื่องปฏิกรณ์การผลิตหมึกคือภาชนะที่ใช้ผลิตหมึกพิมพ์ และทำหน้าที่ที่แตกต่างกันสามประการ การปรุงอาหารด้วยวานิชจะละลายหรือทำปฏิกิริยาเรซินกับตัวทำละลายหรือน้ำมันที่อุณหภูมิ 120-200°C เป็นเวลา 2-8 ชั่วโมง เพื่อสร้างพาหนะที่บรรทุกเม็ดสีและเกาะติดกับสารตั้งต้น การกระจายตัวจะสลายเม็ดสีที่เกาะกลุ่มกันในฐานบดเข้มข้นที่การโหลดเม็ดสี 20-40% โดยใช้ตัวละลายแรงเฉือนสูงหรือโรเตอร์-สเตเตอร์ที่ทำงานที่ความเร็วปลาย 15-30 ม./วินาที โดยกำหนดเป้าหมายขนาดอนุภาคต่ำกว่า 5-15 ไมโครเมตร และความละเอียดของ Hegman 6-8 การปล่อยให้เจือจางฐานบดจนถึงสูตรสุดท้ายภายใต้การกวนเบาๆ ที่อุณหภูมิ 25-45°C โรงงานจะใช้ทั้งสามอย่างในถังอเนกประสงค์ใบเดียว หรือในปริมาณที่สูงกว่า จะใช้เครื่องปฏิกรณ์เคลือบเงาแบบให้ความร้อนและถังกระจายแรงเฉือนสูงที่แยกจากกัน เนื่องจากหน้าที่ทั้งสองมีข้อกำหนดที่ตรงกันข้าม

1. หน้าที่สามประการและสิ่งที่จำเป็นแต่ละอย่าง

การปรุงสารเคลือบเงา การกระจายตัว และการลดปริมาณลง ต่างก็ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่แตกต่างกัน และทำความเข้าใจว่าเหตุใดจึงอธิบายแผนผังโรงงานทั้งหมดได้:

• วานิชทำอาหาร:สารเคลือบเงาหรือยานพาหนะเป็นสารก่อฟิล์มของหมึกและเป็นตัวกำหนดความมันเงา การยึดเกาะ การแห้ง และรีโอโลจี ทำโดยการละลายเรซินแข็ง เช่น ฟีนอลิกที่ดัดแปลงด้วยโรซิน มาลิก หรือเรซินไฮโดรคาร์บอน ลงในน้ำมันแห้งหรืออัลคิดที่อุณหภูมิ 120-200°C บางครั้งเกิดปฏิกิริยาทางเคมี เช่น เอสเทอริฟิเคชั่น หรือเติมเจลแลนท์อะลูมิเนียมหรือไทเทเนียมเพื่อสร้างโครงสร้าง เครื่องปฏิกรณ์เป็นภาชนะแบบหุ้มฉนวนซึ่งได้รับความร้อนจากน้ำมันความร้อนหรือไอน้ำแรงดันสูง โดยมีคอนเดนเซอร์ไหลย้อนเพื่อส่งตัวทำละลายกลับ ผ้าห่มไนโตรเจนเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการคล้ำ และเครื่องกวนที่สามารถจัดการกับมวลเหนียวที่มีความหนืดได้ เวลาปรุงอาหารคือ 2-8 ชั่วโมง และจุดสิ้นสุดจะถูกกำหนดโดยความหนืด ความสามารถในการละลายหรือความใสบนจานแก้ว และสำหรับสารเคลือบเจล จะพิจารณาจากโครงสร้างของเจลที่กำหนดไว้ แทนที่จะตามเวลาเพียงอย่างเดียว
• พรีมิกซ์และรงควัตถุทำให้เปียก:ก่อนที่จะใช้แรงเฉือนใดๆ เม็ดสีจะต้องเปียก: อากาศและน้ำที่ดูดซับบนพื้นผิวเม็ดสีจะต้องถูกแทนที่โดยยานพาหนะ มิฉะนั้น พลังงานแรงเฉือนจะสูญเปล่าและการกระจายตัวจะไม่เกิดขึ้น การเปียกทำได้ในเครื่องผสมที่มีอัตราการไหลสูงช้า ซึ่งมักเป็นเครื่องผสมแบบดาวเคราะห์หรือแบบผีเสื้อสำหรับหมึกแบบเปียก โดยใช้สื่อที่มีความหนืดต่ำและมีลักษณะการทำให้เปียกที่ดี การโหลดเม็ดสีในพรีมิกซ์นั้นจงใจสูงที่ 20-40% เนื่องจากปริมาณของแข็งสูงจะเพิ่มความหนืด แรงเฉือนจึงส่งผ่านไปยังกลุ่มก้อน ขั้นพรีมิกซ์คือจุดที่ผู้ปฏิบัติงานมักเสียเวลา เนื่องจากการทำให้เปียกไม่เพียงพอไม่สามารถกู้คืนได้จากปลายน้ำ: แบทช์ที่เปียกไม่ดีจะบดเป็นเวลาหลายชั่วโมงโดยไม่ได้ความละเอียด ในขณะที่ส่วนที่เปียกอย่างดีจะบรรลุข้อกำหนดอย่างรวดเร็ว
• การกระจายตัวและการกัด:การกระจายตัวจะสลายกลุ่มที่เปียกชื้นจนกลายเป็นอนุภาคปฐมภูมิ สำหรับหมึกเหลว แผ่นละลายแรงเฉือนสูงที่ทำงานที่ความเร็วปลาย 15-30 ม./วินาที มักจะเพียงพอ และจะทำชุดเสร็จในภาชนะเดียวภายใน 30-90 นาที สำหรับหมึกแบบเพสต์และเม็ดสีประสิทธิภาพสูง ฐานโรงสีจะถูกส่งผ่านโรงสีลูกปัด โรงสีแบบ 3 ลูกกลิ้ง หรือโรงสีสื่อแนวนอน ซึ่งแรงเฉือนจะถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของสื่อการบดมากกว่าโดยโรเตอร์ ทำให้มีการกระจายขนาดอนุภาคที่ละเอียดและแคบกว่ามาก พารามิเตอร์ควบคุมคือการป้อนพลังงานจำเพาะในหน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตัน เวลาคงอยู่ในโรงสีและขนาดสื่อ และเป้าหมายคือขนาดอนุภาคต่ำกว่า 5-15 ไมโครเมตร โดยมีความละเอียดของ Hegman อยู่ที่ 6-8 สำหรับหมึกส่วนใหญ่
• การลดลง การปรับแต่ง และการตกแต่ง:การปล่อยให้เป็นขั้นตอนที่มักถูกประเมินต่ำเกินไป ฐานโรงสีเข้มข้นจะถูกเจือจางด้วยพาหะ ตัวทำละลาย เครื่องทำให้แห้ง และสารเติมแต่งเพิ่มเติมภายใต้การกวนเบาๆ ที่อุณหภูมิ 25-45°C เนื่องจากแรงเฉือนสูงอย่างต่อเนื่องในขั้นตอนนี้สามารถจับตัวเป็นก้อนใหม่ในการกระจายตัวที่พัฒนาแล้ว สลายโครงสร้างทิโซโทรปิก หรือขับไล่ตัวทำละลายที่ระเหยได้ นอกจากนี้ยังเป็นจุดที่มีการปรับคุณสมบัติขั้นสุดท้ายอีกด้วย: ความหนืดของข้อกำหนดเฉพาะของการกด การยึดติด การไหล และสีวิกฤต ซึ่งจับคู่กับมาตรฐานโดยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ และปรับด้วยการเติมสารย้อมสีเล็กน้อย จากนั้น หมึกที่เสร็จแล้วจะถูกกรอง โดยปกติจะผ่านถุงหรือตลับหมึกขนาด 25-100 ไมโครเมตร เพื่อขจัดอนุภาคขนาดใหญ่และจุดเจลที่อาจก่อให้เกิดรอยเส้นหรือการสึกหรอของแผ่นพิมพ์ และเติมภายใต้สภาวะที่ลดผิวหนังและการสูญเสียตัวทำละลาย

2. การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ตามประเภทหมึก

ตระกูลหมึกกว้างสามตระกูลมีความต้องการเครื่องปฏิกรณ์ที่แตกต่างกันมาก:

• วางและหมึกออฟเซต:หมึกพิมพ์ออฟเซ็ตและพิมพ์หินเป็นเนื้อครีมที่มีความหนืดสูง โดยทั่วไปคือ 10-100 Pa·s โดยมีโครงสร้างแบบทิโซโทรปิกและแบบเฉือนบางอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากจะต้องถ่ายโอนผ่านรางลูกกลิ้งโดยไม่ต้องกระเด็นหรือเป็นละออง ดังนั้น เครื่องปฏิกรณ์จึงต้องพัฒนาแรงบิดที่สูงมากที่ความเร็วต่ำ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโรงงานหมึกพิมพ์จึงใช้เครื่องผสมดาวเคราะห์ ใบมีดซิกมาหรือเครื่องนวดแบบแขนคู่ และเครื่องละลายที่ใช้งานหนัก แทนที่จะเป็นเครื่องกวนกังหันมาตรฐาน การขจัดความร้อนมีความสำคัญเนื่องจากพลังงานที่ป้อนเข้าไปมีขนาดใหญ่และเพสต์เป็นตัวนำที่ไม่ดี ดังนั้นภาชนะจึงถูกหุ้มไว้และเครื่องผสมมักจะมาพร้อมกับเครื่องขูดหรือการออกแบบให้มีระยะปิด อุณหภูมิจะอยู่ที่ประมาณ 50-60°C เนื่องจากเรซินและเจลแลนท์จำนวนมากมีความไวต่อความร้อน และเนื่องจากความร้อนที่มากเกินไปในสารเคลือบเงาเจลจะทำลายโครงสร้างที่ทำให้หมึกเกิดการไหลอย่างถาวร
• หมึกของเหลว เฟล็กโซกราฟี และกราเวียร์:หมึกเฟล็กโซกราฟีและกราเวียร์เป็นของเหลวที่มีความหนืดต่ำ โดยทั่วไปคือ 0.05-2 Pa·s และมีทั้งแบบใช้ตัวทำละลายหรือแบบน้ำ เครื่องปฏิกรณ์เป็นถังสแตนเลสแบบมีปลอกหุ้มหรือแบบไม่มีปลอกหุ้มมาตรฐานซึ่งมีตัวละลายแรงเฉือนสูง และกระบวนการนี้เป็นการดำเนินการแบบถังเดียว: ชาร์จยานพาหนะ เติมเม็ดสีภายใต้แรงเฉือนสูง บดหากจำเป็น และปล่อยลง เนื่องจากตัวทำละลายมีความผันผวนและติดไฟได้ ถังจึงต้องปิดหรืออย่างน้อยก็ปิด ต่อสายดินและเชื่อมติด และมักจะได้รับการจัดอันดับสำหรับช่องระบายอากาศแรงดันต่ำหรือเชื่อมต่อกับระบบการนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่ รุ่นน้ำต้องใช้การควบคุมโฟมและจุดจ่ายสารลดฟองแทน หมึกเหลวสูตรน้ำมีข้อกำหนดเพิ่มเติม: เอมีนที่ใช้ในการละลายเรซินจะระเหยในระหว่างการอบแห้ง ดังนั้นปริมาณ pH และเอมีนจะถูกควบคุมในเครื่องปฏิกรณ์และติดตามตลอดการทำงาน
• พลังงานที่สามารถรักษาได้และหมึก UV:หมึกยูวีและลำแสงอิเล็กตรอนเป็นสูตรของแข็ง 100% ที่สร้างขึ้นจากโอลิโกเมอร์ โมโนเมอร์ที่ทำปฏิกิริยา และตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงซึ่งจะรวมตัวกันภายในไม่กี่วินาทีเมื่อสัมผัสกับแสง UV ข้อกำหนดของเครื่องปฏิกรณ์ไม่ปกติ: ไม่มีตัวทำละลายถูกกำจัดออก ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีคอลัมน์การกลั่น แต่ต้องรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่าประมาณ 60-70°C ตลอดเนื่องจากโอลิโกเมอร์และโมโนเมอร์ที่ผสมกันสามารถเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันด้วยความร้อน และแบทช์จะต้องได้รับการปกป้องจากแหล่งกำเนิดแสงใดๆ ที่สามารถเริ่มต้นการบ่มได้ เรือจึงถูกหุ้มไว้เพื่อระบายความร้อน โดยติดตั้งด้วยแว่นสายตาสีเหลืองอำพันหรือทึบแสงและมีฝาปิดทุกช่องเปิด และมักติดตั้งระบบล็อคอุณหภูมิ การกวนอยู่ในระดับปานกลาง เนื่องจากสูตรเหล่านี้มีความหนืดต่ำถึงปานกลาง และขั้นตอนสำคัญคือลำดับของการเติมและการละลายตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงอย่างสมบูรณ์ ซึ่งอาจใช้เวลา 30-90 นาที
• วัสดุ การทำความสะอาด และการเปลี่ยนสี:โรงงานหมึกผลิตสูตรหลายร้อยสูตรและมีสีหลายสิบสี ดังนั้นการพิจารณาทางเศรษฐกิจที่สำคัญคือการเปลี่ยนแปลง สแตนเลส 316L ที่มีการขัดเงาหรือขัดเงาด้วยไฟฟ้าเป็นมาตรฐาน และเหล็กเคลือบแก้วใช้สำหรับระบบที่เป็นกรดหรือมีเม็ดสีสูง การออกแบบเพื่อการทำความสะอาดหมายถึงโครงสร้างที่ปราศจากรอยแยก วาล์วด้านล่างแบบฝังเรียบ ไม่มีขาตายภายใน บอลสเปรย์สำหรับทำความสะอาดในสถานที่ และในโรงงานหลายแห่ง ระบบนำตัวทำละลายกลับคืนมาโดยเฉพาะ เนื่องจากตัวทำละลายที่ใช้ในการทำความสะอาดเป็นกระแสขยะเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุด ผู้ผลิตหลายรายอุทิศภาชนะตามตระกูลสี โดยแยกสีดำ สีขาว และสีของกระบวนการออกจากกัน เนื่องจากการทำความสะอาดอย่างละเอียดไม่สามารถลบร่องรอยทั้งหมดออกจากร่องปะเก็นได้ และเนื่องจากจุดสีดำในหมึกสีขาวถือเป็นชุดที่ถูกปฏิเสธแทนที่จะเป็นข้อบกพร่องเล็กน้อย

เมทริกซ์เปรียบเทียบขั้นตอนการผลิตหมึก

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: เครื่องปฏิกรณ์แบบเคลือบเงาและถังกระจายตัวแตกต่างกันอย่างไร

ตอบ: เครื่องปฏิกรณ์แบบเคลือบเงาคือภาชนะหุ้มด้วยความร้อน ซึ่งปรุงเรซินให้เป็นน้ำมันหรือตัวทำละลายที่อุณหภูมิ 120-200°C โดยใช้คอนเดนเซอร์ไหลย้อน ผ้าห่มไนโตรเจน และเครื่องกวนความเร็วปานกลาง หน้าที่ของมันคือการสลายตัวและบางครั้งก็เกิดปฏิกิริยาทางเคมี และตัวขับเคลื่อนการออกแบบคือการป้อนความร้อน การไหลย้อนของตัวทำละลาย และการป้องกันการเกิดออกซิเดชัน ถังกระจายตัวเป็นภาชนะรับแรงเฉือนสูงที่ทำงานที่อุณหภูมิ 30-60°C โดยมีจานละลายหรือโรเตอร์-สเตเตอร์ที่มีความเร็วปลาย 15-30 เมตร/วินาที และหน้าที่ของมันคือทางกายภาพล้วนๆ คือ ทำลายเม็ดสีที่เกาะกลุ่มกันจนถึงอนุภาคปฐมภูมิ ทั้งสองสิ่งนี้ตรงกันข้ามกันในเกือบทุกประการ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพืชที่มีปริมาณมากจึงแยกพวกมันออกจากกัน และเหตุใดภาชนะที่รวมกันจึงประนีประนอมอยู่เสมอ การจัดวางภาชนะอเนกประสงค์แบบเดี่ยวเหมาะสมสำหรับโรงงานขนาดเล็กที่มีการดำเนินงานระยะสั้นจำนวนมาก เรือเฉพาะจะชนะทันทีที่ปริมาณเหมาะสม

ถาม: เหตุใดการกระจายตัวของเม็ดสีจึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตหมึก

ตอบ: เนื่องจากความเข้มของสี ความเงา ความโปร่งใส และความเสถียรของหมึกล้วนถูกกำหนดโดยการกระจายตัวของเม็ดสีอย่างสมบูรณ์ เม็ดสีถูกผลิตขึ้นในลักษณะจับตัวเป็นก้อนขนาด 10-100 ไมโครเมตร แต่คุณสมบัติทางแสงของมันจะพัฒนาก็ต่อเมื่อเม็ดสีเหล่านั้นถูกแยกย่อยเป็นอนุภาคปฐมภูมิขนาด 0.05-1 ไมโครเมตรเท่านั้น หมึกที่กระจายตัวน้อยเกินไปจะมีความแข็งแรงของสีต่ำกว่า ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เม็ดสีมากขึ้นสำหรับเฉดสีเดียวกัน และมีความมันเงาต่ำ เนื้อสัมผัสหยาบที่ติดแผ่นพิมพ์ และมีแนวโน้มที่จะตกตะกอนในกระป๋อง การกระจายตัวมากเกินไปก็เป็นไปได้เช่นกัน: แรงเฉือนอย่างต่อเนื่องหลังจากการกระจายตัวได้รับการพัฒนาสามารถทำลายอนุภาคปฐมภูมิ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสี หรือสามารถจับตัวเป็นก้อนใหม่ผ่านการชนกัน นี่คือเหตุผลว่าทำไมการกระจายตัวจึงถูกตรวจสอบโดยเกจความละเอียดของ Hegman ในระหว่างการทำงาน และหยุดทันทีที่ถึงข้อกำหนด แทนที่จะทำการบดตามเวลาที่กำหนด

ถาม: ความละเอียดของ Hegman คืออะไร และหมึกควรมีค่าเท่าใด

ตอบ: ความละเอียดของ Hegman คือการวัดอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในการกระจายตัวอย่างรวดเร็วในพื้นที่ทำงาน ซึ่งได้มาจากการวาดตัวอย่างลงในบล็อกเหล็กชุบแข็งที่มีร่องเรียว ตั้งแต่ 100 ไมโครเมตรที่ปลายลึกไปจนถึงศูนย์ที่ปลายตื้น และอ่านจุดที่อนุภาคหรือรอยขีดข่วนปรากฏขึ้นครั้งแรก มาตราส่วนเริ่มจาก 0 ถึง 8 โดยที่ตัวเลขที่สูงกว่าหมายถึงปลีกย่อย หมึกพิมพ์ส่วนใหญ่กำหนดเป้าหมายที่ 6 ถึง 8 ซึ่งสอดคล้องกับขนาดอนุภาคสูงสุดที่ต่ำกว่าประมาณ 15-25 ไมโครเมตร โดยมีหมึกกราเวียร์และหมึกอิงค์เจ็ทละเอียดที่ด้านบนของช่วงและหมึกกรองหยาบต่ำกว่า การทดสอบนี้มีคุณค่าเนื่องจากใช้เวลาประมาณหนึ่งนาทีและไม่จำเป็นต้องเตรียมตัวอย่าง ดังนั้นจึงสามารถใช้เพื่อหยุดโรงสีในช่วงเวลาที่เหมาะสมได้ โดยปกติแล้วจะมีการสำรองโดยการเลี้ยวเบนของเลเซอร์เพื่อการกระจายขนาดอนุภาคเต็มรูปแบบ และโดยการวัดสีสเปกโตรโฟโตเมตริกเพื่อการปล่อย

ถาม: อะไรทำให้เกิดความผันแปรของหมึกพิมพ์แบบกลุ่มต่อชุด

ตอบ: สาเหตุ 5 ประการ เรียงตามความถี่ การเปลี่ยนแปลงของเม็ดสี: ปริมาณการผลิตที่แตกต่างกันของเม็ดสีเดียวกันอาจแตกต่างกันในขนาดอนุภาค ในการเตรียมพื้นผิว และในที่ร่ม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเม็ดสีที่เข้ามาจึงมีคุณสมบัติตามเกณฑ์การดึงออกมาตรฐาน แทนที่จะยอมรับในใบรับรองเพียงอย่างเดียว พลังงานการกระจายตัว: พลังงานจำเพาะที่ป้อนเข้าเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตันและความเร็วของทิปส่งผลต่อขนาดอนุภาคสุดท้าย ดังนั้นโรงสีที่สึกหรอหรือขนาดแบทช์ที่แตกต่างจากมาตรฐาน จะเปลี่ยนผลลัพธ์แม้ว่าสูตรจะเหมือนกันก็ตาม การสูญเสียตัวทำละลายและระเหย: การระเหยระหว่างการกระจายตัวเป็นเวลานานหรือร้อนจะเปลี่ยนปริมาณของแข็ง ส่งผลให้ความหนืดและความเข้มของสีเปลี่ยนไป การชั่งน้ำหนักและลำดับการเติม: ข้อผิดพลาดเล็กน้อยในประจุเม็ดสีทำให้เกิดความแตกต่างของสีที่มองเห็นได้ และลำดับที่เรซิน ตัวทำละลาย และสารเติมแต่งรวมกันจะส่งผลต่อการเปียกและความเสถียร และอุณหภูมิ ซึ่งส่งผลต่อความหนืด อัตราการเปียก และในหมึกสูตรน้ำ ความสมดุลของเอมีนและ pH