UV印刷インクおよび顔料ペーストの分散：温度制御式三本ロールミル

UV硬化型印刷インキ（UVオフセット印刷、UVフレキソ印刷、UVスクリーン印刷用配合を含む）は、ペースト加工において最も要求の厳しい用途の一つである。
これらのシステムは、反応性アクリルオリゴマー、モノマー、および光開始剤に分散された高濃度の顔料（多くの場合、有機または無機顔料が15%から30%）を組み込んでいる。
高速印刷機において、優れた光学濃度、高い光沢、鮮明なドット再現性を実現するには、顔料凝集体を5ミクロン以下に粉砕する必要がある。
SMIDA社は、UVインクを分散させるために必要な強力な層流せん断力を実現し、モノマーの早期重合を誘発しない、高精度で内部水冷式の3本ロールミルを設計しています。

UVインクの粉砕における根本的な課題は、せん断によって発生する熱である。
反応性アクリレートモノマーおよびフリーラジカル光開始剤は、45～50℃を超える温度上昇に対して化学的に敏感であり、工場内でのゲル化やバッチの不良を引き起こす可能性がある。
標準的な非冷却式ミルや冷却性能の低いビーズミルでは、高粘度インクベースが過熱することがよくあります。
本技術記事では、精密なギャップ制御、内部中空冷却ローラーの設計、およびバランスの取れたスクレーパーの取り出し機構が、UVインクにとって最適な処理条件をどのように実現するかを解説します。

UVモノマーの熱感受性を克服する

酸化や蒸発によって乾燥する従来の溶剤系インクや鉱物油系インクとは異なり、UVインクは揮発性溶剤を一切含まず、100%反応性固体のままです。
高粘度オリゴマーが狭いローラーニップを通過する際、強い機械的せん断力によってかなりの摩擦熱が発生する。
表面温度が光開始剤または熱安定剤の活性化閾値を超えると、ローラー表面で局所的なポリマー鎖の架橋が始まる。
SMIDA社の3本ロールミルは、中空の合金鋼またはセラミック製のローラーに二重回路の回転式給水継手を取り付け、冷水（12～18℃）を循環させることで、内側のロールで即座に熱を吸収します。

微細有機顔料およびカーボンブラックの脱凝集

フタロシアニンブルー、キナクリドンマゼンタ、ジアリライドイエロー、および高構造カーボンブラックは、密で凝集性の高い凝集体を形成する。
三本ロールミルでは、インクペーストは低速、中央、高速のロール間を移動する際に、高い速度勾配（1:3:9の比率）を受ける。
この層流速度差によって高い伸長応力とせん断応力が発生し、顔料表面をモノマー溶媒で濡らし、凝集体をきれいに分解する。
2～3回の校正済み通過で、粒子サイズは一貫してヘグマン7.5～8（3～5ミクロン未満）まで低下する。

スクレーパーナイフの選択とローラー表面の保護

高粘度UVインクの吐出には、ローラー表面を傷つけることなく、エプロンローラーからスムーズかつきれいにインクを排出す​​ることが必要です。
従来のバネ鋼製の刃は、合金製のローラーにきつく締め付けすぎると、微細な傷跡を残すことがあります。
UVインク処理には、SMIDAは、正確な面取り角度に研磨された硬化炭素鋼または高密度複合ポリマー製のスクレーパーブレードを推奨しています。
バランスの取れたスクレーパーホルダーにより、ローラー全長にわたって均一な接触圧力が確保され、局所的な高温箇所を生じることなく、粘着性のあるインクペーストをきれいに回収します。

UVインクのミリング操作パラメータ

よくある質問

UVインクが製紙工場のローラー上で皮膜を形成したり、粘度が高くなったりするのはなぜですか？

表面の硬化は、表面温度の上昇によってフリーラジカル開始剤が活性化されること、または機械周辺の強い紫外線照射によって引き起こされます。
ローラー表面温度を冷水循環によって40℃以下に保ち、圧延機を直射日光や高輝度紫外線ランプから保護してください。

3本ロールミルは、メタリックUVインク（ブロンズやアルミニウムのフレーク）に対応できますか？

はい、しかし、オペレーターは、金属片を粉々に砕いて鈍い粉末にすることなく添加剤を分離するために、より広いギャップ（通常20～30ミクロン）に調整する必要があります。
慎重なギャップ調整により、美しい金属光沢を保ちながら、滑らかなインクの転写を実現します。

SMIDAでUVインク生産を拡大

高品質のUVインクを製造するには、強力なせん断分散と厳密な温度制御のバランスが取れた装置が必要となる。
SMIDA社は、CE、ISO 9001、ISO 14001、およびISO 45001規格の認証を受けた、工場直送の三本ロールミルと遊星遠心ミキサーを製造しています。
お客様独自のインク配合に関する試作運転をご希望の場合は、弊社の深圳エンジニアリングチームまでご連絡ください。