Дисперсия УФ-печатных красок и пигментной пасты: трехвалковая прокатка с регулируемой температурой.
УФ-отверждаемые печатные краски, включая составы для УФ-офсетной, УФ-флексографической и УФ-трафаретной печати, представляют собой одну из наиболее сложных областей применения в процессе обработки пастами.
В этих системах используется высокая концентрация пигментов (часто от 15% до 30% органических или неорганических пигментов), диспергированных в реактивных акриловых олигомерах, мономерах и фотоинициаторах.
Для достижения высокой оптической плотности, высокого блеска и четкого воспроизведения точек на высокоскоростных печатных машинах пигментные агломераты должны быть измельчены до размера менее 5 микрон.
Компания SMIDA разрабатывает высокоточные трехвалковые мельницы с внутренним водяным охлаждением, которые обеспечивают интенсивное ламинарное сдвиговое воздействие, необходимое для диспергирования УФ-чернил без преждевременной полимеризации мономеров.
Основная проблема при фрезеровании УФ-чернил заключается в выделении тепла, вызванного сдвиговыми напряжениями.
Реакционноспособные акрилатные мономеры и свободнорадикальные фотоинициаторы химически чувствительны к скачкам температуры выше 45–50 °C, что может вызывать гелеобразование в процессе помола и порчу партий продукции.
Стандартные неохлаждаемые мельницы или мельницы с шариковыми помпами, плохо охлаждаемые водой, часто перегревают чернильные основы высокой вязкости.
В этой технической статье объясняется, как точный контроль зазоров, конструкция внутреннего полого охлаждающего ролика и сбалансированный скребковый механизм обеспечивают оптимальный технологический диапазон для УФ-красок.
Преодоление термочувствительности УФ-мономеров
В отличие от обычных чернил на основе растворителей или минеральных масел, которые высыхают за счет окисления или испарения, УФ-чернила не содержат летучих растворителей и остаются на 100% реакционноспособными твердыми веществами.
При прохождении высоковязких олигомеров через узкие зазоры роликов интенсивное механическое сдвиговое воздействие генерирует значительное количество тепла, выделяемого при трении.
Если температура поверхности превышает пороговое значение активации фотоинициаторов или термостабилизаторов, локализованные полимерные цепи начинают сшиваться на поверхности валика.
В трехвалковых мельницах SMIDA используются полые валки из легированной стали или керамики, оснащенные двухконтурными вращающимися водяными муфтами, в которых циркулирует охлажденная вода (12–18 °C) для немедленного поглощения тепла внутренней оболочкой.
Деагломерация мелкодисперсных органических пигментов и технического углерода
Фталоцианиновые синие, хинакридоновые пурпурные, диарилидные желтые и высокоструктурные сажи образуют плотные, сплоченные агломераты.
В трехвалковой мельнице чернильная паста испытывает высокий градиент скорости (соотношение 1:3:9) при перемещении между медленными, центральными и быстрыми валками.
Эта разница скоростей ламинарного потока создает высокие напряжения растяжения и сдвига, которые смачивают поверхности пигментов мономерным связующим веществом и чисто разрушают кластеры.
После двух-трех калиброванных проходов размер частиц стабильно снижается до значений по шкале Хегмана 7,5–8 (менее 3–5 микрон).
Выбор скребкового ножа и защита поверхности ролика
Для нанесения УФ-чернил высокой вязкости необходимо обеспечить плавное и чистое снятие краски с валика без повреждения его поверхности.
Традиционные лезвия из пружинной стали могут оставлять микроскопические царапины, если их слишком сильно прижать к роликам из сплава.
Для обработки УФ-чернилами компания SMIDA рекомендует использовать скребки из закаленной углеродистой стали или высокоплотного композитного полимера, заточенные под точные углы скоса.
Сбалансированные держатели скребков обеспечивают равномерное контактное давление по всей длине валика, чисто собирая липкую чернильную пасту без локальных перегревов.
Рабочие параметры фрезерования с использованием УФ-чернил
Параметры процесса | Целевой рабочий диапазон | Преимущества инженерного проектирования SMIDA |
Максимальная температура суспензии | при температуре ниже 40–45 °C во время активного сдвига | Двойные вращающиеся каналы водяного охлаждения |
Целевая тонкость Хегмана | менее 5 мкм (Хегман 7,5–8,0) | Повторяемая регулировка зазора на микронном уровне |
Диапазон вязкости | от 5000 до >100 000 мПа·с | Жесткая чугунная рама предотвращает деформацию зазора. |
Количество проходов | 2-3 последовательных прохода | Высокая эффективность деагломерации за один проход |
Материал для съемного ножа | Прецизионно шлифованная сталь / композит | Равномерное давление ножа предотвращает образование насечек на валике. |
Часто задаваемые вопросы
Почему УФ-чернила иногда образуют пленку или загустевают на вальцах мельницы?
Образование корки на поверхности происходит из-за чрезмерной температуры, активирующей инициаторы образования свободных радикалов, или интенсивного ультрафиолетового излучения, окружающего оборудование.
Поддерживайте температуру поверхности валков ниже 40 °C с помощью циркуляции охлажденной воды и защищайте мельницу от прямых солнечных лучей или мощных ультрафиолетовых ламп.
Может ли трехвалковая мельница обрабатывать металлизированные УФ-чернила (с добавлением бронзовых или алюминиевых хлопьев)?
Да, но операторам необходимо калибровать более широкие зазоры (обычно 20–30 микрон), чтобы предотвратить агломерацию добавок без превращения металлических хлопьев в тусклый порошок.
Тщательная калибровка зазоров сохраняет великолепный металлический блеск, обеспечивая при этом плавное нанесение чернил.
Увеличьте производство УФ-чернил с помощью SMIDA.
Для производства высококачественных УФ-чернил требуется оборудование, которое обеспечивает баланс между агрессивным диспергированием при сдвиге и строгим регулированием температуры.
Компания SMIDA производит трехвалковые мельницы и планетарные центробежные смесители, поставляемые напрямую с завода и сертифицированные по стандартам CE, ISO 9001, ISO 14001 и ISO 45001.
Свяжитесь с нашей инженерной командой в Шэньчжэне, чтобы организовать пробные запуски ваших фирменных чернильных составов.
