Лако-красочные материалы — производство

Наиболее распространенным методом производства густотер­тых красок для плоскопечатных машин. высокой и офсетной печати является диспергирование предварительно приготовленного замеса сухих компонентов краски в связующем с добавками различных вспомогательных веществ, улучшающих печатно-технические свой­ства краски (схема, стр. 121). Этот процесс проводится по техно­логической схеме, приведенной на рис. 23, и делится на следую­щие основные стадии: приготовление замеса краски; вызревание замеса; диспергирование; расфасовка.

Приготовление замеса краски производится в мощных лопаст­ных или планетарных смесителях. Компоненты юраски — пигмент, наполнитель, связующее, сиккативы — подаются в смеситель и пе­ремешиваются до однородной массы, обеспечивающей равномер­ное и полное смачивание пигмента связующим. Хорошее смачи­вание пигмента связующим необходимо для облегчения дальней­шего диспергирования красок до требуемых размеров частиц. До­полнительное смачивание пигмента может быть достигнуто на ста-

4

Вызревание замеса

І

Диспергирование

І

Рис. 24. Трехвалковая краскотерочная машина

Дни выз-ревания краски, которое заключается в выдерживании за­меса в течение 12—24 ч перед диспергированием. Получаемый та­ким образом замес поступает на трехвалковую краскотерочную машину (рис. 24). Перетир краски продолжают до получения необходимой степени дисперсности, после чего проверяют соответ­ствие основных показателей краски (интенсивность, оттенок, вяз­кость) техническим условиям и при необходимости производят, их корректировку. Готовую краску расфасовывают в банки, марки­руют и после анализа ОТК сдают на -склад. Несмотря на то что описанная технологическая схема производства красок является классической и принята на действующих заводах, она имеет ряд недостатков. Основные недостатки следующие:

1. Характер смачивания, определяемый физико-химическими свойствами компонентов краски, и в первую очередь пигмента, не­одинаков для каждого вида краски, что практически требует инди­видуального подхода к тому или иному типу краски и вызывает ряд технологических затруднений. Так, основной пигмент черных красок — сажа — очень плохо смачивается связующим, сажевые агрегаты не разрушаются в стадии замеса. Большие затруднения вызывают краски на основе смеси пигментов. Различное смачива­ние пигментов связующим обусловливает неравномерное их дис­пергирование, что приводит к изменению колористических свойств красок. Из-за различного характера смачивания одни пигменты в процессе диспергирования способствуют повышению вязкости кра — 122 сок, другие, наоборот, снижают ее. Все вышеперечисленные фак­торы приводят к увеличению времени диспергирования красок и (необходимости корректировок в процессе изготовления, и в конеч­ном счете к искажению рецептуры и рабочих свойств красок.

2. Использование в процессе изготовления краски сухого пиг­мента обусловливает необходимость ведения сложной и трудо­емкой операции диспергирования. Хорошо известно, что в процес­се синтеза пигмента образуется так называемая первичная струк­тура, обладающая оптимальными колористическими и рабочими свойствами. Размер частиц первичной структуры пигмента состав­ляет 0,01—0,1 мкм.

Однако на дальнейших стадиях (фильтрация, промывка, суш­ка) образуются более крупные агрегаты — так называемая вторич­ная структура, имеющая в зависимости от параметров производ­ства различные свойства: величину частиц, жесткость и т. д. Раз­рушению этой вторичной структуры и служит стадия диспергиро­вания краски.

Чем лучше омачивание пигмента связующим, тем слабее при­тяжение между первичными частицами пигмента, тем легче про­исходит егс диспергирование. Однако полное устранение этой стадии, обеспечивающее оптимальные условия производства стан­дартных по качеству красок, достигается путем использования не

Сухих пигментов, а других выпускных форм, создающих сохран­ность первичной структуры и препятствующих образованию агло­мератов. В этом смысле более эффективна технология производ­ства густотертых красок через полуфабрикаты (рис. 25 и схема на стр. 125).

Рецептура полуфабриката составляется таким образом, чтобы наиболее полно использовать технические возможности замесочного и диспергирующего оборудования. Входящее в состав полуфабри­ката — связующее — раствор твердой смолы в льняном масле с до­бавкой высоковязкого алкида— обеспечивает максимальное сма­чивание уже на — стадии приготовления замеса. Рецептура полу­фабриката является универсальной, т. е. на ее основе можно приготовить краски любого типа: для высокой, плоской, ротацион­ной, листовой печати, а также краски с повышенны-м блеском, быстрозакрепляющиеся и др.

Замес полуфабриката подвергается диспергированию, причем вязкость его значительно выше вязкости краски, что обеспечивает -максимальное повышение производительности краскотерочных ма­шин: эффект диспергирования увеличивается пропорционально повышению вязкости. Продиспергированный полуфабрикат в за­висимости от назначения краски разбавляют различными связую­щими и добавками. Так, например, при изготовлении краски для ротационных машин добавляют раствор твердой смолы в мине­ральном масле.

Рассматриваемая схема производства красок достаточно проста и аффективна в отношении повышения производительности труда, однако ее использование требует увеличения производственных площадей и состава оборудования, что не всегда возможно.

Технологический процесс изготовления густотертых печатных красок значительно упрощается при использовании водных паст пигментов, так как этот метод позволяет избежать стадии сушки пигментов, образования пигментных агломератов, что значительно улучшает колористические свойства — интенсивность и чистоту тона.

Производство красок с использованием водных паст пигментов заключается в смешении пасты со специально подобранным свя­зующим и поверхностно-активным веществом. В результате пере­мешивания компонентов и действия поверхностно-активного веще­ства происходит обращение фаз с образованием эмульсии масло— вода. Из-за снижения поверхностного натяжения на границе фаз происходит слипание отдельных частиц масляной суспензии пиг­мента и отделение водной фазы. Воду из смесителя сливают, а в нем остается краска, практически не требующая диспергирования. Этот процесс позволяет не только улучшить колористические и пе­чатно-технические свойства красок, но и значительно снизить тру­доемкость и энергоемкость их производства.

Несмотря на эффективность, метод отбивки воды из водных паст пигментов не нашел широкого практического применения в

4.

Производстве печатных красок. Это объясняется, в первую очередь, тем, что стоимость транспортировки водных паст, содержащих до 80—85% влаги, к месту их переработки довольно высока. Кроме того, недостаточная морозоустойчивость водных паст приводит к осложнениям процесса отбивки и его нестабильности.

Наиболее приемлемым вариантом является переработка водных. ласт пигментов на месте их изготовления. Однако необходимость использовать большой ассортимент связующих, изменять рецеп — туру красок с целью улучшения их качества требует в этом случае четкой координации между изготовителями пигментов и изгото­вителями красок, постоянного изменения состава сырья, что в большинстве случаев весьма сложно.

Выше говорилось о том, что сажа — основной пигмент при из­готовлении черных красок — обладает рядом специфических осо­бенностей, значительно затрудняющих производство. В частности, структура сажи — агломераты из цепочек первичных частиц с ад­сорбированными на их поверхности газообразными продуктами — обусловливает плохое смачивание пигмента связующим на стадии замеса, вызывает серьезные затруднения при диспергировании и, хак следствие, изменение рабочих свойств краски (консистенции, текучести).

Новый метод изготовления черных красок через полуфабрикат в значительной степени позволяет избежать этих трудностей. Схе­ма изготовления замеса сажи в связующем отличается от схемы, принятой для цветных красок. Операция замеса заключается в предварительном смачивании сажи водой с добавкой изопропило­вого спирта, снижающего поверхностное натяжение на границе вода—сажа, с дальнейшей отбивкой воды связующим, используе­мым в производстве цветного полуфабриката.

Этот метод позволяет получить большой эффект на стадии дис­пергирования: для получения краски со степенью перетира 5— 10 мкм достаточно одного-двух прогонов ее через вальцы краско­терочной машины, тогда как при механическом смешении компо­нентов степень перетира краски 15—20 мкм достигается после трех-четырех прогонов ее через вальцы краскотерочной машины.

Метод предварительного смачивания не только облегчает дис­пергирование красок на оонове сажи, но и способствует повыше­нию производительности оборудования, улучшению печатно-тех­нических свойств красок: текучести, раскатно-накатных свойств, блеска.