インクジェット用インクの製造
バーコードやロット番号の印刷、使用期限印刷やその他の表示印刷のために、製薬や食品その他の産業でインクが使用されています。インクの粘度はおよそ2~30cp(センチポ アズ)で、配合は印字方法や用途によって異なります。ノンインパクト印刷の主な2つの方法は次の通りです:
- CIJ コンティニュアス型
連続的に押し出されるインク滴は選択的に電極によって電荷が加えられ、印字の必要に応じて偏向電極で軌道を曲げられて基材に到達するか、回収口に吸い込まれ、インクタンクに戻されます。インクは染料やメチルエチルケトンやアルコールなどの揮発性溶剤によって導電で速乾性があります。金属やプラスチック、ガラスなどの非吸収性の基材に使用されます。 - DOD オンデマンド型
家庭用のバブルジェットプリンターの原理と同じで、プリントヘッドに複数の小さなインクジェットノズルがついており、印字時に必要に応じて個々が必要な量のインク滴を吐出します。水やグルコール系のインクと染料、顔料が使用されます。紙や板紙などの吸収性のある面への印刷に使用されます。
プロセス
インクには、レジン、ポリマー、可塑剤、染料、顔料などを含むさまざまな原材料が含まれており、粉体、液体(水性あるいは有機溶剤に予備分散)、小片などの形態があります。次の工程条件を満たす必要があります:
- 最終製品は安定していて、凝集がなく均一で、インクジェットのノズルが詰まらないように液滴はサブミクロンまで細粒化する必要がある
- 揮発性有機化合物(VOC)排出量を抑えなければいけない
粉体や小片状の原材料を使用する場合には、さらに次の要素も考慮に入れる必要があります:
- 液面に浮く傾向のある重量の軽い粉体を液中に取り込み、また高密度の固形分がタンクの底部に沈殿しないよう、ミキサーでタンク内に大きな流動を作る必要がある
- 顔料を使用する場合には顔料はあらかじめ細粒化されているために粉砕は不要だが、粒子の凝集分解および構成素までの細分化が必要となる
課題
従来のアジテーターではいくつかの課題が発生します:
- ある種の材料はベースの液に加えた時に凝集してしまい、アジテーターでは分解できない
- レジンとポリマー片・小球は溶解するまで溶剤の中で混合されるが、溶解するまで長時間を要する
- タンク内の流動が乏しいとタンク内壁に浮垢の線ができ、高密度の固形分がタンク底部に凝集・堆積し、従来のアジテーターでは分散ができない
- 粒子を十分に小さくするためにコロイドミルなど、他の設備が必要になる場合がある
ソリューション
シルバーソンミキサーを使用することで工程時間が大幅に短縮され、製造の中間工程を省くことが可能になります。動作の原理は次の通りです:
Stage 1
タンクに溶剤を入れ、ミキサーを始動します。顔料、レジン小片、ポリマーや他の材料を投入します。ローターの高速回転によって強力な吸引が生まれ、液と固形分をワークヘッド内に引き込みます。
Stage 2
遠心力によって材料がワークヘッドの外側に向かって押し出される際、ローターとステーターの間のクリアランス部で粉砕がかけられ、固形分と凝集が分解・分散されます。その後材料は高速で混合液中に押し出されます。
Stage 3
新しい材料が連続的にワークヘッド内に引き込まれます。ワークヘッドを通過する毎に段階的に粒子径が小さくなり、溶剤に触れる面積が増えていき、溶解が促進しされます。
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Stage 1
Stage 1
タンクに溶剤を入れ、ミキサーを始動します。顔料、レジン小片、ポリマーや他の材料を投入します。ローターの高速回転によって強力な吸引が生まれ、液と固形分をワークヘッド内に引き込みます。
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Stage 2
Stage 2
遠心力によって材料がワークヘッドの外側に向かって押し出される際、ローターとステーターの間のクリアランス部で粉砕がかけられ、固形分と凝集が分解・分散されます。その後材料は高速で混合液中に押し出されます。
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Stage 3
Stage 3
新しい材料が連続的にワークヘッド内に引き込まれます。ワークヘッドを通過する毎に段階的に粒子径が小さくなり、溶剤に触れる面積が増えていき、溶解が促進しされます。
メリット
- 工程時間を劇的に短縮
- 粉体を液中にすばやく取り込み混合
- 場合によってはこれまでのミル粉砕工程を省くことが可能
- 強力な剪断効果で頑強な凝集体を分解できる
- 工程時間の短縮により溶剤の排出を低減できる
処理量や原材料に応じてシルバーソンミキサーのラインナップから最適なミキサーを選択します:
インライン型ハイシアミキサー
- 大きい処理量に対応
- ミキサー、配管、タンクによってシールドされ、溶剤放出を抑制
- 既存の設備への取り付けが容易
- セルフポンプ効果
- CIP洗浄に対応した設計
- 多岐管から液体材料を直接ラインに投入可能
