نحوه تولید رنگ: راهنمای گام به گام روند تولید رنگ

یک مدیر کارخانه رنگ در نینگبو گزارش تولید هفته قبل را باز کرد و یک مشکل آشنا پیدا کرد: دسته 2417 و دسته 2418 از فرمول یکسان، مقدار رنگدانه های مشابه و سوابق فرآیندی مشابه استفاده کردند، با این حال برداشت از دسته 2418 قدرت رنگ کمتر و آسیاب درشت تر را نشان داد. مشکل از مواد تشکیل دهنده نبود. این روشی بود که مراحل پراکندگی و رها کردن اجرا شد.

تولید رنگ یک توالی کنترل شده از پراکندگی، ترکیب، آزمایش و پر کردن است. هنگامی که هر مرحله با تجهیزات و پارامترهای فرآیند صحیح انجام شود، یک پوشش پایدار و سازگار به دست می آید. این مقاله توضیح می‌دهد که چگونه رنگ در یک کارخانه تجاری معمولی تولید می‌شود، کدام مراحل فرآیند مهم‌تر است و چه تجهیزات اختلاط و ذخیره‌سازی در هر نقطه بهترین کار را دارد.

ساخت رنگ در یک نگاه: چهار مرحله کنترل شده

چه یک کارخانه رنگ های معماری، پرایمرهای صنعتی یا پوشش های خودرو تولید کند، توالی تولید از همان ساختار پیروی می کند. چهار مرحله زیر تقریباً در هر فرآیند تولید رنگ ظاهر می شود.

جدول بالا جریان کلی را خلاصه می کند. بخش‌هایی که در ادامه می‌آیند، هر مرحله را با توجه ویژه به تصمیم‌گیری‌های تجهیزاتی که بر سازگاری دسته به دسته تأثیر می‌گذارند، توضیح می‌دهند.

مرحله 1: پراکندگی رنگدانه

رنگدانه ها به صورت پودرهای ریز به کارخانه رنگ می رسند، اما ذرات اولیه به طور طبیعی در آگلومراها جمع می شوند. در حالت تحویل، این خوشه ها معمولا اندازه گیری می کنند 50-100 میکرون یا بیشتر . در یک رنگ تمام شده، ذرات رنگدانه معمولاً باید تا حد کاهش یابد برد 15-30 میکرون و گاهی اوقات برای پرداخت های براق بسیار ظریف تر است.

پراکندگی فرآیند مکانیکی است که آن توده ها را از هم جدا می کند. این شامل سه چیز است که در آن واحد اتفاق می‌افتد: خیس کردن سطح رنگدانه با محلول بایندر، اعمال برش برای جدا کردن خوشه‌ها، و تثبیت ذرات جدا شده به طوری که در طول بقیه فرآیند دوباره تجمع نکنند.

میکسر صنعتی برش بالا برای پراکندگی رنگدانه این میکسر از یک موتور با گشتاور بالا و دیسک پراکندگی تخصصی برای شکستن آگلومره های رنگدانه استفاده می کند و رنگ ثابت و صافی را در کاربردهای رنگ و پوشش با محتوای جامد بالا تضمین می کند. مشاهده محصول →

یک میکسر روتور-استاتور انرژی مکانیکی مورد نیاز برای این مرحله را فراهم می کند. روتور با سرعت بالایی در داخل یک استاتور ثابت می‌چرخد و سرعت نوک را تقریباً تولید می‌کند 20-50 متر بر ثانیه . دوغاب به داخل استاتور کشیده می‌شود و با سرعت بالا بیرون می‌رود و نیروهای برشی و برخورد هیدرولیکی ایجاد می‌کند که آگلومره‌ها را به ذرات رنگدانه منفرد تقسیم می‌کند.

برای کارخانه‌های رنگ که از همزن‌های ساده به تجهیزات پراکندگی هدفمند ارتقا می‌یابند، یک میکسر صنعتی اختصاصی با برش بالا برای رنگدانه و سنگ‌زنی رنگ می‌تواند زمان پراکندگی را از ساعت‌ها به دقیقه کاهش دهد و در عین حال یک پایه آسیاب کاملاً یکنواخت‌تر تولید کند.

پارامترهای پراکندگی معمولی برای یک دسته رنگ تجاری

• سرعت نوک روتور: 20-50 متر بر ثانیه، بسته به سختی رنگدانه و سیستم بایندر
• دمای دسته: برای محدود کردن تبخیر حلال و تخریب رزین، زیر 50-60 درجه سانتیگراد نگه دارید
• زمان پراکندگی: 30 تا 90 دقیقه در هر دسته، تأیید شده با هگمن سنج
• هدف ظرافت: مقیاس هگمن 6-7، مربوط به تقریبا 15-25 میکرون برای اکثر رنگ های صنعتی

مرحله 2: رها کردن و ترکیب کردن

هنگامی که رنگدانه به طور کامل پراکنده شد، پایه آسیاب غلیظ به یک مخزن اختلاط منتقل می شود. اجزای فرمول باقی مانده در اینجا اضافه می شوند: محلول های رزین، حلال ها، کف زدا، عوامل مرطوب کننده، بیوسیدها، و ضخیم کننده های تیکسوتروپیک. به این مرحله let-down می گویند و ویسکوزیته نهایی، رفتار جریان و خواص کاربرد رنگ را تعیین می کند.

ترتیب اضافه شدن مواد مهم است. اگر رزین خیلی سریع داخل آن ریخته شود، رسوب موضعی می تواند ژل ها یا لکه های کوچکی را تشکیل دهد که پراکندگی مجدد آنها دشوار است. یک دنباله معمولی از دست دادن به این شکل است:

1. همزن را با سرعت کم راه اندازی کنید و پایه آسیاب را در مخزن همزن شارژ کنید.
2. رزین و نرم کننده را در یک جریان ثابت اضافه کنید، نه به صورت یک بار ریختن.
3. حلال ها را به آرامی و در حین مشاهده دمای دسته برای جلوگیری از جوشیدن وارد کنید.
4. مواد افزودنی را با مواد ضد کف در اوایل چرخه و ضخیم‌کننده‌ها در نزدیکی پایان مخلوط کنید.
5. برای تثبیت پراکندگی قبل از نمونه برداری با یک پاس همگن سازی کوتاه پایان دهید.

رنگ‌های مبتنی بر آب به‌ویژه در هنگام فرورفتن نیاز دارند. آنها امولسیون هستند، به این معنی که برش بیش از حد می تواند قطرات را بشکند و کل دسته را بی ثبات کند. یک مخزن هموژنایزر SS316L برای امولسیون های شیمیایی پایدار به تولید کننده رنگ برشی کنترل شده در این مرحله می دهد، با انعطاف کافی برای رسیدگی به فرمولاسیون های کم ویسکوزیته و جامدات بالا.

مخزن هموژنایزر SS316L برای امولسیون های واکنشی این مخزن که با فولاد ضد زنگ 316L مقاوم در برابر خوردگی و یک هموژنایزر با کارایی بالا ساخته شده است، از آلودگی فلزات جلوگیری می کند و برای ترکیب شیمیایی، اصلاح پلیمر و پردازش با خلوص بالا مناسب است. مشاهده محصول →

طراحی مخزن اختلاط به اندازه سرعت هم زدن اهمیت دارد. هندسه های مختلف همزن الگوهای جریان بسیار متفاوتی را ایجاد می کنند و پیکربندی مناسب از مناطق مرده ای که مواد مخلوط نشده در نزدیکی کف مخزن جمع می شوند جلوگیری می کند. برای یک نمای کلی از نحوه عملکرد مخازن اختلاط و اینکه کدام پیکربندی برای فرآیندهای مختلف مناسب است، به مقاله ما در مورد مراجعه کنید مخزن مخلوط کردن چیست .

مرحله 3: تست کیفیت

قبل از ارسال رنگ به خط پرکننده، هر دسته تولیدی باید مجموعه کوچکی از آزمایش‌های کنترل فرآیند را پشت سر بگذارد. این آزمایشات به آزمایشگاه کامل تحلیلی نیاز ندارند. آنها طوری طراحی شده اند که متداول ترین عیوب دسته ای را در چند دقیقه تشخیص دهند.

• ظرافت آسیاب: با هگمن سنج اندازه گیری می شود. هدف برای رنگ های صنعتی معمولاً 6-7 است که تقریباً معادل 15-25 میکرون است.
• ویسکوزیته: با ویسکومتر چرخشی بروکفیلد اندازه گیری می شود. رنگ های مایع معمولاً از 1 تا 30 پویز (100-3000 mPa·s) در دمای 25 درجه سانتی گراد متغیر است.
• تراکم: تایید می کند که نسبت رنگدانه و بایندر در حد مشخصات است.
• قدرت رنگ: یک کاهش با یک نمونه مرجع تایید شده از دسته پذیرفته شده قبلی مقایسه می شود.
• زمان خشک شدن: بررسی سریع برداشت فیلم تأیید می کند که نمایه درمان تغییر نکرده است.

اگر یک دسته در هر یک از این تست ها شکست بخورد، اقدام اصلاحی معمول این است که آن را برای تنظیم ویسکوزیته یا یک پاس پراکندگی اضافی به مخزن تخلیه برگردانید. رنگی که از نظر ظرافت ساییده نمی شود را نمی توان به سادگی فیلتر کرد. ذرات پس از فیلتراسیون دوباره ظاهر می شوند، بنابراین پاسخ صحیح عبور دیگری از تجهیزات برش بالا است.

مرحله 4: پر کردن و ذخیره سازی

پس از تایید کیفیت، رنگ از یک فیلتر، معمولاً 100 تا 200 میکرون عبور می‌کند و سپس به خط پرکننده منتقل می‌شود. ظرف پر کننده باید همیشه رنگ را به آرامی به هم بزند. اگر اجازه داده شود رنگدانه ها ته نشین شوند، اولین ظروف نازک تر از آخرین ظروف خواهند بود و کل دسته با وجود اینکه تست های آزمایشگاهی را پشت سر گذاشته اند، معیوب تشخیص داده می شوند.

رنگ تمام شده در ظروف بسته بندی شده از قوطی های 1 لیتری تا بشکه های 200 لیتری بسته بندی می شود یا قبل از ارسال در مخازن ذخیره می شود. دست زدن به دقت در هنگام پر کردن، قوام به دست آمده در قبل در پراکندگی و رها کردن را حفظ می کند.

انتخاب تجهیزات مناسب برای تولید رنگ

هنگامی که یک کارخانه ظرفیت خود را افزایش می دهد یا از یک خانواده رنگ به خانواده دیگر تغییر می کند، به عنوان مثال از مینای صنعتی مبتنی بر حلال به پوشش معماری مبتنی بر آب، ترکیب تجهیزات باید دوباره مورد بررسی قرار گیرد. جدول زیر سه انتخاب رایج ترین تجهیزات در تولید رنگ را با هم مقایسه می کند.

برای خطوط تولید که رنگ‌های مبتنی بر حلال و فرمول‌های ویسکوزیته متوسط را مدیریت می‌کنند، یک ظرف روباز با سرعت متغیر، ظرفیت ترکیب انعطاف‌پذیر را با هزینه سرمایه متوسط ارائه می‌دهد. مخزن اختلاط شیمیایی با سرعت بالا یک مثال عملی است که برای انجام وظایف پراکندگی و تخلیه در یک مخزن طراحی شده است.

کشتی با سرعت بالا برای اختلاط شیمیایی این ظرف دارای پروانه‌های سرعت متغیر تا 960 دور در دقیقه و طراحی روباز، به سرعت پودرها را ترکیب می‌کند و پراکندگی رنگدانه و مخلوط سیال تهاجمی با ساختار تقویت‌شده را کنترل می‌کند. مشاهده محصول →

معیارهای انتخاب عملی

• مواد ساخت و ساز: SS304 برای رنگ های مبتنی بر حلال رایج است. SS316L برای سیستم های مبتنی بر آب و افزودنی های حاوی کلرید ترجیح داده می شود.
• گرمایش یا سرمایش پوششی: زمانی لازم است که ویسکوزیته در حین پراکندگی و فروکش کردن کنترل شود.
• قابلیت تمیز در محل: زمان تغییر را هنگام جابجایی بین رنگ ها یا خانواده محصول کاهش می دهد.
• ظرفیت مخزن در مقابل اندازه دسته ای: حداقل 15 تا 20 درصد فضای خالی را برای افزودن حلال و پاشیدن ناشی از برش در نظر بگیرید.
• کنترل سرعت: درایوهای فرکانس متغیر به یک مخزن اجازه می دهد تا از ترکیب کم برش به پراکندگی با برش بالا حرکت کند.

تولید رنگ از بیرون ساده به نظر می رسد: رنگدانه، رزین و حلال را مخلوط کنید، سپس نتیجه را بسته بندی کنید. در عمل، هر مرحله، از پراکندگی و رها کردن تا آزمایش و پر کردن، نیازهای مکانیکی متفاوتی را برای تجهیزات ایجاد می کند. قوام دسته ای کمتر با فرمول به تنهایی تعیین می شود تا اینکه چگونه تجهیزات اختلاط و پراکندگی با سیستم رنگدانه، محدوده ویسکوزیته و مقیاس تولید مطابقت دارند.

اگر در حال برنامه‌ریزی یک خط تولید رنگ جدید، ارتقاء یک کارخانه موجود یا افزودن ظرفیت پراکندگی هستید، می‌توانید در مورد این فرآیند با یک تامین‌کننده تجهیزات صحبت کنید که می‌تواند مخازن، همزن‌ها و میکسرهای با برش بالا را با فرمول‌های خاص شما مطابقت دهد. با ما تماس بگیرید برای بررسی الزامات پروژه شما.