Измельчение

 Чтобы достичь качественного измельчения, агломераты пигмента предварительно раздробляют на частицы, по величине приближающиеся к отдельным кристаллам. Фактически, степень измельчения представляет собой степень приближения к этой идеальной величине. Для успешного измельчения процесс должен пройти три ступени;

1. Воздух или вода удаляются с поверхности кристалла, заменяясь связующим. Этот процесс носит название "смачивания".
2. Частички разделяются и однородно распределяются в связующем.
3. Поверхность кристаллов стабилизируется для предотвращения повторной агломерации или флокуляции.

 Для достижения этих результатов дробление комбинируется с соударением. Применительно к вязкой жидкости это означает разделение агломератов с последующим удалением адсорбированных воды иди воздуха. Воздух или вода на поверхности пигмента заменяется связующим. Стабильность обычно достигается одним из двух способов:
1. В состав включаются ионы или молекулы, способные компенсировать поверхностные заряды твёрдых частиц пигмента и обеспечить равные заряды, способствующие их отталкиванию друг от друга.

2. Используются неионные материалы, адсорбирующиеся на поверхности частиц пигмента и создающие стерическое препятствие, также приводящее к их отталкиванию.

 Обычно стабильность достигается с помощью смол. Если этого не достаточно, в рецептуру краски включают поверхностно-активные вещества, зависящие от типа пигмента.

 Первым устройством для производственного измельчения флексографических красок была барабанная или шаровая мельница. Устройство представляет собой горизонтальный герметичный цилиндр, приблизительно до половины наполненный фарфоровыми пли стальными шариками. Принцип действия: комбинирование перемешивания с измельчением. Загрузочный люк расположен сверху, с противоположной стороны находится клапан вакуумирования. После загрузки исходных материалов — пигмента и связующего - мельница герметизируется и начинает вращаться вокруг горизонтальной оси. В процессе вращения содержимое краскотёрки поднимается вверх, затем падает вниз. За счет этого достигаются соударение и дробление, достаточные для разделения агломератов. Стандартный процесс измельчения длится 16 часов.

 Подобные мельницы  производится в широком ассортименте, отличаясь размерами в наполнителями.
Шаровые мельницы имеют множество преимуществ:
1. Равномерность измельчения в процессе замеса краски.
2. Возможность контроля степени измельчения по обитому времени работы краскотёрки.
3. Возможность стандартизации производства в зависимости от конкретного механизма.
4. Не требуется первичного замеса.
5. Не происходит испарения летучих веществ — цилиндр герметичен.
6. Возможно изготовление концентрированной основы для дальнейшего разбавления.
7. Процесс не трудоёмок: краскотёрка открывается, загружается, герметизируется и затем включается. Мельница оставляется на 16 часов (обычно с 16:00 до 8:00), после чего проверяется степень измельчении и краска выгружается.
Недостатки:
1. Объём замеса ограничен ёмкостью краскотёрки.
2. То же относится и к временному фактору, определяемому размером краскотёрки.
3. Высокие энергозатраты.
В начале 1950-х производители пришли к выводу, что увеличение количества толчков за единицу времени повысит скорость измельчения. Эта задача была решена комбинированием первичного замеса с применением мелкого плотного вещества, в данном случае песка, приводимого в движение лопастным механизмом. Проблему представляло лишь последующее отделение дисперсии от песка. Продолжая разрабатывать это направление, в 1958 г. С. Хок-берг (S. Hockberg) запатентовал способ пескоструйного измельчения. После первичного замеса смесь закачивается в вертикальный цилиндр, содержащий песок. На перемешивающую ось монтируется ряд пластин, верхняя часть краскотёрки отгораживается сеткой, что исключает выброс вещества вместе с перемельченной краской. Подача краски контролируется насосами и определяет .длительность операции, от которой, в свою очередь, зависит степень измельчения.

 Это измельчающее устройство было лишено целого ряда недостатков шаровой краскотёрки. Постепенно основная конструкция песочной мельницы дорабатывалась и совершенствовалась. Вот некоторые из изменений:
1. Песок постепенно уступил место более плотному и объёмному веществу. Это максимально увеличило силу соударения и свело к минимуму загрязнение краски зёрнами песка.
2. Специальный экран стал защищать содержимое от внешних воздействий, а механическая герметизация позволила устройству функционировать при повышенном давлении. Это свело к минимуму испарение летучих соединений и позволило закачивать высоковязкие краски, не поднимая измельчающее вещество и не переполняя краскотёрку.
3. Вертикальная мельница была заменена горизонтальной. По мнению разработчиков, это повысило эксплуатационно-технические свойства, увеличились текучесть и загрузка измельчающей массы с 50% до 80% от общего объёма краскотёрки.
4. В конструкцию были включены валы различных диаметров, наиболее крупные из которых переносили воду системы охлаждения. Усовершенствованный дизайн дисков увеличил количество толчков за единицу времени.

 Описанная выше технология широко используется производителями для производства высококачественных красок. Оборудование лабораторных (экспериментальных) размеров позволяет оптимизировать технологические параметры и тестировать новые исходные материалы в рабочих условиях.