วิธีการผลิตสี: คำแนะนำทีละขั้นตอนเกี่ยวกับกระบวนการผลิตสี

ผู้จัดการโรงงานสีในหนิงโปเปิดบันทึกการผลิตเมื่อสัปดาห์ก่อนและพบปัญหาที่คุ้นเคย: แบทช์ 2417 และแบทช์ 2418 ใช้สูตรเดียวกัน มีล็อตเม็ดสีเดียวกัน และบันทึกกระบวนการเดียวกัน แต่การดึงออกจากแบทช์ 2418 กลับแสดงความเข้มของสีที่ต่ำกว่าและการบดที่หยาบกว่า ปัญหาไม่ได้อยู่ที่ส่วนผสม มันเป็นวิธีดำเนินการขั้นตอนการกระจายและการปล่อยลง

การผลิตสีเป็นลำดับการควบคุมการกระจายตัว การผสม การทดสอบ และการบรรจุ การเคลือบที่เสถียรและสม่ำเสมอจะเกิดขึ้นได้เมื่อแต่ละขั้นตอนดำเนินการด้วยอุปกรณ์และพารามิเตอร์กระบวนการที่ถูกต้อง บทความนี้จะอธิบายวิธีการผลิตสีในโรงงานเชิงพาณิชย์ทั่วไป ขั้นตอนกระบวนการใดที่สำคัญที่สุด และอุปกรณ์ผสมและจัดเก็บใดทำงานได้ดีที่สุดในแต่ละจุด

ข้อมูลสรุปการผลิตสี: สี่ขั้นตอนที่ได้รับการควบคุม

ไม่ว่าโรงงานผลิตสีทาสถาปัตยกรรม สีรองพื้นอุตสาหกรรม หรือสีเคลือบรถยนต์ ลำดับการผลิตจะเป็นไปตามโครงสร้างเดียวกัน สี่ขั้นตอนด้านล่างปรากฏในแทบทุกกระบวนการผลิตสี

ตารางด้านบนสรุปโฟลว์โดยรวม เนื้อหาในส่วนต่อๆ ไปจะอธิบายแต่ละขั้นตอนในทางปฏิบัติ โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการตัดสินใจเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ส่งผลต่อความสอดคล้องกันของแบตช์ต่อแบตช์

ขั้นที่ 1: การกระจายตัวของเม็ดสี

เม็ดสีมาถึงโรงงานสีในลักษณะผงละเอียด แต่อนุภาคปฐมภูมิจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนตามธรรมชาติ ในสถานะที่ส่งมอบ โดยทั่วไปคลัสเตอร์เหล่านี้จะวัด 50-100 ไมครอนขึ้นไป . ในสีที่เสร็จแล้ว โดยปกติแล้วอนุภาคของเม็ดสีจะต้องถูกลดขนาดลงเหลือ ช่วง 15-30 ไมครอน และบางครั้งก็ดีกว่าสำหรับพื้นผิวที่มีความมันเงาสูง

การกระจายตัวเป็นกระบวนการทางกลที่แยกกลุ่มที่รวมตัวกันออกจากกัน โดยเกี่ยวข้องกับสามสิ่งที่เกิดขึ้นพร้อมกัน: การทำให้พื้นผิวเม็ดสีเปียกด้วยสารละลายสารยึดเกาะ การใช้แรงเฉือนเพื่อแยกกระจุก และทำให้อนุภาคที่แยกออกจากกันมีความเสถียร เพื่อไม่ให้รวมตัวกันอีกครั้งในระหว่างกระบวนการที่เหลือ

เครื่องผสมแรงเฉือนสูงอุตสาหกรรมสำหรับการกระจายเม็ดสี เครื่องผสมนี้ใช้มอเตอร์แรงบิดสูงและจานกระจายแบบพิเศษเพื่อสลายเม็ดสีที่เกาะเป็นก้อน ทำให้มั่นใจได้ถึงสีที่สม่ำเสมอและการตกแต่งที่เรียบเนียนในการใช้งานสีและการเคลือบที่มีปริมาณของแข็งสูง ดูผลิตภัณฑ์ →

เครื่องผสมโรเตอร์-สเตเตอร์ให้พลังงานกลที่จำเป็นสำหรับขั้นตอนนี้ โรเตอร์หมุนด้วยความเร็วสูงภายในสเตเตอร์ที่อยู่นิ่ง ทำให้เกิดความเร็วส่วนปลายโดยประมาณ 20-50 ม./วินาที . สารละลายจะถูกดึงเข้าไปในสเตเตอร์และถูกไล่ออกด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดแรงเฉือนแบบไฮดรอลิกและการชนกันที่แยกกลุ่มก้อนออกเป็นอนุภาคเม็ดสีแต่ละตัว

สำหรับโรงสีที่อัปเกรดจากเครื่องกวนแบบธรรมดาไปเป็นอุปกรณ์กระจายตัวที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ เครื่องผสมแรงเฉือนสูงทางอุตสาหกรรมโดยเฉพาะสำหรับการบดเม็ดสีและการบดสีสามารถลดเวลาการกระจายตัวจากชั่วโมงเหลือเป็นนาที ขณะเดียวกันก็สร้างฐานโรงสีที่สม่ำเสมอมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

พารามิเตอร์การกระจายทั่วไปสำหรับชุดสีเชิงพาณิชย์

• ความเร็วปลายโรเตอร์: 20-50 ม./วินาที ขึ้นอยู่กับความแข็งของเม็ดสีและระบบสารยึดเกาะ
• อุณหภูมิแบทช์: เก็บให้ต่ำกว่า 50-60°C เพื่อจำกัดการระเหยของตัวทำละลายและการย่อยสลายของเรซิน
• เวลาการกระจาย: 30-90 นาทีต่อชุด ตรวจสอบด้วยเกจเฮกแมน
• เป้าหมายความละเอียด: Hegman สเกล 6-7 ซึ่งสอดคล้องกับประมาณ 15-25 ไมครอนสำหรับสีอุตสาหกรรมส่วนใหญ่

ขั้นตอนที่ 2: ปล่อยลงและผสมผสาน

เมื่อเม็ดสีกระจายตัวหมดแล้ว ฐานโรงสีที่มีความเข้มข้นจะถูกถ่ายโอนไปยังถังผสม ส่วนประกอบของสูตรที่เหลือจะถูกเพิ่มที่นี่: สารละลายเรซิน ตัวทำละลาย สารลดฟอง สารทำให้เปียก ไบโอไซด์ และสารเพิ่มความหนาทิโซโทรปิก ขั้นตอนนี้เรียกว่าการปล่อยลง และจะกำหนดความหนืดขั้นสุดท้าย ลักษณะการไหล และคุณสมบัติการใช้งานของสี

ลำดับที่ส่วนผสมถูกเพิ่มมีความสำคัญ หากเทเรซินเร็วเกินไป การตกตะกอนเฉพาะที่อาจทำให้เกิดเจลหรือจุดเล็กๆ ที่ยากต่อการกระจายตัวอีกครั้ง ลำดับการปล่อยลงโดยทั่วไปมีลักษณะดังนี้:

1. เริ่มเครื่องกวนด้วยความเร็วต่ำและชาร์จฐานโรงสีลงในถังผสม
2. เติมเรซินและพลาสติไซเซอร์ลงในกระแสน้ำที่สม่ำเสมอ ไม่ต้องเทเพียงครั้งเดียว
3. ป้อนตัวทำละลายช้าๆ ขณะดูอุณหภูมิแบทช์เพื่อหลีกเลี่ยงการเดือด
4. ผสมสารเติมแต่งโดยใช้สารลดฟองในช่วงต้นของรอบการทำงานและสารเพิ่มความข้นใกล้ถึงจุดสิ้นสุด
5. ปิดท้ายด้วยการผ่านการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสั้นๆ เพื่อรักษาเสถียรภาพของการกระจายตัวก่อนการเก็บตัวอย่าง

สีสูตรน้ำมีความต้องการเป็นพิเศษในช่วงที่สีตก พวกมันคืออิมัลชัน ซึ่งหมายความว่าแรงเฉือนที่มากเกินไปอาจทำให้หยดแตกและทำให้ทั้งแบทช์ไม่เสถียร ถังโฮโมจีไนเซอร์ SS316L สำหรับอิมัลชันเคมีที่มีความเสถียรช่วยให้ผู้ผลิตสีควบคุมแรงเฉือนได้ในขั้นตอนนี้ โดยมีความยืดหยุ่นเพียงพอในการจัดการทั้งสูตรที่มีความหนืดต่ำและของแข็งสูง

ถัง Homogenizer SS316L สำหรับอิมัลชันที่เกิดปฏิกิริยา ถังนี้สร้างขึ้นด้วยสเตนเลสสตีล 316L ที่ทนต่อการกัดกร่อนและโฮโมจีไนเซอร์ประสิทธิภาพสูง ถังนี้ป้องกันการปนเปื้อนของโลหะ และเหมาะสมกับความต้องการการผสมสารเคมี การดัดแปลงโพลีเมอร์ และการประมวลผลที่มีความบริสุทธิ์สูง ดูผลิตภัณฑ์ →

การออกแบบถังผสมมีความสำคัญพอๆ กับความเร็วของการกวน รูปทรงของเครื่องกวนที่แตกต่างกันจะสร้างรูปแบบการไหลที่แตกต่างกันมาก และการกำหนดค่าที่ถูกต้องจะป้องกันไม่ให้เกิดจุดบอดที่วัสดุที่ไม่มีการผสมสะสมอยู่ใกล้ก้นถัง หากต้องการทราบภาพรวมในทางปฏิบัติเกี่ยวกับวิธีการทำงานของถังผสมและการกำหนดค่าที่เหมาะกับกระบวนการต่างๆ โปรดดูบทความของเราที่ ถังผสมคืออะไร .

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบคุณภาพ

ก่อนที่จะส่งสีไปยังสายการบรรจุ ทุกชุดการผลิตจะต้องผ่านการทดสอบการควบคุมกระบวนการชุดเล็กๆ การทดสอบเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องมีห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เต็มรูปแบบ ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องแบบแบตช์ที่พบบ่อยที่สุดได้ภายในไม่กี่นาที

• ความวิจิตรของการบด: วัดด้วยเกจเฮกแมน เป้าหมายสำหรับสีอุตสาหกรรมโดยทั่วไปคือ 6-7 ซึ่งสอดคล้องกับประมาณ 15-25 ไมครอน
• ความหนืด: วัดด้วยเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนของ Brookfield สีของเหลวโดยทั่วไปมีอุณหภูมิตั้งแต่ 1 ถึง 30 poise (100-3000 mPa·s) ที่ 25°C
• ความหนาแน่น: ยืนยันว่าอัตราส่วนเม็ดสีและสารยึดเกาะอยู่ภายในข้อกำหนด
• ความเข้มของสี: การเบิกจ่ายจะถูกเปรียบเทียบกับตัวอย่างอ้างอิงที่ได้รับอนุมัติจากชุดที่ยอมรับครั้งก่อน
• เวลาในการอบแห้ง: การตรวจสอบการดึงฟิล์มออกอย่างรวดเร็วช่วยยืนยันว่าโปรไฟล์การรักษาไม่เปลี่ยนแปลง

หากแบทช์ไม่ผ่านการทดสอบใดๆ เหล่านี้ การดำเนินการแก้ไขตามปกติคือการส่งคืนไปยังถังปล่อยลงเพื่อปรับความหนืดหรือผ่านการกระจายตัวเพิ่มเติม สีที่เสียคุณภาพการบดไม่สามารถกรองได้ง่ายๆ อนุภาคจะปรากฏขึ้นอีกครั้งหลังจากการกรอง ดังนั้นการตอบสนองที่ถูกต้องคือการผ่านอุปกรณ์ที่มีแรงเฉือนสูงอีกครั้งหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 4: การบรรจุและการเก็บรักษา

หลังจากได้รับอนุมัติด้านคุณภาพ สีจะผ่านตัวกรอง โดยปกติจะมีความละเอียด 100 ถึง 200 ไมครอน จากนั้นจึงเคลื่อนไปยังเส้นเติม ถังบรรจุต้องคอยกวนสีเบาๆ ตลอดเวลา หากปล่อยให้เม็ดสีตกตะกอน ภาชนะแรกจะบางกว่าอันสุดท้าย และทั้งชุดจะถูกตัดสินว่ามีข้อบกพร่องแม้ว่าจะผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการก็ตาม

สีที่เสร็จแล้วจะถูกบรรจุในภาชนะที่มีตั้งแต่กระป๋องขนาด 1 ลิตรไปจนถึงถังขนาด 200 ลิตร หรือเก็บไว้ในถังก่อนจัดส่ง การจัดการอย่างระมัดระวังในระหว่างการบรรจุจะรักษาความสม่ำเสมอที่เกิดขึ้นตั้งแต่เนิ่นๆ ในการกระจายตัวและการปล่อยลง

การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตสี

เมื่อโรงงานขยายกำลังการผลิตหรือเปลี่ยนจากตระกูลสีหนึ่งไปอีกตระกูลหนึ่ง เช่น จากสีเคลือบอุตสาหกรรมที่ใช้ตัวทำละลายไปเป็นสีเคลือบสถาปัตยกรรมสูตรน้ำ กลุ่มอุปกรณ์จะต้องได้รับการตรวจสอบอีกครั้ง ตารางด้านล่างเปรียบเทียบตัวเลือกอุปกรณ์ที่พบบ่อยที่สุดสามตัวเลือกในการผลิตสี

สำหรับสายการผลิตที่ต้องจัดการสีที่ใช้ตัวทำละลายและสูตรที่มีความหนืดปานกลาง ถังแบบเปิดด้านบนแบบปรับความเร็วได้ให้ความสามารถในการผสมที่ยืดหยุ่นด้วยต้นทุนเงินทุนปานกลาง ถังผสมสารเคมีแบบเปิดด้านบนความเร็วสูงเป็นตัวอย่างในทางปฏิบัติ ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการทั้งงานกระจายและงานปล่อยลงในถังเดียว

ถังเปิดด้านบนความเร็วสูงสำหรับการผสมสารเคมี ด้วยคุณสมบัติใบพัดที่ปรับความเร็วได้สูงสุดถึง 960 RPM และการออกแบบแบบเปิดด้านบน ภาชนะนี้รวมผงอย่างรวดเร็วและจัดการการกระจายตัวของเม็ดสีและการผสมของเหลวที่รุนแรงด้วยโครงสร้างเสริมแรง ดูผลิตภัณฑ์ →

เกณฑ์การคัดเลือกภาคปฏิบัติ

• วัสดุก่อสร้าง: SS304 เป็นเรื่องปกติสำหรับสีที่ใช้ตัวทำละลาย SS316L เหมาะสำหรับระบบที่ใช้น้ำและสารเติมแต่งที่มีคลอไรด์
• การทำความร้อนหรือความเย็นแบบแจ็คเก็ต: จำเป็นเมื่อจำเป็นต้องควบคุมความหนืดระหว่างการกระจายตัวและการปล่อยลง
• ความสามารถในการทำความสะอาดในสถานที่: ลดเวลาในการเปลี่ยนเมื่อสลับระหว่างสีหรือตระกูลผลิตภัณฑ์
• ความจุถังเทียบกับขนาดชุด: เว้นพื้นที่ว่างอย่างน้อย 15-20% สำหรับการเติมตัวทำละลายและการกระเด็นที่เกิดจากแรงเฉือน
• การควบคุมความเร็ว: ตัวขับเคลื่อนความถี่แปรผันช่วยให้หนึ่งถังเปลี่ยนจากการผสมที่มีแรงเฉือนต่ำไปจนถึงการกระจายแรงเฉือนสูง

การผลิตสีดูเรียบง่ายจากภายนอก: ผสมเม็ดสี เรซิน และตัวทำละลาย จากนั้นจึงบรรจุผลลัพธ์ ในทางปฏิบัติ แต่ละขั้นตอนตั้งแต่การกระจายตัวและการปล่อยลงไปจนถึงการทดสอบและการบรรจุ กำหนดให้มีความต้องการทางกลที่แตกต่างกันบนอุปกรณ์ ความสม่ำเสมอของแบทช์จะถูกกำหนดโดยสูตรเพียงอย่างเดียวน้อยกว่าว่าอุปกรณ์ผสมและการกระจายตัวตรงกับระบบเม็ดสี ช่วงความหนืด และขนาดการผลิตได้ดีเพียงใด

หากคุณกำลังวางแผนสายการผลิตสีใหม่ อัปเกรดโรงงานที่มีอยู่ หรือเพิ่มความสามารถในการกระจายตัว การหารือเกี่ยวกับกระบวนการกับซัพพลายเออร์อุปกรณ์ที่สามารถจับคู่ถัง เครื่องกวน และเครื่องผสมแรงเฉือนสูงกับสูตรเฉพาะของคุณจะช่วยได้มาก ติดต่อเรา เพื่อตรวจสอบข้อกำหนดโครงการของคุณ