EA032121B1 - Способ получения быстрорастворимой печатной краски в виде порошка - Google Patents

Abstract

Способ получения быстрорастворимой краски в виде порошка, используемой в области печати на гибкой таре, включающий этапы, на которых сырье, содержащее 5-50 мас.% пигмента, 5-40 мас.% полиуретана, 5-40 мас.% лака, 0,1-6 мас.% смачивающего вещества, 0,0001-1 мас.% противовспенивателя и комбинацию растворителей на основе сложного алифатического эфира, спирта и гликоля - остальное, подвергают операции предварительного смешивания в предсмесителе в течение 20-100 мин при 30-70°C со скоростью вращения 4000-6000 с образованием смеси; смесь подвергают операции помола в мельнице в течение 60-180 мин при 30-70°C и 0,1-0,5 бар; молотую смесь передают в смеситель, добавляют в нее 0,1-6 мас.% усилителя адгезии и подвергают операции смешивания, пока смесь не станет жидкотекучей; жидкотекучую смесь передают к внутренней части сушильной установки и распыляют из форсунки, расположенной в верхней части; осуществляют сушку распыленного вещества при его падении под собственным весом из сушильной установки при 80-120°C; фильтруют сухое вещество в виде порошка с помощью циклонного фильтра.

Description

Настоящее изобретение относится к краскам, используемым в упаковочной промышленности.

В частности, настоящее изобретение относится к способу изготовления быстрорастворимой печатной краски в виде порошка для использования во флексографской печати и ротационной глубокой печати и состоящей из пигмента, вяжущего, растворителей и вспомогательных химических веществ.

Известный уровень техники

Печать - это процесс переноса изображений, надписей, графики и рисунков на поверхность с максимальной схожестью. Сегодня наиболее распространенными видами печати, используемыми в типографии, являются высокая печать, офсетная печать, сериграфия, флексографская печать и ротационная глубокая печать.

В применениях печати используются краски. Краска - это тип жидкого материала, который изготавливается с разного рода красителями, растворителями, добавками и т.д. и используется для писания, рисования и печати. Большинство надписей и рисунков в книгах, газетах, журналах, на упаковках, коробках, деньгах, афишах, плакатах, штампах, брошюрах выполнено красками.

Во флексографской печати и ротационной глубокой печати используются жидкие краски. Жидкие краски содержат приблизительно 50-95% растворителя. Из-за высокого процентного содержания растворителя эти краски классифицируются как огне- и взрывоопасный материал. Следовательно, жидкие краски представляют опасность не только при местных поставках, но и при поставках по всему миру, обусловленную возможным разливом или утечкой. Этот тип красок обладает высокой пожароопасностью.

Процессы хранения и поставки жидкой краски связаны с трудностями, кроме того, при транспортировке и хранении она занимает больше места. Также у жидкой краски наблюдаются и некоторые другие минусы, такие как осаждение, обесцвечивание, деформация на упаковке, ограниченный срок годности и т.д.

Жидкие краски имеют длительные технологические процессы изготовления. Большинство веществ по своему составу могут использоваться только после того, как становятся полуфабрикатами. Таким образом, это обстоятельство вызывает увеличение затрат на рабочую силу и энергию.

В заключение, ввиду вышеупомянутых недостатков и недостаточности существующих решений в данной области необходимо усовершенствование в соответствующем уровне техники.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение разработано с учетом существующей ситуации и призвано устранить вышеупомянутые недостатки.

Основной целью настоящего изобретения является обеспечение получения печатных красок в быстрорастворимом виде (порошковой краски, саморастворимой в жидкости) для использования в упаковочной промышленности.

Еще одна цель настоящего изобретения - добиться, чтобы печатная краска не представляла опасность при транспортировке и хранении.

Еще одной целью изобретения является сокращение периода изготовления путем обеспечения получения красок в быстрорастворимом виде (порошковой краски, саморастворимой в жидкости).

Также целью настоящего изобретения является получение печатной краски с низкой себестоимостью.

Еще одной целью изобретения является предоставление способа изготовления печатных красок в быстрорастворимом виде (порошковой краски, саморастворимой в жидкости) для флексографской печати и ротационной глубокой печати.

Для достижения вышеупомянутых целей настоящим изобретением является способ получения быстрорастворимой краски в виде порошка, используемой в области печати на гибкой таре, включающий следующие этапы, на которых сырье (15), содержащее пигмент в количестве 5-50 мас.%, полиуретан в количестве 5-40 мас.%, лак в количестве 5-40 мас.%, смачивающее вещество в количестве 0,1-6 мас.%, противовспениватель в количестве 0,0001-1 мас.% и комбинацию растворителей на основе сложного алифатического эфира, спирта и гликоля - остальное, подвергают операции предварительного смешивания в предсмесителе (А) в течение 20-100 мин при температуре 30-70°С со скоростью вращения 4000-6000 с образованием смеси;

полученную смесь подвергают операции помола в мельнице (В) в течение 60-180 мин при температуре 30-70°С при давлении в 0,1-0,5 бар;

молотую смесь передают в смеситель (С), добавляют в нее усилитель адгезии (20) в количестве 0,16 мас.% и подвергают операции смешивания, пока смесь не станет жидкотекучей;

полученную жидкотекучую смесь передают к внутренней части сушильной установки (Ό) и распыляют из форсунки, расположенной в верхней части, для отделения всех растворителей от сырья;

осуществляют сушку распыленного вещества при его падении под собственным весом из сушильной установки (Ό) при температуре 80-120°С;

фильтруют сухое вещество в виде порошка с помощью циклонного фильтра (Е).

Структурные и отличительные признаки и все преимущества настоящего изобретения будут понят

- 1 032121 нее с помощью последующих фигур и подробного описания, написанного со ссылками на указанные фигуры. Следовательно, оценка должна выполняться с учетом этих фигур и подробного описания.

Графический материал для лучшего понимания изобретения

Чертеж представляет собой блок-схему способа изготовления быстрорастворимой краски (порошковой краски, саморастворимой в жидкости).

Выполнение чертежей в масштабе абсолютно не требуется, и детали, не нужные для понимания настоящего изобретения, могли быть упущены. Кроме того, элементы, являющиеся, по меньшей мере, по существу, идентичными или выполняющие, по меньшей мере, по существу, идентичные функции, обозначены одинаковой позицией.

Описание позиций частей.

- быстрорастворимая краска (порошковая краска, саморастворимая в жидкости),

- сырье,

- усилитель адгезии,

- входящий воздух,

- выпускаемый воздух,

А - предсмеситель,

В - мельница,

С - смеситель,

Ό - сушильная установка,

X - нагреватель,

Υ - вентилятор,

Ζ - фильтр,

Е - циклонные фильтры.

Подробное описание изобретения

В этом подробном описании быстрорастворимая краска (10) (порошковая краска, саморастворимая в жидкости) и способ изготовления, являющиеся предметом настоящего изобретения, описаны лишь для лучшего понимания предмета без какого-либо ограничения объема изобретения.

Настоящим изобретением является краска (10) в быстрорастворимом виде (порошковая краска, саморастворимая в жидкости) для использования в упаковочной промышленности и полученная из сырья, состоящего из пигмента, вяжущих, растворителей и химических добавок. Указанная краска используется, в частности, во флексографской печати и ротационной глубокой печати.

При изготовлении быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости) можно использовать все типы органических и неорганических пигментов, используемых в красочной промышленности. Пигмент - это красящее вещество, придающее цвет продукту и используемое в области печати красками и на гибкой таре. В зависимости от типов быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), которая будет изготавливаться, может использоваться по меньшей мере один или комбинация нескольких пигментов, используемых с этой целью. Например, для белой краски используется диоксид титана.

В качестве вяжущего используются полиуретановые смолы и лак. Полиуретановая смола используется в области печати красками на гибкой таре и и придает гибкость и стойкость продукту. В зависимости от типов быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), которая будет изготавливаться, может использоваться по меньшей мере одна или комбинация из нескольких смол, используемых с этой целью.

Предпочтительно лак, изготавливаемый с использованием смолы на основе нитроцеллюлозы для помола частиц пигмента, смешивания размолотых частиц пигмента, создает однородную пленку после нанесения на запечатываемый материал и используется в области печати на гибкой таре и красок в качестве второго типа вяжущего. В зависимости от признаков краски указанный лак содержит нитроцеллюлозную смолу на основе отходов хлопка или свеклы, смоченную 30-35% спиртом. Можно использовать один или комбинацию нескольких типов смол с обеспечением образования краски на запечатываемом материале в зависимости от типа быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), являющейся предметом изобретения. Например для того, чтобы добиться требуемых свойств краски, для изготовления быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), являющейся предметом изобретения, используются лаки, изготовленные с использованием по меньшей мере одной или комбинации из нитроцеллюлозной, этилцеллюлозной, акриловой, виниловой, полиуретановой, фенольной смол между собой.

Для обеспечения требуемых свойств и стойкости печати, выполняемой краской, используются вспомогательные химические вещества. В зависимости от требуемых свойств краски возможно использование одного или разных комбинаций вспомогательных химических веществ, таких как противовспениватель для удаления образовавшейся пены, смачивающее вещество для увлажнения пигмента и гибкости образовавшейся пленки, усилитель адгезии для обеспечения прилипания пленки краски к запечатываемому материалу, микронизированные воски для повышения сопротивления истиранию, противоскользящие вещества, скользящие вещества, поверхностно-активное вещество, регулятор вязкости, про

- 2 032121 тивоосадочное вещество.

При изготовлении быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), являющейся предметом изобретения, используются вспомогательные химические вещества, такие как смачивающее вещество, противовспениватель, усилитель адгезии. Смачивающее вещество обеспечивает увлажнение пигмента. Противовспениватель используется для удаления пены, которая может образоваться при смешивании краски, транспортировке, колебании и в процессе печатания на машине. Усилитель (20) адгезии способствует лучшему прилипанию краски к запечатываемому материалу, используемому при печати, и образованию однородной пленки. При изготовлении краски возможно использование всех типов используемых вспомогательных химических веществ, таких как смачивающее вещество, противовспениватель, усилитель адгезии, по отдельности или в комбинации.

При изготовлении быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), являющейся предметом изобретения, используются растворители на основе спирта, сложного алифатического эфира и гликоля. Согласно признаку краски в качестве растворителей на основе спирта могут использоваться один или комбинация нескольких из спирта этилового, пропанола, спирта изобутилового, спирта изопропилового, спирта бутилового и т.д., в качестве растворителей на основе сложного алифатического эфира - один или комбинация нескольких из этилацетата, бутилацетата, пропилацетата и т.д., в качестве растворителей на основе гликоля - один или комбинация нескольких из этоксипропанола, метоксипропанола, бутилгликоля и т.д. Кроме того, возможно использование одного или разных комбинаций растворителей, таких как спирты, сложные эфиры, алифатические и ароматические углеводороды и т.д., используемые в красочной промышленности, в соответствии с требуемыми признаками краски.

Сырье, используемое при изготовлении быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), являющейся предметом изобретения, и его процент использования приведены в табл.

Содержание быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), используемой в упаковочной области (%)

Содержание	Требуемый процент по массе (масс. %)	Используемый процент по массе (масс. %)
Пигмент	10-30	5-50
Полиуретан	10-30	5-40
Растворители на основе спирта	5-50	5-80
Лак	5-20	5-40
Смачивающее вещество	0,5-3	0,1-6
Противовспениватель	0,01-0,1	0,0001-1
Растворители на основе сложного алифатического эфира	5-30	5-80
Усилитель адгезии	0,1-3	0,1-6
Растворители на основе гликоля	5-40	5-80

На чертеже приведена блок-схема способа изготовления быстрорастворимой краски (10) (порошок, саморастворимый в жидкости). Как видно на указанной блок-схеме, сырье (15), состоящее из пигмента, полиуретана, лака, растворителей (на основе спирта, гликоля и сложного алифатического эфира) и вспомогательных химических веществ (смачивающее вещество, противовспениватель) в процентах, указанных в табл., смешивают на протяжении 45 мин в предсмесителе (А). Указанный процесс смешивания выполняют при температуре 50°С и частоте вращения 5000.

Процесс предварительного смешивания могут выполнять при значениях в пределах: продолжительность - 20-100 мин;

температура - 30-70°С;

частота вращения - 4000-6000.

Полученную смесь переносят в мельницу (В). Процесс помола осуществляют в этой установке в течение 15 мин при температуре 40°С, частоте вращения 50, токе двигателя 2,9 и давлении 0,3 бар.

Процесс помола могут выполнять при значениях в пределах:

- 3 032121 продолжительность - 60-180 минут;

температура - 30-70°С;

ток двигателя - 1-5; давление - 0,1-0,5 бар.

Затем необходимо проверить глянец и величину помола. При проверке, являются ли молотые частицы менее 5 мкм, и при сравнении глянца со стандартным принятым образцом допускаются отклонения ±10%. Процесс помола должен продолжаться до достижения контрольных значений. При достижении контрольных значений процесс останавливают.

После завершения процесса помола смесь переносят в другой смеситель (С) и добавляют усилитель (20) адгезии. Смесь, полученную процессом помола, и добавленный усилитель (20) адгезии в указанном смесителе (С) смешивают. Полученная окончательная смесь должна быть достаточно жидкотекучей, чтобы ее можно было переносить насосом из одного места в другое. Для этого состав краски должен быть определен соответственно для обеспечения требуемой жидкотекучести. Смесь, обладающую требуемой жидкотекучестью, подают в сушильную установку (Ό). В верхней части сушильной установки (Ό) предусмотрена одна форсунка. Указанную смесь распыляют форсункой, отрегулированной в соответствии с требуемым размером частиц. Для того чтобы полностью удалить растворители в смеси из средства, температура в сушильной установке (Ό) должна быть приблизительно 80-120°С (176-248°Б). Важна температура поступающего воздуха, используемого в сушильной установке (Ό). Высокие температуры вызывают сгорания пигмента и разложение продукта. По этой причине температура входящего воздуха (25), поступающего в сушильную установку (Ό), должна быть в пределах указанных температур. Поток горячего воздуха может быть параллельным или противоположным каплям, падающим при распылении. Процесс сушки происходит равномерно. В сушильной установке (Ό) время сушки колеблется в пределах 5-30 с из-за того, что площадь поверхности частиц в смеси увеличивается посредством распыления.

Поток горячего воздуха внутри сушильной установки (Ό) обеспечивается с помощью одного фильтра (Ζ), вентилятора (Υ) и нагревателя (X). Краску в порошковом виде, которая проскальзывает под сушильной установкой (Ό) с потоком воздуха, удерживают в циклонном сепараторе или рукавных фильтрах (Е). Высушенный продукт падает под собственным весом и накапливается, и тонкие частицы в потоке воздуха отделяют с помощью циклонных сепараторов (Е). Быстрорастворимую краску (10) (порошковую краску, саморастворимую в жидкости), которую получают методом распылительной сушки, выпускают на рынок в упаковках. Краска (10), являющаяся предметом настоящего изобретения, представляет собой устойчивый концентрированный продукт, который может прилипать к любой поверхности благодаря его существующему содержанию.

На признаки, такие как размер частиц и плотность, быстрорастворимой краски (10) (порошковой краски, саморастворимой в жидкости), которую получают из смеси в жидком виде посредством сушки, влияют температура сушильного газа и процесс распыления. Кроме того, влагосодержание конечного продукта (2-5% влагосодержание) контролируют за счет тепла и влажности потока выпускаемого воздуха (30), который выходит из системы.

Перед печатью быстрорастворимую краску (10) (порошок, саморастворимый в жидкости) готовят путем добавления в разных соотношениях растворителя или смесей растворителей в соответствии с требуемым содержанием пигмента или твердой фазы. Например для изготовления краски с содержанием твердой фазы в 10% 1 единицу порошковой краски (10) добавляют на 9 единиц растворителя или смеси растворителей. Ее растворяют путем смешивания с частотой вращения 150-200 на протяжении 5-10 мин. Для растворения быстрорастворимой краски (10) (порошка, саморастворимого в жидкости) не требуется никакого оборудования. Быстрорастворимая краска (10) (порошок, саморастворимый в жидкости) может сама по себе растворяться в растворителе при базовом процессе смешивания. Краска, изготовленная этим способом, имеет такие же характеристики и свойства стойкости, как и жидкая краска, изготовленная классическим способом. Для растворения быстрорастворимой краски (10) (порошка, саморастворимого в жидкости) используются растворители на основе спирта, сложного алифатического эфира и гликоля, используемые при изготовлении краски (10). В соответствии с признаком краски в качестве растворителей на основе спирта могут использоваться один или комбинация нескольких из спирта этилового, пропанола, спирта изобутилового, спирта изопропилового, спирта бутилового и т.д, в качестве растворителей на основе сложного алифатического эфира - один или комбинация нескольких из этилацетата, бутилацетата, пропилацетата и т.д., в качестве растворителей на основе гликоля - один или комбинация нескольких из этоксипропанола, метоксипропанола, бутилгликоля и т.д. Кроме того, возможно использование одного или разных комбинаций растворителей, таких как спирты, сложные эфиры, алифатические и ароматические углеводороды и т.д., используемые в красочной промышленности в соответствии с требуемыми признаками краски.

Когда быстрорастворимая краска (10) (порошок, саморастворимый в жидкости), являющаяся предметом изобретения, смешивается со смесью растворителей и обретает жидкую форму, она может наноситься на запечатываемые материалы, такие как бумага, картон, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), биаксиально-ориентированный полипропилен

- 4 032121 (БОНН), перламутровая, алюминиевая фольга, металлизированный ОПП, ПЭТ, ПХВ, мелованная бумага по отдельности или ламинированная в разных комбинациях.

Быстрорастворимая краска (10) (порошок, саморастворимый в жидкости), являющаяся предметом изобретения, не представляет какую-либо опасность пожара, взрыва или воспламенения. Растворимая часть в краске в жидком виде испаряется, а твердая часть сжимается. В процессе сушки достигается изготовление быстрорастворимой краски (10) (порошка, саморастворимого в жидкости) с требуемым размером частиц. Таким образом, повторный помол и измельчение порошка не требуются. Кроме того, в процессе получения быстрорастворимой краски (10) (порошка, саморастворимого в жидкости), если добавлена система регенерации растворителя, испарившийся растворитель можно использовать повторно.

При транспортировке жидких красок, используемых в существующем уровне техники, можно наблюдать разлив и утечку. Быстрорастворимая краска (10) (порошок, саморастворимый в жидкости), являющаяся предметом изобретения, устраняет эти недостатки. Она обеспечивает экономию относительно пространства при транспортировке и хранении.

Поскольку получают быстрорастворимую краску (10) (порошок, саморастворимый в жидкости), не содержащую растворителя, это обстоятельство продлевает срок годности продукта. Кроме того, транспортные расходы и выброс оксида углерода, связанный с транспортировкой, снижаются из-за того, что для порошковых красок может использоваться бумажная упаковка. Бумажные упаковки легче и имеют более высокие оценки качества (действительно низкий объем выброса углерода) по сравнению с металлическими упаковками. В мире металлические упаковки быстро заменяются бумажными упаковками.

Изготовление жидких красок в существующем уровне техники отнимает много времени. В способе изготовления быстрорастворимой краски (10) (порошка, саморастворимого в жидкости), являющейся предметом изобретения, продукт получают непосредственно из сырья. Таким образом, возможна экономия энергии и расходов на рабочую силу.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Способ получения быстрорастворимой краски (10) в виде порошка, используемой в области печати на гибкой таре, включающий следующие этапы, на которых сырье (15), содержащее пигмент в количестве 5-50 мас.%, полиуретан в количестве 5-40 мас.%, лак в количестве 5-40 мас.%, смачивающее вещество в количестве 0,1-6 мас.%, противовспениватель в количестве 0,0001-1 мас.% и комбинацию растворителей на основе сложного алифатического эфира, спирта и гликоля - остальное, подвергают операции предварительного смешивания в предсмесителе (А) в течение 20-100 мин при температуре 30-70°С со скоростью вращения 4000-6000 с образованием смеси;

   полученную смесь подвергают операции помола в мельнице (В) в течение 60-180 мин при температуре 30-70°С при давлении 0,1-0,5 бар;

   молотую смесь передают в смеситель (С), добавляют в нее усилитель адгезии (20) в количестве 0,16 мас.% и подвергают операции смешивания, пока смесь не станет жидкотекучей;

   полученную жидкотекучую смесь передают к внутренней части сушильной установки (Ό) и распыляют из форсунки, расположенной в верхней части, для отделения всех растворителей от сырья;

   осуществляют сушку распыленного вещества при его падении под собственным весом из сушильной установки (Ό) при температуре 80-120°С;

   фильтруют сухое вещество в виде порошка с помощью циклонного фильтра (Е).

   - 5 032121