Der Herstellungsprozess von Tinte kann als Mischprozess beschrieben werden. Pigmente, Bindemittel und Additive werden üblicherweise zuvor separat synthetisiert. Eine wichtige Aufgabe in diesem Prozess ist die Pigmentdispersion. Um Pigmentagglomerate aufzubrechen,DreiwalzenmühleKugelmühlen und andere Mühlentypen können zum Einsatz kommen. Dreiwalzenmühlen erzeugen die höchste Scherkraft. Sie werden häufig zur Herstellung von Siebdruckfarben, Tampondruckfarben, UV-Farben, Glasfarben und anderen Farbsorten verwendet.
DreiwalzenmühleDieses Verfahren eignet sich besonders gut zur Pigmentdispersion in hochviskosen Pasten für schwere Offset-Litho-Basisfarben. Flüssige Farben lassen sich auf einer Dreiwalzenmühle nur schwer vermahlen, da das Lösungsmittel leicht verdunstet. Daher werden Kugelmühlen zum Vermahlen flüssiger Farben eingesetzt. Eine gute Dispersion durch Kugelmühlenvermahlung lässt sich jedoch nur bei geeigneter Viskosität (zwischen 1600 und 2400 cP) erzielen.
Pigmentdispersion
Der Hauptzweck des Dispersionsprozesses besteht darin, Pigmentaggregate und -agglomerate in ihre optimale Pigmentpartikelgröße aufzubrechen und diese Pigmentpartikel gleichmäßig im gleichen Medium, d. h. dem Träger, zu verteilen.
Sobald der Lack (bestehend aus Lösungsmittel, Harz und Additiven) hergestellt ist, wird das Pigment eingemischt. Dabei verklumpen die Pigmentpartikel. Diese Klumpen müssen aufgebrochen und das Pigment mithilfe von drei Walzenmühlen gleichmäßig im Harz verteilt werden.
Rußdispersion
Die Eigenschaften von Kohlenstoff beeinflussen die Leistung von Tinten. Beispielsweise erhöht eine kleinere Partikelgröße die Schwärze, den Farbton, den UV-Schutz und die Absorption sowie die elektrische Leitfähigkeit. Eine höhere Struktur kann die Schwärze und den Farbton verringern, die Dispergierbarkeit verbessern, die Bindemittel- und Viskositätsanforderungen erhöhen und die elektrische Leitfähigkeit steigern. Eine höhere Porosität kann die Bindemittel- und Viskositätsanforderungen sowie die elektrische Leitfähigkeit erhöhen und die Beladung in leitfähigen Anwendungen reduzieren. Eine hohe Oberflächenaktivität verbessert die Benetzung mit dem Bindemittel, reduziert die Viskosität des Flüssigkeitssystems und senkt die elektrische Leitfähigkeit.
Die Dispergierung von Ruß umfasst folgende Schritte: Einarbeiten des Rußes in das Bindemittel, Dispergieren der im Ruß enthaltenen Luft mit dem Bindemittel (Benetzung des Pigments) und Zerkleinern von Rußagglomeraten durch Mahlen. Eine gute Wechselwirkung zwischen Bindemittel und Ruß fördert die Benetzung und beschleunigt den Dispergierprozess. Anders ausgedrückt: Eine bessere Wechselwirkung zwischen Ruß und Harz führt zu einer höheren Stabilität der Druckfarbe. Die richtige Wahl effektiver Benetzungs- und Dispergiermittel kann die Druckqualität erheblich verbessern. In der Druckfarbenindustrie wird die Dispergierung üblicherweise mit Hegman-Dichtungen charakterisiert.
Wie bereits erwähnt, hängt die Art der zur Dispergierung von Ruß verwendeten Ausrüstung von der Viskosität der Tinte ab. Tintenhersteller verwenden im Allgemeinen Dreiwalzenmühlen, um hochviskose Pastentintenformulierungen bei relativ niedrigen Temperaturen zu verarbeiten.
UV-Tintenherstellung
UV-härtende Druckfarben zählen zu den am schnellsten wachsenden Segmenten der grafischen Industrie. Sie werden im Offset-, Flexo- und Siebdruck eingesetzt.
Zu den wichtigsten Vorteilen der UV-Technologie zählen höhere Druckgeschwindigkeiten, die zu einer gesteigerten Produktivität führen, ein schneller Start, der weniger Abfall verursacht, eine schnelle Abwicklung und Verarbeitung dank der sofortigen Aushärtung des Farbfilms, eine umweltschonende Technologie ohne Verwendung von VOCs sowie eine höhere Druckqualität (z. B. Glanz).
Für UV-Farben wurden Dreiwalzenmühlen verwendet, da Kugelmühlen eine unkontrollierte thermische Reaktion erzeugten, die zur Polymerisation führen konnte.
