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Pour les fabricants d’encres d’imprimerie, la qualité du mélange affecte directement la cohérence des couleurs, le contrôle de la viscosité, la dispersion des pigments et la stabilité du produit fini. Les équipements de mélange traditionnels peuvent avoir des difficultés lorsque les pigments forment des agglomérats ou lorsque les formulations à haute viscosité créent des zones de mauvaise circulation à l'intérieur du réservoir. Une dispersion insuffisante peut entraîner une répartition inégale des pigments, tandis qu'un entraînement d'air excessif peut introduire des bulles qui interfèrent avec les processus d'impression ultérieurs.
Une machine de mélange d'encre correctement configurée résout ces problèmes en combinant une agitation contrôlée avec une gestion appropriée du cisaillement, de la circulation et de la température du processus. Dans de nombreuses lignes de production d'encre, un équipement de dispersion à grande vitesse est utilisé pendant le mouillage et la pré-dispersion des pigments, tandis que différentes configurations d'agitateur peuvent être nécessaires pour le mélange final ou les formulations à viscosité plus élevée.
Un mélangeur d’encre industriel fait bien plus que simplement faire tourner un arbre à l’intérieur d’un réservoir. Ses performances dépendent de la relation entre la géométrie de l'agitateur, la vitesse de rotation, la puissance du moteur, le volume du lot, la viscosité et les caractéristiques physiques du système pigmentaire.
Un disque de dispersion à grande vitesse crée des forces de cisaillement localisées dans le liquide. Lorsque le disque tourne, le matériau est attiré vers la zone de dispersion et accéléré radialement, créant ainsi une circulation dans tout le réservoir. Cette action contribue à améliorer le mouillage des pigments et à décomposer les agglomérats qui autrement resteraient dans la formulation.
La vitesse de rotation est particulièrement importante. Une vitesse inférieure peut assurer une circulation douce du volume pour mélanger les solvants, les résines et les additifs, tandis que des vitesses plus élevées augmentent le cisaillement et la turbulence autour du disque de dispersion. Cependant, la vitesse maximale ne constitue pas automatiquement la meilleure condition de fonctionnement. Une vitesse excessive peut augmenter la température, entraîner de l’air ou créer une consommation d’énergie inutile. La plage de fonctionnement correcte dépend de la formulation et de la qualité de la dispersion cible.
Pour cette raison, le contrôle de vitesse à fréquence variable est précieux dans les environnements de production traitant plusieurs formulations d’encre. Les opérateurs peuvent établir différentes vitesses pour le chargement, le mouillage, la dispersion et l'homogénéisation finale plutôt que d'utiliser une vitesse fixe pour l'ensemble du lot.
Le levage hydraulique est une autre configuration pratique. Il permet de positionner l'arbre et le disque de dispersion à différentes hauteurs de travail en fonction du volume du lot et de l'étape du processus. Un positionnement correct aide à maintenir la circulation et à réduire les zones mal mélangées près du fond du réservoir ou de la surface supérieure du liquide.
L'agitateur doit être choisi en fonction de la rhéologie de l'encre plutôt que simplement de la capacité nominale du réservoir.
Pour les formulations de viscosité faible à moyenne, un disque de dispersion à grande vitesse peut assurer un mouillage efficace des pigments et une désagglomération des particules. Le diamètre du disque, la vitesse de pointe, la position de l'arbre et le niveau de liquide influencent tous le champ de cisaillement résultant.
Pour les encres à viscosité plus élevée, le fait de s'appuyer exclusivement sur un disque à grande vitesse peut ne pas fournir un mouvement de masse suffisant. Une formulation peut subir un fort cisaillement à proximité du disque tandis que le matériau plus éloigné circule lentement. C’est là que les agencements d’agitateurs alternatifs ou combinés deviennent importants.
Les agitateurs à ancre, à palette ou autres agitateurs à basse vitesse peuvent améliorer la circulation en vrac, tandis que les éléments de dispersion à grande vitesse fournissent un cisaillement localisé. L’objectif est d’équilibrer la circulation macroscopique et la dispersion microscopique.
Cette distinction est importante lors de l’évaluation d’une machine de mélange d’encre pour l’impression. Une machine qui produit une vitesse de moteur élevée sur papier peut toujours fournir des résultats incohérents si la géométrie de son réservoir et la configuration de son agitateur ne sont pas adaptées à la formulation.
La dispersion uniforme des pigments doit donc être évaluée par la distribution réelle de la taille des particules, la stabilité de la viscosité, la cohérence de la couleur et la répétabilité d'un lot à l'autre plutôt que par la seule puissance du moteur.
Différents procédés d'impression imposent différentes exigences aux équipements de mélange.
Les encres flexographiques nécessitent généralement une dispersion contrôlée et une viscosité constante car l'encre est transférée à travers des rouleaux anilox et des unités d'impression où la variation rhéologique peut affecter le transfert de l'encre. L'équipement doit assurer une circulation stable sans entraînement d'air excessif.
Les encres hélio peuvent impliquer des formulations à base de solvants et des exigences de dispersion relativement exigeantes. Ici, le contrôle du processus, les matériaux en contact avec le produit compatibles, la régulation de la vitesse et les exigences en matière de protection contre les explosions peuvent devenir des considérations d'achat importantes.
Les encres offset ont généralement une viscosité plus élevée que de nombreuses encres d'impression liquides. L'équipement doit fournir un couple suffisant et un mouvement de masse efficace. Un mélangeur conçu principalement pour les liquides à faible viscosité peut produire une circulation inadéquate lorsqu'il est utilisé avec une formulation offset à haute teneur en solides ou à haute viscosité.
Les encres de sérigraphie peuvent également nécessiter une manipulation de viscosité importante et une dispersion contrôlée, en fonction de la résine, de la concentration en pigment et des additifs. Un agencement d’agitateur approprié peut réduire les zones stagnantes et aider à maintenir une formulation cohérente tout au long du lot.
Cela conduit à une réponse pratique à une question courante : quelle machine est la meilleure pour l’encre d’imprimerie ? Il n’existe pas de spécification universelle. Le meilleur choix est la machine dont le niveau de cisaillement, le couple, la structure de l'agitateur, la plage de vitesse, la capacité du réservoir et les contrôles de processus en option correspondent à la viscosité et à la formulation de l'encre.
L’agglomération des pigments ne peut pas être résolue simplement en augmentant la vitesse. Une dispersion efficace nécessite un mouillage adéquat, un cisaillement contrôlé et un temps de séjour suffisant dans la zone de cisaillement élevé.
Un processus de mélange par étapes peut être plus efficace qu’un fonctionnement continu à vitesse maximale. La résine ou la phase liquide circule d'abord, les pigments sont introduits dans des conditions contrôlées et le disperseur applique ensuite un cisaillement suffisant pour briser les agglomérats. L'ajustement final de la viscosité et des additifs peut avoir lieu après l'étape de dispersion primaire.
La capacité de vide devient utile lorsque l’entraînement de l’air est un problème de production. Un mélange à grande vitesse peut aspirer de l'air dans le liquide, en particulier lorsque le vortex atteint la surface du liquide. L'air entraîné peut apparaître sous forme de bulles lors du remplissage ou créer des défauts lors de l'impression.
Un système de mélange sous vide peut réduire la pression au-dessus du matériau et aider à éliminer l’air dispersé de la formulation. Ceci est particulièrement utile lorsque l'encre finie nécessite un aspect à faible bulle ou lorsque la formulation est sensible à l'air emprisonné.
Le contrôle de la température est tout aussi important. Le cisaillement génère de la chaleur et certaines formulations sont sensibles aux changements de température. Un réservoir à double enveloppe doté d'une capacité de chauffage ou de refroidissement permet de maintenir la température du processus dans une plage définie. Cela peut aider à stabiliser la viscosité et à protéger les caractéristiques de la formulation lors d’un mélange prolongé.
Pour les environnements de production traitant plusieurs formulations, le contrôle de la température peut également améliorer la répétabilité des lots. Au lieu de permettre à la température du matériau d'augmenter de manière imprévisible à mesure que le mélange se poursuit, les opérateurs peuvent utiliser la chemise pour évacuer la chaleur du processus ou fournir un chauffage contrôlé si nécessaire.
Le matériau en contact avec le produit est un autre facteur de sélection qui ne doit pas être réduit à une simple spécification « acier inoxydable ».
Le SS304 est largement utilisé pour les applications industrielles générales de traitement de l’encre où la formulation ne présente pas de conditions de corrosion particulièrement agressives. Il offre un équilibre pratique entre la résistance à la corrosion, la fabrication, la durabilité et le coût de l'équipement.
Le SS316L offre une résistance à la corrosion plus élevée et peut être préférable lorsque les formulations contiennent des composants qui imposent des exigences plus élevées en matière de compatibilité des matériaux. Il est également intéressant lorsque l'environnement de production met davantage l'accent sur la nettoyabilité et la résistance à la corrosion.
Le grade approprié doit finalement être sélectionné en fonction de la formulation réelle de l'encre, des solvants, des additifs, des produits chimiques de nettoyage, de la température de fonctionnement et de la durée de vie requise. Pour les équipes d'approvisionnement, demander le matériau exact de la pièce en contact plutôt que d'accepter une description générique de « réservoir en acier inoxydable » facilite la comparaison des offres des fournisseurs.
Le prix des mélangeurs d'encre peut varier considérablement car les machines ayant la même capacité nominale peuvent avoir des configurations très différentes.
La capacité est le premier facteur. Un laboratoire ou une machine pilote de 100 L et un mélangeur de production de 1 000 L ont des exigences fondamentalement différentes en termes de diamètre d'arbre, de puissance du moteur, de résistance structurelle, de capacité de levage et de construction du réservoir.
La puissance du moteur est également importante, mais les acheteurs doivent la comparer à la viscosité et au volume de travail. Un moteur plus gros peut être nécessaire pour les formulations à haute viscosité, mais le simple fait de sélectionner la puissance la plus élevée disponible ne garantit pas une meilleure dispersion.
La plage de vitesse utilisable et le diamètre du disque de dispersion affectent les conditions de cisaillement disponibles. Le contrôle à fréquence variable offre généralement une plus grande flexibilité de processus que le fonctionnement à vitesse fixe, en particulier pour les fabricants produisant plusieurs types d'encre.
Le levage hydraulique ajoute une complexité mécanique mais offre une flexibilité de positionnement utile pour différents volumes de lots. Les systèmes de vide, les systèmes de chauffage/refroidissement à enveloppe, les composants électriques antidéflagrants, les dispositifs d'étanchéité spéciaux et les configurations de réservoirs personnalisées peuvent encore augmenter le coût de l'équipement.
La sélection des matériaux affecte également le devis. Le SS304 peut constituer une solution rentable pour de nombreuses formulations, tandis que le SS316L peut être justifié lorsque la résistance à la corrosion et la compatibilité des matériaux l'exigent.
Par conséquent, les équipes d'approvisionnement doivent comparer la capacité, la puissance du moteur, la plage de vitesse, la structure de dispersion, le matériau du réservoir, la capacité de viscosité, la configuration du vide, le contrôle de la température et les exigences de sécurité comme un seul système, plutôt que de comparer uniquement le prix global de la machine.
Rumi est un fournisseur professionnel axé sur les équipements et solutions chimiques, au service des clients mondiaux avec des produits fiables, un contrôle de qualité strict et un service efficace. Son approche est particulièrement pertinente lorsqu'un fabricant d'encres a besoin d'un équipement configuré autour d'un processus de production réel plutôt que d'une spécification de machine standard.
Depuis le lancement de son premier système de dosage de haute précision et de son premier équipement de mélange à haute efficacité auto-développés en 2018, RUMI Technology est devenu un fournisseur de solutions d'équipement de chimie fine. Son travail couvre les exigences personnalisées de dosage et de mélange pour les fabricants de peintures et d'encres, ainsi que les applications de résines, de nouveaux matériaux, de nouvelles énergies et de matériaux composites.
Grâce à des itérations répétées de R&D, RUMI Technology a développé des technologies propriétaires soutenues par des brevets d'invention. Son système d'assurance qualité comprend des tests en usine de 72 heures et une réponse après-vente de 24 heures, avec les certifications ISO9001 et CE soutenant sa capacité internationale de fourniture d'équipements.
Pour un producteur d'encre, cette approche technique est importante car le mélangeur correct est déterminé par la relation entre la formulation, la viscosité, la taille du lot, la cible de dispersion, la température et le cycle de production, et non par un seul paramètre du catalogue.
Lors de la sélection d'un mélangeur d'encre pour l'impression, les acheteurs doivent d'abord définir la plage de viscosité réelle et le volume du lot. L’étape suivante consiste à déterminer si le processus nécessite principalement une dispersion de pigments à cisaillement élevé, un mélange en masse ou une combinaison des deux.
À partir de là, comparez la plage de vitesse disponible, la configuration du disque de dispersion, le couple du moteur, le système de levage, le matériau du réservoir et la capacité de contrôle de la température. Si l’entraînement de l’air est un problème connu, la capacité de vide doit être prise en compte. Si des encres à base de solvant sont impliquées, la configuration antidéflagrante requise doit être spécifiée avant le devis.
La comparaison la plus utile n’est donc pas simplement le prix du mélangeur d’encre, mais la capacité de production incluse dans ce prix. Un système de mélange correctement adapté peut améliorer la dispersion des pigments, réduire les variations de lots, s'adapter à différentes viscosités, stabiliser la température de traitement et maintenir une qualité d'encre constante sur de longs cycles de production. Pour les fabricants d’encres d’imprimerie, ces avantages au niveau du processus sont en fin de compte plus importants que le devis initial d’équipement le plus bas.
