从1971年的简陋起步,Quad Graphics在威斯康星州皮沃基市一个废弃的木制品工厂里租了一台印刷机和借来的活页夹,现在已经成长为一家价值48亿美元的全球印刷和数字通信供应商。如今,该公司在北美、拉丁美洲和欧洲约60个地点拥有约24,500名员工。

该公司成功的一个关键是它强调从数据管理和通过电子成像、印刷生产和分发的创意开发的无缝集成服务。这包括生产自己的印刷油墨——不仅是胶印和凹印,还包括金属和荧光油墨以及用作防伪标记的隐形油墨。该公司甚至生产夜光墨水,这种墨水是由清漆和晶体的专利混合而成,可以吸收和储存紫外线,并根据使用的晶体类型释放特定波长(颜色)。

Quad Graphics的化学研究/技术(CR/T)部门负责油墨生产的所有方面,从研发到配方和制造。可再生成分高达27%的环保型胶印油墨是在位于威斯康星州哈特福德的一家完全集成的工厂生产的,而溶剂型凹印油墨则是在位于西弗吉尼亚州马丁斯堡的一家制造工厂生产的。在这两家工厂,生产各种颜色的颜料的散装袋重量从600磅到2000磅不等,然后用Flexicon公司的散装袋卸料系统将其倒入混合罐中。

可持续性胶印油墨

使用最高质量的材料和现代化的加工设备,CR/T在1982年开始制定和制造其EnviroTech胶印油墨。哈特福德工厂的制造经理Charlie Buckett说:“这些墨水的可再生资源含量,包括植物油和松脂,约为27%,远远高于行业标准的最低20%。”

巴克特解释说:“胶印是用四种不同颜色的墨水在一个照相生成的点图案上进行的。”被称为CMYK的墨水是青色(蓝色)、品红(红色)、黄色和键色(黑色,其他键色的颜色)。青色、品红和黄色是由相应的彩色颜料制成的,Key是由炭黑制成的。”

在交付到哈特福德,WI,工厂后,散装袋装入Flexicon散装袋卸料机,四种颜料颜色各有一个专用卸料机。每个型号的BFC卸料机都配备了一个电动葫芦,安装在一个悬挂在悬臂工字钢上的手推车上,这样就可以在不使用叉车的情况下将袋子从地面抬到框架内。

众所周知,颜料粉末很难处理,因为其物理特性会导致堆积、结块、涂抹和大量灰尘。为了处理这些情况,必须对物料处理系统的设计特点进行适当的设计和仔细选择。在排放时,为了消除灰尘和促进流量,手动喷水锁®夹紧环由远程管气动提升®伸缩管,允许操作人员与袋口进行高完整性的密封连接。伸缩管,具有6英寸外径排气口与客户设计的集尘器接口,当它排空/拉长时,在袋上保持恒定的向下张力,促进非自由流动的颜料完全排出到容量为9铜英尺的“T”型金字塔式地板漏斗,尺寸为32平方英寸乘42英寸高。放电是不锈钢结构,包括一个动力夹®流量控制阀,用于调节流量,并允许对部分排空的袋进行无尘密封。

从料斗中,颜料进入一个单独的32英尺长的柔性螺旋输送机,该输送机采用具有特殊几何形状的柔性不锈钢螺旋来移动非自由流动的材料。传送带以45度的倾斜度输送颜料,将其送入四个减重给料机中的一个,每个给料机都专用于一个21英尺高的预混料罐,位于离料斗约23.5英尺的地方,在那里颜料与清漆混合,形成大约30%的固体浆液。

柔性螺旋输送机根据重量损失的数量进行排放,因此,当20磅颜料被释放到料斗时,安装在卸料器上的测压元件发送信号给PLC激活螺丝,并循环5次将100磅颜料送入预混料槽。

巴克特说:“每个泥浆然后被送入一个有独立隔间的储罐,该储罐最多可容纳4个预混料。”“从储罐中,不同颜色的浆液被分别送入专用的水平珠磨,每个珠磨的容量约为53加仑,用于减少颜料的粒径和封装,以创建每种颜色的成品油墨基础。然后将各种专有成分添加到每个基底中,形成成品油墨。”

凹印油墨需要特殊处理

生产热固性油墨的相同颜料在哈特福德,WI,工厂被用于生产溶剂型凹版油墨在马丁堡,WV,工厂。CR/T工艺专家经理Glenn Gogin说:“在二楼安装了四个散装袋卸料机,每个卸料机都有一个辅助手动卸料站。”操作人员利用倾倒站引入一袋50磅重的特殊添加剂,这些添加剂通过灵活的螺旋输送机和颜料一起被输送到专门用于每种颜色的混合罐上方的料斗中。当工艺需要时,颜料和添加剂会自动送入每个搅拌槽。

然后,每个混合槽的内容被送入一个类似于哈特福德工厂使用的储罐的储罐。然而,与哈特福德不同的是,马丁斯堡工厂采用了一种新颖的概念,将散装袋卸料机、料斗、混合罐和其他工厂设备涂上与每个设备所处理的颜料颜色相匹配的涂料。

Gogin指出:“由于颜料与甲苯混合,甲苯是一种挥发性和易燃的有机溶剂,成品油墨混合在位于储罐下游的防爆混合罐中。”“为了将VOC的排放降至最低,马丁斯堡工厂内设计了一个永久性的全封闭凹版印刷室。大直径管道允许几乎所有的溶剂装载空气在印刷室被捕获重用。该系统的效率通常大大高于EPA要求的92%的标准和96.86%的行业平均水平。”

对于这两种散装卸袋系统,Buckett说:“我们将每种颜料的样品送到Flexicon进行分析,并指定了我们所需的进料速率。他们以此为基础,设计了符合这些标准的系统。在整个过程中,我们与当地代表Allen Davis Associates密切合作,他们非常有帮助。该系统工作非常好,在哈特福德工厂,我们每周通过四个散装袋卸料机常规处理约16万磅干颜料,没有任何问题。”

欲了解更多信息,请访问www.flexicon.com.这篇文章发表在聚合物涂料颜色杂志8月号。