55 μmから3 μmへ！ZYE油圧式トリプルローラーミルが、お客様の高効率で微細な分散を実現します
電子製造、精密印刷、機能性コーティング技術の発展に伴い、UVインクは、速硬化性、環境負荷の低い低VOC、高い耐摩耗性などの優れた特性を活かして、ますます多くの応用分野へと拡大しています。
しかし、UVインクは通常、樹脂、顔料、添加剤、機能性充填剤などで構成されており、その中でも顔料粒子や充填剤は系内で凝集しやすい傾向にあります。分散が不十分であると、インクの細かさに影響を及ぼすだけでなく、印刷時に粒子やスクラッチなどの不良を生じさせたり、インクの光沢が低下したり、レベリング性能が悪化したり、異なるバッチ間で性能が安定しなかったりするおそれがあります。したがって、精密な粉砕によって粒子径を小さくし、材料の均一性を向上させることが、UVインク製造における重要な工程となっています。
不均一な分散は、UVインクの高機能化を制限する
UVインクは、樹脂、顔料、添加剤および機能性充填剤から構成されています。その材料系は複雑であり、粒子の凝集は一般的な製造上の課題です。従来のミリング装置では分散力と精度が十分でないため、さまざまな製造上の問題を招きやすくなります。
- 頻繁に発生する印刷不良： 残留する大きな粒子が、基板表面の粒子付着や糸状化、傷の原因となり、不良品率を急増させます。
- 劣化した外観と性能： 粒子の分布が不均一であると、インクの光沢が低下し、レベリング性も悪化するため、仕上がりの質感が十分に得られません。
- バッチ安定性の低さ： 不均一な粉砕力により、バッチ間で微細度、色相、流動特性に大きなばらつきが生じ、標準化された大量生産が困難になる。
品質のボトルネックを打破するためには、凝集体を徹底的に粉砕し、最終的な微細度を厳密に管理するとともに、全体的な分散均一性を向上させることが鍵となります。このニーズに基づき、広州市の新素材企業はZYEテクノロジーと提携し、UVインキ向けの微細粉砕実証試験を実施しました。
UVインクの分散性を向上させ、5μm以下の微細さ制御を実現する
本試験の依頼主は広州市に所在する材料メーカーでした。UVインク用原料について、微細分散試験を実施しました。同社は、油圧式トリプルローラー粉砕プロセスを用いて、以下の目的を達成したいと考えていました：原料中の粒子凝集状態の改善、スラリーの分散均一性の向上、粒度を5μm以下にまで細かくすること、ならびにインクの光沢およびレオロジー特性の最適化です。
お客様名： 広州市の素材メーカー
テスト素材： UVインク
試験装置： ZYEテクノロジー ZYTR-200H-600 三重ローラーミル＋グラインドメーター
実験の目的： 材料の分散をより均一にし、水圧式三重ローラー粉砕機による粉砕により粒度を5ミクロン以下にまで細かくする。
実験手順：三段階の分散プロセスにより、効率的な粉砕が可能である。
初期検査：グラインドメーターの測定値は55μmでした。
実験に先立ち、UVインクはグラインドメーターを用いて評価した。その結果、初期の細度は55 μmであり、試料内部には顕著な大粒子の凝集が認められた。そのため、分散状態を改善するためには、さらなる微細粉砕が必要であることが示された。
三段階分散プロセス
UVインクの高粘度かつ高精度な分散要求を満たすため、本実験ではZYEテクノロジー製のZYTR-200H-600型油圧式三重ローラー分散機を用い、3段階の分散工程によりスラリーを分散・均一化し、粒子径を安定的に5 μm以下に制御するとともに、スラリーの光沢性およびレオロジー特性を大幅に向上させました。
プロセス： 入口（出口）ローラーの圧力はいずれも35 MPa、ローラー回転数は400 rpmです。
三ローラー粉砕機の運転中、排出は均一で漏れもなく、光沢が著しく向上し、流動性も改善されたことが、下図に示すとおりです。
排出検査： グラインドメーターによる微細度は3μmに達した
初期の55 μmと比較して、材料の粒径は大幅に小さくなり、分散効果も著しく向上した。
実験結果： 細度が90％以上低下し、分散性能が大幅に向上しました
ZYEテクノロジー製のZYTR-200H-600型油圧式三重ローラーミルによる処理後、UVインク材料の性能は大幅に向上しました。
微細度の飛躍：当初の55μmから3μmへ、94.55％の大幅な低減を実現し、材料の微細度を大きく向上させました。
形態の改善：
- 大きな粒子クラスター（5 μm以上）は完全に消失した。
- D50粒径は55μmから3μmに減少した。
効率的な研削、バランスの良さと材料損失の両立：
大量生産に極めて適しています。ローラーによる1回の通過で10kgの原料を処理するのに要する時間はわずか14分であり、3段階の粉砕工程で目標値を十分に達成できます。全工程を通じた原料損失はわずか3％です。超精密な粉砕精度を確保しつつ、原材料の利用率を最大化し、生産コストの効果的な低減を実現します。
包括的な性能アップグレード：
インクのレベリング性、表面光沢および塗膜の均一性が総合的に向上し、印刷時のスクラッチ、粒子混入、曇りなどの不良を効果的に防止します。高級な精密印刷や機能性コーティングにおける大量生産の要求に適しています。
ZYE油圧式三ローラーミル：UVインクの精密製造への進展を支援
高粘度で高精度な材料の分散に不可欠な装置である三ローラーミルは、ローラー間で生じる高いせん断力により、材料の粒子凝集を効果的に改善し、安定かつ均一な分散を実現します。
ZYEテクノロジーの油圧式三ローラー粉砕機の特長は以下のとおりです。
- 高精度な圧力制御： 油圧システムによりローラー圧力を高精度に調整でき、安定した研削プロセスを実現します。
- 効率的な分散能力： UVインク、電子ペースト、接着剤、機能性コーティングなど、高性能材料に適しています。
- 安定した処理の一貫性： 実験的研究開発、少量試作生産および大量生産において、材料の一貫性に関する要件を満たします。
精密研削によるインク産業の高度化を推進
高品質なUVインクの核心的な競争力は、科学的な配合設計に端を発し、精密な粉砕工程によって実現されます。
この実用試験により、ZYE ZYTR-200H-600型油圧式三ローラーミルが、UVインクにおける粒子の凝集、過度な微細化、不均一な分散、およびバッチ間の安定性の欠如といった業界の課題を効率的に解決できることを完全に実証しました。高い精度、高効率、低損失、高い安定性という核心的な優位性を備え、高級UVインクや精密機能材料の製造に対してワンストップの微粉砕ソリューションを提供します。
今後もZYEテクノロジーは、微細分散・粉砕分野における取り組みを一層深め、設備とプロセスの不断の最適化を図りながら、より多くの新素材企業が品質面のボトルネックを打破し、高付加価値製品への転換および標準化された生産体制の高度化を実現できるよう支援してまいります。
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Shenzhen ZYE Technology Co., Ltd.
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