Introdução
A impressão digital a jato de tinta transformou a decoração de revestimentos cerâmicos, oferecendo alta flexibilidade no design e, ao mesmo tempo, possibilitando uma produção eficiente e reproduzível. Ao mesmo tempo, essa tecnologia impõe requisitos exigentes às tintas cerâmicas. O tamanho das partículas e sua distribuição, a reologia, a estabilidade e a intensidade da cor influenciam o desempenho da tinta e, em última instância, a qualidade do processo de impressão.
A preparação dos pigmentos cerâmicos desempenha, portanto, um papel decisivo. O desafio não consiste simplesmente em obter partículas muito pequenas, mas em produzir uma distribuição granulométrica adequada e controlada, mantendo as propriedades funcionais do pigmento.
A NETZSCH enfrenta esse desafio combinando a moagem a seco ultrafina com a moagem úmida subsequente. O moinho a jato de vapor s-Jet® prepara o pigmento cerâmico para o processo úmido posterior, enquanto o moinho de esferas com agitador Zeta® realiza a moagem fina final e a dispersão. Ao considerar ambas as tecnologias como parte de um único processo integrado, é possível otimizar simultaneamente a eficiência da moagem e as propriedades da tinta final.
O desafio da retificação submicrométrica
A produção de tintas cerâmicas para impressão digital requer pigmentos na faixa submicrométrica. A moagem úmida com pequenos corpos de moagem permite atingir a finura necessária, mas são necessários tempos de moagem cada vez mais longos à medida que as partículas se tornam mais finas.
A moagem úmida intensiva também pode aumentar a proporção de partículas muito finas no produto. Uma fração ultrafina excessiva pode influenciar propriedades importantes, como reologia, reatividade do pigmento e características de cor.
O objetivo é, portanto, atingir o tamanho final de partícula necessário de maneira eficiente, mantendo uma distribuição granulométrica estreita e controlada.
Moagem a seco ultrafina com o s-Jet®
O Moinho a Jato de Vapor s-Jet® amplia a faixa de operação da moagem a jato em leito fluidizado convencional para a faixa submicrométrica. Em vez de ar comprimido, o sistema utiliza vapor superaquecido como gás de moagem.
A velocidade significativamente maior do jato de vapor fornece a energia necessária para a moagem ultrafina. Em combinação com a classificação integrada, é possível produzir pigmentos cerâmicos com uma distribuição granulométrica muito fina e estreita.
Para aplicações de jato de tinta cerâmico, foram alcançados tamanhos de partículas de aproximadamented50 = 0,45 µm ed99 < 1,2 µm. Dependendo do material de alimentação e das condições operacionais, são possíveis valores ded97 < 1,2 µm.
O uso de vapor superaquecido de alta pressão a aproximadamente 40 bar e 250 a 350 °C permite que o pigmento atinja uma finura próxima à finura final exigida antes de entrar no processo de moagem úmida.
Moagem úmida final com o sistema Zeta®
Após a moagem a seco, o pigmento é dispersado e processado de acordo com suas especificações finais na etapa de moagem úmida.
O moinho de esferas com agitador Zeta® foi projetado para operação em circulação e oferece um alto aporte de energia combinado com um controle preciso do processo. O sistema de moagem permite distribuições granulométricas estreitas e reproduzíveis, ao mesmo tempo em que proporciona alta produtividade.
Para a produção de tinta cerâmica para jato de tinta, isso é particularmente importante, pois a função da etapa de moagem úmida muda quando se utiliza um pigmento pré-tratado com o s-Jet®. Em vez de realizar a maior parte da redução do tamanho das partículas, o moinho úmido pode se concentrar em alcançar a distribuição granulométrica final exigida e a qualidade de dispersão necessária.
A tecnologia Zeta® também oferece uma abordagem escalável, desde o desenvolvimento em laboratório até a produção. A linha de equipamentos abrange desde o moinho de laboratório LabStar até sistemas de produção, como o Zeta® 400.
Processo integrado de moagem a seco e a úmido
A principal vantagem decorre do fato de se considerar a moagem a seco e a úmida como um único processo, em vez de duas etapas de produção independentes.
O s-Jet® produz um pigmento ultrafino com uma distribuição granulométrica estreita antes do início da moagem úmida. Consequentemente, é necessária uma redução consideravelmente menor do tamanho das partículas no moinho de esferas com agitador.
A experiência com o processo demonstrou que o tempo necessário para a moagem úmida pode ser reduzido em até 50% quando se utilizam pigmentos pré-tratados com o s-Jet®.
Essa redução no tempo de moagem úmida oferece diversos benefícios. Além de aumentar a capacidade efetiva do equipamento de moagem úmida, tempos de processamento mais curtos podem reduzir a formação de partículas ultrafinas indesejadas.
O processo resultante, portanto, concentra-se não apenas em atingir um tamanho de partícula alvo, mas também em controlar toda a distribuição granulométrica.
Distribuição granulométrica e propriedades da tinta
A distribuição granulométrica é particularmente importante nas aplicações de jato de tinta cerâmico, pois pode influenciar diversas propriedades da tinta final.
Uma distribuição controlada contribui para:
- comportamento reológico estável
- boa filtrabilidade
- reatividade controlada dos pigmentos
- características de cor consistentes
- reliable processamento posterior
A combinação de moagem a seco ultrafina com moagem úmida mais curta também pode reduzir a quantidade de partículas de pigmento extremamente finas geradas durante a moagem prolongada com esferas.
A experiência de processo com pigmentos cerâmicos amarelos e marrom-avermelhados demonstrou que a distribuição granulométrica resultante pode ter um efeito positivo na intensidade da cor.
Em vez de maximizar a intensidade de uma única etapa de moagem, o processo combinado distribui a redução de tamanho de partícula necessária entre duas tecnologias complementares.
Maior eficiência na produção de jato de tinta cerâmico
O conceito de processo integrado traz benefícios tanto para a qualidade do produto quanto para a eficiência da produção.
Tempo de moagem úmida até 50% menor
Maior capacidade de moagem úmida
Redução da formação de partículas ultrafinas
Distribuição controlada do tamanho das partículas
Desempenho otimizado das cores
Ampliação da escala do laboratório para a produção
Da preparação do pigmento até a tinta pronta
A produção de tinta cerâmica para jato de tinta envolve mais do que uma única máquina de moagem. A moagem a seco, a mistura e a dispersão, a moagem úmida e o controle do processo contribuem, todos, para as propriedades do produto final.
Ao combinar essas etapas do processo, a NETZSCH pode avaliar toda a cadeia de produção, desde o pigmento cerâmico até a tinta pronta. Testes laboratoriais podem ser utilizados para determinar parâmetros operacionais adequados, distribuições granulométricas e condições de moagem antes de transferir o processo para a escala de produção.
Essa abordagem integrada permite que as etapas individuais do processo sejam harmonizadas entre si, em vez de otimizar cada máquina de forma independente.
Conclusão
A produção eficiente de tinta cerâmica para jato de tinta não se resume simplesmente a alcançar o menor tamanho de partícula possível. O fator decisivo é a forma como se obtém a distribuição granulométrica necessária.
A combinação da moagem a seco ultrafina com o Moinho a Jato de Vapor s-Jet® e da moagem úmida controlada com o Sistema Zeta® distribui a redução do tamanho das partículas de maneira inteligente ao longo do processo de produção.
O s-Jet® prepara um pigmento fino, com distribuição estreita, antes do início da moagem úmida. O sistema Zeta® pode então se concentrar em alcançar a finura final e a qualidade de dispersão exigidas. Como resultado, o tempo necessário para a moagem úmida pode ser reduzido em até 50%, ao mesmo tempo em que se limita a formação de partículas ultrafinas indesejadas.
O resultado é um processo integrado projetado para combinar alta produtividade, distribuição controlada do tamanho das partículas e propriedades otimizadas da tinta para jato de tinta cerâmico.