페인트 제조 방법: 페인트 생산 공정에 대한 단계별 가이드

닝보의 한 페인트 공장 관리자는 지난주 생산 일지를 열어 익숙한 문제를 발견했습니다. 배치 2417과 배치 2418은 동일한 공식, 동일한 안료 로트, 동일한 공정 기록을 사용했지만 배치 2418의 감소는 색상 강도가 낮고 분쇄도가 더 거친 것으로 나타났습니다. 문제는 성분이 아니었습니다. 이것이 분산 및 실망 단계가 실행되는 방식이었습니다.

페인트 제조는 분산, 혼합, 테스트 및 충전의 제어된 순서입니다. 각 단계가 올바른 장비와 공정 매개변수를 사용하여 수행될 때 안정적이고 일관된 코팅이 달성됩니다. 이 기사에서는 일반적인 상업용 공장에서 페인트가 제조되는 방식, 가장 중요한 공정 단계, 각 지점에서 가장 잘 작동하는 혼합 및 보관 장비에 대해 설명합니다.

페인트 제조 개요: 제어되는 4단계

공장에서 건축용 페인트, 산업용 프라이머 또는 자동차 코팅을 생산하든 생산 순서는 동일한 구조를 따릅니다. 아래의 4단계는 거의 모든 페인트 제조 공정에 나타납니다.

위의 표는 전체적인 흐름을 요약한 것입니다. 다음 섹션에서는 배치 간 일관성에 영향을 미치는 장비 결정에 특별한 주의를 기울여 각 단계를 실용적인 용어로 설명합니다.

1단계: 색소 분산

안료는 미세한 분말로 페인트 공장에 도착하지만 기본 입자는 자연적으로 덩어리로 뭉쳐집니다. 전달된 상태에서 이러한 클러스터는 일반적으로 50-100 미크론 이상 . 완성된 페인트에서 안료 입자는 일반적으로 다음 수준으로 감소되어야 합니다. 15-30 미크론 범위 , 때로는 고광택 마감 처리를 위해 더 미세한 경우도 있습니다.

분산은 이러한 덩어리를 분해하는 기계적 과정입니다. 여기에는 바인더 용액으로 안료 표면을 적시고, 전단을 적용하여 클러스터를 분리하고, 분리된 입자를 안정화하여 나머지 공정에서 다시 뭉치지 않도록 하는 세 가지 일이 동시에 발생합니다.

안료 분산을 위한 산업용 고전단 혼합기 이 믹서는 고토크 모터와 특수 분산 디스크를 사용하여 안료 덩어리를 분해하여 고형분 함량이 높은 페인트 및 코팅 응용 분야에서 일관된 색상과 매끄러운 마감을 보장합니다. 제품보기 →

회전자-고정자 믹서는 이 단계에 필요한 기계적 에너지를 제공합니다. 로터는 고정된 고정자 내부에서 고속으로 회전하여 대략 20-50m/s . 슬러리는 고정자로 흡입되어 고속으로 배출되어 응집체를 개별 안료 입자로 분할하는 수력학적 전단력과 충돌력을 생성합니다.

단순한 패들 교반기에서 특수 제작된 분산 장비로 업그레이드하는 페인트 공장의 경우 안료 및 페인트 분쇄를 위한 전용 산업용 고전단 믹서를 사용하면 분산 시간을 몇 시간에서 몇 분으로 단축하는 동시에 눈에 띄게 더 균일한 밀 베이스를 생성할 수 있습니다.

상업용 페인트 배치의 일반적인 분산 매개변수

• 로터 팁 속도: 20-50m/s, 안료 경도 및 바인더 시스템에 따라 다름
• 배치 온도: 용매 증발 및 수지 분해를 제한하기 위해 50~60°C 미만으로 유지합니다.
• 분산 시간: 배치당 30~90분, Hegman 게이지로 확인됨
• 정밀도 목표: Hegman 스케일 6-7, 대부분의 산업용 페인트의 경우 대략 15-25 마이크론에 해당

2단계: 실망과 혼합

안료가 완전히 분산되면 농축된 밀 베이스가 혼합 탱크로 옮겨집니다. 수지 용액, 용제, 소포제, 습윤제, 살생물제, 요변성 증점제 등 나머지 포뮬라 구성 요소가 여기에 추가됩니다. 이 단계를 렛다운(let-down)이라고 하며 페인트의 최종 점도, 흐름 거동 및 적용 특성을 결정합니다.

성분을 첨가하는 순서가 중요합니다. 수지를 너무 빨리 부으면 국부적인 침전으로 인해 재분산이 어려운 작은 젤이나 얼룩이 형성될 수 있습니다. 일반적인 실망 순서는 다음과 같습니다.

1. 교반기를 저속으로 시작하고 밀 베이스를 혼합 탱크에 충전합니다.
2. 한 번에 붓는 것이 아니라 일정한 흐름으로 수지와 가소제를 추가합니다.
3. 증발을 방지하기 위해 배치 온도를 관찰하면서 용매를 천천히 도입하십시오.
4. 사이클 초기에는 소포제를 사용하고 마지막에는 증점제를 사용하여 첨가제를 혼합합니다.
5. 샘플링 전에 분산을 안정화하기 위해 짧은 균질화 패스로 마무리합니다.

수성 페인트는 특히 배출 중에 까다롭습니다. 이는 유제이므로 과도한 전단이 액적을 깨뜨리고 전체 배치를 불안정하게 만들 수 있음을 의미합니다. 안정적인 화학 에멀젼을 위한 SS316L 균질화기 탱크는 페인트 생산업체가 이 단계에서 전단을 제어할 수 있도록 하며 저점도 및 고형분 제제를 모두 처리할 수 있는 충분한 유연성을 제공합니다.

반응성 에멀젼용 SS316L 균질화기 탱크 부식 방지 316L 스테인리스 스틸과 고성능 균질화기로 제작된 이 탱크는 금속 오염을 방지하고 까다로운 화학 혼합, 폴리머 변형 및 고순도 처리에 적합합니다. 제품보기 →

혼합 탱크의 설계는 교반 속도만큼 중요합니다. 다양한 교반기 형상은 매우 다양한 흐름 패턴을 생성하며 올바른 구성은 혼합되지 않은 재료가 탱크 바닥 근처에 모이는 데드 존을 방지합니다. 혼합 탱크의 작동 방식과 다양한 프로세스에 적합한 구성에 대한 실제 개요는 다음 기사를 참조하세요. 믹싱탱크란 무엇인가 .

3단계: 품질 테스트

페인트가 충전 라인으로 보내지기 전에 모든 생산 배치는 소규모 공정 제어 테스트를 통과해야 합니다. 이러한 테스트에는 완전한 분석 실험실이 필요하지 않습니다. 몇 분 안에 가장 일반적인 배치 결함을 포착하도록 설계되었습니다.

• 분쇄도: 헤그만 게이지로 측정했습니다. 산업용 페인트의 목표는 일반적으로 6-7이며 이는 대략 15-25 마이크론에 해당합니다.
• 점도: Brookfield 회전 점도계로 측정했습니다. 액체 페인트의 범위는 일반적으로 25°C에서 1~30포이즈(100~3000mPa·s)입니다.
• 밀도: 안료와 바인더 비율이 사양 내에 있음을 확인합니다.
• 색상 강도: 감소율은 이전에 승인된 배치의 승인된 참조 샘플과 비교됩니다.
• 건조 시간: 빠른 필름 드로우다운 검사를 통해 경화 프로필이 바뀌지 않았음을 확인합니다.

배치가 이러한 테스트 중 하나라도 실패할 경우 일반적인 시정 조치는 점도 조정 또는 추가 분산 통과를 위해 배치를 배출 탱크로 되돌리는 것입니다. 분쇄도가 떨어지는 페인트는 단순히 필터링할 수 없습니다. 여과 후 입자가 다시 나타나므로 고전단 장비를 다시 통과하는 것이 올바른 반응입니다.

4단계: 충전 및 보관

품질 승인 후 페인트는 일반적으로 100~200 마이크론의 필터를 통과한 후 충전 라인으로 이동합니다. 충전 용기는 항상 페인트를 부드럽게 흔들어야 합니다. 안료가 침전되면 첫 번째 용기가 마지막 용기보다 얇아지고 전체 배치는 실험실 테스트를 통과하더라도 결함이 있는 것으로 판단됩니다.

완성된 페인트는 1리터 캔부터 200리터 드럼까지 다양한 용기에 포장되거나 배송 전에 탱크에 보관됩니다. 충전 중 조심스럽게 취급하면 분산 및 배출 초기에 달성된 일관성이 유지됩니다.

페인트 제조에 적합한 장비 선택

공장이 용량을 확장하거나 한 페인트 제품군에서 다른 페인트 제품군으로 전환하는 경우(예: 용제 기반 산업용 에나멜에서 수성 건축 코팅으로) 장비 라인업을 재검토해야 합니다. 아래 표에서는 페인트 생산에서 가장 일반적으로 선택되는 세 가지 장비를 비교합니다.

용제 기반 페인트 및 중간 점도 제제를 처리하는 생산 라인의 경우 가변 속도 개방형 용기는 적당한 자본 비용으로 유연한 혼합 용량을 제공합니다. 고속 개방형 화학 혼합 용기는 단일 탱크에서 분산 및 배출 작업을 모두 처리하도록 설계된 실용적인 예입니다.

화학물질 혼합을 위한 고속 개방형 용기 최대 960RPM의 가변 속도 임펠러와 개방형 디자인을 특징으로 하는 이 용기는 분말을 신속하게 혼합하고 강화된 구조로 안료 분산 및 공격적인 유체 혼합을 처리합니다. 제품보기 →

실제 선택 기준

• 구성 재질: SS304는 용제 기반 페인트에 일반적입니다. SS316L은 수성 시스템 및 염화물 함유 첨가제에 선호됩니다.
• 재킷형 가열 또는 냉각: 분산 및 방출 중에 점도를 제어해야 할 때 필요합니다.
• Clean-in-place 기능: 색상이나 제품군 간 전환 시 전환 시간을 줄여줍니다.
• 탱크 용량 대 배치 크기: 용매 추가 및 전단 유발 튀김을 위해 최소 15-20%의 여유 공간을 허용합니다.
• 속도 제어: 가변 주파수 드라이브를 통해 하나의 탱크가 저전단 혼합에서 고전단 분산으로 이동할 수 있습니다.

페인트 제조는 겉보기에는 단순해 보입니다. 안료, 수지, 용제를 혼합한 후 결과물을 포장합니다. 실제로 분산 및 실망부터 테스트 및 충전에 이르기까지 각 단계에서는 장비에 대한 기계적 요구 사항이 서로 다릅니다. 배치 일관성은 배합 자체보다는 혼합 및 분산 장비가 안료 시스템, 점도 범위 및 생산 규모와 얼마나 잘 일치하는지에 따라 결정됩니다.

새로운 페인트 생산 라인을 계획하거나 기존 공장을 업그레이드하거나 분산 용량을 추가하는 경우 탱크, 교반기 및 고전단 혼합기를 특정 제제에 맞출 수 있는 장비 공급업체와 프로세스를 논의하는 것이 도움이 됩니다. 문의하기 프로젝트 요구 사항을 검토합니다.