インク・デジタル印刷ろ過アプリケーションガイド
インクジェット・インクの工程条件と対策
インクジェット · UV硬化インク · セラミックインク · テキスタイル印刷 · フレキソ・スクリーン印刷
水性、溶剤系、UV硬化型、セラミック、テキスタイル、導電性インクについて、粒子・軟質ゲルの同定、成分吸着、段階ろ過、低せん断移送、吐出性能の確認方法を解説します。
01 — 06
一般的なインクおよびインクジェットろ過フローチャート
01原料調製・分散→
02粗スクリーン・異物除去→
03デプス前処理ろ過→
04配合に応じた最終精密ろ過→
05低せん断・清浄移送→
06粒子数・吐出性能の検証
精密度の勾配
| レベル | 推奨範囲 | 典型的な位置 | 構造 |
|---|---|---|---|
| 前段フィルタ | 100–500 µm | スクリーンプリント、洗濯水、塊 | バスケット/スクリーン |
| 粗濾 | 20–100 µm | 粉砕残渣、再循環 | バッグ/デプスろ過 |
| 保護 | 5–20 µm | バッチインク、セラミック、高白度 | グラデーションデプス |
| インクジェット最終 | 0.5–5 µm | ノズルインク供給とボトリング | プリーツフィルターカートリッジ/カプセルフィルター |
| 水性精密ろ過 | 0.2–0.45 µm | 低固体染料/微生物制御 | 疎水性膜 |
| 最後のチャンス | 0.5–10 µm | ノズル前流速 | 低保持カプセルフィルター |
初期の材料と構造的スクリーニング
| 中間/運転条件 | 初期スクリーニング優先度 | 一般的な故障状態 |
|---|---|---|
| 水溶液染料 | PES/PSU、PP | 染料/抗菌性吸着 |
| 水溶性色素 | PP、PES | 色素損失、軟質ゲル |
| アルコール/ケトン/エステルインク | PTFE、適合性のあるナイロン | 殻とOリングの膨張 |
| UVアクリル | PTFE、PP | 露出硬化、材料抽出 |
| セラミック有機インク | PTFE、PP | 摩耗、沈殿、高い圧差 |
| 高粘度フレキソグラフィック | ステンレス鋼メッシュ、PP デプス | ダイアフラム、繊維、金属粉沫 |
インクジェット製造およびノズル状態
水性染料インク:最終清澄化
- 条件:低粘度の水溶液染料;色成分は溶液状態にある。
- 課題:繊維、塩結晶、ゲル、微生物凝集物によるノズル不良。過度に細かいろ過は吸着損失と差圧上昇を招きます。
- 確認:0.5–10 µm終了時に尾粒子、濁度、菌落、粘度、およびバッチ安定性を確認する。
- 対策:10–20 µmのデプスろ過 → 1–5 µmのプリーツ清澄化;微生物制御が必要な場合0.2/0.45 µmを検証する。
- 正確性/構造:前段10–20 µm;最終段1–5 µm。0.2 µmは低固体分と検証済みの公式に限定される。
- 材質:疎水性PES/PSUまたはPP;全体のアセンブリに対して染料の吸着と抽出試験を実施する。
- 受入基準:ろ過後の粒子数、色差、流量-差圧曲線、微生物数。
- 境界:0.2 µmはすべてのオフィスまたは工業用染料インクのデフォルト値ではない。
溶剤系圧電インクジェット:バッチ製造
- 運転条件: 酒精、ケトン、エステル、または疎水性溶剤;低粘度から中粘度のpigmentインク。
- 問題: ファインフィルターカートリッジが樹脂ゲル、研磨媒体、繊維、粗大なpigmentが詰まる。
- 特定: 完全な配合、温度粘度、溶剤沸点、粒子尾分布、およびシールとの相性を確認。
- 対策: 10 µm前段フィルター → 3–5 µm保護 → 1–1.5 µm最終段;密閉、接地、低剪断運搬。
- ろ過評価/構成: 5–10 µm前段ろ過;1–1.5 µm最終段ろ過。
- 材質: 溶剤に応じてPP、ナイロン、またはPTFEを選択;ハウジングとOリングは連携して検証が必要。
- 受入: ろ過回復率、粒子数、清澄圧差、ノズル継続運転。
- 境界: 公共の推奨事項は出発点であり、ケトン、芳香族化合物、塩素化合物は、収納/密封適合性において著しい違いがある。
UV硬化型インクジェット:UV光を遮断してろ過
- 運転条件: アクリレートモノマー/オリゴマー、pigments、光硬化誘発剤; 光と熱に敏感。
- 問題: 局所的な露出から軟質ゲルが形成され、温度上昇により粘度が変化し、透明カプセル内での過度の硬化が発生。
- 確認: 環境UV、材料温度、滞留時間、ゲル形成、暗所での差圧を確認。
- 対策:遮光調合 → 5~10 µm前処理ろ過 → 0.5~1.5 µm遮光カプセルまたはプリーツ最終ろ過。
- 精度/構造: 前段5–10 µm; 最終段0.5–1.5 µm、ノズルとpigment回収試験により決定。
- 材質: PTFE/PPは初期スクリーニングにしばしば使用され、不透明な外殻を選択し、アクリレートと密封との適合性を確認する。
- 受入れ: 暗所保管、ろ過前後での硬化速度、ゲル数、ジェットの安定性。
- 境界: 透明カプセルがUVに耐えられることが、全てのモノマーとの相性を保証するものではない。
高白度/高色素 幅広スペクトラムインク
- 運転条件: TiO2または高カバーセンタージュ、高固体分と粘度、沈殿しやすい。
- 問題: 細孔フィルターの圧差が急激に増加;シャットダウン後、沈殿物が循環に進入;剪断力が十分でないため、ソフトな凝集が形成されない。
- 特定: 沉殿速度、低剪断力粘度、>3/5/10 µm粒子の粒子数と循環死スポットを測定する。
- 対策:タンクを低速撹拌 → 20~50 µm粗ろ過 → 5~10 µmデプスろ過 → 3~5 µm最終ろ過。
- 精度・構造:20~50 µm粗ろ過、5~10 µm保護ろ過、3~5 µm最終ろ過。
- 材質: 高容量PPのデプスろ過フィルターまたは同等のプリーツPP; 大きなろ過面積と低圧降差。
- 受入基準: 固体含量と明度回復、シャットダウンと再起動後のノズル状態、圧差曲線。
- 境界: 直接0.5–1 µmを使用しないでください、これはすぐに詰まり、色を失います。
セラミックとテキスタイルデジタル印刷条件
セラミックタイルデジタルインクジェット: 有機载体顔料
- 状態: 微細セラミック顔料、高固体含量の有機载体; インクジェットノズルに粉砕されます。
- 問題: d99 tail、硬い凝集体とミルビーズの破片がノズルを詰まらせ、過度に精密ろ過が固体含量を変化させます。
- 識別: D50、D90、D99; 固体含量前の5 µmろ過、固体含量後のろ過、安定性と沈殿。
- 対策:ミルイング分級 → 20 µmの破片捕捉 → 5 µmのPTFEろ過性確認 → 3–5 µmの最終ろ過。
- 正確性/構造:20 µmの保護;5 µmの重要なろ過;3 µmが必要な場合の最終バイオバーデン低減。
- 材質:PTFEまたは化学適合性のあるPP;低剪断、大表面積;有機载体による密封確認。
- 受け入れ:d99<1 µm窓、固体含量損失、ろ過圧差、ノズル損失率。
- 境界:5 µmのテストは分散安定性の指標であり、長期印刷を保証するものではありません。
絹繊維反応性染料インク
- 操作条件:水溶性染料、塩、保湿剤;綿/ビスコース印刷。
- 問題:塩結晶、繊維、微生物汚染;過度のろ過は流量を低下させる可能性があります。
- 識別: 低温結晶、電導率、菌落、1–10 µm粒子、および色強度を確認する。
- 対策:原水0.2~1 µm → 混合工程10 µm → インク調製1~5 µm。無菌充填が必要な場合は、0.2 µm工程を別途無菌性検証します。
- 精度/構造: 10 µmの前段階、1–5 µmの終段階; 0.2 µmはオプションのステップです。
- 材質:親水性PESまたはPP。色素吸着と保存剤回収率を実液で評価します。
- 受入基準:色差、晶析温度、差圧、ノズル吐出の連続性。
- 制限: 溶解した色素は、色の損失を防ぐために微細膜ろ過膜によって保持する必要はありません。
繊維分散染料/溶剤染料
- 条件: ポリエステル用分散染料は、細粒分散、水性または転移システムです。
- 問題:ノズルでの詰まりが生じる(研磨尾と分散の不安定性による);精密ろ過が色濃度の低下を引き起こす。
- 特定:D99、>1/3/5 µm粒子、固体含量、色強度、および貯蔵後の変化を測定する。
- 対策:10 µmのデプスろ過 → 3–5 µmの保護 → 1–3 µmの最終小規模試験。
- 精度/構造:前段5–10 µm;終段1–3 µm。
- 材質:PP/PES/Nylonに従って選択;高吸着性膜を避ける。
- 受入基準:固形分とK/S値、ろ過後の最大粒径、吐出安定性。
- 境界:染料化学と基材との相性がろ過の相性を保証しない。
綿織物染料+乳化接着剤
- 運転条件:pigment分散液と高粘度なポリマー乳化液、および軟質ゲルの共存。
- 問題:乳化液の剪断凝集;細膜表面に凝集体の急速な形成。
- 特定:剪断前後での乳化液粒子サイズ、軟質ゲル、粘度を測定し、ろ過回復度を確認。
- 対策:接着剤とpigmentを分けてろ過→低剪断混合→5–10 µm最終仕上りの製品の完成。
- 精度/構造:原材5–10 µm;製品3–10 µm、ノズル窓で検証。
- 材質:深度ろ過優先の勾配PP;最終ろ過用の大面積PP/PES。
- 受入基準:接着強度、固形分、色堅ろう度、差圧、噴霧性能。
- 制限:0.2–1 µm膜を直接高分子乳化液をろ過しない。
光感性/光色変化型インク
- 運転条件: 光感性色素、pigments、またはマイクロカプセルを含む場合、光避けと温度管理が必要です。
- 問題: 光、熱、金属汚染が色の変化やポリマー化を引き起こす場合があります;マイクロカプセルは保持されます。
- 確認: 活性成分が溶液、ナノ色、またはマイクロカプセル内にあるかを確認し、スペクトルと粒子サイズを測定します。
- 対策: 光避け粗い20–50 µmでろ過し、効果的な粒子サイズに基づいて最終5–20 µmを選択します;粒子系以外のシステムでは1 µmを試します。
- 精度/構造: マイクロカプセルシステム5–50 µm;溶解型1–5 µm。
- 材質: 非透明PP/PTFEカプセル;金属量少、剪断力少。
- 受入: 光応答、色の強さ、ろ過前後の差圧、および粒子の効果的な回復。
- 境界:効果的な成分サイズを最初に決定し、直接1 µmに「光敏感」名義に基づいて割り当てないでください。
機能インク、伝統的な印刷、および最終ラインの条件。
銀ナノカーボン導電性インク。
- 状況:アルコール/エチレングリコール溶媒中の銀ナノ粒子;高価小ロット。
- 問題:凝集体がノズルを詰まらせ、銀のフィルターアドソリプションや保持により抵抗が増加します。
- 識別:粒子サイズ、凝集体の尾、銀の含有量、表面張力、およびidle熱曝露を測定します。
- 対策:5 µmカプセル前段フィルター→0.45–1 µm低アドソリプション終端;小規模で品質バランスを実施します。
- 精度/構造:5 µm前段フィルター;0.45–1 µm終端窓。
- 材質: PTFEまたは検証済みナイロン/PES; 低保持カプセルフィルターを選択してください。
- 受入れ: 銀回収率、抵抗係数、ノズル損失、フィルター保持。
- 制限: 高温と長期の流量がない場合のノズル乾燥;ろ過はその問題を解決できません。
グラファニン/炭素ナノ材料インク
- 運転条件: 板状または管状炭素材料、高い長辺比。
- 問題: 平均粒子サイズが仕様を満たしていますが、長い繊維がノズルを架橋し、深層媒体吸着が濃度を低下させます。
- 識別: ろ過前後で横方向寸法、厚さ、凝集物、炭素含量を測定します。
- 対策: 超音波/サイズ分離 → 10–20 µm粗フィルター → 1–5 µm最終フィルターを経由して、粒子サイズがノズル直径の約十分の一になるようにします。
- 正確性/構造: 10–20 µmを保護として; 1–5 µmを最終ろ過として、帯の寸法に基づいて選択します。
- 材質: 吸着性が低いPP/PTFE; 高価な小量生産の場合、低保持量のカプセルフィルターを選択します。
- 受入基準: 炭素含量、片端の直径、電気導電率、スプレー継続性。
- 制限: 球状粒子のサイズ分布は片端形状の粒子を完全に説明することができません。
オフセット/グラビアインク循環。
- 運転条件: 中から高流量と高粘度; 泵循環はドクターブレードやローラーの摩耗破片を含む可能性があります。
- 問題: 膜、紙繊維、金属片がアニロックスロールを傷つけ、印刷線を生じます。
- 識別: 汚染物の最大寸法、磁性特性、粘度、循環流量、および清浄方法を確認します。
- ソリューション:100–300 µm籠スクリーン/磁気分離 → 25–50 µm袋または金属メッシュろ過 → 5–15 µmプリーツフィルターカートリッジによる精製ろ過。
- 精度/構造:粗めの100–300 µm; 中程度の25–50 µm; 細かい5–15 µm。
- 材質:ステンレス鋼メッシュ、PPのデプスろ過または溶媒適合性のあるプリーツフィルターカートリッジ。
- 受入れ:条纹/刃線、磁性粒子、差圧、および清浄サイクル。
- 境界:1 µmインクジェット規格は高粘度のフレックス/グラブ印刷主ループには適していません。
種類のスクリーン印刷インク(金属または珠光色のpigmentを含む)
- 状態:高粘度、粗いpigmentまたは金属flake;インク層形成はメッシュに依存します。
- 問題:機能性フィルムによる細かいメッシュ詰まり;乾燥した皮膚と塊がメッシュを塞ぎます。
- 確認: 実際のメッシュ開口、粒子D99、温度、粘度、および開口時間の確認。
- 対策:100~500 µmで予備スクリーニングし、印刷メッシュに合わせた粗ろ過を行います。精密ろ過は行いません。
- 精度/構造: 通常100–500 µmを使用;精密ライン作業では50–100 µmを使用し、機能性色素を保持する。
- 素材: ステンレス鋼または Polyester メッシュ;高粘度低剪断力輸送。
- 受け入れ: フィルム回復、印刷性、メッシュ詰まり、およびパターンの整合性。
- 境界: メッシュカウントは直接マイクロメートル開口と等しいものではない;また、ワイヤー径と開口面積も指定する。
印刷機器の廃水
- 条件: 印刷インク、乳化片、接着剤、および繊維を含み、固体負荷が非常に変動する。
- 問題:細孔フィルターカートリッジが瞬時に詰まってしまう;しかし、溶解染料と界面活性剤は水を通る。
- 特定:TSS、COD、油分、粒子サイズ、およびバッチピーク値を測定する。
- 対策:沈殿/凝集体形成 → 300/100 µmスクリーン → 70 µm → 20 µmバッグ/フィルター;さらにUF/吸着処理が必要。
- 精度/構造:300→100→70→20 µm;5 µmは固体の低さみみ上げにのみ使用。
- 材質:洗浄可能なスクリーン + PPバッグ/フィルター。
- 受入基準:TSS、差圧、汚泥量、排出基準。
- 制限:プリーツフィルターカートリッジは溶解色やCODを除去しない。
