Systèmes de traitement des poudres de pigments et de toner
La fabrication de pigments et de toner exige une maîtrise précise de l’humidité, de la granulométrie, de la fluidité et des propriétés de surface des particules. Selon le produit et le procédé de fabrication, différentes opérations de séchage, de mélange, d’enrobage, de broyage et de sélection peuvent être nécessaires.
Hosokawa Micron propose des équipements individuels et des installations intégrées pour le traitement du toner conventionnel, du toner produit par voie chimique et des pigments organiques ou inorganiques.
Propriétés à maîtriser
La configuration du procédé dépend notamment de la matière première, de la méthode de fabrication et des caractéristiques recherchées pour le produit final. Les principaux paramètres comprennent :
- la teneur résiduelle en humidité ou en solvant ;
- la distribution granulométrique et la quantité de particules fines ;
- la fluidité et la tendance à l’agglomération ;
- le pouvoir colorant et la dispersibilité ;
- les propriétés électrostatiques des poudres de toner ;
- la sensibilité du produit à la chaleur et aux contraintes mécaniques ;
- les exigences de nettoyage et de prévention de la contamination croisée.
Séchage sous vide du toner produit par voie chimique
Après les étapes de polymérisation, de lavage et de filtration, le toner produit par voie chimique se présente généralement sous la forme d’un gâteau humide ou d’une suspension. Le séchage sous vide permet d’éliminer l’eau ou les solvants à une température relativement basse, ce qui contribue à préserver les propriétés du produit.
Le sécheur conique à vis Nauta® associe une cuve chauffée à une vis orbitale qui assure le renouvellement progressif du produit au contact de la paroi. Cette agitation à faible cisaillement convient aux poudres sensibles et favorise une vidange efficace de la cuve conique.
Selon le produit et la configuration, des volumes de séchage pouvant atteindre environ 22 m³ peuvent être envisagés. Une vis en porte-à-faux limite le nombre de composants internes et les zones de rétention. Si le procédé utilise un solvant, un condenseur peut également être intégré afin de récupérer les vapeurs extraites.
Séchage flash des pigments inorganiques
Les pigments inorganiques, notamment certains oxydes, sulfures et sels métalliques, sont fréquemment obtenus sous la forme de pâtes ou de gâteaux de filtration cohésifs. Leur transformation en poudre nécessite un séchage rapide et une désagglomération contrôlée.
Le sécheur-broyeur DMR combine le séchage flash, la désagglomération et la sélection granulométrique dans un même équipement. La matière humide est dispersée dans un flux d’air chaud, puis les particules suffisamment sèches et fines quittent la chambre par le sélecteur intégré.
Cette configuration peut éviter une étape de broyage distincte après séchage et réduire le nombre de transferts de produit. La température, le temps de séjour et l’intensité de désagglomération sont adaptés à la stabilité thermique du pigment et aux propriétés finales recherchées.
Mélange et enrobage des poudres de toner
Des agents d’écoulement, des agents de contrôle de charge et d’autres additifs fonctionnels peuvent être ajoutés aux particules de toner après leur formation. Leur répartition homogène et leur fixation à la surface des particules influencent notamment la fluidité, le comportement électrostatique et les performances d’impression.
Le mélangeur intensif Cyclomix applique une énergie mécanique contrôlée afin de mélanger et d’enrober les particules. Sa cuve conique et son rotor vertical créent un mouvement intensif de la poudre. Une double enveloppe de refroidissement peut être prévue pour maîtriser la température pendant le traitement.
La vitesse du rotor, le temps de mélange, le taux de remplissage, l’ordre d’introduction des additifs et le refroidissement sont déterminés en fonction de la formulation et des propriétés souhaitées.
Modification intensive de la surface des particules
Pour certaines formulations, le mélangeur super-intensif Nobilta peut être utilisé pour l’enrobage à sec, la modification de surface ou la préparation de particules composites. L’énergie mécanique générée favorise l’interaction entre les particules porteuses et les particules fines ou les additifs.
Cette technologie peut notamment être étudiée lorsqu’une modification plus poussée des propriétés de surface est recherchée. Sa pertinence dépend cependant de la formulation, de la sensibilité thermique du produit et du niveau d’énergie mécanique admissible. Des essais sont recommandés pour définir les paramètres appropriés.
Broyage et sélection granulométrique
La granulométrie des pigments et du toner influence leur pouvoir colorant, leur dispersibilité, leur fluidité et leurs performances d’utilisation. Hosokawa Alpine propose différentes technologies de broyage fin et de sélection adaptées à ces poudres.
Le broyeur à jets d’air opposés TFG permet de microniser des pigments, du toner et des poudres de revêtement sans pièces de broyage mécaniques. Sa chambre de broyage plate et son sélecteur intégré facilitent le contrôle de la coupure granulométrique.
Les sélecteurs ultrafins TSP et TTSP peuvent être utilisés pour séparer les particules fines ou grossières et ajuster la distribution granulométrique. Ils trouvent notamment des applications dans le traitement du toner, du dioxyde de titane et d’autres pigments fins.
Intégration dans une ligne de traitement
Une installation complète peut associer l’alimentation des matières, le séchage, la récupération du produit, le mélange, l’enrobage, le broyage, la sélection et la manutention des poudres. La conception tient compte des interfaces entre les équipements, du nettoyage, de la récupération des poussières et des propriétés de la matière.
L’automatisation et le contrôle permettent de gérer les principaux paramètres du procédé et d’améliorer sa reproductibilité. Lorsque les poudres ou les solvants présentent un risque particulier, des mesures adaptées de confinement et de protection contre les explosions doivent également être intégrées.
Testez avant d’investir
Réalisez des essais avec vos matières dans l’un de nos centres d’essais. Ils permettent d’étudier le séchage, le mélange, l’enrobage, le broyage ou la sélection, ainsi que l’influence des principaux paramètres sur l’humidité, la granulométrie, la fluidité et les propriétés de surface. Les résultats contribuent au choix des équipements et à la préparation du changement d’échelle.
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Technologies de traitement durable
Hosokawa Micron conçoit des systèmes de traitement des poudres et des solides en vrac axés sur l’efficacité énergétique, l’optimisation des procédés et la performance à long terme des installations. Nous contribuons ainsi à rendre les procédés industriels plus durables.
