ในการเตรียมน้ำยาเคลือบกระดาษเป็นการนำองค์ประกอบต่างผสมกัน กระบวนการผสมประกอบด้วยการกวน( agitation ) การผสม( mixing ) การกระจายตัว ( dispersion ) และขั้นตอนในการเตรียมน้ำยาเคลือบ( coating color preparation )
1. การกวน
การกวน หมายถึง การผสมน้ำยาเคลือบให้เข้ากันเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการตกตะกอนและการนอนก้นของสารผสมต่างๆ ในถัง การกวนจะมีแรงเฉือนต่ำเพื่อให้ความเร็วของการไหล และแบบการไหลภายในถังมีความเหมาะสม ดังนั้นจุดประสงค์ของการกวน คือ ต้องการให้สารผสมต่างๆ กระจายตัวและไหลถายในถังมีความเหมาะสม ดังนั้นจุดประสงค์ของการกวน คือ ต้องการให้สารผสมต่างๆ กระจายตัวและไหลวนในถัง
ระบบของการกวนประกอบด้วย ถัง และอุปกรณ์ที่ทำให้ของไหลเคลื่อนที่ไป การไหลวนของของเหลว จะต้องอาศัยใบกวนหรือใบพัด
1.1 .ใบกวนหรือใบพัด เป็นอุปกรณ์เพื่อทำให้ของไหลเกิดการเคลื่อนตัวไป ในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับการเตรียมน้ำยาเคลือบจะมีนิยมใช้ใบพัดที่เป็นใบพัดแบบใบพัดเรือ( marine type propeller ) การออกแบบใบพัดมีทั้งแบบตั้งฉากกับแกนถัง( radial ) และแบบทแยงกับแกนถัง ( axial )
1.2 ถัง ถังที่ใช้จะได้รับการออกแบบที่แตกต่างกันขึ้นกับประสิทธิภาพในการกวน ถังจะมีลักษณะต่างๆกัน แบบทรงกลม หรือทรงเหลี่ยม ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง ความสูงหรือความกว้าง ความยาว ที่แตกต่างกันโดยทั่วไปกระบวนการเตรียมน้ำยาเคลือบนิยมใช้ถังรูปทรงกระบอกแนวตั้ง มีมอเตอร์อยู่ด้านบนสุดของถัง การออกแบบและการเลือกใช้วัสดุสำหรับการสร้างถังจะขึ้นกับราคาและจุดที่ติดตั้งของใบพัด
สำหรับของเหลวที่มีความหนืดมากกว่า 5,000 เซนติพอยส์ นิยมใช้ถังรูปทรงกระบอกที่ไม่มีใบพัดติดข้างถัง ( baffle ) มากกว่าเพื่อลดปัญหาพื้นที่ที่ไม่มีการเคลื่อนที่ ส่วนน้ำยาเคลือบที่มีความหนืดที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลานิยมติดตั้งใบพัดข้างถัง บางครั้งภายในถังอาจมีขดลวดความร้อนอยู่หรือวัสดุอื่นที่ช่วยทำให้มีการไหลที่ดีขึ้น ส่วนถังที่มีรูปร่างที่เหลี่ยมผืนผ้าจะไม่ค่อยนิยมใช้
สารผสมส่วนใหญ่ของน้ำยาเคลือบกระดาษปกติจะมีความหนืดที่ไม่สูงมากนัก จึงนิยมใช้ถังทรงกระบอกที่ไม่มีใบพัดติดข้างถัง และใช้ใบกวนชนิดต่างๆตามที่ได้กล่าวมาแล้ว ในการกวนควรสม่ำเสมอเพื่อไม่ให้เกิดวอร์เทค( vortex ) หรือกระแสวน ถ้าการมีแรงเฉือนมากจะทำให้เกิดกระแสวนได้ ซึ่งจะทำให้อากาศด้านบนมีโอกาสผสมลงไปในน้ำยาเคลือบกระดาษ เกิดเป็นฟองในน้ำยาเคลือบได้
2. การผสม
การผสมเป็นกระบวนการปั่นหรือผสมสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปให้เข้ากันได้อย่างเหมาะสม การผสมจะทำให้ปริมาณการจับกันเองของสารผสมต่างๆ น้อยลง ทำให้เกิดเป็นอิมัลชันขนาดเล็กหรือการกระจายตัวเป็นสารแขวนลอย
การผสมเมื่อเปรียบเทียบกับการกวนแล้ว การผสมจะมีลักษณะที่เป็นการเข้ากันของสารที่มีการไหลที่มากมายหลายตัวผสมกันรอบๆ ใบพัด กล่าวคือถ้าใบพัดขนาดเล็กก็ต้องใช้ความเร็วรอบของใบพัดที่สูงขึ้น แรงเฉือนจะขึ้นกับการหมุนของใบพัดจึงทำให้ของเหลวหลายชนิดเกิดการผสมกันได้
ถังผสมปกติจะออกแบบให้มีขนาดเล็กกว่าถังพักที่ใช้ในการกวน ถังผสมจะมีรูปทรงด้านล่างเป็นรูปกรวยและโดยมากจะมีผนัง 2 ประเภทที่นิยมใช้กัน คือ การหมุนแบบเปิดและปิด แบบเปิดจะมีความเร็วรอบของใบพัดสูงมากเพื่อให้เกิดการผสมของสารหลายชนิดดีขึ้น
3. การกระจายตัว
การกระจายตัว หมายถึง การกระจายตัวของเม็ดสารต่างๆ ที่มีขนาดเล็กในของผสมหนึ่งๆ ความแตกต่างระหว่างการกระจายตัวกับการผสม คือ การผสมจะไม่เปลี่ยนแปลงขนาดและพื้นที่ผิวของเม็ดสารขณะที่การกระจายตัวจะทำให้สมบัติทางกายภาพเปลี่ยนแปลง พื้นที่ผิวโดยรวมของเม็ดสารเพิ่มขึ้น และจะลดขนาดของเม็ดสารโดยเฉลี่ย การผสมที่ดีสามารถบอกถึงการกระจายตัวที่ดีด้วยและสามารถพิจารณาถึงปัจจัยอื่นๆ ได้ คือ การลดขนาดเม็ดสาร และการกระจายตัวที่ดีจะมีความหนืดต่ำที่สุด
ปกติแรงเฉือนสูงจะนำมาใช้ในการกระจายตัวสารที่เป็นก้อนกลายเป็นเม็ดสารขนาดเล็ก โดยวิธีการวัดของเหลวที่กระจายตัวแล้วผ่านตะแกรงกรองที่มีขนาดของรูตะแกรงเท่ากับ 325 เมช ( ขนาดรูเปิดตะแกรงเท่ากับ 44 ไมครอน ) แล้วของเหลวดังกล่าวสามารถลอดผ่านตะแกรงนี้ได้ไม่น้อยกว่าร้อยละ 98 โดยน้ำหนัก หรือ สามารถนำของเหลวนั้นมาหาขนาดเม็ดสารโดยวิธีการหาลักษณะการกระจายตัวของอนุภาค
การหาค่าความเหมาะสมในการกระจายตัวของน้ำยาเคลือบสามารถหาได้โดยการวัดความหนืดของน้ำยาเคลือบ เปรียบเทียบกับปริมาณการใช้สารที่ช่วยทำให้กระจาย ถ้าน้ำยาเคลือบที่มีการกระจายตัวดีควรมีปริมาณการใช้ของสารที่ช่วยทำให้กระจายน้อยที่สุด การใช้สารที่ช่วยทำให้กระจายมากเกินไปทำให้เกิดผลเสียมากกว่าผลดี
การที่จะทราบว่าของผสมกันได้ดีหรือไม่ต้องพิจารณาถึงคุณภาพภายนอกที่ได้จากการสังเกตถึงความหนืดที่เปลี่ยนแปลงไป การเข้ากันของของผสม การเปลี่ยนแปลงของปริมาณเนื้อสารจะต้องน้อยที่สุดเมื่อเวลาเปลี่ยนไป และการเปลี่ยนแปลงสีในน้ำยาเคลือบต้องน้อยที่สุด
4. ขั้นตอนในการเตรียมน้ำยาเคลือบ
การเตรียมน้ำยาเคลือบกระดาษสามารถแบ่งได้เป็นขั้นตอนๆ ทั่วไปได้ ดังนี้
4.1 เติมน้ำยาตามปริมาตรที่คำนวณได้จากขนาดของถังผสม เพื่อเตรียมผงสีขาวชนิดต่างๆให้มีปริมาณเนื้อผงสีเท่ากับร้อยละ 70 โดยน้ำหนัก
4.2 เติมสารเติมแต่งประเภทสารที่ช่วยทำให้กระจายในปริมาณร้อยละ 0.2-0.5 โดยน้ำหนักของผงสีทั้งหมด
4.3 เติมโซดาไฟเพื่อปรับความเป็นกรด-ด่างของน้ำยาเคลือบเท่ากับ 9.0
4.4 เปิดใบพัดของถังผสมซึ่งสามารถปรับความเร็วได้ 2 ระดับ คือ เร็วและช้า ในขั้นตอนนี้ให้เปิดความเร็วรอบของใบพัดที่ระดับช้า เพื่อให้สารที่ช่วยทำให้กระจายและโซดาไฟกระจายตัวประมาณ 2-5 นาที
4.5 เติมผงสีขาวชนิดต่างๆ ที่คำนวณในสูตรแล้วลงในถังผสม พร้อมกับปรับระดับความเร็วรอบใบพัดเป็นที่ระดับเร็ว ผสมให้เข้ากันโดยใช้เวลาประมาณ 20-25 นาที
4.6 เปิดใบพัดที่ระดับช้า เติมสีย้อมและตัวยึดธรรมชาติ เช่น โปรตีนจากถั่วเหลือง หรือแป้งปรุงแต่งลงในถังผสมที่กำลังผสมผงสีขาวต่างๆอยู่ พร้อมทั้งเติมน้ำตามไปด้วยเล็กน้อยแล้วเปิดใบพัดที่ระดับเร็วผสมต่ออีกประมาณ 10-15 นาที
4.7 เปิดใบพัดที่ระดับช้า เติมสารเติมแต่งประเภทสารหล่อลื่น สารเพิ่มความขาวสว่าง สารกันบุด น้ำยาลดฟองลงไปผสมต่อประมาณ 2 นาที
4.8 เติมตัวยึดลาเทกช์เป็นสารสุดท้าย การเติมเป็นสารสุดท้ายจะช่วยป้องกันการเกิดฟองจากลาเทกช์และอาจจะต้องปรับความเป็นกรด-ด่างตามที่กำหนดด้วยแอมโมเนีย ค่าความเป็นกรด-ด่างของน้ำยาเคลือบโดยปกติกำหนดอยู่ระหว่าง 8.5-9
4.9 ตรวจสอบคุณภาพของน้ำยาเคลือบตามที่ต้องการ ได้แก่ ความเป็นกรด-ด่าง ปริมาณเนื้อของน้ำยาเคลือบ และความหนืด ทั้งนี้ขึ้นกับเครื่องเคลื่อบที่นำน้ำยาไปเคลือบ
