Proizvodnja bojila pomoću visokoučinkovitih disperzera
Proizvodnja bojila i suspenzija pigmenata zahtijeva pouzdanu disperziju i miješanje. Ultrazvučni homogenizatori vrlo su efikasni u proizvodnji tečnih i pastoznih masterbatcheva i suspenzija bojila. Dostupni u svakom industrijskom proizvodnom opsegu, ultrazvučni disperzeri značajno poboljšavaju proizvodnju bojila i pigmenata, pružajući odlične rezultate mljevenja i disperzije, uštedu energije te jednostavno prebacivanje između formulacija.
Dispergiranje bojila snažnim ultrazvukom
Ultrazvučna obrada (sonikacija) sondom je tehnika koja koristi ultrazvučne talase visokog intenziteta i niske frekvencije za usitnjavanje, mokro mljevenje, deaglomeraciju i dispergiranje čestica u tečnom mediju. Ultrazvučno miješanje, mljevenje i dispergiranje koristi radni princip akustične kavitacije. Ultrazvučnu/akustičnu kavitaciju karakteriziraju mikroturbulencije, vrlo snažne smične sile te lokalno nastale visoke razlike u pritisku i temperaturi. Primjenjivi u šaržnim i kontinuiranim protočnim proizvodnim procesima, ultrazvučni uređaji koriste se u inline proizvodnji velikih razmjera, kao i u istraživanju i razvoju te kontroli kvaliteta.
Pročitajte više o istovremenom ultrazvučnom mljevenju pigmenata i mikrobnoj sterilizaciji (vodenih) boja i formulacija premaza!
Ultrazvučni industrijski sistem za dispergiranje i mljevenje bojila i pigmenata.
Prednosti dispergiranja bojila ultrazvučnom obradom
U kontekstu industrijske proizvodnje bojila na bazi pigmenata, ultrazvučna obrada sondom nudi nekoliko prednosti i po efikasnosti može nadmašiti tradicionalne mlinove i disperzere:
- Poboljšana disperzija: Ultrazvučna obrada može efikasno razbiti aglomerate pigmenata i potaknuti bolju disperziju, što dovodi do poboljšanog intenziteta boje i visoke ujednačenosti.
- Smanjena veličina čestica: Ultrazvučno generirana energija kavitacije može smanjiti veličinu čestica pigmenata, što rezultira finijim i homogenijim bojilom. Izuzetno snažne smične sile koje stvara snažni ultrazvuk stvaraju tečne mlazove koji ubrzavaju čestice u tečnosti. Kada se čestice međusobno sudare, raspadaju se na sitne komadiće. Tijekom takvih međučestičnih sudara površina čestica se i erodira i zaglađuje. Sonikacija je vrlo efikasna tehnika za proizvodnju nanočestica i nanodimenzioniranih koloidnih suspenzija. Manje veličine čestica mogu pružiti prednosti kao što su veća zasićenost boje i bolja stabilnost.
- Izbjegavanje medija za mljevenje: Mediji za mljevenje, kao što su kuglice i perle koje se koriste u tradicionalnim mlinovima, mogu zagaditi proizvod zbog erozije, ostavljajući neželjene krhotine u disperziji pigmenta. Stoga se izbjegava radno intenzivno uklanjanje i čišćenje takvih kuglica. Ultrazvučna homogenizacija radi bez medija za mljevenje, a umjesto njih kao medij za mljevenje koristi čvrste čestice u proizvodu s pigmentom. Smične sile kavitacije ubrzavaju čestice u tečnosti do izuzetno velike brzine. Stoga se čestice međusobno sudaraju i raspadaju.
- Efikasnost u vremenu i energiji: Ultrazvučna obrada sondom je relativno brz proces koji može postići efikasnu disperziju u znatno kraćem vremenu u poređenju s tradicionalnim metodama. Ta efikasnost može dovesti do uštede vremena i energije te povećane produktivnosti u industrijskoj proizvodnji.
- Kontrola procesa: Ultrazvučna oprema omogućava preciznu kontrolu važnih procesnih parametara kao što su unos energije, intenzitet, temperatura, pritisak i trajanje. To proizvođačima omogućava da prilagode procesne uvjete u odnosu na pigmente, optimiziraju proces mokrog mljevenja i disperzije te prilagode svojstva bojila specifičnim zahtjevima.
Ultrazvučno mljevenje i disperzija sedefastih pigmenata. Crveni grafikon prikazuje raspodjelu veličine čestica prije sonikacije, zelena kriva prikazuje raspodjelu tokom sonikacije, a plava kriva prikazuje konačne pigmente nakon ultrazvučne disperzije.
Proizvodnja masterbatcheva pomoću ultrazvučnih homogenizatora
Masterbatchevi su koncentrati bojila i/ili aditiva u viskoznoj matrici s većim sadržajem bojila i/ili aditiva nego u konačnoj primjeni. Postoje različiti oblici isporuke (granulat, tečnost – pasta, prah). Ultrazvučni homogenizatori vrlo su efikasni u ujednačenoj disperziji pigmenata u tečnim i pastoznim masterbatchevima. Čestice pigmenta mogu se dispergirati i mljeti intenzivnim kavitacijskim silama i miješanjem snažnog ultrazvuka kako bi se veličina čestica smanjila na submikronsku i nano veličinu.
- masterbatcheve i formulacije konačnih proizvoda
- organske i neorganske mineralne pigmente
- formulacije na vodenoj bazi i na bazi otapala
- šaržnu i inline proizvodnju
- visoke i niske viskoznosti
- bilo koji opseg volumena
SonoStation: Mobilni sistem za dispergiranje „ključ u ruke“ koji se sastoji od ultrazvučnih disperzera, pumpe, miješalice i spremnika
Sistem za dispergiranje od 2x 1kW ultrazvučnih uređaja za kontinuirani protočni rad u proizvodnji bojila
Visokoučinkoviti ultrazvučni disperzeri za proizvodnju bojila
Industrijski ultrazvučni procesori Hielscher Ultrasonics su najsavremeniji disperzeri i nude savršeno rješenje za masterbatcheve pigmenata!
Doživite nenadmašnu snagu, preciznost i efikasnost, uz našu posvećenost vašem uspjehu. Kontaktirajte nas odmah kako biste saznali više!
- visoka efikasnost
- najsavremenija tehnologija
- pouzdanost i robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- šaržno i inline
- za bilo koji volumen
- inteligentan softver
- pametne funkcije (npr. programabilnost, protokoliranje podataka, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- nisko održavanje
- CIP (čišćenje na licu mjesta)
Tabela u nastavku daje vam orijentir o približnom procesnom kapacitetu naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za primjene miješanja, dispergiranja, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskom, pilot i industrijskom opsegu.
Literatura / Reference
- Nina Hauptman; Marta Klanjšek Gunde; Matjaž Kunaver; Marija Bešter-Rogač (2011): Influence of dispersing additives on the conductivity of carbon black pigment dispersion. J Coat Technol Res 8, 2011. 553–561.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Shaik, S., Sonawane, S.H., Barkade, S.S., Bhanvase, B. (2016): Synthesis of Inorganic, Polymer, and Hybrid Nanoparticles Using Ultrasound. In: Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Springer, Singapore.
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
Zanimljivosti koje vrijedi znati
Bojila se dijele na bojila na mineralnoj bazi i bojila na bazi organskih pigmenata. Obje vrste bojila široko se koriste u brojnim primjenama, svaka sa svojim prednostima i razmatranjima. Izbor između njih zavisi od faktora kao što su željeni raspon boja, zahtjevi za stabilnost, potrebe specifične za primjenu i regulatorna razmatranja.
Organski pigmenti
Bojila na bazi organskih pigmenata dobivaju se iz spojeva na bazi ugljika, kao što su biljni ekstrakti ili sintetički izvori. Nude širok spektar boja i nijansi te se obično koriste u raznim industrijama, uključujući kozmetiku, tekstil i štampu. Organski pigmenti mogu pružiti izvrsnu jačinu i sjaj boje, ali mogu biti sklonije blijeđenju tokom vremena, posebno kada su izloženi sunčevoj svjetlosti ili drugim faktorima okoline.
Boje na mineralnoj bazi
Umjetno sintetizirani neorganski pigmenti boja takođe se sažeto nazivaju zajedničkim pojmom „mineralne boje“. Ti pigmenti su oksidi ili soli metala olova, cinka, titanija, barija, hroma, željeza, aluminija, žive, kadmija, bakra, mangana i kobalta. Među njih spadaju bijele boje olovna bijela (olovni karbonat) i cinkova bijela (cinkov oksid). Titanova bijela (titanov dioksid), litopon (cinkov sulfid) i blanc fix (barijev sulfat).
Obojeni i crni pigmenti uključuju crveno olovo (olovni oksid), napuljsku žutu (olovni antimonat), hromnu žutu (olovni hromat), hromnu narandžastu, hromnu zelenu (hromov oksid), cinkovu žutu (cinkov hromat), zelenu patinu (bakreni acetat), trajnu zelenu, crvenu željeznog oksida, englesku crvenu te također smalt.
Ovi pigmenti su vrlo stabilni i otporni na blijeđenje.
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore od laboratorijske do industrijske veličine.