Farbstoffherstellung mit Hochleistungsdispergierern

Die Herstellung von Farbstoffen und Pigmentsuspensionen erfordert ein zuverlässiges Dispergieren und Mischen. Ultraschallhomogenisatoren sind hocheffizient, wenn es um die Herstellung von flüssigen und pastösen Masterbatches und Farbstoffsuspensionen geht. Die für jeden industriellen Produktionsmaßstab erhältlichen Ultraschall-Dispergierer verbessern die Farbstoff- und Pigmentproduktion erheblich, indem sie hervorragende Mahl- und Dispergierergebnisse, Energieeinsparungen sowie einen einfachen Wechsel zwischen verschiedenen Formulierungen ermöglichen.

Dispergieren von Farbstoffen mit Leistungsultraschall

Sonden-Ultraschall ist eine Technik, bei der hochintensive, niederfrequente Ultraschallwellen zum Mahlen, Nassmahlen, Deagglomerieren und Dispergieren von Partikeln in einem flüssigen Medium eingesetzt werden. Das Mischen, Mahlen und Dispergieren mit Ultraschall beruht auf dem Funktionsprinzip der akustischen Kavitation. Ultraschall/akustische Kavitation ist gekennzeichnet durch Mikroturbulenzen, sehr hohe Scherkräfte und lokal auftretende hohe Druck- und Temperaturunterschiede. Anwendbar für Chargen- und kontinuierliche Durchflussproduktionsprozesse, werden Ultraschallgeräte in der Inline-Großproduktion sowie in der Forschung und Entwicklung und der Qualitätskontrolle eingesetzt.

 

Das Video demonstriert die Ultraschalldispersion der roten Farbe unter Verwendung des UP400St mit einem S24d 22mm Prüfkopf.

Ultraschall-Dispersion von roter Farbe mit dem UP400St

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Industrielles Ultraschallsystem zum Inline-Mahlen und Dispergieren von Pigmenten und Farbstoffen.

Industrielles Ultraschallsystem zum Dispergieren und Mahlen von Farbstoffen und Pigmenten.

Vorteile des Dispergierens von Farbstoffen mit Ultraschall

Im Zusammenhang mit der industriellen Herstellung von Farbstoffen auf Pigmentbasis bietet die Sonden-Ultraschalltechnik mehrere Vorteile und kann herkömmliche Mühlen und Dispergiergeräte in ihrer Effizienz übertreffen:
 

  • Verbesserte Dispersion: Die Ultraschallbehandlung kann Pigmentagglomerate wirksam aufbrechen und eine bessere Dispersion fördern, was zu einer verbesserten Farbintensität und hohen Gleichmäßigkeit führt.
  • Reduzierte Partikelgröße: Durch Ultraschall erzeugte Kavitationsenergie kann die Teilchengröße von Pigmenten verringern, was zu einem feineren und homogeneren Farbstoff führt. Die durch Leistungsultraschall erzeugten extrem hohen Scherkräfte erzeugen Flüssigkeitsstrahlen, die die Partikel in der Flüssigkeit beschleunigen. Wenn die Teilchen miteinander kollidieren, zerspringen sie in winzige Stücke. Bei solchen Zusammenstößen zwischen den Partikeln wird auch die Oberfläche der Partikel abgetragen und geglättet. Die Sonikation ist eine hocheffiziente Technik zur Herstellung von Nanopartikeln und kolloidalen Suspensionen in Nanogröße. Kleinere Partikelgrößen können Vorteile wie eine höhere Farbsättigung und bessere Stabilität bieten.
  • Vermeiden Sie Schleifmittel: Mahlkörper wie Perlen und Perlen, die in herkömmlichen Mühlen verwendet werden, können das Produkt durch Erosion verunreinigen und unerwünschte Ablagerungen in der Pigmentdispersion hinterlassen. Daher wird die arbeitsintensive Entfernung und Reinigung solcher Perlen vermieden. Die Ultraschallhomogenisierung arbeitet ohne Mahlkörper und nutzt stattdessen die Feststoffpartikel im Pigmentprodukt als Mahlkörper. Kavitationsscherkräfte beschleunigen die Partikel in der Flüssigkeit auf extrem hohe Geschwindigkeiten. Infolgedessen stoßen die Teilchen miteinander zusammen und zerbrechen.
  • Zeit- und Energie-Effizienz: Die Sonden-Ultraschallbehandlung ist ein relativ schnelles Verfahren, mit dem eine effiziente Dispersion in wesentlich kürzerer Zeit als mit herkömmlichen Methoden erreicht werden kann. Diese Effizienz kann zu Zeit- und Energieeinsparungen und einer höheren Produktivität in der industriellen Fertigung führen.
  • Prozesskontrolle: Ultraschallgeräte ermöglichen eine präzise Steuerung wichtiger Verarbeitungsparameter wie Energieeintrag, Intensität, Temperatur, Druck und Dauer. Dadurch können die Hersteller die Prozessbedingungen in Bezug auf die Pigmente anpassen, den Nassmahl- und Dispersionsprozess optimieren und die Eigenschaften der Farbstoffe auf spezifische Anforderungen abstimmen.
Ultraschallmahlen und -Dispergieren von Perlglanzpigmenten.

Ultraschallmahlung und Dispersion von Perlglanzpigmenten. Das rote Diagramm zeigt die Partikelgrößenverteilung vor der Beschallung, die grüne Kurve während der Beschallung, die blaue Kurve zeigt die fertigen Pigmente nach der Ultraschalldispergierung.

Masterbatch-Herstellung mit Ultraschall-Homogenisatoren

Ultraschallhomogenisatoren werden zur Herstellung von Pigment- und Farbstoff-Masterbatches verwendetMasterbatches sind Farbstoff- und/oder Additivkonzentrate in einer viskosen Matrix mit einem höheren Gehalt an Farbstoffen und/oder Additiven als in der Endanwendung. Es gibt verschiedene Darreichungsformen (Granulat, Flüssigkeit – Paste, Pulver). Ultraschallhomogenisatoren sind äußerst effizient bei der gleichmäßigen Dispersion von Pigmenten in flüssigen und pastösen Masterbatches. Pigmentpartikel können mit Hilfe intensiver Kavitationskräfte und der Agitation von Leistungsultraschall dispergiert und gemahlen werden, um die Partikelgröße auf Submikron- und Nanogröße zu reduzieren.

Ultraschall-Pigment- und Farbstoffdispergierung arbeitet für
 

  • Masterbatches und Endproduktformulierungen
  • organische und anorganische Mineralpigmente
  • Batch- und Inline-Produktion
  • hohe und niedrige Viskositäten
  • beliebige Volumenskala

 
 

Die SonoStation ist ein schlüsselfertiges Ultraschallsystem für die zuverlässige und komfortable Herstellung von mikro- und nanoskaligen Dispersionen wie z.B. Farbstoff- und Pigmentdispersionen

SonoStation: Mobiles, schlüsselfertiges Dispergiersystem bestehend aus Ultraschall-Dispergierer, Pumpe, Rührwerk und Tank

Hochleistungs-Ultraschallgeräte sind hocheffiziente Homogenisatoren für die Herstellung von Farbstoffdispersionen und Pigment-Masterbatches

Dispergiersystem mit 2x 1kW-Ultraschallgeräten für den kontinuierlichen Betrieb der Farbstoffherstellung

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Hochleistungs-Ultraschall-Dispergierer für die Farbstoffherstellung

Die industriellen Ultraschall-Prozessoren von Hielscher Ultrasonics sind hochmoderne Dispergierer und bieten die perfekte Lösung für Pigment-Masterbatches!

  • Unerreichte Leistung und Präzision: Hielscher-Ultraschall-Dispergierer verfügen über eine hohe Leistungsabgabe und eine automatisch abgestimmte optimale Frequenz, um eine optimale Dispersion der Pigmentpartikel zu gewährleisten. Erleben Sie überragende Ergebnisse mit fein reduzierter Partikelgröße und hervorragender Verteilung.
  • Hohe Dispergierkapazität: Unsere auf Effizienz ausgelegten Ultraschallhomogenisatoren und Dispergierer bieten eine beeindruckende Verarbeitungskapazität, mit der Sie problemlos größere Mengen an Pigment-Masterbatches verarbeiten können. Die Option der Batch- und kontinuierlichen Inline-Beschallung bietet Ihnen die ideale Einrichtung für Ihren Farbstoffherstellungsprozess. Steigern Sie Ihre Produktivität und erzielen Sie konsistente Dispergierergebnisse und sparen Sie wertvolle Zeit.
  • Intelligente Prozesssteuerung: Mit fortschrittlichen Prozesssteuerungs- und Automatisierungsfunktionen bieten unsere Ultraschallhomogenisierer und -dispergierer präzise Parametereinstellungen, automatische Datenaufzeichnung, programmierbare Einstellungen, Echtzeitüberwachung und Browser-Fernsteuerung. Übernehmen Sie die Kontrolle über Ihren Dispergierprozess, erreichen Sie Reproduzierbarkeit und gewährleisten Sie Konsistenz in der gesamten Produktion.
  • Energieeffiziente Leistung: Wir legen Wert auf Energieeffizienz, damit Sie Ihre Betriebskosten senken und die Umweltbelastung minimieren können. Die Dispergierer von Hielscher Ultrasonics sind so konzipiert, dass sie außergewöhnliche Leistungen erbringen und gleichzeitig den Stromverbrauch optimieren, um eine nachhaltige und kosteneffiziente Lösung zu gewährleisten.
  • Langlebigkeit und minimale Wartung: Unsere Ultraschall-Dispergierer sind für eine lange Lebensdauer konzipiert und zeichnen sich durch Robustheit, Langlebigkeit und geringen Wartungsaufwand aus. Die robuste Konstruktion hält auch starker Beanspruchung stand, erfordert nur minimale Wartung und reduziert Ausfallzeiten. Konzentrieren Sie sich auf Ihre Produktion, ohne sich Gedanken über Geräteausfälle machen zu müssen.
  • Sicherheit an vorderster Front: Ihre Sicherheit ist uns wichtig. Unsere Ultraschall-Homogenisatoren und Dispergierer verfügen über wichtige Sicherheitsmerkmale wie Überhitzungsschutz, Fernsteuerung und Vermeidung beweglicher Teile. Sie können sich darauf verlassen, dass Ihr Personal unter sicheren Bedingungen arbeiten kann.
  • Vielseitigkeit entfesselt: Die Dispergiergeräte von Hielscher Ultrasonics sind mit einer Vielzahl von Pigmenttypen und Masterbatch-Formulierungen kompatibel und bieten so eine große Vielseitigkeit in Ihren Produktionsprozessen. Wechseln Sie mühelos zwischen verschiedenen Materialien, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden und die Flexibilität zu erhöhen. Sie können sogar schnell zwischen Batch- und Inline-Beschallung wechseln, indem Sie die Ultraschallsonde über einen Flansch an einem Batch oder in einem Durchflusszellen-Raktor befestigen.
  • Zuverlässiger Lieferant, ausgezeichneter Support: Hielscher Ultrasonics ist ein renommierter Anbieter, der für die Lieferung von Geräten höchster Qualität und einen außergewöhnlichen Kundensupport bekannt ist. Unsere Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Profitieren Sie von unserem Fachwissen, unserer prompten Hilfe und unserem zuverlässigen Kundendienst, der Ihnen einen störungsfreien Betrieb garantiert.
  • Qualitätsstandards: Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Ultraschallgeräte CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
  • Erleben Sie unübertroffene Leistung, Präzision und Effizienz, unterstützt durch unser Engagement für Ihren Erfolg. Kontaktieren Sie uns jetzt und erfahren Sie mehr!

    Warum Hielscher Ultrasonics?

    • hoher Wirkungsgrad
    • Modernste Technik
    • Zuverlässigkeit & Robustheit
    • einstellbare, präzise Prozesskontrolle
    • Batch & Inline
    • für jedes Volumen
    • intelligente Software
    • intelligente Funktionen (z. B. programmierbar, Datenprotokollierung, Fernsteuerung)
    • einfach und sicher zu bedienen
    • Geringer Wartungsaufwand
    • CIP (Clean-in-Place)

    In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:

    Batch-VolumenDurchflussEmpfohlenes Ultraschallgerät
    0,5 bis 1,5 mln.a.VialTweeter
    1 bis 500ml10 bis 200ml/minUP100H
    10 bis 2000ml20 bis 400ml/minUP200Ht, UP400St
    0.1 bis 20l0,2 bis 4l/minUIP2000hdT
    10 bis 100l2 bis 10l/minUIP4000hdT
    15 bis 150 Liter3 bis 15 l/minUIP6000hdT
    n.a.10 bis 100l/minUIP16000
    n.a.größereCluster aus UIP16000

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    Ultraschall-High-Shear-Homogenisatoren werden im Labor, Technikum, in der Pilotanlage sowie in der industriellen Produktion eingesetzt. Die Ultraschallbehandlung ist hocheffizient bei der Herstellung von langzeitstabilen Nanoemulsionen.

    Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren für Mischanwendungen, Dispergierung, Emulgierung und Extraktion im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab her.



    Literatur / Literaturhinweise

    Wissenswertes

    Bei den Farbmitteln wird zwischen mineralischen und organischen Farbmitteln auf Pigmentbasis unterschieden. Beide Arten von Farbmitteln werden in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, wobei jedes seine eigenen Vorteile und Überlegungen mit sich bringt. Die Wahl zwischen ihnen hängt von Faktoren wie dem gewünschten Farbbereich, den Stabilitätsanforderungen, den anwendungsspezifischen Bedürfnissen und den gesetzlichen Bestimmungen ab.

    organische Pigmente

    Organische Farbstoffe auf Pigmentbasis werden aus kohlenstoffhaltigen Verbindungen wie Pflanzenextrakten oder synthetischen Quellen gewonnen. Sie bieten eine breite Palette von Farben und Schattierungen und werden häufig in verschiedenen Branchen verwendet, darunter Kosmetika, Textilien und Druck. Organische Pigmente können eine ausgezeichnete Farbstärke und Helligkeit bieten, aber sie können mit der Zeit verblassen, insbesondere wenn sie dem Sonnenlicht oder anderen Umweltfaktoren ausgesetzt sind.

    Farben auf Mineralbasis

    Künstlich hergestellte anorganische Farbpigmente werden auch unter dem Sammelbegriff „Mineralfarben“. Diese Pigmente sind Oxide oder Salze der Metalle Blei, Zink, Titan, Barium, Chrom, Eisen, Aluminium, Quecksilber, Cadmium, Kupfer, Mangan und Kobalt. Zu ihnen gehören die weißen Farben Bleiweiß (ein Bleicarbonat) und Zinkweiß (ein Zinkoxid). Titanweiß (ein Titandioxid), Lithopone (ein Zinksulfid) und Blanc fix (ein Bariumsulfat).
    Zu den farbigen und schwarzen Pigmenten gehören Bleimennige (Bleioxid), Neapelgelb (Bleiantimonat), Chromgelb (Bleichromat), Chromorange, Chromgrün (Chromoxid), Zinkgelb (Zinkchromat), Grünspan (Kupferacetat), Dauergrün, Eisenoxidrot, Englischrot und auch Smalte.
    Diese Pigmente sind sehr stabil und verblassungsresistent.


    Hochleistungs-Ultraschall! Die Hielscher-Produktpalette deckt das gesamte Spektrum vom kompakten Labor-Ultraschallhomogenisator über Benchtop-Sonicator bis hin zu vollindustriellen Ultraschallsystemen ab.

    Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.


    Wir besprechen Ihr Verfahren gerne mit Ihnen.

    Lassen Sie uns in Kontakt treten.