Hochleistungs-Homogenisatoren für Farben und Lacke

Ultraschallmischer sind zuverlässige Werkzeuge zum Homogenisieren, Dispergieren und Emulgieren flüssiger Farb- und Pigmentformulierungen. Ultraschallhomogenisatoren erzeugen nicht nur hochstabile, gleichmäßige Farbemulsionen und -dispersionen, sondern werden auch zum Mahlen und Zerkleinern von Pigmenten, Nanomaterialien und Primärpartikeln eingesetzt. Aufgrund der hervorragenden Dispergier- und Mahlergebnisse setzt die Farbenindustrie die Ultraschallhomogenisierung als eine der fortschrittlichsten verfügbaren Mischtechniken für Farben und Pigmentpasten ein.

Homogenisierung, Dispergierung und Emulgierung von Farben

Die Homogenisierung dient dazu, die Größe von Feststoffpartikeln oder Tröpfchen zu verringern und so die Herstellung stabiler, hochwertiger Emulsionen und Dispersionen zu erleichtern. Bei der Formulierung von Farben, Beschichtungen und Klarlacken ist eine einheitliche Partikelgröße entscheidend für gleichmäßige Ergebnisse hinsichtlich Farbgebung, Applikationsverhalten und Funktionalität der Farb- oder Beschichtungsformulierung.

Ultraschallhomogenisatoren für Farbdispersionen und -emulsionen

Ultraschall-Hochschermischer eignen sich ideal für Homogenisierungs-, Emulgier- und Solubilisierungsanwendungen, bei denen die Partikel- oder Tröpfchengröße und eine gleichmäßige Verteilung entscheidend für die Leistungsfähigkeit und Qualität der Farbe sind.
Die Ultraschallbehandlung ist die bevorzugte Homogenisierungstechnologie, da die intensive akustische Kavitation von Hochleistungsultraschall Moleküle zuverlässig so zerkleinern kann, dass eine gleichmäßige Partikelverteilung im Mikro- und Nanometerbereich entsteht. Die Ultraschallhomogenisierung ist die fortschrittlichste Technik zur Herstellung von Partikeln im Nano- und Mikrometerbereich. Die Größe der Partikel (z. B. Pigmente, Öle, Wachse, Additive usw.) lässt sich durch Anwendung der passenden Ultraschallintensität individuell einstellen.
Darüber hinaus kann die Ultraschalldispergierung die Oberfläche von Pigmenten modifizieren und dadurch die Dispersionsstabilität deutlich erhöhen.

Ultraschalldispergierung von Latexemulsionen

Obwohl Latexfarben nicht zu den am schwierigsten herzustellenden Farbformulierungen gehören, müssen sie dennoch sorgfältig zubereitet werden, und alle Bestandteile einer Latexformulierung müssen in einer festgelegten Reihenfolge zugegeben werden. Im ersten Herstellungsschritt wird eine Basissuspension für die Farbe hergestellt. Dazu werden Pigmente mit Netzmitteln, Entschäumern und weiteren für die jeweilige Rezeptur erforderlichen Additiven in Wasser dispergiert. In der Regel werden zuerst Titandioxidpigmente (TiO2) dispergiert und anschließend die Füllstoffpigmente zugegeben. Bei den meisten Rezepturen sind die Reihenfolge und die Menge der Zugabe dieser Verbindungen wesentliche Faktoren, die die Qualität beeinflussen. Meist werden schnelllaufende Blatt- oder Rotationsmischer zum Benetzen und Dispergieren der Partikel eingesetzt; sie stellen die gebräuchlichste Methode zur Latexemulgierung dar. Mit Blatt- oder Rotationsmischern ist das Mischen einer gleichmäßigen Basisformulierung zeitaufwendig. Anschließend wird die Latexemulsion der Mischung zugesetzt und mit deutlich geringerer Mischenergie eingearbeitet. Latexemulsionen neigen zur Koaleszenz oder zum Brechen und erfordern schonende Homogenisierungsbedingungen. Danach werden bereits vordispergierte Verdickungsmittel zugegeben, um die Viskosität der fertigen Latexfarbemulsion auf die gewünschte Konsistenz einzustellen.
Ultraschalldispergierer ermöglichen die einfache und zuverlässige Herstellung von Latexemulsionen. Da die Beschallungsenergie und damit die Dispergierintensität an die Emulgierung und Homogenisierung in den verschiedenen Herstellungsschritten angepasst werden können, lassen sich eine Zersetzung der Inhaltsstoffe oder ein Brechen der Latexemulsion zuverlässig verhindern. Die Ultraschalldispergierung ist eine bewährte Technik zur vollständigen Benetzung von Pulvern. Die Reihenfolge der Materialzugabe usw. kann an die Anforderungen der Formulierung angepasst werden. Ein optimal eingestellter Ultraschallenergieeintrag ermöglicht die vollständige Entfaltung der Farbwirkung der Pigmente und führt zu einer hochwertigen Latexemulsionsfarbe.
Da der Ultraschalldispergierer mit Durchflusszelle ein geschlossenes System bildet, treten kein unerwünschter Lufteintrag und keine Schaumbildung auf. Das Ultraschallgerät bietet die Vorteile einer robusten und zuverlässigen Bauweise, einer einfachen und sicheren Bedienung, kürzerer Chargenzyklen und einfacherer Formulierungsverfahren. Selbst mit einem Ultraschall-Tischgerät im Durchflussbetrieb lassen sich beträchtliche Produktionsmengen effektiv und kosteneffizient verarbeiten.

Vor und nach der Ultraschallbehandlung: Die grüne Kurve zeigt die Partikelgröße vor der Beschallung, die rote Kurve die Partikelgrößenverteilung von mittels Ultraschall dispergiertem Siliciumdioxid.

Ultraschalldispergierung von Wachsemulsionen

Wachsemulsionen und -dispersionen sind formulierte Additive aus feinen, stabilisierten Wachspartikeln, die homogen in Wasser verteilt sind. Wird Wachs in Form von Nanotröpfchen mit einer sehr homogenen Tröpfchenverteilung dispergiert, entsteht eine stabile Wachsemulsion. Ultraschallhomogenisatoren erzeugen intensive Scherkräfte und sind zuverlässige, robuste Dispergiersysteme zur Herstellung stabiler Wachs-Nanoemulsionen.
Erfahren Sie mehr über die Wachsemulgierung mit Ultraschall!

Ultraschall-Hochscherhomogenisatoren für Farbformulierungen

Homogenisatoren, Dispergierer, Emulgatoren und Mühlen von Hielscher Ultrasonics werden bei der industriellen Herstellung von Hochleistungsfarben und -beschichtungen eingesetzt. Mit intensiver Energie im Ultraschallfrequenzbereich erzeugen Ultraschallhomogenisatoren sehr hohe Scherkräfte, Turbulenzen und zerstörerische Kräfte. Diese außerordentlich intensiven Ultraschallkräfte wirken auf Feststoff-Flüssigkeits-Suspensionen ein, um Partikel zu dispergieren und durch Vermahlen die gewünschte Partikelgröße und Funktionalität zu erzielen.

Ultraschallmahlen bei hohen Feststoffgehalten

Ultraschall-Inline-Systeme können sehr hohe Feststoffkonzentrationen problemlos verarbeiten. Solange die Partikelkonzentration der Suspension deren Pumpfähigkeit zulässt und die Suspension durch die Ultraschall-Durchflusszelle gefördert werden kann, können die industriellen Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher jede Art hochviskoser, pastöser Suspensionen zuverlässig verarbeiten. Das Ultraschall-Nassmahlen wird häufig zur Herstellung von Masterbatches mit mikro- und nanoskaligen Pigmenten eingesetzt. Die Fähigkeit, derart hohe Feststoffgehalte selbst bei abrasiven Partikeln zu verarbeiten, macht Ultraschall-Hochscherhomogenisatoren zur wirksamsten und effizientesten Mahltechnologie für Pigmente und Nanopartikel.

Ultraschall-Tankrührwerke und Durchflussreaktoren

Farbformulierungen können in offenen Tanks oder chargenweise gemischt werden, wobei eine oder mehrere Sonotroden in das Material eingetaucht werden. Das Mischen in offenen Behältern mit einer Anlage wie der Hielscher SonoStation (siehe Abbildung links) eignet sich ideal zum Dispergieren mittlerer Volumina niedrig- bis mittelviskoser Formulierungen. Für einen hohen Volumendurchsatz, intensive Anwendungen zum Mahlen und Aufbrechen von Primärpartikeln sowie für hochviskose Suspensionen und Pasten ist ein druckbeaufschlagbarer Ultraschallreaktor die bevorzugte Lösung.
Ein offener Behälter wie ein Tank kann weder mit Druck beaufschlagt werden, noch eignet er sich ideal zur gleichmäßigen Verarbeitung größerer und/oder hochviskoser Materialmengen. Ein Ultraschall-Durchflussreaktor kann mit einem Druck von bis zu mehreren barg beaufschlagt werden. Die Druckbeaufschlagung während der Beschallung verstärkt die akustische Kavitation und damit die Scherkräfte sowie die Dispergier-, Mahl- und Homogenisierungswirkung des Ultraschalls. Gleichzeitig wird die gesamte Farb- beziehungsweise Pigmentmenge dem Reaktor gleichmäßig zugeführt: Da das gesamte Material dieselbe Verweilzeit hat und unter exakt denselben Ultraschallbedingungen verarbeitet wird, entsteht ein sehr homogenes Dispergier- beziehungsweise Mahlergebnis. Die sehr gleichmäßige Behandlung unter intensiven Ultraschallkräften führt zu überlegenen Farbprodukten.
Hielscher Ultrasonics bietet das gesamte Spektrum an Hochleistungs-Ultraschallprozessoren mit Tank- und Reaktorsystemen und liefert Ihnen damit die ideale Ultraschalldispergieranlage für Ihre Farbenproduktion.

Ultraschalldispergierer für jede Produktionskapazität

Das Produktsortiment von Hielscher Ultrasonics deckt das gesamte Spektrum an Ultraschallprozessoren ab – von kompakten Laborgeräten über Tisch- und Pilotanlagen bis hin zu industriellen Ultraschallprozessoren, die pro Stunde ganze Lkw-Ladungen verarbeiten können. Dieses umfassende Sortiment ermöglicht es uns, Ihnen den am besten geeigneten Ultraschalldispergierer für Ihre Farbformulierungen, Verarbeitungskapazität und Produktionsziele anzubieten.
Ultraschall-Tischsysteme eignen sich ideal für Machbarkeitsversuche und die Prozessoptimierung. Die lineare Maßstabsvergrößerung auf Basis etablierter Prozessparameter erleichtert die Steigerung der Verarbeitungskapazität von kleineren Chargen bis zur kommerziellen Produktion im vollen Maßstab. Die Maßstabsvergrößerung kann entweder durch die Installation eines leistungsstärkeren Ultraschalldispergierers oder durch die Parallelschaltung mehrerer Ultraschallgeräte erfolgen. Mit dem UIP16000 bietet Hielscher den weltweit leistungsstärksten Ultraschalldispergierer.

Präzise regelbare Amplituden für optimale Ergebnisse

Alle Ultraschallgeräte von Hielscher sind präzise regelbar und damit zuverlässige Arbeitspferde in der Produktion. Die Amplitude ist einer der entscheidenden Prozessparameter, die die Effizienz und Wirksamkeit der Ultraschalldispergierung und des Nassmahlens von Pigmentpasten, Farben und Polymeren beeinflussen.
Alle Prozessoren von Hielscher Ultrasonics ermöglichen eine präzise Einstellung der Amplitude. Sonotroden und Boosterhörner sind Zubehörteile, mit denen sich die Amplitude über einen noch größeren Bereich verändern lässt. Die industriellen Ultraschallprozessoren von Hielscher können sehr hohe Amplituden erzeugen und die erforderliche Ultraschallintensität für anspruchsvolle Anwendungen bereitstellen. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos kontinuierlich im 24/7-Betrieb gefahren werden. Hohe Amplituden sind unverzichtbar für Hochleistungsultraschall-Anwendungen wie Nanodispersionen, die Synthese von Nanopartikeln, das Mahlen von Primärpartikeln und Miniemulsionen.
Präzise Amplitudeneinstellungen und die kontinuierliche Überwachung der Ultraschallprozessparameter durch intelligente Software ermöglichen es Ihnen, Ihre Pigmente und Pulversuspensionen unter den wirksamsten Ultraschallbedingungen zu behandeln. Optimale Beschallung für beste Dispergierergebnisse!

Einfache, risikofreie Tests

Ultraschallprozesse lassen sich vollständig linear skalieren. Das bedeutet, dass jedes mit einem Labor- oder Ultraschall-Tischgerät erzielte Ergebnis unter Verwendung exakt derselben Prozessparameter mit genau demselben Resultat auf einen größeren Maßstab übertragen werden kann. Damit eignet sich die Ultraschallbehandlung ideal für risikofreie Machbarkeitsversuche, die Prozessoptimierung und die anschließende Umsetzung in der kommerziellen Fertigung. Kontaktieren Sie uns und erfahren Sie, wie die Ultraschallbehandlung Ihre Farb- und Pigmentproduktion verbessern kann.

Höchste Qualität – entwickelt und gefertigt in Deutschland

Als familiengeführtes Unternehmen in Familienbesitz legt Hielscher bei seinen Ultraschallprozessoren größten Wert auf höchste Qualitätsstandards. Alle Ultraschallgeräte werden an unserem Hauptsitz in Teltow bei Berlin, Deutschland, entwickelt, gefertigt und auf Herz und Nieren geprüft. Die Robustheit und Zuverlässigkeit der Ultraschallgeräte von Hielscher machen sie zu Arbeitspferden in Ihrer Produktion. Der 24/7-Betrieb unter Volllast und in anspruchsvollen Umgebungen ist eine selbstverständliche Eigenschaft der Hochleistungsdispergierer von Hielscher. Dadurch sind die Ultraschallgeräte von Hielscher zuverlässige Arbeitsmittel, die Ihre Anforderungen an die Farbverarbeitung erfüllen.