Värvainete tootmine suure jõudlusega dispergeerijate abil

Värvainete ja pigmentsuspensioonide tootmine nõuab töökindlat dispergeerimist ja segamist. Ultraheli homogenisaatorid on väga tõhusad vedelate ja pastataoliste põhisegude (masterbatch) ning värvainesuspensioonide tootmisel. Ultraheli dispergeerijad, mis on saadaval igas tööstuslikus tootmismastaabis, parandavad oluliselt värvainete ja pigmentide tootmist, tagades suurepärased jahvatus- ja dispergeerimistulemused, energiasäästu ning retseptuuride hõlpsa vahetamise.

Värvainete dispergeerimine võimsa ultrahelja abil

Sondtüüpi ultraheli töötlus (sonikeerimine) on tehnika, mis kasutab suure intensiivsusega madalsageduslikke ultrahelilaineid osakeste peenestamiseks, märgjahvatamiseks, deaglomereerimiseks ja dispergeerimiseks vedelas keskkonnas. Ultraheliga segamine, jahvatamine ja dispergeerimine põhineb akustilise kavitatsiooni tööpõhimõttel. Ultraheli- ehk akustilist kavitatsiooni iseloomustavad mikroturbulentsid, väga suured nihkejõud ning lokaalselt esinevad suured rõhu- ja temperatuurierinevused. Ultraheli sonikaatoreid, mida saab kasutada nii partii- kui ka pidevvoolulistes tootmisprotsessides, kasutatakse nii inline-suurtootmises kui ka teadus- ja arendustegevuses ning kvaliteedikontrollis.
Loe lähemalt (vesipõhiste) värvide ja katteseguretseptuuride samaaegsest ultraheliga pigmentide jahvatamisest ja mikroobide steriliseerimisest!

Video näitab punase värvaine ultrahelidispergeerimist seadmega UP400St ja sondiga S24d 22mm.

Tööstuslik sonikaatorsüsteem pigmentide ja värvainete inline-jahvatamise ja dispergeerimise protsessideks.

Tööstuslik ultraheli süsteem värvainete ja pigmentide dispergeerimiseks ja jahvatamiseks.

Värvainete dispergeerimise eelised ultraheli töötlusega

Pigmendipõhiste värvainete tööstuslikus tootmises pakub sondtüüpi ultraheli töötlus mitmeid eeliseid ning võib tõhususe poolest ületada traditsioonilisi veskeid ja dispergeerijaid:

Parem dispergeerimine: Ultraheli töötlus suudab pigmendiaglomeraate tõhusalt lõhkuda ja soodustada paremat dispergeerimist, mis toob kaasa suurema värviintensiivsuse ja suure ühtlase jaotuse.
Väiksem osakeste suurus: Ultrahelil tekitatud kavitatsioonienergia võib vähendada pigmentide osakeste suurust, andes peenema ja homogeensema värvaine. Võimsa ultraheli tekitatud äärmiselt suured nihkejõud tekitavad vedelikujugasid, mis kiirendavad vedelikus olevaid osakesi. Kui osakesed omavahel põrkuvad, purunevad nad pisikesteks tükkideks. Selliste osakestevaheliste põrgete käigus kulub ka osakeste pind ning muutub siledamaks. Sonikeerimine on väga tõhus tehnika nanoosakeste ja nanomõõtmeliste kolloidsete suspensioonide tootmiseks. Väiksemad osakeste suurused võivad anda eeliseid, näiteks suurema värvi küllastuse ja parema stabiilsuse.
Jahvatuskehade vältimine: Traditsioonilistes veskites kasutatavad jahvatuskehad, näiteks helmed ja pärlid, võivad erosiooni tõttu toodet saastada, jättes pigmentdispersiooni soovimatuid jäätmeid. Seega väldib see selliste helmeste töömahukat eemaldamist ja puhastamist. Ultraheli homogeniseerimine toimib ilma jahvatuskehadeta ning kasutab jahvatuskehadena hoopis pigmenttoote tahkeid osakesi. Kavitatsioonilised nihkejõud kiirendavad vedelikus olevaid osakesi äärmiselt suure kiiruseni. Seetõttu osakesed põrkuvad omavahel ja purunevad.
Ajaline ja energiatõhusus: Sondtüüpi ultraheli töötlus on suhteliselt kiire protsess, mis suudab saavutada tõhusa dispergeerimise märkimisväärselt lühema ajaga kui traditsioonilised meetodid. See tõhusus võib tuua kaasa aja- ja energiasäästu ning suurema tootlikkuse tööstuslikus tootmises.
Protsessi juhtimine: Ultraheli seadmed võimaldavad täpselt juhtida olulisi töötlusparameetreid, näiteks energiasisendit, intensiivsust, temperatuuri, rõhku ja kestust. See võimaldab tootjatel kohandada protsessitingimusi vastavalt pigmentidele, optimeerida märgjahvatus- ja dispergeerimisprotsessi ning kohandada värvainete omadusi konkreetsetele nõuetele.

Pärlläikepigmentide ultraheljahvatamine ja -dispergeerimine.

Pärlmutterläikega pigmentide ultraheliga jahvatamine ja dispergeerimine. Punane graafik näitab osakeste suurusjaotust enne sonikeerimist, roheline kõver sonikeerimise ajal ja sinine kõver lõplikke pigmente pärast ultraheliga dispergeerimist.

Põhisegu (masterbatch) tootmine ultraheli homogenisaatorite abil

Masterbatch’id on värvainete ja/või lisandite kontsentraadid viskoosses maatriksis, milles värvainete ja/või lisandite sisaldus on suurem kui lõpprakenduses. Tarnevorme on erinevaid (granulaat, vedelik – pasta, pulber). Ultraheli homogenisaatorid on väga tõhusad pigmentide ühtlasel dispergeerimisel vedelates ja pastataolistes masterbatch’ides. Pigmendiosakesi saab dispergeerida ja jahvatada, kasutades võimsa ultraheli intensiivseid kavitatsioonijõude ja segamist, et vähendada osakeste suurus submikroni- ja nanosuuruseni.

Ultraheli abil pigmentide ja värvainete dispergeerimine sobib järgmistele

masterbatch’idele ja lõpptoote koostistele
orgaanilistele ja anorgaanilistele mineraalpigmentidele
veepõhistele ja lahustipõhistele koostistele
perioodilisele (batch) ja inline-tootmisele
kõrgele ja madalale viskoossusele
igale mahuskaalale

SonoStation on ultraheli võtmed kätte süsteem mikromeetri- ja nanomõõtmeliste dispersioonide, näiteks värvaine- ja pigmentdispersioonide töökindlaks ja mugavaks tootmiseks

SonoStation: Mobiilne võtmed-kätte dispergeerimissüsteem, mis koosneb ultraheli dispergaatoritest, pumbast, segistist ja paagist

Kõrgjõudlusega sonikaatorid on väga tõhusad homogenisaatorid värvainedispersioonide ja pigmentide masterbatchide tootmiseks

2 × 1 kW ultraheli seadmest koosnev dispergeerimissüsteem värvainete tootmise pidevvoolulise töö jaoks

Suure jõudlusega ultraheli dispergaatorid värvainete tootmiseks

Hielscher Ultrasonicsi tööstuslikud ultraheli protsessorid on tipptasemel dispergaatorid ja pakuvad ideaalse lahenduse pigmentide masterbatch’idele!

Võrratu võimsus ja täpsus: Hielscheri ultraheli dispergaatoritel on suur väljundvõimsus ja automaatselt häälestatud optimaalne sagedus, mis tagavad pigmendiosakeste optimaalse dispergeerimise. Kogege suurepäraseid tulemusi: peenelt vähendatud osakeste suurus ja suurepärane jaotus.

Suur dispergeerimisvõimsus: Meie ultraheli homogenisaatorid ja dispergaator on loodud tõhususe silmas pidades ning pakuvad muljetavaldavat töötlemisvõimsust, võimaldades teil hõlpsasti käidelda pigmentide masterbatch’ide suuremaid koguseid. Perioodilise (batch) ja pideva inline-ultraheli töötluse võimalus pakub teie värvainete tootmisprotsessile ideaalset lahendust. Suurendage tootlikkust ja saavutage ühtlased dispergeerimistulemused, säästes väärtuslikku aega.

Intelligentne protsessijuhtimine: Täiustatud protsessijuhtimise ja automatiseerimisfunktsioonidega pakuvad meie ultraheli homogenisaatorid ja dispergaatorid täpset parameetrite reguleerimist, automaatset andmete salvestamist, programmeeritavaid seadistusi, reaalajas jälgimist ja brauseripõhist kaugjuhtimist. Võtke oma dispergeerimisprotsess kontrolli alla, saavutage reprodutseeritavus ja säilitage ühtlane kvaliteet kogu tootmise vältel.

Energiatõhus jõudlus: Seame esikohale energiatõhususe, et aidata teil vähendada tegevuskulusid ja minimeerida keskkonnamõju. Hielscher Ultrasonicsi dispergaatorid on loodud pakkuma erakordset jõudlust, optimeerides samal ajal energiatarbimist, ning tagavad seeläbi jätkusuutliku ja kulutõhusa lahenduse.

Vastupidavus ja minimaalne hooldus: Meie ultraheli dispergaatorid on valmistatud kauaks ning projekteeritud vastupidavust, töökindlust ja väikest hooldusvajadust silmas pidades. Nende robustne konstruktsioon peab vastu intensiivsele kasutamisele, nõuab minimaalset hooldust ja vähendab seisuaegu. Keskenduge oma tootmisele, muretsemata seadmete rikete pärast.

Ohutus esikohal: Teie ohutus on meile oluline. Meie ultraheli homogenisaatorid ja dispergaatorid sisaldavad olulisi ohutusfunktsioone, nagu ülekuumenemiskaitse, kaugjuhtimine ja liikuvate osade vältimine. Töötage enesekindlalt, teades, et teie töötajad saavad töötada ohututes tingimustes.

Mitmekülgsus vallandatud: Hielscher Ultrasonicsi dispergaatorid sobivad paljude erinevate pigmenditüüpide ja masterbatch’i koostistega, pakkudes teie tootmisprotsessides mitmekülgsust. Vahetage materjale vaevata, vastates erinevatele nõuetele ja suurendades paindlikkust. Isegi perioodilise (batch) ja inline-ultraheli töötluse vahel saab kiiresti ümber lülituda, paigaldades ultraheli sondi äärikuga perioodilisele (batch) süsteemile või läbivoolukambriga reaktorisse.

Usaldusväärne tarnija, suurepärane tugi: Hielscher Ultrasonics on mainekas tarnija, kes on tuntud tipptasemel seadmete ja erakordse klienditoe poolest. Meie sonikaatorid on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja projekteerimisstandardite poolest. Kasutage ära meie teadmisi, kiiret abi ja usaldusväärset müügijärgset teenindust, mis tagavad teie meelerahu ja katkematu töö.

Kvaliteedistandardid: Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifitseeritud ettevõte ja pöörab erilist tähelepanu kõrgjõudlusega ultrahelisonikaatoritele, mis ühendavad tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkuse. Loomulikult vastavad Hielscheri sonikaatorid CE nõuetele ning täidavad UL-i, CSA ja RoHs-i nõudeid.

Kogege võrratut võimsust, täpsust ja tõhusust, mida toetab meie pühendumus teie edule. Võtke meiega kohe ühendust, et rohkem teada saada!

Miks Hielscher Ultrasonics?

kõrge tõhusus
tipptasemel tehnoloogia
töökindlus ja vastupidavus
reguleeritav, täpne protsessijuhtimine
perioodiline ja inline-töötlus
mis tahes mahule
intelligentne tarkvara
nutikad funktsioonid (nt programmeeritavus, andmete protokollimine, kaugjuhtimine)
lihtne ja ohutu kasutada
väike hooldusvajadus
CIP (kohapealne puhastus)

Allolev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlemismahust:

Partii maht	Vooluhulk	Soovitatavad seadmed
0,5 kuni 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 kuni 500mL	10 kuni 200mL/min	UP100H
10 kuni 2000mL	20 kuni 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 kuni 20L	0,2 kuni 4L/min	UIP2000hdT
10 kuni 100L	2 kuni 10L/min	UIP4000hdT
15 kuni 150L	3 kuni 15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10 kuni 100L/min	UIP16000
n.a.	suurem	klaster: UIP16000

Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!

Ultraheli kõrge nihkejõuga homogenisaatoreid kasutatakse labori-, laua-, pilootmahu- ja tööstuslikus töötluses.

Hielscher Ultrasonics toodab kõrgjõudlusega ultraheli homogenisaatoreid segamiseks, dispergeerimiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks labori-, pilootmahu- ja tööstusskaalas.

Seotud teemad

Kirjandus / viited

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.

Teadmist väärt fakte

Värvained jaotatakse mineraalseteks ja orgaanilistel pigmentidel põhinevateks värvaineteks. Mõlemat tüüpi värvaineid kasutatakse laialdaselt paljudes rakendustes ning neil on omad eelised ja arvestatavad asjaolud. Valik nende vahel sõltub sellistest teguritest nagu soovitud värvivahemik, stabiilsusnõuded, rakendusspetsiifilised vajadused ja regulatiivsed kaalutlused.

Orgaanilised pigmendid

Orgaanilistel pigmentidel põhinevad värvained on saadud süsinikupõhistest ühenditest, näiteks taimeekstraktidest või sünteetilistest allikatest. Need pakuvad laia valikut värve ja toone ning neid kasutatakse tavaliselt erinevates tööstusharudes, sealhulgas kosmeetikas, tekstiilis ja trükinduses. Orgaanilised pigmendid võivad anda suurepärase värvitugevuse ja heleduse, kuid need võivad olla ajapikku tundlikumad pleekimisele, eriti päikesevalguse või muude keskkonnategurite toimel.

Mineraalsed värvid

Kunstlikult sünteesitud anorgaanilisi värvipigmente nimetatakse kokkuvõtlikult ka „mineraalvärvideks”. Need pigmendid on metallide plii, tsingi, titaani, baariumi, kroomi, raua, alumiiniumi, elavhõbeda, kaadmiumi, vase, mangaani ja koobalti oksiidid või soolad. Valgete värvide hulka kuuluvad pliivalge (plii karbonaat) ja tsinkvalge (tsinkoksiid). Titaanvalge (titaandioksiid), litopoon (tsinksulfiid) ja Blanc fix (baariumsulfaat).
Värviliste ja mustade pigmentide hulka kuuluvad punane plii (pliioksiid), Napoli kollane (pliiantimonaat), kroomkollane (plii kromaat), kroomoranž, kroomroheline (kroomoksiid), tsinkkollane (tsinkkromaat), vaskrohelus (vaskatsetaat), püsiroheline, rauaoksiidpunane, inglise punane ja ka smalt.
Need pigmendid on väga stabiilsed ja pleekimiskindlad.

Kõrgjõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit kompaktsetest laborisonikaatoritest lauaseadmeteni ja täismahus tööstuslike ultraheli süsteemideni.

Hielscher Ultrasonics toodab kõrgjõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates laborist kuni tööstusliku suuruseni.