Ultraheli hajutamiseks ja lihvimiseks: värv & Pigmendid
Võimsuse ultraheli on tuntud oma intensiivse ja täpselt kontrollitava freesimis- ja hajutamisefekti poolest. See muudab ultraheli homogenisaatorid ideaalseks pigmendipasta ja värvipreparaatide tootmiseks. Tööstuslikud ultrasonikaatorid tagavad väga ühtlase osakeste suuruse jaotuse mikroni- ja nano-vahemikus. Töötle suure viskoossusega suure mahuga voolud Hielscheri sonikaatoritega, et saavutada homogeenne niisutamine, hajutamine, deagglomeratsioon ja freesimine!
Värvide tootmine ultraheliga
Parandage oma värve, värve ja katteid ultrahelitöötlusega:
- Koostis: Kas kõrge viskoossus, suured osakeste koormused, vesi- või lahustipõhine – Hielscheri tööstuslike ultrasonikaatoritega saate töödelda mis tahes koostist.
- Mikroni- ja nanosuurus: Akustilise kavitatsiooni tekitatud suured nihkejõud vähendavad osakesi osakeste minutilise läbimõõduni ja tagavad ühtlase dispersiooni. Ultraheli parameetrite kohandamine teie osakeste ja koostise nõuetega võimaldab nano-suurusega pigmentide usaldusväärset tootmist.
- Optilised omadused: Õigete optiliste omaduste saamiseks tuleb kontrollida pigmendiosakeste suurust. Tavaliselt korreleerub läbipaistmatus osakeste suurusega: mida peenem on osakeste suurus, seda suurem on läbipaistmatus. Näiteks töödeldakse TiO2 spetsiaalselt osakeste suuruseks 0, 20 kuni 0, 3 mikronit, mis on ligikaudu võrdne poolega valguse lainepikkusest. Ultraheli vähendab TiO2 pigmente nende optimaalsele suurusele, nii et saadakse lõplik peitmine.
- Suure jõudlusega osakesed: Väiksemad osakesed toovad kaasa suurema värviküllastuse, värvuse konsistentsi ja stabiilsuse. Intensiivsed, kuid täpselt kontrollitavad ultrahelijõud võimaldavad toota modifitseeritud ja funktsionaliseeritud nanoosakesi, nagu kaetud osakesed, SWNT-d, MWCNT-d ja südamikukesta osakesed. Sellistel osakestel on ainulaadsed omadused ja need tõstavad värvi- või pinnakattematerjalid uuele kvaliteedi ja funktsionaalsuse tasemele (nt UV-kindlus, kriimustuskindlus, tugevus, kleepuvus, kõrge kuumakindlus, infrapuna- ja päikesepeegelduvus).
- Modifitseeritud osakesed: Pinnaga modifitseeritud pigmentidel on väga madal viskoossus kõrge pigmendikoormuse korral (2,5cP 10% tahke aine juures), suurepärane suspensiooni stabiilsus ja kõrge puhtusaste. Ultraheli abil osakeste funktsionaliseerimine muudab spetsiaalsete omadustega suure jõudlusega pigmentide sünteesimise lihtsaks.
- lõplikud koostised
- pigmendipasta põhipartiid
- osakeste rafineerimine pärast tavapärast jahvatamist

Pigmendipastad jahvatatakse ja hajutatakse ultraheli kavitatsiooni abil ning suure nihkega jõud näitavad olulist suuruse vähenemist ja ühtlast jaotust. Ülaltoodud graafik näitab suurenevat suuruse vähenemist ultraheli energia suurendamisel.
Värvi tootmiseks tuleb sellised komponendid nagu pigmendid, sideained/ kilevormid, lahjendid/ lahustid, vaigud, täiteained ja lisandid segada kokku homogeenseks koostiseks. Pigmendid on määrav komponent, mis annab värvile selle värvi. Kõige olulisem valge pigment on TiO2, mis tuleb jahvatada optimaalse osakeste suurusega vahemikus 0,2 kuni 0,3 mikronit läbimõõduga, et näidata soovitud valgesuse, heleduse, läbipaistmatuse ja väga kõrge murdumisnäitaja astet. Ultraheli nihkejõud tagavad väga tõhusa ja energiatõhusa TiO2 osakeste deagglomeratsiooni ja hajutamise (vt pilti allpool).

Ultraheli dispergeeritud TiO2 nanoosakeste suspensiooni TEM erinevate tahkete kontsentratsioonidega. Sonikatsioon viidi läbi, kasutades Ultrasonikaator UIP1000hdT
Vasakul: ultraheli energiasisend 1,8 × 105 J/L – Paremal: ultraheli energiasisend 5,4 × 105 J/L
(Uuring ja pildid: ©Fasaki et al., 2012)
Ultraheli freesimine ja hajutamine suurendavad värvi kvaliteeti, parandades selle värvitugevust, tihedust, lihvimise peenust, dispersiooni ja reoloogiat.
ultraheli hajutamine & Lihvimise tingimused
Värvide ja pinnakatete kvaliteet sõltub pigmentide ühtlasest dispersioonist. Hielscher Ultrasonics varustab tõhusaid freesimis- ja lihvimisseadmeid värvi dispersiooniks, eriti suure pigmendikoormusega preparaatide puhul. Ultraheli dispergeerijate mehhanism jahvatamiseks, lihvimiseks, deagglomeratsiooniks ja dispersioonirakendusteks põhineb peamiselt ultraheli kavitatsiooni tekitatud nihkepõhimõttel. Osakeste dissotsiatsiooniks vajalikke kavitatsioonilisi nihkejõude tekitavad kõrgrõhuerinevused, kohalikud kuumad kohad ja vedelikujoad, mille tulemuseks on osakeste lagunemine osakestevahelise kokkupõrke teel.
Tööstuslikud ultraheli dispergeerijad, näiteks UIP16000hdT koos 16 000 vatti ultraheli sondi kohta, on võimelised töötlema suure mahuga värvide ja katete vooge.

Ultraheli töötlemine: 7x UIP1000hdT

Grindomeetril olev ultrahelitöötlusega kriitvärv näitab pigmentide täiesti ühtlast deagglomeratsiooni ja osakeste suuruse jaotust
Nanoosakeste dispersioon
Ultraheli lihvimine ja hajutamine on sageli ainus meetod nanoosakeste tõhusaks töötlemiseks, et saada sinlge-dispergeeritud primaarosakesi. Väike primaarosakeste suurus annab tulemuseks suure pindala ja korreleerub unikaalsete osakeste omaduste ja funktsioonide väljendusega. Samal ajal on väiksem osakeste suurus seotud suure pinnaenergiaga raskemaks agregatsiooniks ja reaktiivsuseks, nii et nanoosakeste homogeenseks hajutamiseks preparaadisse on vaja intensiivseid ultraheli dispergeerivaid jõude.
Lisaks võib ultraheli pinnatöötlus muuta nanoosakesi, mis toob kaasa parema hajutatavuse, dispersiooni stabiilsuse, hüdrofoobsuse ja muud omadused.
Teadlased on soovitanud eelistatud lahendusena nanoosakeste ultraheli dispersioonimeetodit, “Kuna ultraheli meetodil dispergeeritud materjal on palju puhtam kui helmeste freesimisel toodetud materjal.” [Kim et al. 2010].

Ultraheli dispersioonitehnikal on palju eeliseid võrreldes traditsiooniliste freesimistehnoloogiatega, nagu kolme rulli, kuul- või meediaveskid.
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Caution: Video "duration" is missing
Kirjandus / Viited
- FactSheet Ultrasonic Inkjet Dispersion – Hielscher Ultrasonics
- 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.
- 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.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
Faktid, mida tasub teada
Ultraheli koe homogenisaatoreid nimetatakse sageli sondi sonikaatoriks / sonificatoriks, sonic lyseriks, ultraheli katkestajaks, ultraheli veskiks, sono-ruptoriks, sonifieriks, sonic dismembratoriks, raku katkestajaks, ultraheli dispergeerijaks, emulgaatoriks või lahustajaks. Erinevad terminid tulenevad erinevatest rakendustest, mida saab ultrahelitöötlusega täita.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.