Väriaineiden valmistus tehokkailla dispergointilaitteilla

Väriaineiden ja pigmenttisuspensioiden tuotanto edellyttää luotettavaa dispergointia ja sekoitusta. Ultraäänihomogenisaattorit ovat erittäin tehokkaita nestemäisten ja tahnamaisten esiseosten sekä väriainesuspensioiden tuotannossa. Ultraäänidispergointilaitteita on saatavilla kaikkiin teollisen tuotannon mittakaavoihin, ja ne parantavat väriaineiden ja pigmenttien tuotantoa merkittävästi tarjoamalla erinomaisia jauhatus- ja dispergointituloksia, energiansäästöä sekä helpon siirtymisen koostumuksesta toiseen.

Väriaineiden dispergointi teho-ultraäänellä

Anturityyppinen ultraäänikäsittely on tekniikka, jossa käytetään voimakkaita, matalataajuisia ultraääniaaltoja hiukkasten jauhamiseen, märkäjauhatukseen, agglomeraattien hajottamiseen ja dispergointiin nestemäisessä väliaineessa. Ultraäänisekoitus, -jauhatus ja -dispergointi perustuvat akustiseen kavitaatioon. Ultraäänen aiheuttamalle eli akustiselle kavitaatiolle ovat ominaisia mikroturbulenssi, erittäin suuret leikkausvoimat sekä paikallisesti esiintyvät suuret paine- ja lämpötilaerot. Ultraäänilaitteet soveltuvat sekä erätuotantoon että jatkuviin läpivirtausprosesseihin, ja niitä käytetään suuressa mittakaavassa tuotantolinjaan kytkettyinä sekä tutkimuksessa ja kehityksessä ja laadunvalvonnassa.
Lue lisää pigmenttien samanaikaisesta ultraäänijauhatuksesta ja (vesipohjaisten) maali- ja pinnoitekoostumusten mikrobiologisesta steriloinnista!

Video esittelee punaisen väriaineen ultraäänidispergoinnin UP400St-laitteella ja S24d 22mm -sondilla.

Teollinen ultraäänijärjestelmä pigmenttien ja väriaineiden tuotantolinjaan kytkettyihin jauhatus- ja dispergointiprosesseihin.

Teollinen ultraäänijärjestelmä väriaineiden ja pigmenttien dispergointiin ja jauhatukseen.

Väriaineiden ultraäänidispergoinnin edut

Pigmenttipohjaisten väriaineiden teollisessa valmistuksessa anturityyppinen ultraäänikäsittely tarjoaa useita etuja ja voi ylittää perinteisten myllyjen ja dispergointilaitteiden tehokkuuden:

Tehostettu dispergointi: Ultraäänikäsittely voi hajottaa pigmenttiagglomeraatteja tehokkaasti ja edistää parempaa dispergointia, mikä parantaa värin voimakkuutta ja tuottaa erittäin tasalaatuisen lopputuloksen.
Pienempi hiukkaskoko: Ultraäänellä tuotettu kavitaatioenergia voi pienentää pigmenttien hiukkaskokoa, jolloin saadaan hienojakoisempi ja homogeenisempi väriaine. Teho-ultraäänen tuottamat erittäin suuret leikkausvoimat synnyttävät nestesuihkuja, jotka kiihdyttävät nesteessä olevia hiukkasia. Kun hiukkaset törmäävät toisiinsa, ne hajoavat erittäin pieniksi kappaleiksi. Tällaisissa hiukkasten välisissä törmäyksissä myös hiukkasten pinta kuluu ja tasoittuu. Ultraäänikäsittely on erittäin tehokas tekniikka nanohiukkasten ja nanokokoisten kolloidisten suspensioiden tuotantoon. Pienempi hiukkaskoko voi tarjota etuja, kuten suuremman värikylläisyyden ja paremman stabiilisuuden.
Jauhatuskappaleiden välttäminen: Perinteisissä myllyissä käytettävät jauhatuskappaleet, kuten kuulat ja helmet, voivat kontaminoida tuotteen kuluessaan ja jättää pigmenttidispersioon ei-toivottuja jäänteitä. Näin vältetään tällaisten kuulien työläs poistaminen ja puhdistaminen. Ultraäänihomogenointi toimii ilman erillisiä jauhatuskappaleita ja käyttää niiden sijaan pigmenttituotteen kiinteitä hiukkasia jauhatuskappaleina. Kavitaation aiheuttamat leikkausvoimat kiihdyttävät nesteessä olevat hiukkaset erittäin suureen nopeuteen. Tämän seurauksena hiukkaset törmäävät toisiinsa ja hajoavat.
Ajan- ja energiankäytön tehokkuus: Anturityyppinen ultraäänikäsittely on suhteellisen nopea prosessi, jolla voidaan saavuttaa tehokas dispergointi huomattavasti lyhyemmässä ajassa kuin perinteisillä menetelmillä. Tämä tehokkuus voi säästää aikaa ja energiaa sekä lisätä teollisen valmistuksen tuottavuutta.
Prosessinohjaus: Ultraäänilaitteet mahdollistavat tärkeiden prosessiparametrien, kuten energiansyötön, intensiteetin, lämpötilan, paineen ja keston, tarkan hallinnan. Näin valmistajat voivat säätää prosessiolosuhteita pigmenttien mukaan, optimoida märkäjauhatus- ja dispergointiprosessia sekä mukauttaa väriaineiden ominaisuudet erityisvaatimuksiin.

Helmiäispigmenttien ultraäänijauhatus ja -dispergointi. Punainen käyrä esittää hiukkaskokojakauman ennen ultraäänikäsittelyä, vihreä käyrä käsittelyn aikana ja sininen käyrä lopullisten pigmenttien jakauman ultraäänidispergoinnin jälkeen.

Esiseosten tuotanto ultraäänihomogenisaattoreilla

Esiseokset ovat viskoosissa matriisissa olevia väriaine- ja/tai lisäainetiivisteitä, joiden väriaine- ja/tai lisäainepitoisuus on suurempi kuin lopullisessa käyttökohteessa. Niitä toimitetaan eri muodoissa (rakeet, neste – tahna, jauhe). Ultraäänihomogenisaattorit ovat erittäin tehokkaita pigmenttien tasaisessa dispergoinnissa nestemäisiin ja tahnamaisiin esiseoksiin. Pigmenttihiukkasia voidaan dispergoida ja jauhaa teho-ultraäänen voimakkaiden kavitaatiovoimien ja sekoitusvaikutuksen avulla, jolloin hiukkaskoko voidaan pienentää alle mikrometrin kokoluokkaan ja nanokokoon.

Pigmenttien ja väriaineiden ultraäänidispergointi soveltuu seuraaviin:

esiseokset ja lopputuotteiden koostumukset
orgaaniset ja epäorgaaniset mineraalipigmentit
vesipohjaiset ja liuotinpohjaiset koostumukset
erätuotanto ja tuotantolinjaan kytketty tuotanto
suuret ja pienet viskositeetit
kaikki tilavuusmittakaavat

SonoStation on käyttövalmis ultraäänijärjestelmä mikro- ja nanomittakaavan dispersioiden, kuten väriaine- ja pigmenttidispersioiden, luotettavaan ja vaivattomaan tuotantoon

SonoStation: Siirrettävä, käyttövalmis dispergointijärjestelmä, joka koostuu ultraäänidispergointilaitteista, pumpusta, sekoittimesta ja säiliöstä

Tehokkaat ultraäänilaitteet ovat erittäin tehokkaita homogenisaattoreita väriainedispersioiden ja pigmenttiesiseosten tuotantoon

Dispergointijärjestelmä, jossa on 2 × 1 kW:n ultraäänilaitteet väriaineiden valmistukseen jatkuvassa läpivirtauksessa

Tehokkaat ultraäänidispergointilaitteet väriaineiden valmistukseen

Hielscher Ultrasonicsin teolliset ultraääniprosessorit ovat huipputeknisiä dispergointilaitteita ja tarjoavat täydellisen ratkaisun pigmenttiesiseosten valmistukseen!

Vertaansa vailla oleva teho ja tarkkuus: Hielscherin ultraäänidispergointilaitteiden suuri lähtöteho ja automaattisesti viritetty optimaalinen taajuus varmistavat pigmenttihiukkasten optimaalisen dispergoinnin. Koe erinomaiset tulokset, joissa hiukkaskoko on pienennetty hienojakoiseksi ja hiukkaset jakautuvat erinomaisesti.

Suuri dispergointikapasiteetti: Tehokkaiksi suunnitellut ultraäänihomogenisaattorimme ja dispergointilaitteemme tarjoavat vaikuttavan käsittelykapasiteetin, jonka ansiosta voit käsitellä suurempia määriä pigmenttiesiseoksia helposti. Mahdollisuus eräkäsittelyyn ja jatkuvaan, tuotantolinjaan kytkettyyn ultraäänikäsittelyyn tarjoaa ihanteellisen laitekokoonpanon väriaineiden valmistusprosessiisi. Lisää tuottavuutta ja saavuta tasalaatuiset dispergointitulokset säästäen arvokasta aikaasi.

Älykäs prosessinohjaus: Edistyneiden prosessinohjaus- ja automaatio-ominaisuuksien ansiosta ultraäänihomogenisaattorimme ja dispergointilaitteemme tarjoavat tarkat parametrien säädöt, automaattisen tietojen tallennuksen, ohjelmoitavat asetukset, reaaliaikaisen seurannan ja selainpohjaisen etäohjauksen. Ota dispergointiprosessisi hallintaan, saavuta toistettavuus ja ylläpidä tasalaatuisuutta koko tuotannon ajan.

Energiatehokas suorituskyky: Asetamme energiatehokkuuden etusijalle, jotta voit pienentää käyttökustannuksia ja minimoida ympäristövaikutukset. Hielscher Ultrasonicsin dispergointilaitteet on suunniteltu tarjoamaan poikkeuksellista suorituskykyä ja samalla optimoimaan sähkönkulutusta, mikä varmistaa kestävän ja kustannustehokkaan ratkaisun.

Kestävyys ja vähäinen huoltotarve: Pitkäikäisiksi rakennetut ultraäänidispergointilaitteemme on suunniteltu vankkuutta, kestävyyttä ja vähäistä huoltotarvetta silmällä pitäen. Niiden vankka rakenne kestää raskasta käyttöä, tarvitsee vain vähän huoltoa ja vähentää seisokkiaikaa. Keskity tuotantoosi huolehtimatta laiterikoista.

Turvallisuus etusijalla: Turvallisuutesi on meille tärkeää. Ultraäänihomogenisaattoreissamme ja dispergointilaitteissamme on keskeisiä turvallisuusominaisuuksia, kuten ylikuumenemissuoja, etäohjaus ja liikkuvien osien välttäminen. Käytä laitteita luottavaisin mielin tietäen, että henkilöstösi voi työskennellä turvallisissa olosuhteissa.

Monipuolisuus käyttöön: Hielscher Ultrasonicsin dispergointilaitteet ovat yhteensopivia monenlaisten pigmenttityyppien ja esiseoskoostumusten kanssa, mikä tarjoaa monipuolisuutta tuotantoprosesseihisi. Vaihda materiaalista toiseen vaivattomasti, vastaa erilaisiin vaatimuksiin ja lisää joustavuutta. Voit myös vaihtaa nopeasti eräkäsittelystä tuotantolinjaan kytkettyyn ultraäänikäsittelyyn ja päinvastoin kiinnittämällä ultraäänianturin laipalla eräkäsittelyyn tai virtauskennoreaktoriin.

Luotettava toimittaja, erinomainen tuki: Hielscher Ultrasonics on arvostettu toimittaja, joka tunnetaan huippulaatuisista laitteista ja poikkeuksellisen hyvästä asiakastuesta. Ultraäänilaitteemme tunnetaan korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Hyödynnä asiantuntemuksemme, nopea apumme ja luotettava myynnin jälkeinen palvelumme, jotka takaavat mielenrauhan ja keskeytymättömän toiminnan.

Laatustandardit: Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti tehokkaita ultraäänilaitteita, joissa yhdistyvät huipputekniikka ja käyttäjäystävällisyys. Hielscherin ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL-, CSA- ja RoHs-vaatimukset.

Koe vertaansa vailla oleva teho, tarkkuus ja tehokkuus, joiden tukena on sitoutumisemme menestykseesi. Ota meihin yhteyttä nyt ja kysy lisää!

Miksi Hielscher Ultrasonics?

korkea hyötysuhde
huipputekniikka
luotettavuus ja vankkuus
säädettävä, tarkka prosessinohjaus
eräkäsittely ja tuotantolinjaan kytketty käsittely
kaikille tilavuuksille
älykäs ohjelmisto
älykkäät ominaisuudet (esim. ohjelmoitavuus, tietojen kirjaaminen, etäohjaus)
helppo ja turvallinen käyttää
vähäinen huoltotarve
CIP (puhdistus laitteistoa purkamatta)

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Erätilavuus	Tilavuusvirta	Suositellut laitteet
0,5–1,5 mL	n.a.	VialTweeter
1–500 mL	10–200 mL/min	UP100H
10–2 000 mL	20–400 mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1–20 L	0,2–4 L/min	UIP2000hdT
10–100 L	2–10 L/min	UIP4000hdT
15–150 L	3–15 L/min	UIP6000hdT
n.a.	10–100 L/min	UIP16000
n.a.	suurempi	laiteryhmä: UIP16000

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Suuria leikkausvoimia tuottavia ultraäänihomogenisaattoreita käytetään laboratorio-, pöytälaite-, pilotti- ja teollisuusmittakaavan prosesseissa.

Hielscher Ultrasonics valmistaa tehokkaita ultraäänihomogenisaattoreita sekoitukseen, dispergointiin, emulgointiin ja uuttoon laboratorio-, pilotti- ja teollisuusmittakaavassa.

Liittyvät aiheet

Kirjallisuus / Lähteet

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.

Hyödyllistä tietoa

Väriaineet jaetaan mineraalipohjaisiin ja orgaanisiin pigmenttipohjaisiin väriaineisiin. Kumpaakin väriainetyyppiä käytetään laajasti lukuisissa sovelluksissa, ja kummallakin on omat etunsa ja huomioon otettavat seikkansa. Valinta niiden välillä riippuu esimerkiksi halutusta värivalikoimasta, stabiilisuusvaatimuksista, sovelluskohtaisista tarpeista ja sääntelyyn liittyvistä näkökohdista.

Orgaaniset pigmentit

Orgaanisiin pigmentteihin perustuvat väriaineet ovat peräisin hiilipohjaisista yhdisteistä, kuten kasviuutteista tai synteettisistä lähteistä. Ne tarjoavat laajan väri- ja sävyvalikoiman, ja niitä käytetään yleisesti eri teollisuudenaloilla, kuten kosmetiikka-, tekstiili- ja painoteollisuudessa. Orgaaniset pigmentit voivat tarjota erinomaisen värjäysvoiman ja kirkkauden, mutta ne saattavat olla alttiimpia haalistumaan ajan myötä, erityisesti altistuessaan auringonvalolle tai muille ympäristötekijöille.

Mineraalipohjaiset värit

Myös keinotekoisesti syntetisoidut epäorgaaniset väripigmentit kuuluvat yhteisnimityksen ”mineraalivärit” alle. Nämä pigmentit ovat lyijyn, sinkin, titaanin, bariumin, kromin, raudan, alumiinin, elohopean, kadmiumin, kuparin, mangaanin ja koboltin oksideja tai suoloja. Niihin kuuluvat valkoiset värit lyijyvalkoinen (lyijykarbonaatti) ja sinkkivalkoinen (sinkkioksidi). Titaanivalkoinen (titaanidioksidi), litoponi (sinkkisulfidi) ja kiintovalkoinen (bariumsulfaatti).
Värillisiin ja mustiin pigmentteihin kuuluvat lyijymönjä (lyijyoksidi), napolinkeltainen (lyijyantimonaatti), kromikeltainen (lyijykromaatti), kromioranssi, kromivihreä (kromioksidi), sinkkikeltainen (sinkkikromaatti), espanjanvihreä (kupariasetaatti), kestovihreä, rautaoksidipunainen, englanninpunainen sekä smaltti.
Nämä pigmentit ovat erittäin stabiileja ja kestävät haalistumista.

Tehokasta ultraäänitekniikkaa! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko kirjon kompaktista laboratorio-ultraäänilaitteesta pöytälaitteisiin ja täyden teollisen mittakaavan ultraäänijärjestelmiin.

Hielscher Ultrasonics valmistaa tehokkaita ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriomittakaavasta aina teolliseen mittakaavaan.