ייצור חומרי צבע באמצעות דיספרסרים בעלי ביצועים גבוהים
ייצור חומרי צבע ותרחיפי פיגמנטים מחייב פיזור וערבוב אמינים. הומוגנייזרים אולטרסוניים יעילים ביותר בייצור תרכיזי מאסטרבאץ׳ נוזליים ודמויי משחה ותרחיפי חומרי צבע. דיספרסרים אולטרסוניים זמינים לכל היקף ייצור תעשייתי ומשפרים משמעותית את ייצור חומרי הצבע והפיגמנטים, תוך השגת תוצאות טחינה ופיזור מעולות, חיסכון באנרגיה ומעבר קל בין פורמולציות.
פיזור חומרי צבע באמצעות אולטרסאונד רב־עוצמה
סוניקציה באמצעות גשוש היא טכניקה המשתמשת בגלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך כדי לטחון, לבצע טחינה רטובה, לפרק אגלומרטים ולפזר חלקיקים בתווך נוזלי. ערבוב, טחינה ופיזור אולטרסוניים מבוססים על עקרון הפעולה של קוויטציה אקוסטית. קוויטציה אולטרסונית/אקוסטית מתאפיינת במיקרו־מערבולות, בכוחות גזירה גבוהים מאוד ובהפרשי לחץ וטמפרטורה גבוהים המתרחשים באופן מקומי. מכשירים אולטרסוניים מתאימים לתהליכי ייצור במנות ובזרימה רציפה ומשמשים בייצור בקנה מידה גדול בתוך קו הייצור, וכן במחקר ופיתוח ובבקרת איכות.
קראו עוד על טחינה אולטרסונית של פיגמנטים ועיקור מיקרוביאלי של פורמולציות צבע וציפוי (על בסיס מים) המתבצעים בו־זמנית!
מערכת אולטרסונית תעשייתית לפיזור ולטחינה של חומרי צבע ופיגמנטים.
יתרונות הפיזור של חומרי צבע באמצעות סוניקציה
בייצור תעשייתי של חומרי צבע מבוססי פיגמנטים, סוניקציה באמצעות גשוש מציעה כמה יתרונות ועשויה לעלות ביעילותה על מטחנות ודיספרסרים מסורתיים:
- פיזור משופר: סוניקציה יכולה לפרק ביעילות אגלומרטים של פיגמנטים ולקדם פיזור טוב יותר, המוביל לשיפור בעוצמת הצבע ולאחידות גבוהה.
- הקטנת גודל החלקיקים: אנרגיית קוויטציה הנוצרת באמצעות אולטרסאונד יכולה להקטין את גודל חלקיקי הפיגמנטים ולהניב חומר צבע עדין והומוגני יותר. כוחות הגזירה הגבוהים ביותר הנוצרים באמצעות אולטרסאונד רב־עוצמה יוצרים סילוני נוזל, המאיצים את החלקיקים בנוזל. כאשר החלקיקים מתנגשים זה בזה, הם מתנפצים לחלקים זעירים. במהלך התנגשויות כאלה בין חלקיקים, גם פני השטח של החלקיקים נשחקים ונעשים חלקים יותר. סוניקציה היא טכניקה יעילה ביותר לייצור ננו־חלקיקים ותרחיפים קולואידיים בעלי חלקיקים בגודל ננומטרי. חלקיקים קטנים יותר יכולים לספק יתרונות כגון רוויית צבע מוגברת ויציבות טובה יותר.
- הימנעות משימוש באמצעי טחינה: אמצעי טחינה כגון חרוזים וכדוריות המשמשים במטחנות מסורתיות עלולים לזהם את המוצר עקב שחיקה המותירה שאריות לא רצויות בתפזיר הפיגמנטים. כך נחסכים ההסרה והניקוי של חרוזים כאלה, הכרוכים בעבודה רבה. הומוגניזציה אולטרסונית פועלת ללא אמצעי טחינה ומשתמשת במקומם בחלקיקים המוצקים שבמוצר הפיגמנט כאמצעי טחינה. כוחות גזירה הנובעים מקוויטציה מאיצים את החלקיקים בנוזל למהירות גבוהה ביותר. כתוצאה מכך החלקיקים מתנגשים זה בזה ומתנפצים.
- יעילות בזמן ובאנרגיה: סוניקציה באמצעות גשוש היא תהליך מהיר יחסית שיכול להשיג פיזור יעיל בזמן קצר משמעותית בהשוואה לשיטות מסורתיות. יעילות זו יכולה להוביל לחיסכון בזמן ובאנרגיה ולהגדלת הפריון בייצור התעשייתי.
- בקרת תהליך: ציוד אולטרסוני מאפשר שליטה מדויקת בפרמטרים חשובים של העיבוד, כגון האנרגיה המושקעת, העוצמה, הטמפרטורה, הלחץ ומשך העיבוד. כך יכולים היצרנים להתאים את תנאי התהליך לפיגמנטים, למטב את תהליך הטחינה הרטובה והפיזור ולהתאים את תכונות חומרי הצבע לדרישות ספציפיות.
טחינה ופיזור אולטרסוניים של פיגמנטים בעלי ברק פנינתי. הגרף האדום מציג את התפלגות גודל החלקיקים לפני הסוניקציה, העקומה הירוקה מציגה אותה במהלך הסוניקציה, והעקומה הכחולה מציגה את הפיגמנטים הסופיים לאחר הפיזור האולטרסוני.
ייצור תרכיזי מאסטרבאץ׳ באמצעות הומוגנייזרים אולטרסוניים
תרכיזי אב הם תרכיזים של חומרי צבע ו/או תוספים במטריצה צמיגה, שבה תכולת חומרי הצבע ו/או התוספים גבוהה מזו שביישום הסופי. קיימות צורות אספקה שונות (גרגרים, נוזל – משחה, אבקה). הומוגנייזרים אולטרסוניים יעילים מאוד בפיזור אחיד של פיגמנטים בתרכיזי אב נוזליים ודמויי משחה. ניתן לפזר ולטחון חלקיקי פיגמנט באמצעות כוחות קוויטציה עזים וערבול הנוצר באולטרסאונד רב־עוצמה, כדי להקטין את גודל החלקיקים לגדלים תת־מיקרוניים וננומטריים.
- תרכיזי אב ופורמולציות של מוצרים סופיים
- פיגמנטים אורגניים ופיגמנטים מינרליים אי־אורגניים
- פורמולציות על בסיס מים ועל בסיס ממסים
- ייצור באצוות ובקו הייצור
- צמיגויות גבוהות ונמוכות
- כל סדר גודל של נפח
SonoStation: מערכת פיזור ניידת המוכנה להפעלה, הכוללת דיספרסרים אולטרסוניים, משאבה, בוחש ומכל
מערכת פיזור הכוללת מכשירים אולטרסוניים בתצורת 2x 1kW לייצור חומרי צבע בזרימה רציפה
דיספרסרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים לייצור חומרי צבע
המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher Ultrasonics הם דיספרסרים בעלי הטכנולוגיה המתקדמת ביותר ומציעים את הפתרון המושלם לתרכיזי אב של פיגמנטים!
התנסו בעוצמה, בדיוק וביעילות שאין להם מתחרים, בגיבוי המחויבות שלנו להצלחתכם. צרו איתנו קשר עכשיו לקבלת מידע נוסף!
- יעילות גבוהה
- טכנולוגיה מתקדמת ביותר
- אמינות ועמידות
- בקרת תהליך מדויקת הניתנת לכוונון
- עיבוד באצווה ובקו הייצור
- לכל נפח
- תוכנה חכמה
- תכונות חכמות (למשל, אפשרות לתכנות, רישום נתונים, שליטה מרחוק)
- הפעלה קלה ובטוחה
- תחזוקה מועטה
- CIP (ניקוי במקום)
הטבלה שלהלן נותנת מושג על כושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 0.5 עד 1.5mL | n.a. | VialTweeter | 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 עד 150L | 3 עד 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של UIP16000 |
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים ליישומי ערבוב, פיזור, תחלוב ומיצוי בקנה מידה מעבדתי, פיילוט ותעשייתי.
ספרות / מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
חומרי צבע נחלקים לחומרי צבע על בסיס מינרלים ולחומרי צבע על בסיס פיגמנטים אורגניים. שני סוגי חומרי הצבע נמצאים בשימוש נרחב ביישומים רבים, ולכל אחד מהם יתרונות ושיקולים משלו. הבחירה ביניהם תלויה בגורמים כגון טווח הצבעים הרצוי, דרישות היציבות, צרכים ייחודיים ליישום ושיקולי רגולציה.
פיגמנטים אורגניים
חומרי צבע על בסיס פיגמנטים אורגניים מופקים מתרכובות מבוססות פחמן, כגון תמציות צמחים או מקורות סינתטיים. הם מציעים מגוון רחב של צבעים וגוונים ונמצאים בשימוש נפוץ בתעשיות שונות, ובהן קוסמטיקה, טקסטיל ודפוס. פיגמנטים אורגניים יכולים לספק עוצמת צבע ובהירות מצוינות, אך הם עשויים להיות מועדים יותר לדהייה לאורך זמן, במיוחד בעת חשיפה לאור השמש או לגורמים סביבתיים אחרים.
צבעים על בסיס מינרלים
פיגמנטים אנאורגניים של צבע המיוצרים בסינתזה מלאכותית נכללים גם הם במונח הכולל "צבעים מינרליים". פיגמנטים אלה הם תחמוצות או מלחים של המתכות עופרת, אבץ, טיטניום, בריום, כרום, ברזל, אלומיניום, כספית, קדמיום, נחושת, מנגן וקובלט. הם כוללים את הצבעים הלבנים לבן עופרת (עופרת פחמתית) ולבן אבץ (תחמוצת אבץ). לבן טיטניום (טיטניום דו־חמצני), ליתופון (אבץ גופרי) ולבן קבוע (בריום גופרתי).
הפיגמנטים הצבעוניים והשחורים כוללים אדום עופרת (תחמוצת עופרת), צהוב נאפולי (אנטימונט העופרת), צהוב כרום (כרומט העופרת), כתום כרום, ירוק כרום (תחמוצת כרום), צהוב אבץ (כרומט האבץ), ורדיגריס (אצטט הנחושת), ירוק קבוע, אדום תחמוצת ברזל, אדום אנגלי וגם סמלט.
פיגמנטים אלה יציבים מאוד ועמידים בפני דהייה.
