Proizvodnja bojila s pomoću dispergatora visokih performansi
Proizvodnja bojila i suspenzija pigmenata zahtijeva pouzdano dispergiranje i miješanje. Ultrazvučni homogenizatori vrlo su učinkoviti u proizvodnji tekućih i pastoznih predsmjesa te suspenzija bojila. Dostupni za sve razmjere industrijske proizvodnje, ultrazvučni dispergatori znatno unapređuju proizvodnju bojila i pigmenata, osiguravajući izvrsne rezultate mljevenja i dispergiranja, uštedu energije te jednostavan prijelaz s jedne formulacije na drugu.
Dispergiranje bojila ultrazvukom velike snage
Ultrazvučna obrada sondom tehnika je koja primjenjuje ultrazvučne valove visokog intenziteta i niske frekvencije za usitnjavanje, mokro mljevenje, deaglomeraciju i dispergiranje čestica u tekućem mediju. Ultrazvučno miješanje, mljevenje i dispergiranje temelje se na načelu akustične kavitacije. Ultrazvučnu odnosno akustičnu kavitaciju karakteriziraju mikroturbulencije, vrlo velike smične sile i velike lokalne razlike u tlaku i temperaturi. Ultrazvučni uređaji prikladni su za šaržne proizvodne procese i proizvodne procese s kontinuiranim protokom te se upotrebljavaju u velikoserijskoj proizvodnji u liniji, kao i u istraživanju i razvoju te kontroli kvalitete.
Pročitajte više o istodobnom ultrazvučnom mljevenju pigmenata i mikrobnoj sterilizaciji formulacija boja i premaza (na bazi vode)!
Industrijski ultrazvučni sustav za dispergiranje i mljevenje bojila i pigmenata.
Prednosti dispergiranja bojila ultrazvučnom obradom
U industrijskoj proizvodnji bojila na bazi pigmenata ultrazvučna obrada sondom nudi nekoliko prednosti i po učinkovitosti može nadmašiti tradicionalne mlinove i dispergatore:
- Poboljšano dispergiranje: Ultrazvučna obrada može učinkovito razbiti aglomerate pigmenata i potaknuti bolje dispergiranje, što dovodi do poboljšanog intenziteta boje i visoke ujednačenosti.
- Smanjena veličina čestica: Ultrazvučno generirana energija kavitacije može smanjiti veličinu čestica pigmenata, čime se dobiva finije i homogenije bojilo. Iznimno velike smične sile koje stvara ultrazvuk velike snage stvaraju mlazove tekućine koji ubrzavaju čestice u tekućini. Kada se čestice međusobno sudaraju, razbijaju se u sićušne komadiće. Tijekom takvih međučestičnih sudara površina čestica također erodira i postaje glađa. Sonikacija je vrlo učinkovita tehnika za proizvodnju nanočestica i koloidnih suspenzija s česticama nanoveličine. Manje veličine čestica mogu pružiti prednosti kao što su povećana zasićenost boje i bolja stabilnost.
- Izbjegavanje sredstava za mljevenje: Sredstva za mljevenje poput kuglica i perli koje se upotrebljavaju u tradicionalnim mlinovima mogu zbog erozije onečistiti proizvod, ostavljajući neželjene ostatke u disperziji pigmenata. Stoga se izbjegavaju radno zahtjevno uklanjanje i čišćenje takvih kuglica. Ultrazvučna homogenizacija odvija se bez sredstava za mljevenje, a umjesto njih kao sredstva za mljevenje upotrebljava čvrste čestice u pigmentnom proizvodu. Kavitacijske smične sile ubrzavaju čestice u tekućini do iznimno velike brzine. Zbog toga se čestice međusobno sudaraju i razbijaju.
- Vremenska i energetska učinkovitost: Ultrazvučna obrada sondom relativno je brz proces kojim se učinkovito dispergiranje može postići u znatno kraćem vremenu u usporedbi s tradicionalnim metodama. Ta učinkovitost može dovesti do uštede vremena i energije te povećane produktivnosti u industrijskoj proizvodnji.
- Upravljanje procesom: Ultrazvučna oprema omogućuje precizno upravljanje važnim parametrima obrade kao što su unos energije, intenzitet, temperatura, tlak i trajanje. Time se proizvođačima omogućuje da uvjete procesa prilagode pigmentima, optimiziraju proces mokrog mljevenja i dispergiranja te svojstva bojila prilagode specifičnim zahtjevima.
Ultrazvučno mljevenje i dispergiranje pigmenata bisernog sjaja. Crveni graf prikazuje raspodjelu veličine čestica prije sonikacije, zelena krivulja prikazuje raspodjelu tijekom sonikacije, a plava krivulja prikazuje konačne pigmente nakon ultrazvučnog dispergiranja.
Proizvodnja predsmjesa s pomoću ultrazvučnih homogenizatora
Masterbatch koncentrati su koncentrati bojila i/ili aditiva u viskoznoj matrici s većim udjelom bojila i/ili aditiva nego u konačnoj primjeni. Dostupni su različiti oblici isporuke (granulat, tekućina – pasta, prah). Ultrazvučni homogenizatori vrlo su učinkoviti u ravnomjernom dispergiranju pigmenata u tekućim i pastoznim masterbatch koncentratima. Čestice pigmenata mogu se dispergirati i mljeti intenzivnim kavitacijskim silama i miješanjem koje stvara ultrazvuk velike snage kako bi se veličina čestica smanjila na submikronsku i nanometarsku veličinu.
- masterbatch koncentrate i formulacije konačnih proizvoda
- organske i anorganske mineralne pigmente
- formulacije na bazi vode i otapala
- šaržnu i linijsku proizvodnju
- visoke i niske viskoznosti
- bilo koji volumenski opseg
SonoStation: Mobilni sustav za dispergiranje po načelu „ključ u ruke” koji se sastoji od ultrazvučnih dispergatora, pumpe, miješalice i spremnika
Sustav za dispergiranje s 2x 1kW ultrazvučnim uređajima za proizvodnju bojila u kontinuiranom protoku
Ultrazvučni dispergatori visokih performansi za proizvodnju bojila
Industrijski ultrazvučni procesori tvrtke Hielscher Ultrasonics najsuvremeniji su dispergatori i nude savršeno rješenje za pigmentne masterbatch koncentrate!
Iskusite nenadmašnu snagu, preciznost i učinkovitost, uz našu predanost vašem uspjehu. Obratite nam se sada kako biste saznali više!
- visoka učinkovitost
- najsuvremenija tehnologija
- pouzdanost i robusnost
- prilagodljivo, precizno upravljanje procesom
- šaržna i linijska obrada
- za bilo koji volumen
- inteligentan softver
- pametne funkcije (npr. mogućnost programiranja, bilježenje podataka, daljinsko upravljanje)
- jednostavno i sigurno rukovanje
- mali zahtjevi za održavanjem
- CIP (čišćenje na mjestu)
Tablica u nastavku daje pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | skupina uređaja UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje, dispergiranje, emulgiranje i ekstrakciju u laboratorijskom, pilotnom i industrijskom mjerilu.
Literatura / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Bojila se dijele na bojila na mineralnoj osnovi i bojila na osnovi organskih pigmenata. Obje vrste bojila široko se upotrebljavaju u brojnim primjenama, a svaka ima svoje prednosti i čimbenike koje treba razmotriti. Izbor između njih ovisi o čimbenicima kao što su željeni raspon boja, zahtjevi za stabilnošću, potrebe specifične za primjenu i regulatorni aspekti.
Organski pigmenti
Bojila na osnovi organskih pigmenata dobivaju se iz spojeva na osnovi ugljika, primjerice iz biljnih ekstrakata ili sintetskih izvora. Nude širok raspon boja i nijansi te se često upotrebljavaju u različitim industrijama, uključujući kozmetičku, tekstilnu i tiskarsku industriju. Organski pigmenti mogu pružiti izvrsnu moć bojenja i sjajnost, ali s vremenom mogu biti skloniji blijeđenju, osobito kada su izloženi sunčevoj svjetlosti ili drugim okolišnim čimbenicima.
Boje na mineralnoj osnovi
Umjetno sintetizirani anorganski pigmenti u boji također se obuhvaćaju skupnim nazivom „mineralne boje”. Ti su pigmenti oksidi ili soli metala olova, cinka, titanija, barija, kroma, željeza, aluminija, žive, kadmija, bakra, mangana i kobalta. Uključuju bijele boje olovno bjelilo (olovni karbonat) i cinkovo bjelilo (cinkov oksid). Titanijevo bjelilo (titanijev dioksid), litopon (cinkov sulfid) i baritno bjelilo (barijev sulfat).
Obojeni i crni pigmenti uključuju minij (olovni oksid), napuljsku žutu (olovni antimonat), kromovu žutu (olovni kromat), kromovu narančastu, kromovu zelenu (kromov oksid), cinkovu žutu (cinkov kromat), bakrenu patinu (bakrov acetat), permanentnu zelenu, crveni željezov oksid, englesku crvenu te smalt.
Ti su pigmenti vrlo stabilni i otporni na blijeđenje.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi u rasponu od laboratorijskih do industrijskih veličina.