Produzione di coloranti con dispersori ad alte prestazioni
La produzione di coloranti e sospensioni di pigmenti richiede una dispersione e una miscelazione affidabili. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni sono altamente efficienti nella produzione di masterbatch liquidi e pastosi e di sospensioni di coloranti. Disponibili per qualsiasi scala di produzione industriale, i dispersori a ultrasuoni migliorano significativamente la produzione di coloranti e pigmenti, offrendo eccellenti risultati di macinazione e dispersione, risparmio energetico e un facile passaggio da una formulazione all’altra.
Dispersione di coloranti con ultrasuoni di potenza
La sonicazione a sonda è una tecnica che utilizza onde ultrasoniche ad alta intensità e bassa frequenza per macinare, macinare a umido, deagglomerare e disperdere particelle in un mezzo liquido. La miscelazione, la macinazione e la dispersione a ultrasuoni sfruttano il principio della cavitazione acustica. La cavitazione ultrasonica/acustica è caratterizzata da microturbolenze, forze di taglio molto elevate e forti differenze locali di pressione e temperatura. Applicabili ai processi produttivi a lotti e a flusso continuo, i sonicatori vengono utilizzati nella produzione in linea su larga scala, nella ricerca e sviluppo e nel controllo qualità.
Scoprite di più sulla macinazione dei pigmenti e sulla sterilizzazione microbica simultanee mediante ultrasuoni nelle formulazioni di vernici e rivestimenti (a base acquosa)!
Sistema industriale a ultrasuoni per la dispersione e la macinazione di coloranti e pigmenti.
Vantaggi della dispersione di coloranti mediante sonicazione
Nella produzione industriale di coloranti a base di pigmenti, la sonicazione a sonda offre diversi vantaggi e può superare in efficienza i mulini e i dispersori tradizionali:
- Dispersione migliorata: La sonicazione può disgregare efficacemente gli agglomerati di pigmenti e favorire una migliore dispersione, aumentando l’intensità del colore e garantendo un’elevata uniformità.
- Dimensioni delle particelle ridotte: L’energia di cavitazione generata dagli ultrasuoni può ridurre le dimensioni delle particelle dei pigmenti, producendo un colorante più fine e omogeneo. Le forze di taglio estremamente elevate generate dagli ultrasuoni di potenza creano getti liquidi che accelerano le particelle nel liquido. Quando le particelle collidono tra loro, si frantumano in frammenti minuti. Durante queste collisioni interparticellari, anche la superficie delle particelle viene erosa e levigata. La sonicazione è una tecnica altamente efficiente per la produzione di nanoparticelle e sospensioni colloidali nanometriche. Dimensioni delle particelle inferiori possono offrire vantaggi quali una maggiore saturazione del colore e una migliore stabilità.
- Eliminazione dei corpi macinanti: I corpi macinanti, come le sfere e le perle utilizzate nei mulini tradizionali, possono contaminare il prodotto a causa dell’erosione, lasciando residui indesiderati nella dispersione di pigmenti. Si evita quindi la rimozione e la pulizia di queste sfere, operazioni che richiedono molta manodopera. L’omogeneizzazione a ultrasuoni funziona senza corpi macinanti e utilizza invece le particelle solide presenti nel prodotto pigmentario come corpi macinanti. Le forze di taglio dovute alla cavitazione accelerano le particelle nel liquido a velocità estremamente elevate. Di conseguenza, le particelle collidono tra loro e si frantumano.
- Efficienza in termini di tempo ed energia: La sonicazione a sonda è un processo relativamente rapido che consente di ottenere una dispersione efficiente in tempi significativamente inferiori rispetto ai metodi tradizionali. Questa efficienza può comportare risparmi di tempo ed energia e un aumento della produttività nella produzione industriale.
- Controllo del processo: Le apparecchiature a ultrasuoni consentono un controllo preciso di importanti parametri di processo, quali apporto energetico, intensità, temperatura, pressione e durata. Ciò permette ai produttori di adattare le condizioni di processo ai pigmenti, ottimizzare il processo di macinazione a umido e dispersione e adeguare le proprietà dei coloranti a requisiti specifici.
Macinazione e dispersione a ultrasuoni di pigmenti perlescenti. Il grafico rosso mostra la distribuzione delle dimensioni delle particelle prima della sonicazione, la curva verde durante la sonicazione e la curva blu mostra i pigmenti finali dopo la dispersione a ultrasuoni.
Produzione di masterbatch con omogeneizzatori a ultrasuoni
I masterbatch sono concentrati di coloranti e/o additivi in una matrice viscosa, con un contenuto di coloranti e/o additivi superiore a quello dell’applicazione finale. Sono disponibili in diverse forme (granulato, liquido – pasta, polvere). Gli omogeneizzatori a ultrasuoni sono altamente efficienti nella dispersione uniforme dei pigmenti nei masterbatch liquidi e pastosi. Le particelle di pigmento possono essere disperse e macinate sfruttando le intense forze di cavitazione e l’agitazione generate dagli ultrasuoni di potenza, per ridurne le dimensioni fino alla scala submicrometrica e nanometrica.
- masterbatch e formulazioni di prodotti finali
- pigmenti organici e pigmenti minerali inorganici
- formulazioni a base acquosa e a base di solventi
- produzione a lotti e in linea
- viscosità elevate e basse
- qualsiasi scala volumetrica
SonoStation: Sistema mobile di dispersione chiavi in mano composto da dispersori a ultrasuoni, pompa, agitatore e serbatoio
Sistema di dispersione con 2x sonicatori da 1kW per la produzione di coloranti a flusso continuo
Dispersori a ultrasuoni ad alte prestazioni per la produzione di coloranti
I processori industriali a ultrasuoni di Hielscher Ultrasonics sono dispersori all’avanguardia e offrono la soluzione perfetta per i masterbatch di pigmenti!
Scoprite potenza, precisione ed efficienza senza pari, sostenute dal nostro impegno per il vostro successo. Contattateci ora per saperne di più!
- elevata efficienza
- tecnologia all’avanguardia
- affidabilità e robustezza
- controllo del processo regolabile e preciso
- a lotti e in linea
- per qualsiasi volume
- software intelligente
- funzioni intelligenti (ad es. programmabilità, registrazione dei dati, controllo remoto)
- utilizzo facile e sicuro
- manutenzione ridotta
- CIP (pulizia in loco)
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori:
| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| da 0,5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter | da 1 a 500mL | da 10 a 200mL/min | UP100H |
| da 10 a 2000mL | da 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| da 0,1 a 20L | da 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| da 10 a 100L | da 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| da 15 a 150L | da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superiore | gruppo di UIP16000 |
Contattateci! / Chiedeteci!
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione su scala di laboratorio, pilota e industriale.
Letteratura / Riferimenti
- 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.
Informazioni utili
I coloranti si distinguono in coloranti a base minerale e coloranti a base di pigmenti organici. Entrambi i tipi sono ampiamente utilizzati in numerose applicazioni, ciascuno con vantaggi e aspetti da considerare propri. La scelta dipende da fattori quali la gamma cromatica desiderata, i requisiti di stabilità, le esigenze specifiche dell’applicazione e gli aspetti normativi.
Pigmenti organici
I coloranti a base di pigmenti organici derivano da composti a base di carbonio, come estratti vegetali o sostanze di origine sintetica. Offrono un’ampia gamma di colori e tonalità e sono comunemente utilizzati in diversi settori, tra cui cosmetica, tessile e stampa. I pigmenti organici possono offrire un eccellente potere colorante e brillantezza, ma possono essere più soggetti a sbiadire nel tempo, soprattutto se esposti alla luce solare o ad altri fattori ambientali.
Colori a base minerale
Anche i pigmenti coloranti inorganici sintetizzati artificialmente sono raggruppati sotto il termine collettivo «colori minerali». Questi pigmenti sono ossidi o sali dei metalli piombo, zinco, titanio, bario, cromo, ferro, alluminio, mercurio, cadmio, rame, manganese e cobalto. Comprendono i colori bianchi bianco di piombo (un carbonato di piombo) e bianco di zinco (un ossido di zinco). Bianco di titanio (un biossido di titanio), litopone (un solfuro di zinco) e bianco fisso (un solfato di bario).
I pigmenti colorati e neri comprendono il minio (ossido di piombo), il giallo di Napoli (antimoniato di piombo), il giallo cromo (cromato di piombo), l’arancio cromo, il verde cromo (ossido di cromo), il giallo di zinco (cromato di zinco), il verderame (acetato di rame), il verde permanente, il rosso ossido di ferro, il rosso inglese e anche lo smaltino.
Questi pigmenti sono altamente stabili e resistenti allo sbiadimento.
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni dalla scala di laboratorio alla scala industriale.