Riduzione ad Ultrasuoni della Dimensione dell’Inchiostro

La cavitazione a ultrasuoni è un mezzo efficace per la dispersione e la microgranulazione (macinazione a umido) dei pigmenti di inchiostro. I dispersori a ultrasuoni sono utilizzati con successo nella ricerca e nella produzione industriale di inchiostri a getto d'inchiostro a base di UV, acqua o solventi.

Inchiostri a getto d'inchiostro nanodispersi

Gli ultrasuoni sono molto efficaci nella riduzione delle dimensioni delle particelle nell'intervallo da 500µm a circa 10nm.
Quando si utilizzano gli ultrasuoni per disperdere le nanoparticelle nell'inchiostro a getto d'inchiostro, è possibile migliorare sostanzialmente la gamma di colori, la durata e la qualità di stampa dell'inchiostro. Pertanto, gli ultrasuonatori a sonda sono ampiamente utilizzati nella produzione di inchiostri a getto d'inchiostro contenenti nanoparticelle, inchiostri speciali (ad esempio, inchiostri conduttivi, inchiostri stampabili in 3D, inchiostri per tatuaggi) e vernici.
 

La dispersione a ultrasuoni viene utilizzata per produrre inchiostri a getto d'inchiostro di alta qualità contenenti nanoparticelle e pigmenti di dimensioni nanometriche. I dispersori a ultrasuoni garantiscono una riduzione e una distribuzione uniforme delle dimensioni delle particelle negli inchiostri.

Dispersione di CNT in polietilenglicole (PEG) - Hielscher Ultrasonics

Miniatura del video

 

Richiesta informazioni





Sistema di dispersione a ultrasuoni composto da 2 UIP1000hdT con una potenza totale di 2kW per l'elaborazione di pigmenti di dimensioni nanometriche in inchiostri, vernici e rivestimenti.

2x dispersori a ultrasuoni da 1000 watt in un armadio spurgabile per le nanodispersioni.

I grafici riportati di seguito mostrano un esempio di pigmenti neri non satinati rispetto a quelli dispersi a ultrasuoni nell'inchiostro a getto d'inchiostro. Il trattamento a ultrasuoni è stato eseguito con la sonda a ultrasuoni UIP1000hdT. Il risultato del trattamento a ultrasuoni è una dimensione delle particelle visibilmente più piccola e una distribuzione granulometrica molto stretta.

I grafici comparativi dell'inchiostro nero a getto d'inchiostro disperso a ultrasuoni rispetto all'inchiostro a getto d'inchiostro non isolato mostrano una dimensione delle particelle significativamente ridotta per l'inchiostro preparato con il dispersore a ultrasuoni UIP1000hdT.

La dispersione a ultrasuoni consente di ottenere pigmenti di inchiostro significativamente più piccoli e più uniformi. (grafico verde: prima della sonicazione – grafico rosso: dopo la sonicazione)

 

In che modo la dispersione a ultrasuoni migliora la qualità degli inchiostri a getto d'inchiostro?

Gli ultrasuonatori ad alta intensità sono altamente efficienti per la dispersione, la riduzione delle dimensioni e la distribuzione uniforme delle nanoparticelle.
Ciò significa che la dispersione di nanoparticelle con gli ultrasuoni nell'inchiostro a getto d'inchiostro può migliorarne le prestazioni e la durata. Le nanoparticelle sono particelle molto piccole, con dimensioni comprese tra 1 e 100 nanometri, e hanno proprietà uniche che possono migliorare l'inchiostro a getto d'inchiostro in diversi modi.

  • In primo luogo, le nanoparticelle possono migliorare la gamma di colori dell'inchiostro a getto d'inchiostro, ovvero la gamma di colori che possono essere prodotti. Quando le nanoparticelle vengono disperse uniformemente con un ultrasuonatore a sonda, l'inchiostro presenta di conseguenza colori più vividi e saturi. Questo perché le nanoparticelle sono in grado di diffondere e riflettere la luce come i coloranti e i pigmenti tradizionali, migliorando la riproduzione dei colori.
  • In secondo luogo, le nanoparticelle disperse in modo omogeneo possono aumentare la resistenza dell'inchiostro a getto d'inchiostro allo sbiadimento, all'acqua e alle sbavature. Questo perché le nanoparticelle possono legarsi più fortemente alla carta o ad altri substrati, creando un'immagine più resistente e duratura. Inoltre, le nanoparticelle possono evitare che l'inchiostro si disperda nella carta, causando sbavature e riducendo la nitidezza dell'immagine stampata.
  • Infine, le nanoparticelle disperse a ultrasuoni possono anche migliorare la qualità di stampa e la risoluzione dell'inchiostro a getto d'inchiostro. I dispersori a ultrasuoni sono eccezionalmente efficienti quando si tratta di macinare e miscelare le nanoparticelle nei liquidi. Utilizzando particelle più piccole, l'inchiostro può creare linee più sottili e precise, ottenendo immagini più nitide e chiare. Questo aspetto è particolarmente importante in applicazioni come la stampa fotografica di alta qualità e la stampa artistica.

Controllo dei parametri di processo e dei risultati della dispersione

Le dimensioni delle particelle e la distribuzione granulometrica dei pigmenti dell'inchiostro influenzano molte caratteristiche del prodotto, come la forza colorante o la qualità di stampa. Quando si tratta di stampa a getto d'inchiostro, una piccola quantità di particelle più grandi può portare all'instabilità della dispersione, alla sedimentazione o alla rottura dell'ugello a getto d'inchiostro. Per questo motivo è importante che la qualità dell'inchiostro a getto d'inchiostro abbia un buon controllo sul processo di riduzione dimensionale utilizzato nella produzione.

Elaborazione in linea di nano-dispersioni per inchiostri a getto d'inchiostro

Configurazione a circolazione discreta per la miscelazione ad ultrasuoni ad alto coefficiente di taglioI reattori a ultrasuoni Hielscher sono comunemente utilizzati in linea. L'inchiostro a getto d'inchiostro viene pompato nel recipiente del reattore. Qui viene esposto alla cavitazione ultrasonica a un'intensità controllata. Il tempo di esposizione dipende dal volume del reattore e dalla velocità di alimentazione del materiale. La sonicazione in linea elimina il by-pass perché tutte le particelle passano nella camera del reattore seguendo un percorso definito. Poiché tutte le particelle sono esposte a parametri di sonicazione identici per lo stesso tempo durante ogni ciclo, l'ultrasuonoterapia in genere restringe e sposta la curva di distribuzione anziché allargarla. La dispersione a ultrasuoni produce distribuzioni granulometriche relativamente simmetriche. In genere, la coda destra – un'inclinazione negativa della curva causata da uno spostamento verso i materiali grossolani ("coda" a destra) – non può essere osservato al campione sonicato.

Dispersione a temperatura controllata: Raffreddamento di processo

Per i veicoli termosensibili, Hielscher offre celle di flusso incamiciate di piccole dimensioni, adatte ai laboratori ma è anche in grado di offrire soluzioni idonee a una produzione industriale. Raffreddando le pareti interne della cella di flusso, il calore può essere dissipato efficacemente.

Le immagini seguenti mostrano il pigmento di nerofumo disperso con la sonda a ultrasuoni UIP1000hdT nell'inchiostro UV.

I pigmenti di nerofumo macinati e dispersi a ultrasuoni nell'inchiostro UV mostrano una significativa riduzione delle dimensioni delle particelle e una distribuzione molto uniforme.

La dispersione a ultrasuoni garantisce un'efficace riduzione delle dimensioni delle particelle e una distribuzione uniforme dei pigmenti di nerofumo nell'inchiostro UV.

Dispersione e deagglomerazione degli inchiostri a getto d'inchiostro su qualsiasi scala

Hielscher produce apparecchiature di dispersione a ultrasuoni per il trattamento degli inchiostri a qualsiasi volume. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni da laboratorio sono utilizzati per volumi da 1,5mL a circa 2L e sono ideali per la fase di R+D delle formulazioni di inchiostro e per i test di qualità. Inoltre, i test di fattibilità in laboratorio consentono di selezionare con precisione le dimensioni dell'apparecchiatura necessaria per la produzione commerciale.
I dispersori industriali a ultrasuoni sono utilizzati nella produzione di lotti da 0,5 a circa 2000L o di portate da 0,1L a 20m³ all'ora. A differenza di altre tecnologie di dispersione e macinazione, gli ultrasuoni possono essere scalati facilmente, poiché tutti i parametri di processo importanti possono essere scalati linearmente.

Richiesta informazioni





 

Ultrasuonatore UP200St (200W) che disperde il nero carbone in acqua utilizzando l'1% in peso di Tween80 come tensioattivo.

Dispersione a ultrasuoni del nerofumo con l'ultrasuonatore UP200St

Miniatura del video

 

La tabella seguente mostra le raccomandazioni generali per gli ultrasuoni in base al volume del lotto o alla portata da trattare.

Volume di batchPortataDispositivi raccomandati
10 - 2000mL20 - 400mL/minUP200Ht, UP400St
0,1 - 20L0,2 - 4L/minUIP2000hdT
10 - 100L2 - 10L/minUIP4000hdT
Da 15 a 150LDa 3 a 15L/minUIP6000hdT
n.a.10 - 100L/minUIP16000
n.a.più grandecluster di UIP16000

 

Contattaci! / Chiedi a noi!

Richiedi maggiori informazioni

Utilizzate il modulo sottostante per richiedere ulteriori informazioni sui dispersori a ultrasuoni, sui protocolli di dispersione dei pigmenti e sul prezzo. Saremo lieti di discutere con voi il vostro processo e di offrirvi un sistema a ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze!









Si prega di notare il nostro informativa sulla privacy.


 

In questo video vi mostriamo un sistema a ultrasuoni da 2 kilowatt per il funzionamento in linea in un armadio spurgabile. Hielscher fornisce apparecchiature a ultrasuoni a quasi tutti i settori industriali, come l'industria chimica, farmaceutica, cosmetica, petrolchimica e per i processi di estrazione con solventi. Questo armadio in acciaio inox spurgabile è progettato per il funzionamento in aree pericolose. A tale scopo, l'armadio sigillato può essere spurgato dal cliente con azoto o aria fresca per evitare che gas o vapori infiammabili entrino nell'armadio.

2x Ultrasuonatori da 1000 Watt in armadio spurgabile per l'installazione in aree pericolose

Miniatura del video

 
Come funzionano i dispersori a ultrasuoni? – Il principio di funzionamento della cavitazione acustica
La cavitazione ultrasonica è un processo che utilizza onde sonore ad alta frequenza per generare piccole bolle di gas in un liquido. Quando le bolle sono sottoposte a una pressione elevata, possono collassare, o implodere, rilasciando un'esplosione di energia. Questa energia può essere utilizzata per disperdere le particelle nel liquido, scomponendole in dimensioni più piccole.
Nella cavitazione a ultrasuoni, le onde sonore sono generate da un trasduttore a ultrasuoni, generalmente montato su una sonda o un corno. Il trasduttore converte l'energia elettrica in energia meccanica sotto forma di onde sonore, che vengono poi trasmesse nel liquido attraverso la sonda o il corno. Quando le onde sonore raggiungono il liquido, creano onde ad alta pressione che possono far implodere le bolle di gas.
Esistono diverse applicazioni potenziali della cavitazione ultrasonica nei processi di dispersione, tra cui la produzione di emulsioni, la dispersione di pigmenti e cariche e la deagglomerazione di particelle. La cavitazione a ultrasuoni può essere un metodo efficace per disperdere le particelle perché è in grado di generare elevate forze di taglio e l'apporto di energia, così come altri importanti parametri di processo come la temperatura e la pressione, possono essere controllati con precisione, rendendo possibile adattare il processo alle esigenze specifiche dell'applicazione. Questo controllo preciso del processo è uno dei principali vantaggi della sonicazione, in quanto è possibile ottenere prodotti di alta qualità in modo affidabile e riproducibile, evitando qualsiasi degradazione indesiderata delle particelle o del liquido.

Robusto e Facile da Pulire

Il reattore a ultrasuoni flow-through e il sonotrodo con flangia permettono una lavorazione continuaUn reattore a ultrasuoni è costituito dal recipiente del reattore e dal sonotrodo a ultrasuoni. Quest'ultimo è l'unica parte soggetta a usura e può essere facilmente sostituito in pochi minuti. Le flange di disaccoppiamento dell'oscillazione consentono di montare il sonotrodo in contenitori pressurizzabili aperti o chiusi o in celle a flusso con qualsiasi orientamento. Non sono necessari cuscinetti. I reattori a cella di flusso sono generalmente realizzati in acciaio inossidabile, hanno geometrie semplici e possono essere facilmente smontati e ripuliti. Non ci sono piccoli orifizi o angoli nascosti.

Pulitore ad Ultrasuoni in Loco

L'intensità degli ultrasuoni utilizzata per le applicazioni di dispersione è molto più elevata rispetto alla tipica pulizia a ultrasuoni. Pertanto, la potenza degli ultrasuoni può essere utilizzata per assistere la pulizia durante il lavaggio e il risciacquo, poiché la cavitazione ultrasonica rimuove le particelle e i residui liquidi dal sonotrodo e dalle pareti della cella di flusso.

Gli omogeneizzatori a ultrasuoni ad alto potere di taglio sono utilizzati in laboratorio, su banco, in processi pilota e industriali.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione in laboratorio, pilota e su scala industriale.



Letteratura / Referenze


Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro, dagli ultrasuoni da laboratorio compatti alle unità da banco fino ai sistemi a ultrasuoni industriali completi.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.

Saremo lieti di discutere il vostro processo.

Mettiamoci in contatto.