高性能分散機を用いた着色剤製造

着色剤や顔料の懸濁液の製造には、信頼性の高い分散と混合が必要です。超音波ホモジナイザーは、液体やペースト状のマスターバッチや着色剤懸濁液の製造において非常に効率的です。どのような工業生産規模にも対応可能な超音波分散機は、着色剤や顔料の生産を大幅に改善し、優れた粉砕・分散結果、省エネルギー、配合間の容易な切り替えを実現します。

パワー超音波による着色剤の分散

プローブ式超音波処理とは、高強度、低周波数の超音波を利用して、液体媒体中の粒子を粉砕、湿式粉砕、解凝集、分散させる技術である。超音波混合、粉砕、分散は、音響キャビテーションの作業原理を使用します。超音波/音響キャビテーションは、微小乱流、非常に高いせん断力、局所的に発生する高い圧力・温度差を特徴とします。バッチ式および連続式のフロースルー生産工程に適用可能な超音波発生装置は、インラインでの大量生産だけでなく、研究開発および品質管理にも使用されます。

超音波による着色剤分散の利点

顔料系着色剤の工業的製造において、プローブ式超音波処理にはいくつかの利点があり、従来の粉砕機や分散機を効率面で凌駕することができる：
 

• 分散の強化： 超音波は顔料の凝集を効果的に破壊し、より良い分散を促進することができ、色の強度と高い均一性の向上につながります。
• 粒子径を小さくした： 超音波で発生するキャビテーションエネルギーは顔料の粒子径を小さくし、より微細で均質な着色剤を得ることができます。パワー超音波によって発生する非常に高いせん断力は、液体中の粒子を加速させる液体ジェットを作り出します。粒子同士が衝突すると、微粒子に粉砕される。このような粒子間の衝突の間に、粒子表面も侵食され、滑らかになる。ソニケーションは、ナノ粒子やナノサイズのコロイド懸濁液を製造するための非常に効率的な技術である。粒子径を小さくすることで、彩度の向上や安定性の向上といった利点が得られる。
• 粉砕媒体を避ける： 従来の粉砕機で使用されていたビーズやパールなどの粉砕メディアは、顔料分散液中に不要な破片を残す浸食によって製品を汚染する可能性があります。そのため、このようなビーズの除去や洗浄には多大な労力を要します。超音波ホモジナイゼーションは粉砕媒体を使用せず、代わりに顔料製品中の固体粒子を粉砕媒体として使用します。キャビテーションせん断力により、液体中の粒子は極めて高速に加速される。その結果、粒子は互いに衝突し、粉砕されます。
• 時間とエネルギーの効率： プローブ式超音波処理は、従来の方法に比べ、かなり短時間で効率的な分散を実現できる比較的迅速なプロセスである。この効率は、工業生産における時間とエネルギーの節約、生産性の向上につながる。
• プロセス制御： 超音波装置は、エネルギー入力、強度、温度、圧力、時間などの重要な処理パラメータを正確に制御することができます。これにより、メーカーは顔料に関するプロセス条件を調整し、湿式粉砕と分散プロセスを最適化し、着色剤の特性を特定の要件に合わせて調整することができます。

真珠光沢顔料の超音波粉砕と分散。赤いグラフは超音波処理前の粒度分布、緑の曲線は超音波処理中、青い曲線は超音波分散後の最終顔料を示す。

超音波ホモジナイザーによるマスターバッチ製造

マスターバッチは、最終用途よりも着色剤および／または添加剤の含有量が高い、粘性マトリックス中の着色剤および／または添加剤濃縮物である。様々なデリバリー形態がある（顆粒、液体 – ペースト、粉末）。超音波ホモジナイザーは、液体やペースト状のマスターバッチ中の顔料の均一分散に非常に効果的です。強力なキャビテーション力とパワー超音波の撹拌を利用して顔料粒子を分散・粉砕し、粒子径をサブミクロンやナノサイズまで小さくすることができます。

ソノステーション 超音波分散機、ポンプ、攪拌機、タンクからなる移動式ターンキー分散システム

着色剤製造用高性能超音波分散機

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下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：