分散や研削のための超音波:ペイント & 顔料

パワー超音波は、その強烈で正確に制御可能な粉砕および分散効果でよく知られています。これにより、超音波ホモジナイザーは顔料ペーストや塗料配合物の製造に最適です。工業用超音波装置は、ミクロンおよびナノの範囲で非常に均一な粒度分布を提供します。ヒールシャー超音波処理装置で高粘度の大量の流れを処理して、均質な湿潤、分散、解凝集、製粉を実現します。

超音波で製造ペイント

超音波処理を使用して塗料、色とコーティングの向上:

  • 製剤: 高い粘度、高い粒子負荷、水性 - または溶剤系か – ヒールシャー工業用インライン超音波処理器を使用すると、任意の製剤を処理することができます。
  • ミクロンおよびナノサイズ: 音響キャビテーションによって発生する高いせん断力は、粒子を微細な粒子径に減少させ、均一な分散を提供します。あなたの粒子と製剤の要件に超音波パラメータを調整することで、ナノサイズの顔料の信頼性の高い生産が可能になります。
  • 光学特性: 正しい光学特性を得るには、顔料の粒径を制御する必要があります。通常、不透明度は粒子サイズと相関しており、粒子サイズが細かいほど不透明度が高くなります。例えば、TiO2は、光の波長の約2分の1に相当する0.20〜0.3ミクロンの粒径に特異的に加工されています。超音波処理は、究極の隠蔽が得られるように、最適なサイズにTiO2顔料を減少させます。
  • 高性能粒子: 粒子サイズが小さいほど、彩度、色の一貫性、安定性が向上します。強烈でありながら正確に制御可能な超音波力は、コーティングされた粒子、SWNT、MWCNTおよびコアシェル粒子などの修飾され機能化されたナノ粒子を生成することを可能にする。このような粒子は独自の特性を示し、塗料またはコーティングの配合物を新しいレベルの品質と機能性(UV耐性、耐擦傷性、強度、接着性、高耐熱性、赤外線および日射反射率など)に引き上げます。
  • 修飾粒子: 表面改質顔料は、高い顔料配合量(固形分10%で2.5cP)で非常に低い粘度、優れた懸濁安定性、高純度です。超音波支援粒子機能化は、特別な特性を持つ高性能顔料を合成することを容易にします。

 

ビデオはS24d 22mmの調査とUP400Stを使用して赤い色の超音波分散を示している。

UP400Stを用いた超音波赤色分散

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顔料ペーストは、超音波キャビテーションおよび高剪断力を使用して粉砕および分散される

超音波処理は、顔料ペーストを粉砕および分散するための強力な方法です。

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の生産のための超音波を使用してください

  • 最終製剤
  • 顔料ペーストのマスターバッチ
  • 従来の粉砕後の精製粒子

 

顔料ペーストは、超音波キャビテーションを用いて粉砕および分散され、高剪断力は、大幅なサイズ縮小および均一な分布を示す。

顔料ペーストは、超音波キャビテーションを用いて粉砕および分散され、高剪断力は、大幅なサイズ縮小および均一な分布を示す。上記のプロットは、超音波エネルギーの増加に伴うサイズ縮小の増加を示しています。

 

塗料の製造では、顔料、バインダー/フィルム形成剤、希釈剤/溶剤、樹脂、充填剤、添加剤などの成分を混合して均質な配合にする必要があります。顔料は、塗料にその色を与える決定成分です。最も重要な白色顔料はTiO2であり、所望のグレードの白色度、明るさ、不透明度および非常に高い屈折率を示すために、直径0.2〜0.3ミクロンの最適な粒子サイズに粉砕する必要がある。超音波せん断力は、TiO2粒子の非常に効果的でエネルギー効率の高い解凝集と分散を提供します(下の画像を参照)。

UIP1000hdTを使用した超音波処理は、TiO2ナノ粒子(アエロキシドP25)の微細な分散をもたらします

異なる固体濃度を有する超音波分散TiO2ナノ粒子懸濁液のTEM。超音波処理は、 超音波処理器 UIP1000hdT
左:超音波エネルギー入力1.8×105 J/L – 右:超音波エネルギー入力 5.4 × 105 J/L
(研究と画像:©ファサキら、2012年)

 
超音波粉砕および分散は、その色の強さ、密度、粉砕の細かさ、分散およびレオロジーを改善することによって塗料品質を向上させる。

超音波分散 & 研削条件

塗料やコーティングの品質は、顔料の均質な分散に依存しています。ヒールシャー超音波は、塗料分散のための効果的な粉砕および研削装置を供給し、特に高顔料負荷を有する配合物のために。粉砕、粉砕、解凝集および分散用途のための超音波分散機のメカニズムは、主に超音波キャビテーションによって生成されたせん断原理に基づいています。粒子の解離に必要なキャビテーションせん断力は、高い圧力差、局所的なホットスポット、および液体ジェットによって生成され、粒子間衝突による粒子の破壊をもたらします。
超音波プローブあたり16,000ワットのUIP16000hdTなどの産業用超音波分散機は、塗料やコーティングの大量の流れを処理する能力を持っています。


フライス加工用電源超音波、研削、顔料、塗料や色の分散。 (拡大するにはクリックしてください!)

超音波処理:7x UIP1000hdT

グラインドメーター上の超音波分散チョーク塗料は、完全な解凝集と均一な粒子分布を示します

グラインドメーター上の超音波チョーク塗料は、顔料の完全に均一な解凝集と粒度分布を示しています

 

このビデオでは、パージ可能なキャビネットでインライン操作のための2キロワットの超音波システムを紹介します。ヒールシャーは、化学工業、製薬、化粧品、石油化学プロセスだけでなく、溶剤ベースの抽出プロセスなど、ほぼすべての産業に超音波装置を供給しています。このパージ可能なステンレス鋼キャビネットは、危険区域での動作のために設計されています。この目的のために、密封されたキャビネットは、可燃性ガスまたは蒸気がキャビネットに入るのを防ぐために、窒素または新鮮な空気で顧客によってパージされ得る。

危険区域に取付けるためのパージ可能なキャビネットの2x 1000ワットの超音波装置

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ナノ粒子の分散

超音波粉砕および分散は、多くの場合、シンゲル分散一次粒子を得るためにナノ粒子を効率的に処理する唯一の方法です。一次粒子径が小さいと表面積が大きくなり、ユニークな粒子特性や機能の発現と相関します。同時に、より小さな粒子サイズは、より厳しい凝集および反応性のための高い表面エネルギーと関連しているので、強烈な超音波分散力は、ナノ粒子を製剤中に均一に分散させるために必要とされる。
さらに、超音波表面処理は、分散性、分散安定性、疎水性および他の機能の改善につながるナノ粒子を変更することができる。
研究者は、ナノ粒子の超音波分散法を好ましい解決策として推奨しています。 “超音波法によって分散された材料は、ビーズ粉砕によって製造されたものよりもはるかに純粋であるためです。” [Kim et al. 2010]。

UVブラックインクの超音波分散:均質な微細分散における超音波の結果(クリックすると拡大します!)

UV-黒色顔料:超音波処理の前と後

超音波分散技術は、三本ロール、ボールまたは媒体ミルなどの従来の粉砕技術に比べて多くの利点を有します。 (拡大するにはクリックしてください!)

超音波分散技術には、3ロール、ボールミル、メディアミルなどの従来のフライス加工技術と比較して多くの利点があります。

マスターバッチおよび塗料配合のための顔料および着色剤の超音波均質化および分散についての詳細を読む!

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ヒールシャーSonoStationは、フローセル反応器を使用して中型バッチの超音波処理を容易にします。
コンパクトなSonoStationは、38リットルの攪拌タンクと、毎分3リットルを1つまたは2つの超音波フローセルリアクターに供給できる調整可能なプログレッシブキャビティポンプを組み合わせています。

超音波ミキシングステーション - 2 x 2000ワットホモジナイザー付きソノステーション

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文献 / 参考文献

知る価値のある事実

超音波組織ホモジナイザーは、多くの場合、プローブソニケータ/ sonificator、ソニックlyser、超音波破砕、超音波粉砕機、ソノruptor、ソニファイアー、ソニックジスメンブレーター、細胞破砕、超音波分散、乳化または溶解と呼ばれます。異なる用語は、超音波処理によって達成することができ、さまざまなアプリケーションに起因します。

超音波装置UP200St(200W)界面活性剤として1%wt Tween80を使用してカーボンブラックを水に分散させる。

超音波装置UP200Stを使用したカーボンブラックの超音波分散

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高性能超音波!ヒールシャー製品の範囲は、ベンチトップユニット上のコンパクトなラボ超音波装置から完全な産業用超音波システムまで、全スペクトルをカバーしています。

ヒールシャー超音波は、から高性能超音波ホモジナイザーを製造しています ラボ産業サイズ。


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