Colorant Manufacturing using High-Performance Dispersers
착색제 및 안료 현탁액의 생산에는 신뢰할 수 있는 분산과 혼합이 필요합니다. 초음파 균질화기는 액체 및 페이스트와 같은 마스터 배치 및 착색제 현탁액의 생산과 관련하여 매우 효율적입니다. 모든 산업 생산 규모에서 사용할 수 있는 초음파 분산기는 착색제 및 안료 생산을 크게 개선하여 우수한 밀링 및 분산 결과, 에너지 절약 및 제형 간의 쉬운 전환을 제공합니다.
Power Ultrasound를 이용한 착색제의 분산
프로브 형 초음파는 고강도, 저주파 초음파를 사용하여 액체 매체에서 입자를 분쇄, 습식 밀링, 응집 제거 및 분산시키는 기술입니다. 초음파 혼합, 밀링 및 분산은 음향 캐비테이션의 작동 원리를 사용합니다. 초음파/음향 캐비테이션은 미세 난류, 매우 높은 전단력, 국부적으로 발생하는 높은 압력 및 온도 차이를 특징으로 합니다. 배치 및 연속 플로우 스루 생산 공정에 적용 가능한 초음파기는 인라인 대규모 생산뿐만 아니라 R + D 및 품질 관리에 사용됩니다.
착색제 및 안료의 분산 및 밀링을 위한 초음파 산업 시스템.
초음파로 착색제를 분산시키는 장점
안료 기반 착색제의 산업 제조와 관련하여 프로브 형 초음파는 몇 가지 이점을 제공하며 효율성면에서 기존의 밀 및 분산기를 능가 할 수 있습니다.
- 향상된 분산: 초음파는 색소 응집을 효과적으로 분해하고 더 나은 분산을 촉진하여 색상 강도를 향상시키고 균일 성을 높일 수 있습니다.
- 입자 크기 감소: 초음파로 생성된 캐비테이션 에너지는 안료의 입자 크기를 줄여 더 미세하고 균일한 착색제를 생성할 수 있습니다. 동력 초음파에 의해 생성되는 매우 높은 전단력은 액체 제트를 생성하여 액체의 입자를 가속합니다. 입자가 서로 충돌하면 미세한 조각으로 부서집니다. 이러한 미립자 간 충돌 중에는 입자 표면이 침식되고 매끄러워집니다. 초음파 처리는 나노 입자 및 나노 크기의 콜로이드 현탁액을 생산하기위한 매우 효율적인 기술입니다. 입자 크기가 작을수록 색상 채도가 증가하고 안정성이 향상되는 등의 이점이 있습니다.
- 밀링 매체를 피하십시오. 전통적인 밀에서 사용되는 비드 및 진주와 같은 밀링 매체는 침식으로 인해 제품을 오염시킬 수 있으며, 안료 분산액에 원치 않는 파편을 남길 수 있습니다. 결과적으로, 이러한 비드의 노동 집약적인 제거 및 청소를 피할 수 있습니다. 초음파 균질화는 밀링 매체 없이 작동하며 대신 안료 제품의 고체 입자를 밀링 매체로 사용합니다. 캐비테이션 전단력은 액체의 입자를 매우 빠른 속도로 가속합니다. 결과적으로 입자는 서로 충돌하여 산산조각이 납니다.
- 시간 및 에너지 효율성: 프로브 형 초음파는 기존 방법에 비해 훨씬 짧은 시간에 효율적인 분산을 달성 할 수있는 상대적으로 빠른 공정입니다. 이러한 효율성은 산업 제조에서 시간과 에너지를 절약하고 생산성을 높일 수 있습니다.
- 순서 관리: 초음파 장비를 사용하면 에너지 입력, 강도, 온도, 압력 및 지속 시간과 같은 중요한 처리 매개 변수를 정밀하게 제어 할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 안료와 관련된 공정 조건을 조정하고 습식 밀링 및 분산 공정을 최적화하며 착색제의 특성을 특정 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.
진주 광택 안료의 초음파 밀링 및 분산. 빨간색 그래프는 초음파 처리 전의 입자 크기 분포를 보여주고, 녹색 곡선은 초음파 처리 중이며, 파란색 곡선은 초음파 분산 후의 최종 색소를 보여줍니다.
초음파 균질화기를 사용한 마스터 배치 생산
Masterbatches는 최종 응용 분야보다 착색제 및/또는 첨가제 함량이 더 높은 점성 매트릭스의 착색제 및/또는 첨가제 농축액입니다. 다양한 전달 형태가 있습니다(과립화, 액체 – 페이스트, 분말). 초음파 균질화기는 액체 및 페이스트 같은 마스터 배치에서 안료의 균일 한 분산에 매우 효율적입니다. 안료 입자는 강렬한 캐비테이션력과 전력 초음파의 교반을 사용하여 입자 크기를 서브 미크론 및 나노 크기로 줄이기 위해 분산 및 밀링 할 수 있습니다.
- 마스터배치(Masterbatches) 및 최종 제품 제형
- 유기 및 무기 미네랄 안료
- 배치 및 인라인 생산
- 고점도와 저점도
- 모든 볼륨 스케일
소노스테이션: 초음파 분산기, 펌프, 교반기 및 탱크로 구성된 모바일 턴키 분산 시스템
착색제 제조의 연속 흐름 작동을위한 2x 1kW 초음파의 분산 시스템
착색제 제조를 위한 고성능 초음파 분산기
Hielscher 초음파 산업용 초음파 프로세서는 최첨단 분산기이며 안료 마스터 배치를위한 완벽한 솔루션을 제공합니다!
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- 인텔리전트 소프트웨어
- 스마트 기능(예: 프로그래밍 가능, 데이터 프로토콜링, 원격 제어)
- 쉽고 안전한 작동
- 낮은 유지 보수
- CIP(clean-in-place, 클린-인-플레이스)
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 0.5에서 1.5mL | N.A. 개시 | 바이알트위터 | 1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| 15에서 150L | 3 내지 15L/min | UIP6000hdT 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모에서 혼합 응용 분야, 분산, 유화 및 추출을위한 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다.
문헌 / 참고문헌
- 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.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
착색제는 미네랄 기반 착색제와 유기 색소 기반 착색제로 구분됩니다. 두 가지 유형의 착색제는 각각 고유한 장점과 고려 사항이 있는 수많은 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 둘 사이의 선택은 원하는 색상 범위, 안정성 요구 사항, 응용 프로그램별 요구 사항 및 규정 고려 사항과 같은 요인에 따라 달라집니다.
유기 안료
유기 색소 기반 착색제는 식물 추출물 또는 합성 원료와 같은 탄소 기반 화합물에서 파생됩니다. 그들은 다양한 색상과 음영을 제공하며 화장품, 섬유 및 인쇄를 포함한 다양한 산업 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 유기 안료는 우수한 색상 강도와 밝기를 제공할 수 있지만 특히 햇빛이나 기타 환경 요인에 노출될 때 시간이 지남에 따라 퇴색되기 쉽습니다.
미네랄 기반 색상
인위적으로 만들어진 무기 색소도 총칭으로 요약됩니다 “미네랄 색상”. 이러한 안료는 납, 아연, 티타늄, 바륨, 크롬, 철, 알루미늄, 수은, 카드뮴, 구리, 망간 및 코발트 금속의 산화물 또는 염입니다. 여기에는 흰색의 납 백색(탄산납)과 아연 백색(산화아연)이 포함됩니다. 티타늄 화이트(이산화티타늄), 리토폰(황화아연) 및 블랑 픽스(황산바륨).
유색 및 흑색 안료에는 적색 납 (산화 납), 나폴리 황색 (안티몬 산 납), 크롬 황색 (크롬 크롬산), 크롬 오렌지, 크롬 그린 (크롬 산화물), 아연 황색 (크롬 크롬산), verdigris (구리 아세테이트), 영구 녹색, 산화철 적색, 잉글리시 레드 및 스몰트가 포함됩니다.
이 안료는 매우 안정적이고 퇴색에 강합니다.
