Gréisstereduktioun vun Tënt mat Ultraschall (z. B. fir den Tëntestraldrock)

Ultraschallkavitatioun ass en effikast Mëttel fir Tëntepigmenter ze dispergéieren a mikrofein ze muelen (Naassmuelen). Ultraschalldispergéierer ginn erfollegräich an der Fuerschung souwéi an der industrieller Produktioun vun UV-, waasser- oder léisungsmëttelbaséierten Tëntestraltënte benotzt.

Nanodispergéiert Tëntestraltënten

Ultraschall ass ganz effikass fir d’Gréisst vu Partikelen am Beräich vu 500µm bis erof op ongeféier 10nm ze reduzéieren.
Wann Ultraschall agesat gëtt, fir Nanopartikelen an Tëntestraltënt ze dispergéieren, kënnen de Faarfraum, d’Haltbarkeet an d’Dréckqualitéit vun der Tënt däitlech verbessert ginn. Dofir gi Sondenultraschallapparater breet bei der Produktioun vun Tëntestraltënte mat Nanopartikelen, Spezialtënten (z. B. elektresch leedend Tënten, Tënte fir den 3D-Drock, Tätowéiertënten) a Faarwe benotzt.
 

D’Grafiken hei ënne weisen e Beispill vu schwaarze Pigmenter an Tëntestraltënt, déi net mat Ultraschall behandelt goufen, am Verglach zu Pigmenter, déi mat Ultraschall dispergéiert goufen. D’Ultraschallbehandlung gouf mat der Ultraschallsond UIP1000hdT duerchgefouert. D’Resultat vun der Ultraschallbehandlung ass eng siichtbar méi kleng Partikelgréisst an eng ganz enk Partikelgréissteverdeelung.

D’Ultraschalldispersioun féiert zu däitlech méi klengen a méi eenheetlechen Tëntepigmenter. (gréng Grafik: virun der Ultraschallbehandlung – rout Grafik: no der Ultraschallbehandlung)

Wéi verbessert d’Ultraschalldispersioun d’Qualitéit vun Tëntestraltënt?

Ultraschallapparater mat héijer Intensitéit si ganz effizient beim Dispergéieren, bei der Gréisstereduktioun a bei der gläichméisseger Verdeelung vun Nanopartikelen.
Dat bedeit, datt d’Dispergéiere vun Nanopartikelen an Tëntestraltënt mat Ultraschall hir Leeschtung an Haltbarkeet verbessere kann. Nanopartikele si ganz kleng Partikele mat Gréissten am Beräich vun 1 bis 100 Nanometer, a si hunn eenzegaarteg Eegenschaften, déi Tëntestraltënt op verschidde Manéiere verbessere kënnen.

• Éischtens kënnen Nanopartikelen de Faarfraum vun Tëntestraltënt verbesseren, also d’Gamme vu Faarwen, déi produzéiert kënne ginn. Wann Nanopartikele mat engem Sondenultraschallapparat gläichméisseg dispergéiert ginn, weist d’Tënt als Folleg méi lieweg a méi gesättegt Faarwen. Dat läit dorun, datt Nanopartikelen d’Liicht op Manéiere streeën a reflektéiere kënnen, déi mat traditionellen Faarfstoffer a Pigmenter net méiglech sinn, wat zu enger verbesserter Faarfreproduktioun féiert.
• Zweetens kënnen homogen dispergéiert Nanopartikelen d’Resistenz vun Tëntestraltënt géint Verblatzen, Waasser a Verschmiere erhéijen. Dat läit dorun, datt Nanopartikele sech méi staark mam Pabeier oder engem anere Substrat verbanne kënnen, wouduerch e méi bestännegt a méi laang haltbaart Bild entsteet. Zousätzlech kënnen Nanopartikele verhënneren, datt d’Tënt am Pabeier verleeft, wat zu Verschmiere féieren an d’Schäerft vum gedréckte Bild reduzéiere kann.
• Schliisslech kënnen Nanopartikelen, déi mat Ultraschall dispergéiert goufen, och d’Dréckqualitéit an d’Opléisung vun Tëntestraltënt verbesseren. Ultraschalldispergéierer sinn aussergewéinlech effizient, wann et drëm geet, Nanopartikelen a Flëssegkeeten ze muelen an ze vermëschen. Duerch d’Benotze vu méi klenge Partikele kann d’Tënt méi fein a méi präzis Linnen erzeugen, wat zu méi schaarfen a méi klore Biller féiert. Dat ass besonnesch wichteg bei Uwendunge wéi héichwäertegem Fotodrock a Konschtdrock.

Kontroll iwwer Prozessparameter an Dispersiounsresultater

D’Partikelgréisst an d’Partikelgréissteverdeelung vun Tëntepigmenter beaflosse vill Produkteegenschaften, wéi d’Fierfkraaft oder d’Dréckqualitéit. Beim Tëntestraldrock kann eng kleng Quantitéit vu méi grousse Partikelen zu enger Instabilitéit vun der Dispersioun, zu Sedimentatioun oder zum Ausfall vun der Tëntestraldüs féieren. Aus dësem Grond ass et fir d’Qualitéit vun der Tëntestraltënt wichteg, de Gréisstereduktiounsprozess, deen an der Produktioun agesat gëtt, gutt ënner Kontroll ze hunn.

Inline-Veraarbechtung vun Nanodispersioune fir Tëntestraltënten

D’Ultraschallreaktore vun Hielscher ginn dacks am Inline-Betrib agesat. D’Inkjet-Tënt gëtt an de Reakterbehälter gepompelt. Do gëtt si Ultraschallkavitatioun mat enger kontrolléierter Intensitéit ausgesat. D’Awierkzäit ergëtt sech aus dem Reaktervolumen an der Materialzouféierungsquot. D’Inline-Beschallung verhënnert d’Ëmgoe vun der Reakterkummer, well all Partikelen op engem definéierte Wee duerch dës Kummer goen. Well all Partikele bei all Zyklus fir déi selwecht Zäit identesche Beschallungsparameteren ausgesat sinn, verengt a verréckelt d’Ultraschallbehandlung typescherweis d’Verdeelungskurv, amplaz se ze verbreederen. D’Ultraschalldispersioun produzéiert relativ symmetresch Partikelgréissteverdeelungen. Am Allgemenge kann ee bei beschallte Prouwe kee rietsen Ausleefer – eng negativ Schifheet vun der Kurv, déi duerch eng Verrécklung a Richtung vun de graffe Materialien entsteet („Schwanz“ op der rietser Säit) – observéieren.

Dispersioun bei kontrolléierten Temperaturen: Prozesskillung

Fir temperaturempfindlech Dréiermedie bitt Hielscher Duerchflosszellreaktore mat engem Killmantel fir all Labor- an Industrieapparater un. Duerch d’Kille vun de bannenzege Reakterwänn kann d’Prozesshëtzt effektiv ofgefouert ginn.

D’Biller hei drënner weisen Industrierousspigment, dat mat der Ultraschallsond UIP1000hdT an UV-Tënt dispergéiert gouf.

D’Ultraschalldispersioun garantéiert eng effektiv Verklengerung vun de Partikelen an eng gläichméisseg Verdeelung vun Industrierousspigmenter an UV-Tënt.

Dispergéieren an Deagglomeréiere vun Inkjet-Tënten an all Moossstaf

Hielscher stellt Ultraschalldispergéierapparater fir d’Veraarbechtung vun Tënten a belibege Volumenen hier. Ultraschallhomogenisateure fir de Labo gi fir Volumene vun 1,5mL bis ongeféier 2L agesat a sinn ideal fir d’Fuerschungs- an Entwécklungsphas vun Tënteformuléierungen esou wéi fir Qualitéitstester. Ausserdeem erlaben Machbarkeetstester am Labo et, déi néideg Gréisst vun den Apparater fir déi kommerziell Produktioun genee ze bestëmmen.
Industriell Ultraschalldispergéierapparater ginn an der Produktioun fir Charge vun 0,5 bis ongeféier 2000L oder Duerchflossquote vun 0,1L bis 20m³ pro Stonn agesat. Am Géigesaz zu aneren Dispergéier- a Mueltechnologië kann d’Ultraschallbehandlung einfach op e méi grousse Moossstaf iwwerdroe ginn, well all wichteg Prozessparametere linear skaléiert kënne ginn.

D’Tabell hei drënner weist allgemeng Recommandatioune fir Ultraschallapparater jee no Chargevolumen oder Duerchflossquot, déi verschafft soll ginn.

 
Wéi funktionéieren Ultraschalldispergéierapparater? – De Wierkungsprinzip vun der akustescher Kavitatioun
D’Ultraschallkavitatioun ass e Prozess, bei deem héichfrequent Schallwelle benotzt ginn, fir kleng Gasblosen an enger Flëssegkeet ze erzeugen. Wann d’Blosen héijem Drock ausgesat ginn, kënne si zesummefalen oder implodéieren an dobäi schlagaarteg Energie fräisetzen. Dës Energie ka benotzt ginn, fir Partikelen an der Flëssegkeet ze dispergéieren an dobäi ze verklengeren.
Bei der Ultraschallkavitatioun ginn d’Schallwelle vun engem Ultraschallwandler erzeugt, deen typescherweis op enger Sond oder engem Ultraschallhorn montéiert ass. De Wandler wandelt elektresch Energie a mechanesch Energie a Form vu Schallwellen ëm, déi dann duerch d’Sond oder d’Ultraschallhorn an d’Flëssegkeet iwwerdroe ginn. Wann d’Schallwellen d’Flëssegkeet erreechen, erzeuge si Héichdrockwellen, déi d’Gasblosen zum Implodéiere brénge kënnen.
Et gi verschidde potenziell Uwendunge fir Ultraschallkavitatioun an Dispersiounsprozesser, dorënner d’Hierstellung vun Emulsiounen, d’Dispersioun vu Pigmenter a Fëllstoffer an d’Deagglomeratioun vu Partikelen. D’Ultraschallkavitatioun kann eng effektiv Method sinn, fir Partikelen ze dispergéieren, well si héich Schéierkräfte generéieren an eng héich Energie zouféiere kann an och aner wichteg Prozessparametere wéi Temperatur an Drock präzis kontrolléiert kënne ginn. Doduerch kann de Prozess un déi spezifesch Ufuerderunge vun der Uwendung ugepasst ginn. Dës präzis Prozesskontroll ass ee vun de markante Virdeeler vun der Beschallung, well héichwäerteg Produkter zouverlässeg a reproduzéierbar hiergestallt kënne ginn an all onerwënschten Ofbau vu Partikelen oder Flëssegkeet verhënnert gëtt.

Robust an einfach ze botzen

En Ultraschallreakter besteet aus dem Reakterbehälter an der Ultraschallsonotrod. Dës ass deen eenzegen Deel, dee Verschläiss ausgesat ass, a si kann einfach bannent Minutten ersat ginn. Flanschen, déi Schwéngungen entkoppelen, erlaben et, d’Sonotrod an all Orientéierung an oppen oder zouen, mat Drock beop schlagbare Behälter oder Duerchflusszellen ze montéieren. Et gi keng Lagere gebraucht. Duerchflusszellereaktere bestinn am Allgemengen aus Edelstol, hunn einfach Geometrien a kënnen einfach auserneegeholl an ausgewëscht ginn. Et gi keng kleng Ëffnungen oder verstoppt Ecken.

Ultraschallbotzung op der Plaz

D’Ultraschallintensitéit, déi fir Dispergéierungsapplikatioune benotzt gëtt, ass vill méi héich wéi bei der typescher Ultraschallbotzung. Dofir kann d’Ultraschallleeschtung benotzt ginn, fir d’Botzung beim Duerchspullen an Nospullen z’ënnerstëtzen, well d’Ultraschallkavitatioun Partikelen a Flëssegkeetsreschter vun der Sonotrod a vun de Wänn vun der Duerchflusszell ewechhëlt.