Fabricarea coloranților cu ajutorul dispersoarelor de înaltă performanță

Producția de coloranți și de suspensii de pigmenți necesită o dispersare și o amestecare fiabile. Omogenizatoarele cu ultrasunete sunt foarte eficiente în producția de masterbatch-uri lichide și sub formă de pastă, precum și de suspensii de coloranți. Disponibile la orice scară de producție industrială, dispersoarele cu ultrasunete îmbunătățesc semnificativ producția de coloranți și pigmenți, oferind rezultate excelente de măcinare și dispersare, economii de energie, precum și trecerea ușoară de la o formulare la alta.

Dispersarea coloranților cu ultrasunete de putere

Sonicarea cu sondă este o tehnică ce utilizează unde ultrasonice de intensitate ridicată și frecvență joasă pentru a măcina, a măcina umed, a dezaglomera și a dispersa particulele într-un mediu lichid. Amestecarea, măcinarea și dispersarea cu ultrasunete se bazează pe principiul de funcționare al cavitației acustice. Cavitația ultrasonică/acustică se caracterizează prin microturbulențe, forțe de forfecare foarte mari și diferențe mari de presiune și temperatură care apar local. Aplicabile proceselor de producție în șarjă și în flux continuu, ultrasonicatoarele sunt utilizate în producția inline la scară largă, precum și în cercetare-dezvoltare și în controlul calității.
Aflați mai multe despre măcinarea simultană cu ultrasunete a pigmenților și sterilizarea microbiană a formulărilor de vopsele și acoperiri (pe bază de apă)!

Videoclipul demonstrează dispersarea ultrasonică a colorantului roșu cu ajutorul UP400St echipat cu o sondă S24d 22mm.

Sistem industrial cu ultrasonicator pentru procese de măcinare și dispersare inline a pigmenților și coloranților.

Sistem industrial cu ultrasunete pentru dispersarea și măcinarea coloranților și pigmenților.

Avantajele dispersării coloranților prin sonicare

În contextul fabricării industriale a coloranților pe bază de pigmenți, sonicarea cu sondă oferă mai multe beneficii și poate depăși în eficiență morile și dispersoarele tradiționale:

Dispersare îmbunătățită: Sonicarea poate descompune eficient aglomeratele de pigmenți și poate favoriza o dispersare mai bună, ceea ce duce la o intensitate îmbunătățită a culorii și la o uniformitate ridicată.
Dimensiune redusă a particulelor: Energia de cavitație generată cu ultrasunete poate reduce dimensiunea particulelor de pigment, rezultând un colorant mai fin și mai omogen. Forțele de forfecare extrem de mari generate de ultrasunetele de putere creează jeturi de lichid, care accelerează particulele în lichid. Când particulele se ciocnesc între ele, se sfărâmă în bucăți minuscule. În timpul acestor coliziuni între particule, suprafața particulelor este, de asemenea, erodată și netezită. Sonicarea este o tehnică foarte eficientă pentru producerea de nanoparticule și de suspensii coloidale de dimensiuni nanometrice. Dimensiunile mai mici ale particulelor pot oferi avantaje precum saturația crescută a culorii și o stabilitate mai bună.
Evitarea mediilor de măcinare: Mediile de măcinare, precum bilele și perlele utilizate în morile tradiționale, pot contamina produsul din cauza eroziunii, lăsând resturi nedorite în dispersia de pigmenți. În consecință, se evită îndepărtarea și curățarea laborioasă a acestor bile. Omogenizarea cu ultrasunete funcționează fără medii de măcinare și utilizează în schimb particulele solide din produsul pigmentar ca mediu de măcinare. Forțele de forfecare cavitaționale accelerează particulele în lichid la viteze extrem de mari. În consecință, particulele se ciocnesc între ele și se sfărâmă.
Eficiență în timp și energie: Sonicarea cu sondă este un proces relativ rapid, care poate realiza o dispersare eficientă într-un timp semnificativ mai scurt comparativ cu metodele tradiționale. Această eficiență poate duce la economii de timp și energie și la o productivitate crescută în fabricarea industrială.
Controlul procesului: Echipamentele cu ultrasunete permit controlul precis al parametrilor importanți de procesare, precum aportul de energie, intensitatea, temperatura, presiunea și durata. Acest lucru le permite producătorilor să ajusteze condițiile de proces în funcție de pigmenți, să optimizeze procesul de măcinare umedă și dispersare și să adapteze proprietățile coloranților la cerințe specifice.

Măcinarea și dispersarea cu ultrasunete a pigmenților cu luciu perlat. Graficul roșu arată distribuția dimensiunii particulelor înainte de sonicare, curba verde corespunde etapei din timpul sonicării, iar curba albastră arată pigmenții finali după dispersarea cu ultrasunete.

Producția de masterbatch cu omogenizatoare cu ultrasunete

Masterbatch-urile sunt concentrate de coloranți și/sau aditivi într-o matrice vâscoasă, cu un conținut mai mare de coloranți și/sau aditivi decât în aplicația finală. Există diferite forme de livrare (granulat, lichid – pastă, pulbere). Omogenizatoarele cu ultrasunete sunt foarte eficiente în dispersarea uniformă a pigmenților în masterbatch-uri lichide și sub formă de pastă. Particulele de pigment pot fi dispersate și măcinate cu ajutorul forțelor cavitaționale intense și al agitației produse de ultrasunetele de putere, pentru a reduce dimensiunea particulelor la nivel submicronic și nanometric.

Dispersarea cu ultrasunete a pigmenților și coloranților funcționează pentru

masterbatch-uri și formulări de produs final
pigmenți organici și pigmenți minerali anorganici
formulări pe bază de apă și pe bază de solvenți
producție în șarjă și inline
vâscozități ridicate și scăzute
orice scară de volum

SonoStation este un sistem cu ultrasunete la cheie pentru producția fiabilă și convenabilă de dispersii la scară micronică și nanometrică, precum dispersiile de coloranți și pigmenți

SonoStation: Sistem de dispersare mobil la cheie, alcătuit din dispersoare cu ultrasunete, pompă, agitator și rezervor

Ultrasonicatoarele de înaltă performanță sunt omogenizatoare foarte eficiente pentru producția de dispersii de coloranți și masterbatch-uri de pigmenți

Sistem de dispersare cu 2x ultrasonicatoare de 1kW pentru funcționarea în flux continuu în fabricarea coloranților

Dispersoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru fabricarea coloranților

Procesoarele industriale cu ultrasunete Hielscher Ultrasonics sunt dispersoare de ultimă generație și oferă soluția perfectă pentru masterbatch-urile de pigmenți!

Putere și precizie de neegalat: Dispersoarele cu ultrasunete Hielscher se remarcă printr-o putere de ieșire ridicată și o frecvență optimă reglată automat, pentru a asigura dispersarea optimă a particulelor de pigment. Obțineți rezultate superioare, cu o dimensiune a particulelor redusă fin și o distribuție excelentă.

Capacitate mare de dispersare: Concepute pentru eficiență, omogenizatoarele și dispersoarele noastre cu ultrasunete oferă o capacitate de procesare impresionantă, permițându-vă să gestionați cu ușurință volume mai mari de masterbatch-uri de pigmenți. Opțiunea de sonicare în șarjă și inline continuă vă oferă configurația ideală pentru procesul dumneavoastră de fabricare a coloranților. Creșteți productivitatea și obțineți rezultate de dispersare constante, economisind timp prețios.

Control inteligent al procesului: Datorită funcțiilor avansate de control al procesului și de automatizare, omogenizatoarele și dispersoarele noastre cu ultrasunete permit ajustări precise ale parametrilor, înregistrarea automată a datelor, setări programabile, monitorizare în timp real și control de la distanță prin browser. Preluați controlul asupra procesului dumneavoastră de dispersare, obțineți reproductibilitate și mențineți consecvența pe tot parcursul producției.

Performanță eficientă energetic: Acordăm prioritate eficienței energetice pentru a vă ajuta să reduceți costurile operaționale și să minimizați impactul asupra mediului. Dispersoarele Hielscher Ultrasonics sunt concepute pentru a oferi performanțe excepționale, optimizând totodată consumul de energie, asigurând astfel o soluție sustenabilă și rentabilă.

Durabilitate și întreținere minimă: Construite pentru a rezista în timp, dispersoarele noastre cu ultrasunete sunt proiectate având în vedere robustețea, durabilitatea și întreținerea redusă. Construcția lor robustă poate rezista unei utilizări intense, necesitând o întreținere minimă și reducând timpii de nefuncționare. Concentrați-vă asupra producției fără să vă faceți griji cu privire la defecțiunile echipamentelor.

Siguranța pe primul loc: Siguranța dumneavoastră contează pentru noi. Omogenizatoarele și dispersoarele noastre cu ultrasunete încorporează funcții de siguranță esențiale, precum protecția la supraîncălzire, controlul de la distanță și evitarea pieselor în mișcare. Lucrați cu încredere, știind că personalul dumneavoastră poate lucra în condiții sigure.

Versatilitate fără limite: Dispersoarele Hielscher Ultrasonics sunt compatibile cu o gamă largă de tipuri de pigmenți și formulări de masterbatch, oferind versatilitate în procesele dumneavoastră de producție. Treceți fără efort de la un material la altul, răspunzând unor cerințe diverse și sporind flexibilitatea. Puteți chiar trece rapid de la sonicarea în șarjă la cea inline, montând sonotroda prin flanșă la o șarjă sau într-un reactor cu celulă de flux.

Furnizor de încredere, asistență excelentă: Hielscher Ultrasonics este un furnizor reputat, cunoscut pentru livrarea de echipamente de cea mai bună calitate și pentru asistența excepțională oferită clienților. Ultrasonicatoarele noastre sunt bine cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Beneficiați de expertiza noastră, de asistența promptă și de un service post-vânzare fiabil, care vă asigură liniștea și operațiuni neîntrerupte.

Standarde de calitate: Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, dotate cu tehnologie de ultimă generație și ușor de utilizat. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.

Experimentați putere, precizie și eficiență de neegalat, susținute de angajamentul nostru față de succesul dumneavoastră. Contactați-ne acum pentru a afla mai multe!

De ce Hielscher Ultrasonics?

eficiență ridicată
tehnologie de ultimă generație
fiabilitate & robustețe
control al procesului reglabil și precis
șarjă & inline
pentru orice volum
software inteligent
funcții inteligente (de ex., programabile, protocolarea datelor, control de la distanță)
operare ușoară și sigură
întreținere redusă
CIP (curățare în loc)

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea de procesare aproximativă a ultrasonicatoarelor noastre:

Volum șarjă	Debit	Dispozitive recomandate
0,5 până la 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 până la 500mL	10 până la 200mL/min	UP100H
10 până la 2000mL	20 până la 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 până la 20L	0,2 până la 4L/min	UIP2000hdT
10 până la 100L	2 până la 10L/min	UIP4000hdT
15 până la 150L	3 până la 15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10 până la 100L/min	UIP16000
n.a.	mai mare	cluster de UIP16000

Contactați-ne! / Întrebați-ne!

Omogenizatoarele cu ultrasunete cu forfecare ridicată sunt utilizate în procesarea la scară de laborator, de masă, pilot și industrială.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru aplicații de amestecare, dispersare, emulsionare și extracție la scară de laborator, pilot și industrială.

Subiecte conexe

Literatură / Referințe

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.

Informații utile

Coloranții se împart în coloranți pe bază minerală și coloranți pe bază de pigmenți organici. Ambele tipuri de coloranți sunt utilizate pe scară largă în numeroase aplicații, fiecare cu propriile avantaje și aspecte de luat în considerare. Alegerea între ele depinde de factori precum gama de culori dorită, cerințele de stabilitate, nevoile specifice aplicației și considerentele de reglementare.

Pigmenți organici

Coloranții pe bază de pigmenți organici sunt derivați din compuși pe bază de carbon, cum ar fi extracte vegetale sau surse sintetice. Aceștia oferă o gamă largă de culori și nuanțe și sunt utilizați în mod obișnuit în diverse industrii, inclusiv cosmetică, textile și tipărire. Pigmenții organici pot oferi o putere de colorare și o luminozitate excelente, dar pot fi mai predispuși la decolorare în timp, în special atunci când sunt expuși la lumina soarelui sau la alți factori de mediu.

Culori pe bază minerală

Pigmenții coloranți anorganici sintetizați artificial sunt, de asemenea, reuniți sub termenul colectiv „culori minerale”. Acești pigmenți sunt oxizi sau săruri ale metalelor plumb, zinc, titan, bariu, crom, fier, aluminiu, mercur, cadmiu, cupru, mangan și cobalt. Printre aceștia se numără culorile albe alb de plumb (un carbonat de plumb) și alb de zinc (un oxid de zinc). Alb de titan (un dioxid de titan), litopon (o sulfură de zinc) și Blanc fix (un sulfat de bariu).
Pigmenții colorați și negri includ miniu de plumb (oxid de plumb), galben de Neapole (antimoniat de plumb), galben de crom (cromat de plumb), portocaliu de crom, verde de crom (oxid de crom), galben de zinc (cromat de zinc), cocleală (acetat de cupru), verde permanent, roșu de oxid de fier, roșu englezesc și, de asemenea, smalt.
Acești pigmenți sunt foarte stabili și rezistenți la decolorare.

Ultrasunete de înaltă performanță! Gama de produse Hielscher acoperă întregul spectru, de la ultrasonicatorul compact de laborator, trecând prin unitățile de masă, până la sisteme cu ultrasunete complet industriale.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator până la scară industrială.