Výroba farbív pomocou vysokovýkonných dispergátorov
Výroba farbív a pigmentových suspenzií si vyžaduje spoľahlivé dispergovanie a miešanie. Ultrazvukové homogenizátory sú vysoko účinné pri výrobe kvapalných a pastovitých predzmesí a suspenzií farbív. Ultrazvukové dispergátory sú dostupné pre akýkoľvek priemyselný rozsah výroby a výrazne zlepšujú výrobu farbív a pigmentov, pričom poskytujú vynikajúce výsledky mletia a dispergovania, úspory energie, ako aj jednoduchý prechod medzi receptúrami.
Dispergovanie farbív výkonovým ultrazvukom
Ultrazvukové spracovanie pomocou sondy je technika, ktorá využíva ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou a nízkou frekvenciou na drvenie, mokré mletie, deaglomeráciu a dispergovanie častíc v kvapalnom médiu. Ultrazvukové miešanie, mletie a dispergovanie využívajú princíp akustickej kavitácie. Ultrazvuková/akustická kavitácia sa vyznačuje mikroturbulenciami, veľmi vysokými šmykovými silami a lokálne vznikajúcimi veľkými rozdielmi tlaku a teploty. Ultrazvukové zariadenia sú vhodné pre vsádzkové aj kontinuálne prietokové výrobné procesy a používajú sa pri veľkokapacitnej výrobe priamo v linke, ako aj vo výskume a vývoji a pri kontrole kvality.
Prečítajte si viac o súčasnom ultrazvukovom mletí pigmentov a mikrobiálnej sterilizácii receptúr farieb a náterov (na vodnej báze)!
Priemyselný ultrazvukový systém na dispergovanie a mletie farbív a pigmentov.
Výhody dispergovania farbív ultrazvukom
Pri priemyselnej výrobe farbív na báze pigmentov ponúka ultrazvukové spracovanie pomocou sondy viaceré výhody a svojou účinnosťou môže prekonať tradičné mlyny a dispergátory:
- Lepšie dispergovanie: Ultrazvukové spracovanie môže účinne rozrušovať aglomeráty pigmentov a podporovať lepšie dispergovanie, čo vedie k vyššej intenzite farby a vysokej rovnomernosti.
- Menšia veľkosť častíc: Ultrazvukom generovaná kavitačná energia môže zmenšiť veľkosť častíc pigmentov, čím vzniká jemnejšie a homogénnejšie farbivo. Extrémne vysoké šmykové sily generované výkonovým ultrazvukom vytvárajú prúdy kvapaliny, ktoré urýchľujú častice v kvapaline. Pri vzájomných zrážkach sa častice rozpadajú na drobné kúsky. Počas takýchto zrážok medzi časticami dochádza aj k erózii a vyhladzovaniu ich povrchu. Sonikácia je vysoko účinná technika na výrobu nanočastíc a koloidných suspenzií s časticami nanometrových rozmerov. Menšie veľkosti častíc môžu priniesť výhody, ako sú vyššia sýtosť farby a lepšia stabilita.
- Bez potreby mlecích médií: Mlecie médiá, ako sú guľôčky a perličky používané v tradičných mlynoch, môžu v dôsledku erózie kontaminovať produkt a zanechávať v pigmentovej disperzii nežiaduce úlomky. Odpadá tak prácne odstraňovanie a čistenie takýchto guľôčok. Ultrazvuková homogenizácia prebieha bez mlecích médií a namiesto nich využíva ako mlecie médiá tuhé častice v pigmentovom produkte. Kavitačné šmykové sily urýchľujú častice v kvapaline na extrémne vysokú rýchlosť. Častice sa následne navzájom zrážajú a rozpadajú.
- Časová a energetická efektívnosť: Ultrazvukové spracovanie pomocou sondy je pomerne rýchly proces, ktorým možno dosiahnuť účinné dispergovanie za výrazne kratší čas v porovnaní s tradičnými metódami. Táto efektívnosť môže viesť k úsporám času a energie a k zvýšeniu produktivity v priemyselnej výrobe.
- Riadenie procesu: Ultrazvukové zariadenia umožňujú presné riadenie dôležitých parametrov spracovania, ako sú prívod energie, intenzita, teplota, tlak a trvanie. To výrobcom umožňuje upravovať procesné podmienky s ohľadom na pigmenty, optimalizovať proces mokrého mletia a dispergovania a prispôsobovať vlastnosti farbív konkrétnym požiadavkám.
Ultrazvukové mletie a dispergovanie perleťových pigmentov. Červený graf znázorňuje distribúciu veľkosti častíc pred sonikáciou, zelená krivka počas sonikácie a modrá krivka znázorňuje výsledné pigmenty po ultrazvukovom dispergovaní.
Výroba predzmesí pomocou ultrazvukových homogenizátorov
Predzmesi sú koncentráty farbív a/alebo prísad vo viskóznej matrici s vyšším obsahom farbív a/alebo prísad než v konečnej aplikácii. Existujú rôzne dodávané formy (granulát, kvapalina – pasta, prášok). Ultrazvukové homogenizátory sú vysoko účinné pri rovnomernom dispergovaní pigmentov v kvapalných a pastovitých predzmesiach. Častice pigmentov možno dispergovať a mlieť pomocou intenzívnych kavitačných síl a premiešavania vyvolaného výkonovým ultrazvukom, čím sa veľkosť častíc znižuje na submikrónové a nanometrové rozmery.
- predzmesi a formulácie konečných produktov
- organické a anorganické minerálne pigmenty
- formulácie na báze vody a rozpúšťadiel
- vsádzkovú a inline výrobu
- vysoké a nízke viskozity
- akékoľvek objemy
SonoStation: Mobilný dispergačný systém na kľúč pozostávajúci z ultrazvukových dispergátorov, čerpadla, miešadla a nádrže
Dispergačný systém s 2x 1kW ultrazvukovými prístrojmi na výrobu farbív v kontinuálnej prietokovej prevádzke
Vysokovýkonné ultrazvukové dispergátory na výrobu farbív
Priemyselné ultrazvukové procesory Hielscher Ultrasonics sú najmodernejšie dispergátory a ponúkajú dokonalé riešenie pre pigmentové predzmesi!
Vyskúšajte bezkonkurenčný výkon, presnosť a účinnosť, za ktorými stojí náš záväzok podporovať váš úspech. Kontaktujte nás ešte dnes a dozviete sa viac!
- vysoká účinnosť
- najmodernejšia technológia
- spoľahlivosť a robustnosť
- nastaviteľné, presné riadenie procesu
- vsádzkové a inline spracovanie
- pre akýkoľvek objem
- inteligentný softvér
- inteligentné funkcie (napr. programovateľnosť, zaznamenávanie údajov, diaľkové ovládanie)
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- nenáročná údržba
- CIP (čistenie na mieste)
Nasledujúca tabuľka poskytuje predstavu o približnej spracovateľskej kapacite našich ultrazvukových zariadení:
| Objem vsádzky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 0,5 až 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150L | 3 až 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | vyšší | zoskupenie zariadení UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, dispergovanie, emulgáciu a extrakciu v laboratórnom, pilotnom a priemyselnom meradle.
Literatúra / Referencie
- 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.
Užitočné informácie
Farbivá sa delia na farbivá na minerálnej báze a farbivá na báze organických pigmentov. Oba typy farbív sa vo veľkej miere používajú v mnohých aplikáciách, pričom každý má svoje výhody a aspekty, ktoré treba zvážiť. Výber medzi nimi závisí od faktorov, ako sú požadovaná farebná škála, požiadavky na stabilitu, potreby konkrétnej aplikácie a regulačné hľadiská.
Organické pigmenty
Farbivá na báze organických pigmentov sa získavajú zo zlúčenín na báze uhlíka, napríklad z rastlinných extraktov alebo syntetických zdrojov. Ponúkajú širokú škálu farieb a odtieňov a bežne sa používajú v rôznych odvetviach vrátane kozmetiky, textilného priemyslu a tlače. Organické pigmenty môžu poskytovať vynikajúcu farbiacu silu a jas, ale môžu byť časom náchylnejšie na blednutie, najmä pri vystavení slnečnému žiareniu alebo iným vplyvom prostredia.
Farby na minerálnej báze
Umelo syntetizované anorganické farebné pigmenty sa tiež súhrnne označujú pojmom „minerálne farby“. Tieto pigmenty sú oxidy alebo soli kovov olova, zinku, titánu, bária, chrómu, železa, hliníka, ortuti, kadmia, medi, mangánu a kobaltu. Patria medzi ne biele farby olovená beloba (uhličitan olovnatý) a zinková beloba (oxid zinočnatý). Titánová beloba (oxid titaničitý), litopón (sulfid zinočnatý) a barytová beloba (síran bárnatý).
Medzi farebné a čierne pigmenty patria mínium (oxid olova), neapolská žltá (antimoničnan olovnatý), chrómová žltá (chróman olovnatý), chrómová oranžová, chrómová zelená (oxid chromitý), zinková žltá (chróman zinočnatý), medenka (octan meďnatý), permanentná zelená, železitá červená, anglická červená a tiež smalt.
Tieto pigmenty sú vysoko stabilné a odolné voči blednutiu.
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórnych až po priemyselné veľkosti.