Výroba farbív pomocou vysokovýkonných dispergátorov
Výroba farbív a pigmentových suspenzií vyžaduje spoľahlivú disperziu a miešanie. Ultrazvukové homogenizátory sú vysoko účinné, pokiaľ ide o výrobu kvapalných a pastovitých predzmesí a suspenzií farbív. Ultrazvukové dispergátory, ktoré sú k dispozícii v akomkoľvek meradle priemyselnej výroby, výrazne zlepšujú výrobu farbív a pigmentov a poskytujú vynikajúce výsledky mletia a disperzie, úsporu energie, ako aj jednoduché prepínanie medzi formuláciami.
Dispergácia farbív pomocou výkonového ultrazvuku
Ultrazvuk sondového typu je technika, ktorá využíva vysokointenzívne, nízkofrekvenčné ultrazvukové vlny na mletie, mokré mletie, deaglomeráciu a rozptýlenie častíc v kvapalnom médiu. Ultrazvukové miešanie, mletie a dispergácia využíva pracovný princíp akustickej kavitácie. Ultrazvuková/akustická kavitácia je charakterizovaná mikroturbulenciami, veľmi vysokými šmykovými silami a lokálne sa vyskytujúcimi vysokými tlakovými a teplotnými rozdielmi. Ultrazvukové procesory, použiteľné pre dávkové a kontinuálne prietokové výrobné procesy, sa používajú v inline veľkosériovej výrobe, ako aj vo výskume + vývoji a kontrole kvality.
Ultrazvukový priemyselný systém na dispergovanie a mletie farbív a pigmentov.
Výhody dispergovania farbív ultrazvukom
V kontexte priemyselnej výroby farbív na báze pigmentu ponúka ultrazvuk sondy niekoľko výhod a účinnosťou môže prekonať tradičné mlyny a dispergátory:
- Vylepšený rozptyl: Ultrazvuk môže účinne rozložiť pigmentové aglomeráty a podporiť lepšiu disperziu, čo vedie k zlepšeniu intenzity farieb a vysokej rovnomernosti.
- Zmenšená veľkosť častíc: Ultrazvukom generovaná kavitačná energia môže znížiť veľkosť častíc pigmentov, čo vedie k jemnejšiemu a homogénnejšiemu farbivu. Extrémne vysoké šmykové sily generované výkonovým ultrazvukom vytvárajú prúdy kvapaliny, ktoré urýchľujú častice v kvapaline. Keď sa častice navzájom zrazia, rozbijú sa na drobné kúsky. Počas takýchto zrážok medzi časticami povrch častíc tiež eroduje a vyhladzuje sa. Sonikácia je vysoko účinná technika na výrobu nanočastíc a koloidných suspenzií nanoveľkosti. Menšie veľkosti častíc môžu poskytnúť výhody, ako je zvýšená sýtosť farieb a lepšia stabilita.
- Vyhnite sa frézovaniu médií: Mlecie médiá, ako sú guľôčky a perly používané v tradičných mlynoch, môžu kontaminovať produkt v dôsledku erózie a zanechať nežiaduce nečistoty v pigmentovej disperzii. V dôsledku toho sa zabráni odstraňovaniu a čisteniu takýchto guľôčok. Ultrazvuková homogenizácia funguje bez mletia a namiesto toho používa pevné častice v pigmentovom produkte ako mletie médium. Kavitačné šmykové sily urýchľujú častice v kvapaline na extrémne vysokú rýchlosť. V dôsledku toho sa častice navzájom zrazia a rozbijú.
- Časová a energetická účinnosť: Ultrazvuk typu sondy je relatívne rýchly proces, ktorý dokáže dosiahnuť účinnú disperziu za výrazne kratší čas v porovnaní s tradičnými metódami. Táto účinnosť môže viesť k úspore času a energie a zvýšeniu produktivity v priemyselnej výrobe.
- Riadenie procesu: Ultrazvukové zariadenie umožňuje presnú kontrolu nad dôležitými parametrami spracovania, ako je príkon energie, intenzita, teplota, tlak a trvanie. To umožňuje výrobcom prispôsobiť procesné podmienky s ohľadom na pigmenty a optimalizovať proces mokrého mletia a disperzie a prispôsobiť vlastnosti farbív špecifickým požiadavkám.
Ultrazvukové frézovanie a disperzia perleťových lesklých pigmentov. Červený graf ukazuje distribúciu veľkosti častíc pred sonikáciou, zelená krivka je počas sonikácie, modrá krivka zobrazuje konečné pigmenty po ultrazvukovej disperzii.
Výroba predzmesí pomocou ultrazvukových homogenizátorov
Masterbatche sú koncentráty farbív a/alebo prísad vo viskóznej matrici s vyšším obsahom farbív a/alebo prísad ako pri konečnej aplikácii. Existujú rôzne spôsoby dodania (granulát, kvapalina – pasta, prášok). Ultrazvukové homogenizátory sú vysoko účinné pri rovnomernej disperzii pigmentov v kvapalných a pastovitých predzmesiach. Pigmentové častice môžu byť rozptýlené a mleté pomocou intenzívnych kavitačných síl a miešania silového ultrazvuku, aby sa veľkosť častíc zmenšila na submikrónovú a nanoveľkosť.
- Masterbatche a formulácie konečných produktov
- organické a anorganické minerálne pigmenty
- sériová a inline výroba
- vysoká a nízka viskozita
- akákoľvek stupnica hlasitosti
SonoStation: Mobilný dispergátorový systém na kľúč pozostávajúci z ultrazvukových dispergátorov, čerpadla, miešadla a nádrže
Dispergačný systém 2x 1kW ultrazvuku pre nepretržitú prevádzku výroby farbív
Vysokovýkonné ultrazvukové dispergátory na výrobu farbív
Priemyselné ultrazvukové procesory Hielscher Ultrasonics sú najmodernejšie dispergátory a ponúkajú dokonalé riešenie pre pigmentové predzmesi!
Zažite bezkonkurenčný výkon, presnosť a efektivitu podporené naším záväzkom k vášmu úspechu. Kontaktujte nás teraz a dozviete sa viac!
- vysoká účinnosť
- Najmodernejšia technológia
- spoľahlivosť & odolnosť
- nastaviteľné, presné riadenie procesu
- dávka & Inline
- pre akýkoľvek objem
- inteligentný softvér
- inteligentné funkcie (napr. programovateľné, dátové protokolovanie, diaľkové ovládanie)
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- nízka údržba
- CIP (čistenie na mieste)
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 05 až 1,5 ml | N.A. | VialTweeter | 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150 l | 3 až 15 l/min | UIP6000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, disperziu, 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.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Farbivá sa rozlišujú na farbivá na minerálnej báze a farbivá na báze organických pigmentov. Oba typy farbív sa vo veľkej miere používajú v mnohých aplikáciách, z ktorých každá má svoje výhody a úvahy. Výber medzi nimi závisí od faktorov, ako je požadovaný farebný rozsah, požiadavky na stabilitu, potreby špecifické pre aplikáciu a regulačné aspekty.
Organické pigmenty
Organické farbivá na báze pigmentu sa získavajú zo zlúčenín na báze uhlíka, ako sú rastlinné extrakty alebo syntetické zdroje. Ponúkajú širokú škálu farieb a odtieňov a bežne sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach vrátane kozmetiky, textilu a tlače. Organické pigmenty môžu poskytnúť vynikajúcu farebnú silu a jas, ale môžu byť časom náchylnejšie na vyblednutie, najmä keď sú vystavené slnečnému žiareniu alebo iným faktorom prostredia.
Farby na minerálnej báze
Pod spoločným pojmom sú zhrnuté aj umelo našité anorganické farebné pigmenty “minerálne farby”. Tieto pigmenty sú oxidy alebo soli kovov olova, zinku, titánu, bária, chrómu, železa, hliníka, ortuti, kadmia, medi, mangánu a kobaltu. Zahŕňajú biele farby: olovnatú bielu (uhličitan olovnatý) a zinkovú bielu (oxid zinočnatý). Titánová biela (oxid titaničitý), litopón (sulfid zinočnatý) a Blanc fix (síran bárnatý).
Farebné a čierne pigmenty zahŕňajú červené olovo (oxid olovnatý), neapolskú žltú (antimonát olovnatý), chrómovú žltú (chróman olovnatý), chrómovú oranžovú, chrómovú zelenú (oxid chrómu), zinkovú žltú (chróman zinočnatý), verdigris (octan meďnatý), permanentnú zelenú, červenú oxid železa, anglickú červenú a tiež smalt.
Tieto pigmenty sú vysoko stabilné a odolné voči vyblednutiu.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.