Vysokovýkonné homogenizátory farieb

Ultrazvukové miešače sú spoľahlivým nástrojom na homogenizáciu, dispergáciu a emulgovanie kvapalných formulácií farieb a pigmentov. Ultrazvukové homogenizátory nielenže vytvárajú vysoko stabilné, rovnomerné emulzie a disperzie farieb, ale ultrazvukové zariadenia sa používajú aj na mletie a rozomieľanie pigmentov, nanomateriálov a primárnych častíc. Vďaka vynikajúcim výsledkom dispergácie a mletia využíva priemysel výroby farieb ultrazvukové homogenizátory ako jednu z najsofistikovanejších dostupných techník miešania farieb a pigmentových pást.

Homogenizácia, dispergácia a emulzie farieb

Homogenizácia sa používa na zmenšenie veľkosti pevných častíc alebo kvapôčok s cieľom uľahčiť výrobu stabilných emulzií a disperzií vysokej kvality. Pri formulovaní farieb, náterových látok a lakov je rovnomerná veľkosť častíc rozhodujúca pre rovnomerné zafarbenie, správanie pri nanášaní a funkčnosť formulácie farby alebo náterovej látky.

Ultrazvukové homogenizátory farieb pre disperzné a emulzné formulácie

Ultrazvukové miešače s vysokým šmykovým účinkom sú ideálne na homogenizáciu, emulgovanie a solubilizáciu, pri ktorých sú veľkosť častíc alebo kvapôčok a ich rovnomerné rozloženie rozhodujúce pre úžitkové vlastnosti a kvalitu farby.
Ultrazvukové spracovanie je preferovanou technológiou homogenizácie, pretože intenzívna akustická kavitácia vysokovýkonného ultrazvuku dokáže spoľahlivo rozrušovať molekuly až do dosiahnutia rovnomerného rozdelenia častíc v mikrometrovej a nanometrovej oblasti. Ultrazvuková homogenizácia je najsofistikovanejšou technikou výroby častíc nanometrových a mikrometrových rozmerov. Veľkosť častíc (napr. pigmentov, olejov, voskov, prísad atď.) možno individuálne upraviť použitím vhodnej intenzity ultrazvuku.
Ultrazvuková dispergácia môže navyše viesť k povrchovej modifikácii pigmentov, ktorá výrazne zvyšuje stabilitu disperzie.

Ultrazvuková dispergácia latexovej emulzie

Hoci latexové farby nepatria medzi najzložitejšie náterové formulácie na prípravu, aj tak sa musia pripravovať starostlivo a všetky zložky latexovej formulácie sa musia pridávať vo zvolenom poradí. V prvom kroku prípravy sa pripraví základná suspenzia farby. Na tento účel sa pigmenty dispergujú vo vode so zmáčadlami, odpeňovačmi a ďalšími prísadami potrebnými pre konkrétnu receptúru formulácie. Zvyčajne sa najprv dispergujú pigmenty oxidu titaničitého (TiO2) a potom sa pridávajú plnivové pigmenty. Pri väčšine formulácií sú poradie a množstvo pridávaných zlúčenín zásadným faktorom ovplyvňujúcim kvalitu. Na zmáčanie a dispergovanie častíc sa väčšinou používajú vysokootáčkové lopatkové / rotačné miešače, ktoré predstavujú najbežnejší spôsob emulgácie latexu. Pri použití lopatkových alebo rotačných miešačov je namiešanie konzistentnej základnej formulácie časovo náročné. Následne sa do zmesi pridá latexová emulzia a zapracuje sa pri výrazne nižšej úrovni energie miešania. Latexové emulzie sú náchylné na koalescenciu alebo rozpad a vyžadujú mierne podmienky homogenizácie. Potom sa pridajú vopred dispergované zahusťovadlá, aby sa viskozita konečnej emulzie latexovej farby upravila na požadovanú konzistenciu.
Ultrazvukový dispergátor dokáže ľahko a spoľahlivo zabezpečiť prípravu latexových emulzií. Keďže energiu sonikácie, a tým aj intenzitu dispergovania možno prispôsobiť emulgácii a homogenizácii v jednotlivých krokoch prípravy, možno spoľahlivo zabrániť rozkladu zložiek alebo rozpadu latexovej emulzie. Ultrazvukové dispergovanie je osvedčená technika na úplné zmáčanie práškov. Poradie pridávania materiálov a podobne možno meniť podľa požiadaviek formulácie. Ideálne nastavený prívod ultrazvukovej energie umožňuje plné rozvinutie farebnosti pigmentov a vedie k vzniku vysokokvalitnej latexovej emulznej farby.
Keďže ultrazvukový dispergátor s prietokovou celou tvorí uzavretý systém, nedochádza k nežiaducemu prevzdušňovaniu ani peneniu. Výhodami ultrazvukového zariadenia sú robustnosť a spoľahlivosť, jednoduchá a bezpečná obsluha, kratšie cykly spracovania dávok a jednoduchšie postupy prípravy formulácií. Aj so stolovým ultrazvukovým zariadením v prietokovom usporiadaní možno účinne a nákladovo efektívne spracovávať značné výrobné objemy.

Pred sonikáciou a po nej: Zelená krivka zobrazuje veľkosť častíc pred sonikáciou, červená krivka predstavuje distribúciu veľkosti častíc ultrazvukom dispergovaného oxidu kremičitého.

Ultrazvukové dispergovanie voskových emulzií

Voskové emulzie a disperzie sú formulované prísady tvorené jemnými a stabilizovanými časticami vosku, homogénne rozptýlenými vo vode. Keď sa vosk disperguje vo forme nanokvapôčok s veľmi homogénnou distribúciou kvapôčok, vznikne stabilná vosková emulzia. Ultrazvukové homogenizátory vytvárajú intenzívne šmykové sily a predstavujú spoľahlivé a robustné dispergačné systémy na výrobu stabilných voskových nanoemulzií.
Prečítajte si viac o ultrazvukovej emulgácii vosku!

Ultrazvukové homogenizátory s vysokým šmykovým účinkom pre náterové formulácie

Homogenizátory, dispergátory, emulgátory a mlyny Hielscher Ultrasonics sa používajú pri priemyselnej výrobe vysokovýkonných farieb a náterov. Pomocou intenzívnej energie na ultrazvukovej frekvencii vytvárajú ultrazvukové homogenizátory veľmi vysoké šmykové sily, turbulencie a deštrukčné sily. Tieto mimoriadne intenzívne ultrazvukové sily prenášajú potrebný účinok na suspenzie tuhých látok v kvapalinách, aby sa častice dispergovali a mleli na požadovanú veľkosť a dosiahli požadovanú funkčnosť.

Ultrazvukové mletie pri vysokom obsahu tuhých látok

Ultrazvukové inline systémy dokážu ľahko spracovať veľmi vysoké koncentrácie tuhých látok. Pokiaľ je obsah častíc v suspenzii taký, že suspenziu možno čerpať a privádzať cez ultrazvukovú prietokovú celu, priemyselné ultrazvukové homogenizátory Hielscher dokážu spoľahlivo spracovať akýkoľvek druh vysoko viskóznych suspenzií pastovitej konzistencie. Ultrazvukové mokré mletie sa bežne používa na prípravu koncentrátov pigmentov s časticami mikrometrových a nanometrových rozmerov. Schopnosť spracovať takéto vysoké obsahy tuhých látok, dokonca aj abrazívnych častíc, robí z ultrazvukových homogenizátorov s vysokým šmykom najúčinnejšiu a najefektívnejšiu technológiu mletia pigmentov a nanočastíc.

Ultrazvukové miešadlá do nádrží a prietokové reaktory

Náterové formulácie možno miešať v otvorených nádržiach alebo po vsádzkach s jednou alebo viacerými ponorenými ultrazvukovými sondami. Miešanie v otvorenej nádobe pomocou zostavy, ako je Hielscher SonoStation (pozri obrázok vľavo), je ideálnym riešením na dispergovanie stredne veľkých objemov formulácií s nízkou až strednou viskozitou. Pri vysokej objemovej kapacite spracovania, intenzívnom mletí a rozrušovaní primárnych častíc, ako aj pri vysoko viskóznych suspenziách a pastách je preferovaným riešením ultrazvukový reaktor umožňujúci prevádzku pod tlakom.
Otvorenú nádobu, napríklad nádrž, nemožno natlakovať a nie je ani ideálna na rovnomerné spracovanie väčších objemov a/alebo vysoko viskóznych materiálov. Ultrazvukový prietokový reaktor možno natlakovať až na niekoľko barg. Pôsobenie tlaku počas sonikácie zintenzívňuje akustickú kavitáciu, a tým aj šmykové sily a dispergačné / mlecie / homogenizačné účinky ultrazvuku. Zároveň sa všetka farba alebo všetky pigmenty rovnomerne privádzajú do reaktora: vďaka rovnakému času zotrvania a spracovaniu za úplne rovnakých ultrazvukových podmienok sa dosahuje veľmi homogénny výsledok dispergovania / mletia. Veľmi rovnomerné spracovanie pôsobením intenzívnych ultrazvukových síl vedie k náterovým produktom vynikajúcej kvality.
Hielscher Ultrasonics ponúka kompletný sortiment vysokovýkonných ultrazvukových procesorov so zostavami nádrží a reaktorov, čím vám poskytuje ideálne ultrazvukové dispergačné zariadenie na výrobu farieb.

Ultrazvukové dispergátory pre každú výrobnú kapacitu

Sortiment Hielscher Ultrasonics pokrýva celé spektrum ultrazvukových procesorov od kompaktných laboratórnych ultrazvukových prístrojov cez stolové a pilotné systémy až po plne priemyselné ultrazvukové procesory s kapacitou spracovať za hodinu objemy zodpovedajúce nákladom nákladných vozidiel. Kompletný sortiment nám umožňuje ponúknuť vám najvhodnejší ultrazvukový dispergátor pre vaše náterové formulácie, kapacitu spracovania a výrobné ciele.
Stolové ultrazvukové systémy sú ideálne na skúšky uskutočniteľnosti a optimalizáciu procesov. Lineárne zväčšovanie výrobného meradla na základe stanovených procesných parametrov umožňuje veľmi jednoducho zvýšiť kapacitu spracovania od menších šarží až po plne komerčnú výrobu. Výrobné meradlo možno zväčšiť buď inštaláciou výkonnejšieho ultrazvukového dispergátora, alebo paralelným zapojením viacerých ultrazvukových prístrojov do skupiny. Modelom UIP16000 ponúka Hielscher najvýkonnejší ultrazvukový dispergátor na svete.

Presne regulovateľné amplitúdy pre optimálne výsledky

Všetky ultrazvukové prístroje Hielscher sú presne regulovateľné, a preto sú spoľahlivými ťahúňmi vo výrobe. Amplitúda je jedným z rozhodujúcich procesných parametrov, ktoré ovplyvňujú efektívnosť a účinnosť ultrazvukového dispergovania a mokrého mletia pigmentových pást, farieb a polymérov.
Všetky procesory Hielscher Ultrasonics umožňujú presné nastavenie amplitúdy. Sonotródy a zosilňovacie nástavce sú príslušenstvom, ktoré umožňuje meniť amplitúdu v ešte širšom rozsahu. Priemyselné ultrazvukové procesory Hielscher dokážu dosahovať veľmi vysoké amplitúdy a poskytovať požadovanú intenzitu ultrazvuku pre náročné aplikácie. Amplitúdy až do 200µm možno bez problémov udržiavať nepretržite v prevádzke 24/7. Vysoké amplitúdy sú nevyhnutné pri aplikáciách vysokovýkonného ultrazvuku, ako sú nanodisperzie, syntéza nanočastíc, mletie primárnych častíc a miniemulzie.
Presné nastavenie amplitúdy a nepretržité monitorovanie parametrov ultrazvukového procesu pomocou inteligentného softvéru vám umožňujú spracúvať pigmenty a suspenzie práškov za najúčinnejších ultrazvukových podmienok. Optimálna sonikácia pre najlepšie výsledky dispergovania!

Jednoduché testovanie bez rizika

Ultrazvukové procesy možno škálovať úplne lineárne. To znamená, že každý výsledok, ktorý ste dosiahli pomocou laboratórneho alebo stolového ultrazvukového zariadenia, možno pri zväčšení mierky presne reprodukovať s použitím úplne rovnakých procesných parametrov. Vďaka tomu je ultrazvukové spracovanie ideálne na testovanie uskutočniteľnosti bez rizika, optimalizáciu procesov a následné zavedenie do komerčnej výroby. Kontaktujte nás a zistite, ako môže sonikácia zlepšiť vašu výrobu farieb a pigmentov.

Najvyššia kvalita – navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Ako rodinný podnik vlastnený a riadený rodinou kladie Hielscher pri svojich ultrazvukových procesoroch dôraz na najvyššie štandardy kvality. Všetky ultrazvukové zariadenia sa navrhujú, vyrábajú a dôkladne testujú v našom sídle v Teltowe pri Berlíne v Nemecku. Robustnosť a spoľahlivosť ultrazvukových zariadení Hielscher z nich robia neúnavných pomocníkov vo vašej výrobe. Prevádzka 24/7 pri plnom zaťažení a v náročných prostrediach je prirodzenou vlastnosťou vysokovýkonných dispergátorov Hielscher. Vďaka tomu sú ultrazvukové zariadenia Hielscher spoľahlivým pracovným nástrojom, ktorý spĺňa vaše požiadavky na spracovanie farieb.