Proizvodnja barvil z visokozmogljivimi dispergatorji
Proizvodnja barvil in pigmentnih suspenzij zahteva zanesljivo dispergiranje in mešanje. Ultrazvočni homogenizatorji so zelo učinkoviti pri proizvodnji tekočih in pastoznih koncentratov ter suspenzij barvil. Ultrazvočni dispergatorji, ki so na voljo za vsak obseg industrijske proizvodnje, znatno izboljšajo proizvodnjo barvil in pigmentov ter zagotavljajo odlične rezultate mletja in dispergiranja, prihranke energije in preprosto prehajanje med formulacijami.
Dispergiranje barvil z visokointenzivnim ultrazvokom
Sonikacija s sondo je tehnika, ki uporablja visokointenzivne, nizkofrekvenčne ultrazvočne valove za drobljenje, mokro mletje, deaglomeracijo in dispergiranje delcev v tekočem mediju. Ultrazvočno mešanje, mletje in dispergiranje temeljijo na načelu delovanja akustične kavitacije. Za ultrazvočno oziroma akustično kavitacijo so značilne mikroturbulence, zelo velike strižne sile ter lokalno nastajajoče velike razlike v tlaku in temperaturi. Ultrazvočne naprave so primerne za šaržne in neprekinjene pretočne proizvodne procese ter se uporabljajo v obsežni proizvodnji neposredno v procesni liniji, pa tudi pri raziskavah in razvoju ter nadzoru kakovosti.
Preberite več o sočasnem ultrazvočnem mletju pigmentov in mikrobni sterilizaciji formulacij barv in premazov (na vodni osnovi)!
Industrijski ultrazvočni sistem za dispergiranje in mletje barvil in pigmentov.
Prednosti dispergiranja barvil s sonikacijo
Pri industrijski proizvodnji barvil na osnovi pigmentov sonikacija s sondo ponuja več prednosti in lahko po učinkovitosti preseže tradicionalne mline in dispergatorje:
- Izboljšano dispergiranje: Sonikacija lahko učinkovito razbije pigmentne aglomerate in izboljša dispergiranje, kar vodi do večje intenzivnosti barve in visoke enakomernosti.
- Zmanjšana velikost delcev: Ultrazvočno ustvarjena kavitacijska energija lahko zmanjša velikost pigmentnih delcev, kar omogoča pridobivanje finejšega in bolj homogenega barvila. Izjemno velike strižne sile, ki jih ustvarja visokointenzivni ultrazvok, povzročajo tekočinske curke, ki pospešujejo delce v tekočini. Ko delci trčijo drug ob drugega, se razbijejo na drobne koščke. Pri takšnih trkih med delci se njihova površina tudi erodira in zgladi. Sonikacija je zelo učinkovita tehnika za proizvodnjo nanodelcev in koloidnih suspenzij z delci nanometrske velikosti. Manjša velikost delcev lahko prinaša prednosti, kot sta večja nasičenost barve in boljša stabilnost.
- Brez mlevnih teles: Mlevna telesa, kot so kroglice in perle, ki se uporabljajo v tradicionalnih mlinih, lahko zaradi erozije onesnažijo izdelek in v pigmentni disperziji pustijo neželene drobce. Tako odpade delovno zahtevno odstranjevanje in čiščenje takšnih kroglic. Ultrazvočna homogenizacija poteka brez mlevnih teles in namesto njih za mletje uporablja trdne delce v pigmentnem izdelku. Kavitacijske strižne sile pospešijo delce v tekočini do izjemno visokih hitrosti. Delci zato trčijo drug ob drugega in se razbijejo.
- Časovna in energijska učinkovitost: Sonikacija s sondo je razmeroma hiter proces, ki lahko doseže učinkovito dispergiranje v bistveno krajšem času kot tradicionalne metode. Ta učinkovitost lahko vodi do prihrankov časa in energije ter večje produktivnosti v industrijski proizvodnji.
- Nadzor procesa: Ultrazvočna oprema omogoča natančen nadzor pomembnih procesnih parametrov, kot so vnos energije, intenzivnost, temperatura, tlak in trajanje. To proizvajalcem omogoča, da prilagodijo procesne pogoje glede na pigmente, optimizirajo proces mokrega mletja in dispergiranja ter prilagodijo lastnosti barvil posebnim zahtevam.
Ultrazvočno mletje in dispergiranje bisernih pigmentov. Rdeči graf prikazuje porazdelitev velikosti delcev pred sonikacijo, zelena krivulja med sonikacijo, modra krivulja pa prikazuje končne pigmente po ultrazvočnem dispergiranju.
Proizvodnja koncentratov z ultrazvočnimi homogenizatorji
Koncentrati vsebujejo barvila in/ali dodatke v viskozni matrici z višjo vsebnostjo barvil in/ali dodatkov kot pri končni uporabi. Na voljo so v različnih dobavnih oblikah (granulat, tekočina – pasta, prah). Ultrazvočni homogenizatorji so zelo učinkoviti pri enakomernem dispergiranju pigmentov v tekočih in pastoznih koncentratih. Pigmentne delce je mogoče dispergirati in mleti z močnimi kavitacijskimi silami in mešanjem, ki ga povzroča visokointenzivni ultrazvok, ter tako zmanjšati njihovo velikost na submikrometrsko in nanometrsko raven.
- koncentrate in formulacije končnih izdelkov
- organske in anorganske mineralne pigmente
- formulacije na vodni osnovi in na osnovi topil
- šaržno proizvodnjo in proizvodnjo neposredno v procesni liniji
- visoke in nizke viskoznosti
- poljuben obseg prostornine
SonoStation: Mobilni sistem za dispergiranje na ključ, sestavljen iz ultrazvočnih dispergatorjev, črpalke, mešala in rezervoarja
Sistem za dispergiranje z ultrazvočnima napravama 2x 1kW za neprekinjeno pretočno proizvodnjo barvil
Visokozmogljivi ultrazvočni dispergatorji za proizvodnjo barvil
Industrijski ultrazvočni procesorji Hielscher Ultrasonics so najsodobnejši dispergatorji in ponujajo popolno rešitev za pigmentne koncentrate!
Izkusite neprimerljivo moč, natančnost in učinkovitost, podprte z našo zavezanostjo vašemu uspehu. Za več informacij nas kontaktirajte zdaj!
- visoka učinkovitost
- najsodobnejša tehnologija
- zanesljivost in robustnost
- prilagodljiv, natančen nadzor procesa
- šaržno in neposredno v procesni liniji
- za poljubno prostornino
- inteligentna programska oprema
- pametne funkcije (npr. možnost programiranja, beleženje podatkov, daljinsko upravljanje)
- preprosto in varno upravljanje
- majhne potrebe po vzdrževanju
- CIP (čiščenje na mestu)
Spodnja tabela podaja okvirno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih naprav:
| Prostornina šarže | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | večji | sklop naprav UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Hielscher Ultrasonics izdeluje visokozmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, dispergiranje, emulgiranje in ekstrakcijo v laboratorijskem, pilotnem in industrijskem merilu.
Literatura / Viri
- 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.
Koristna dejstva
Barvila delimo na barvila na mineralni osnovi in barvila na osnovi organskih pigmentov. Obe vrsti barvil se obsežno uporabljata na številnih področjih, vsaka s svojimi prednostmi in vidiki, ki jih je treba upoštevati. Izbira med njima je odvisna od dejavnikov, kot so želeni barvni razpon, zahteve glede stabilnosti, potrebe posamezne uporabe in regulativni vidiki.
Organski pigmenti
Barvila na osnovi organskih pigmentov se pridobivajo iz spojin na osnovi ogljika, kot so rastlinski izvlečki, ali iz sintetičnih virov. Ponujajo širok nabor barv in odtenkov ter se pogosto uporabljajo v različnih panogah, vključno s kozmetično in tekstilno industrijo ter tiskarstvom. Organski pigmenti lahko zagotavljajo odlično barvno moč in živost, vendar so lahko sčasoma bolj dovzetni za bledenje, zlasti ob izpostavljenosti sončni svetlobi ali drugim okoljskim dejavnikom.
Barve na mineralni osnovi
Umetno sintetizirane anorganske barvne pigmente prav tako združujemo pod skupnim izrazom »mineralne barve«. Ti pigmenti so oksidi ali soli kovin svinca, cinka, titana, barija, kroma, železa, aluminija, živega srebra, kadmija, bakra, mangana in kobalta. Mednje sodita beli barvi svinčeva belina (svinčev karbonat) in cinkova belina (cinkov oksid). Titanova belina (titanov dioksid), litopon (cinkov sulfid) in barijeva belina (barijev sulfat).
Med barvne in črne pigmente sodijo minij (svinčev oksid), neapeljska rumena (svinčev antimonat), kromova rumena (svinčev kromat), kromova oranžna, kromova zelena (kromov oksid), cinkova rumena (cinkov kromat), bakrova zelena (bakrov acetat), permanentna zelena, rdeči železov oksid, angleška rdeča in tudi smalta.
Ti pigmenti so zelo stabilni in odporni proti bledenju.
Hielscher Ultrasonics izdeluje visokozmogljive ultrazvočne homogenizatorje od laboratorijskih do industrijskih velikosti.