Tillverkning av färgämnen med hjälp av högpresterande dispergeringsmedel
Produktionen av färgämnen och pigmentsuspensioner kräver tillförlitlig dispersion och blandning. Ultraljudshomogenisatorer är mycket effektiva när det gäller produktion av flytande och pastaliknande masterbatcher och färgämnessuspensioner. Tillgängliga på alla industriella produktionsskalor, förbättrar ultraljudsdispergeringsmedel och pigmentproduktion avsevärt vilket ger utmärkta malnings- och dispersionsresultat, energibesparingar samt enkel växling mellan formuleringar.
Dispergering av färgämnen med Power Ultrasound
Sond-typ ultraljud är en teknik som använder högintensiva, lågfrekventa ultraljudsvågor för att slipa, våtmala, deagglomerera och dispergera partiklar i ett flytande medium. Ultraljudsblandning, malning och dispergering använder arbetsprincipen för akustisk kavitation. Ultraljud/akustisk kavitation kännetecknas av mikroturbulenser, mycket höga skjuvkrafter och lokalt förekommande höga tryck- och temperaturskillnader. Tillämpligt på batch- och kontinuerliga genomströmningsproduktionsprocesser, ultraljudsapparater används i inline storskalig produktion samt inom FoU + D och kvalitetskontroll.
Ultraljud industriellt system för dispergering och malning av färgämnen och pigment.
Fördelar med att sprida färgämnen med ultraljud
I samband med industriell tillverkning av pigmentbaserade färgämnen, sond-typ ultraljud erbjuder flera fördelar och kan utmärka traditionella kvarnar och dispergeringsmedel i effektivitet:
- Förbättrad spridning: Ultraljud kan effektivt bryta ner pigmentagglomerat och främja bättre dispersion, vilket leder till förbättrad färgintensitet och hög enhetlighet.
- Reducerad partikelstorlek: Ultraljudsgenererad kavitationsenergi kan minska partikelstorleken hos pigment, vilket resulterar i ett finare och mer homogent färgämne. De extremt höga skjuvkrafterna som genereras av power ultrasound skapar vätskestrålar, som accelererar partiklarna i vätskan. När partiklarna kolliderar med varandra splittras de i små bitar. Vid sådana kollisioner mellan partiklar eroderar och jämnas partikelytan också ut. Ultraljudsbehandling är en mycket effektiv teknik för produktion av nanopartiklar och nanostora kolloidala suspensioner. Mindre partikelstorlekar kan ge fördelar som ökad färgmättnad och bättre stabilitet.
- Undvik fräsmedia: Kvarnmedier som pärlor och pärlor som används i traditionella kvarnar kan förorena produkten på grund av erosion och lämna oönskat skräp i pigmentdispersionen. Följaktligen undviks arbetsintensiv borttagning och rengöring av sådana pärlor. Ultraljudshomogenisering fungerar utan malmedia och använder istället de fasta partiklarna i pigmentprodukten som malningsmedia. Kavitationella skjuvkrafter accelererar partiklarna i vätskan till extremt hög hastighet. Följden blir att partiklarna kolliderar med varandra och splittras.
- Tids- och energieffektivitet: Sond-typ ultraljud är en relativt snabb process som kan uppnå effektiv dispersion på betydligt kortare tid jämfört med traditionella metoder. Denna effektivitet kan leda till tids- och energibesparingar och ökad produktivitet inom industriell tillverkning.
- Processtyrning: Ultraljudsutrustning möjliggör exakt kontroll över viktiga bearbetningsparametrar som energitillförsel, intensitet, temperatur, tryck och varaktighet. Detta gör det möjligt för tillverkare att justera processförhållandena med avseende på pigmenten och att optimera våtmalnings- och dispersionsprocessen och skräddarsy färgämnenas egenskaper efter specifika krav.
Ultraljudsfräsning och dispersion av pärlglanspigment. Den röda grafen visar partikelstorleksfördelningen före ultraljudsbehandling, den gröna kurvan är under ultraljudsdispersion, den blå kurvan visar de slutliga pigmenten efter ultraljudsdispersion.
Masterbatchproduktion med ultraljudshomogenisatorer
Masterbatcher är färgämnen och/eller tillsatskoncentrat i en viskös matris med ett högre innehåll av färgämnen och/eller tillsatser än i den slutliga appliceringen. Det finns olika leveransformer (granulat, vätska – pasta, pulver). Ultraljudshomogenisatorer är mycket effektiva när det gäller enhetlig dispersion av pigment i flytande och pastaliknande masterbatcher. Pigmentpartiklar kan dispergeras och malas med hjälp av intensiva kavitationskrafter och omrörning av kraftultraljud för att minska partikelstorleken till submikron- och nanostorlek.
- Masterbatcher och slutliga produktformuleringar
- organiska och oorganiska mineralpigment
- Batch- och inline-produktion
- Hög och låg viskositet
- vilken volymvåg som helst
SonoStation: Mobilt nyckelfärdigt dispergeringssystem bestående av ultraljudsdispergeringsmedel, pump, omrörare och tank
Dispergeringssystem av 2x 1kW ultraljudsapparater för kontinuerlig flödesdrift av färgämnestillverkning
Högpresterande ultraljudsdispergeringsmedel för tillverkning av färgämnen
Hielscher Ultrasonics industriella ultraljudsprocessorer är state-of-the-art dispergeringsmedel och erbjuder den perfekta lösningen för pigment masterbatches!
Upplev oöverträffad kraft, precision och effektivitet, uppbackad av vårt engagemang för din framgång. Kontakta oss nu för att lära dig mer!
- Hög effektivitet
- Toppmodern teknik
- tillförlitlighet & robusthet
- Justerbar, exakt processtyrning
- batch & Inline
- för vilken volym som helst
- Intelligent programvara
- Smarta funktioner (t.ex. programmerbar, dataprotokoll, fjärrkontroll)
- Enkel och säker att använda
- Lågt underhåll
- CIP (clean-in-place)
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
| Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
|---|---|---|
| 0.5 till 1,5 ml | N.A. | VialTweeter | 1 till 500 ml | 10 till 200 ml/min | UP100H |
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 till 150L | 3 till 15 l/min | UIP6000hdT |
| N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
| N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandningsapplikationer, dispersion, emulgering och extraktion i labb-, pilot- och industriell skala.
Litteratur / Referenser
- 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.
Fakta som är värda att veta
Färgämnen delas in i mineralbaserade och organiska pigmentbaserade färgämnen. Båda typerna av färgämnen används i stor utsträckning i många applikationer, var och en med sina egna fördelar och överväganden. Valet mellan dem beror på faktorer som önskat färgomfång, stabilitetskrav, applikationsspecifika behov och regulatoriska överväganden.
Organiska pigment
Organiska pigmentbaserade färgämnen härrör från kolbaserade föreningar, såsom växtextrakt eller syntetiska källor. De erbjuder ett brett utbud av färger och nyanser och används ofta i olika branscher, inklusive kosmetika, textilier och tryckning. Organiska pigment kan ge utmärkt färgstyrka och ljusstyrka, men de kan vara mer benägna att blekna med tiden, särskilt när de utsätts för solljus eller andra miljöfaktorer.
Mineralbaserade färger
Artificiellt snett oorganiska färgpigment sammanfattas också under samlingsbegreppet “mineralfärger”. Dessa pigment är oxider eller salter av metallerna bly, zink, titan, barium, krom, järn, aluminium, kvicksilver, kadmium, koppar, mangan och kobolt. De inkluderar de vita färgerna blyvitt (en blykarbonat) och zinkvit (en zinkoxid). Titanium White (en titandioxid), Lithopone (en zinksulfid) och Blanc fix (en bariumsulfat).
De färgade och svarta pigmenten inkluderar rött bly (blyoxid), Neapelgult (blyantimonat), kromgult (blykromat), kromorange, kromgrönt (kromoxid), zinkgult (zinkkromat), ärg (kopparacetat), permanent grönt, järnoxidrött, engelskt rött och även smalt.
Dessa pigment är mycket stabila och motståndskraftiga mot blekning.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.