Ultrasonik kavitatsiya siyoh pigmentlarini tarqatish va mikro silliqlash (ho'l frezalash) uchun samarali vositadir. Ultrasonik disperserlar tadqiqotda, shuningdek, UV, suv yoki erituvchiga asoslangan inkjet siyohlarni sanoat ishlab chiqarishda muvaffaqiyatli qo'llaniladi.

Nano-dispersli inkjet siyohlar

Ultratovush zarrachalar hajmini 500 mkm dan taxminan gacha kamaytirishda juda samarali. 10nm.
Inkjet siyohda nanopartikullarni tarqatish uchun ultratovush ishlatilsa, siyoh rang gamuti, chidamliligi va bosib chiqarish sifati sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin. Shu sababli, zond tipidagi ultratovush apparatlari nanozarrachalar o'z ichiga olgan inkjet siyohlar, maxsus siyohlar (masalan, o'tkazuvchan siyohlar, 3D-bosma siyohlar, tatuirovka siyohlari) va bo'yoqlarni ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.
 

Quyidagi grafiklarda siyohli siyohdagi ultratovushli dispers qora pigmentlar va tovushli bo'lmaganlar misoli ko'rsatilgan. Ultrasonik davolash UIP1000hdT ultratovush probi bilan amalga oshirildi. Ultrasonik davolash natijasi ko'rinadigan darajada kichikroq zarracha hajmi va juda tor zarracha hajmi taqsimotidir.

Ultrasonik dispersiya natijasida sezilarli darajada kichikroq va bir xil siyoh pigmentlari paydo bo'ladi. (yashil grafik: sonikatsiyadan oldin – qizil grafik: sonikatsiyadan keyin)

Ultrasonik dispersiya inkjet siyoh sifatini qanday yaxshilaydi?

Yuqori intensivlikdagi ultrasonikatorlar nanozarrachalarning tarqalishi, hajmini kamaytirish va bir xil taqsimlash uchun juda samarali.
Bu shuni anglatadiki, nanozarrachalarni ultratovushli siyohli siyohda ishlatish uning ishlashi va chidamliligini oshirishi mumkin. Nanozarrachalar o'lchamlari 1 dan 100 nanometrgacha bo'lgan juda kichik zarralar bo'lib, ular inkjet siyohni bir necha usul bilan yaxshilaydigan noyob xususiyatlarga ega.

• Birinchidan, nanopartikullar ishlab chiqarilishi mumkin bo'lgan ranglar oralig'ini nazarda tutuvchi inkjet siyohning rang gamutini yaxshilashi mumkin. Nanozarrachalar zond tipidagi ultratovush qurilmasi bilan bir tekis taqsimlanganda, siyoh yanada yorqinroq va to‘yingan ranglarni namoyon qiladi. Buning sababi shundaki, nanozarrachalar yorug'likni an'anaviy bo'yoqlar va pigmentlar qila olmaydigan tarzda sochishi va aks ettirishi mumkin, bu esa ranglarning ko'payishiga olib keladi.
• Ikkinchidan, bir hil disperslangan nanopartikullar inkjet siyohning xiralashishiga, suvga va bo'g'ilishga chidamliligini oshirishi mumkin. Buning sababi shundaki, nanozarrachalar qog'oz yoki boshqa substrat bilan kuchliroq bog'lanib, yanada bardoshli va uzoqroq tasvirni yaratadi. Bundan tashqari, nanozarrachalar siyohning qog'ozga oqishi oldini oladi, bu esa dog'lanishga olib kelishi va chop etilgan tasvirning aniqligini kamaytirishi mumkin.
• Nihoyat, ultratovushli disperslangan nanopartikullar siyohli siyohning bosib chiqarish sifati va ruxsatini ham yaxshilashi mumkin. Ultrasonik disperserlar suyuqlikdagi nanozarrachalarni maydalash va aralashtirishda juda samarali. Kichikroq zarrachalardan foydalangan holda, siyoh yanada nozik va aniqroq chiziqlar hosil qilishi mumkin, natijada aniqroq va aniq tasvirlar paydo bo'ladi. Bu, ayniqsa, yuqori sifatli fotosuratlarni chop etish va tasviriy san'at bosib chiqarish kabi ilovalarda juda muhimdir.

Jarayon parametrlari va dispersiya natijalari ustidan nazorat

Zarrachalar hajmi va siyoh pigmentlarining zarracha kattaligi taqsimlanishi bo'yoq kuchi yoki bosib chiqarish sifati kabi ko'plab mahsulot xususiyatlariga ta'sir qiladi. Suyuqlik bosib chiqarishda katta zarrachalar miqdori tarqalishning beqarorligi, cho'kindi yoki inkjetli ko'krak qafasining nobud bo'lishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun inkjet siyoh sifati ishlab chiqarishda ishlatiladigan o'lchamlarini qisqartirish jarayonini yaxshi nazorat qilish uchun muhim ahamiyatga ega.

Inkjet siyohlar uchun nano-dispersiyalarni inline qayta ishlash

Hielscher ultratovush reaktorlari odatda in-line ishlatiladi. Inkjet siyoh reaktor idishiga pompalanadi. U erda u nazorat qilinadigan intensivlikda ultratovushli kavitatsiyaga duchor bo'ladi. Ta'sir qilish vaqti reaktor hajmi va materialning oziqlanish tezligining natijasidir. Inline sonication chetlab o'tishni yo'q qiladi, chunki barcha zarralar belgilangan yo'l bo'ylab reaktor kamerasidan o'tadi. Barcha zarralar har bir tsikl davomida bir xil sonikatsiya parametrlariga duchor bo'lganligi sababli, ultratovush odatda tarqatish egri chizig'ini kengaytirish o'rniga toraytiradi va siljitadi. Ultrasonik dispersiya nisbatan nosimmetrik zarracha hajmi taqsimotini hosil qiladi. Umuman olganda, o'ng quyruq – qo'pol materiallarga o'tish natijasida yuzaga keladigan egri chiziqning salbiy egilishi (o'ngdagi quyruq) – soniklendi namunalari kuzatiladi mumkin emas.

Nazorat qilinadigan haroratlar ostida dispersiya: jarayonni sovutish

Haroratni sezgir bo'lgan vositalar uchun, Hielscher barcha laboratoriya va sanoat asboblari uchun qopqoqli oqim hujayra reaktorlarini taklif qiladi. Ichki reaktor devorlarini sovutish orqali jarayon issiqligi samarali ravishda tarqalishi mumkin.

Quyidagi rasmlarda UIP1000hdT ultratovush probi bilan UV siyohda tarqalgan uglerod qora pigmenti ko'rsatilgan.

Ultrasonik dispersiya zarrachalar hajmini samarali kamaytirishni va UV siyohidagi uglerod qora pigmentlarining bir xil taqsimlanishini ta'minlaydi.

Har qanday miqyosda inkjet siyohlarni tarqatish va deaglomeratsiya qilish

Hielscher har qanday hajmdagi siyohlarni qayta ishlash uchun ultratovushli disperslash uskunasini ishlab chiqaradi. Ultrasonik laboratoriya gomogenizatorlari 1,5 ml dan taxminan gacha bo'lgan hajmlar uchun ishlatiladi. 2L va siyoh formulalarining R+D bosqichi uchun hamda sifat sinovlari uchun ideal. Bundan tashqari, laboratoriyada texnik-iqtisodiy sinov tijorat ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan uskunalar hajmini to'g'ri tanlash imkonini beradi.
Sanoat ultratovushli disperserlar ishlab chiqarishda 0,5 dan taxminan 2000L gacha yoki oqim tezligi soatiga 0,1L dan 20m³ gacha bo'lgan partiyalar uchun ishlatiladi. Boshqa tarqatish va frezalash texnologiyalaridan farqli o'laroq, ultratovushni osonlikcha kattalashtirish mumkin, chunki barcha muhim jarayon parametrlarini chiziqli ravishda o'lchash mumkin.

Quyidagi jadvalda ishlov beriladigan partiya hajmiga yoki oqim tezligiga qarab ultratovush bo'yicha umumiy tavsiyalar ko'rsatilgan.

 
Ultrasonik disperserlar qanday ishlaydi? – Akustik kavitatsiyaning ishlash printsipi
Ultrasonik kavitatsiya suyuqlikda kichik gaz pufakchalarini hosil qilish uchun yuqori chastotali tovush to'lqinlaridan foydalanadigan jarayondir. Pufakchalar yuqori bosimga duchor bo'lganda, ular qulab tushishi yoki portlashi va energiya portlashini chiqarishi mumkin. Bu energiya suyuqlikdagi zarralarni tarqatish, ularni kichikroq o'lchamlarga bo'lish uchun ishlatilishi mumkin.
Ultrasonik kavitatsiyada tovush to'lqinlari odatda prob yoki shoxga o'rnatiladigan ultratovush transduser tomonidan ishlab chiqariladi. Transduser elektr energiyasini tovush to'lqinlari shaklida mexanik energiyaga aylantiradi, keyinchalik ular zond yoki shox orqali suyuqlikka uzatiladi. Ovoz to'lqinlari suyuqlikka etib borganida, ular gaz pufakchalarining portlashiga olib kelishi mumkin bo'lgan yuqori bosimli to'lqinlarni hosil qiladi.
Dispersiya jarayonlarida ultratovushli kavitatsiya uchun bir nechta potentsial ilovalar mavjud, jumladan emulsiyalar ishlab chiqarish, pigmentlar va plombalarning tarqalishi va zarrachalarning deaglomeratsiyasi. Ultrasonik kavitatsiya zarrachalarni tarqatishning samarali usuli bo'lishi mumkin, chunki u yuqori kesish kuchlari va energiya sarfini yaratishi mumkin, shuningdek, harorat va bosim kabi boshqa muhim jarayon parametrlari aniq nazorat qilinishi mumkin, bu jarayonni o'ziga xos ehtiyojlariga moslashtirishga imkon beradi. ilova. Ushbu aniq jarayon nazorati sonikatsiyaning muhim afzalliklaridan biridir, chunki yuqori sifatli mahsulotlar ishonchli va takror ishlab chiqarilishi mumkin va zarrachalar yoki suyuqlikning istalgan istalmagan degradatsiyasining oldini oladi.

Mustahkam va tozalash oson

Ultrasonik reaktor reaktor idishi va ultratovushli sonotroddan iborat. Bu eskirish mumkin bo'lgan yagona qism va uni bir necha daqiqada osongina almashtirish mumkin. Tebranish-ajratish gardishlari sonotrodni har qanday yo'nalishda ochiq yoki yopiq bosimli konteynerlarga yoki oqim hujayralariga o'rnatishga imkon beradi. Rulmanlar kerak emas. Oqim xujayrasi reaktorlari odatda zanglamaydigan po'latdan yasalgan va oddiy geometriyaga ega va osongina qismlarga ajratilishi va o'chirilishi mumkin. Kichik teshiklar yoki yashirin burchaklar yo'q.

Joy Ultrasonik tozalovchi

Ilovalarni tarqatish uchun ishlatiladigan ultratovush intensivligi odatdagi ultratovushli tozalashga qaraganda ancha yuqori. Shuning uchun ultratovush quvvati yuvish va yuvish paytida tozalashga yordam berish uchun ishlatilishi mumkin, chunki ultratovushli kavitatsiya sonotroddan va oqim hujayra devorlaridan zarralar va suyuqlik qoldiqlarini olib tashlaydi.