امواج فراصوت به دلیل ابزار دقیق و قابل اعتماد خود برای هموژنازیسیون، پراکندگی و امولسیون‌سازی فرمولاسیون‌های رنگ و رنگدانه مایع، بسیار شناخته شده است. هموژنایزر های فراصوت نه تنها امولسیون‌ها و دیسپرسیون‌های رنگ بسیار پایدار و یکنواخت تولید می‌کنند، بلکه از التراسونیکاتورها برای آسیاب کردن و آسیاب کردن رنگدانه‌ها، نانومواد و ذرات اولیه نیز استفاده می‌شود. این امر هموژنایزر های فراصوت را برای تولید خمیر رنگدانه و فرمولاسیون‌های رنگ ایده‌آل می‌کند. التراسونیکاتورهای صنعتی توزیع اندازه ذرات بسیار یکنواختی را در محدوده میکرون و نانو ارائه می‌دهند. به دلیل نتایج پراکندگی و آسیاب عالی، هموژنایزر های فراصوت توسط صنعت رنگ به عنوان یکی از بهترین روش های اختلاط رنگ و خمیر رنگدانه موجود به کار گرفته می‌شوند.
“دستگاه اولتراسونیک” دستگاه یا وسیله خاصی است که امواج اولتراسونیک را برای انجام کارهایی مانند مخلوط کردن، همگن کردن، پراکنده کردن یا امولسیون کردن مایعات تولید می‌کند.
اولتراسونیک از انرژی اولتراسونیک برای ایجاد نیروهای برشی بالا در یک محیط مایع استفاده می‌کنند که منجر به تجزیه ذرات، بهبود اختلاط و پراکندگی بیشتر مواد می‌شود. آنها معمولاً در آزمایشگاه‌ها و کاربردهای صنعتی برای پردازش مایعات استفاده می‌شوند.
چه ویسکوزیته بالا، چه بار ذرات زیاد، چه پایه آبی یا حلالی – با استفاده از اولتراسونیکاتورها می‌توانید هر فرمولاسیونی را پردازش کنید.
نیروهای برشی بالای تولید شده توسط کاویتاسیون صوتی، ذرات را به قطر ذرات بسیار ریز کاهش می‌دهند و پراکندگی یکنواختی را فراهم می‌کنند. تنظیم پارامترهای اولتراسونیکاسیون بر اساس الزامات ذرات و فرمولاسیون شما، امکان تولید قابل اعتماد رنگدانه‌های نانو را فراهم می‌کند.
برای به دست آوردن خواص نوری صحیح، اندازه ذرات رنگدانه باید کنترل شود. معمولاً کدورت با اندازه ذرات مرتبط است: هرچه اندازه ذرات ریزتر باشد، کدورت بیشتر است. به عنوان مثال، TiO2 (رنگ سفید) به طور خاص به اندازه ذرات 0.20 تا 0.3 میکرون پردازش می‌شود که تقریباً معادل نصف طول موج نور است. اولتراسونیکاسیون رنگدانه‌های TiO2 را به اندازه بهینه خود کاهش می‌دهد، به طوری که پنهان شدن نهایی حاصل می‌شود.
اندازه ذرات کوچکتر منجر به اشباع رنگ بیشتر، ثبات رنگ و پایداری بیشتر می‌شود. نیروهای شدید و در عین حال دقیقاً قابل کنترل فراصوت، امکان تولید نانوذرات اصلاح‌شده و عامل‌دار را فراهم می‌کنند. چنین ذراتی ویژگی‌های منحصر به فردی را نشان می‌دهند و فرمولاسیون رنگ یا پوشش را به سطح جدیدی از کیفیت و عملکرد ارتقا می‌دهند (به عنوان مثال مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر خراش، استحکام، چسبندگی، مقاومت در برابر حرارت بالا، بازتاب مادون قرمز و خورشیدی).
برای تولید رنگ، اجزایی مانند رنگدانه‌ها، چسب‌ها/تشکیل‌دهنده‌های فیلم، رقیق‌کننده‌ها/حلال‌ها، رزین‌ها، پرکننده‌ها و افزودنی‌ها باید با هم مخلوط شوند تا یک فرمولاسیون همگن ایجاد شود. رنگدانه‌ها جزء تعیین‌کننده‌ای هستند که به رنگ رنگ می‌دهند. مهم‌ترین رنگدانه سفید TiO2 است که باید تا اندازه ذرات بهینه بین 0.2 تا 0.3 میکرون آسیاب شود تا درجه سفیدی، روشنایی، کدورت و ضریب شکست بسیار بالایی را نشان دهد. نیروهای برشی اولتراسونیک، جداسازی و پراکندگی بسیار مؤثر و کم‌مصرف ذرات TiO2 را فراهم می‌کنند.
خواص: عموماً ضریب شکست پایین‌تری دارد و کدورت کمتری نسبت به TiO2 روتیل دارد. اغلب در کاربردهایی استفاده می‌شود که سفیدی نرم‌تر قابل قبول است.
کاربردها: معمولاً در پوشش‌ها، پلاستیک‌ها و برخی محصولات آرایشی استفاده می‌شود.
رزین‌ها/افزودنی‌ها: ممکن است از رزین‌های اکریلیک یا آلکیدی برای پوشش‌ها به همراه سورفکتانت‌ها برای بهبود پراکندگی استفاده شود.
خواص: به دلیل کدورت، روشنایی و دوام بالا شناخته شده است. ضریب شکست بالاتری دارد که آن را به عنوان یک رنگدانه سفید مؤثرتر می‌کند.
کاربردها: به طور گسترده در رنگ‌ها، پوشش‌ها، پلاستیک‌ها و کاغذ استفاده می‌شود.
رزین‌ها/افزودنی‌ها: اغلب با رزین‌های با کارایی بالا مانند پلی اورتان یا اپوکسی برای پوشش‌ها ترکیب می‌شود. افزودنی‌ها ممکن است شامل پراکنده‌کننده‌ها، تثبیت‌کننده‌ها و عوامل ضد ته‌نشینی برای افزایش عملکرد باشند.
خواص: کمتر از آناتاز و روتیل رایج است، با خواص نوری منحصر به فرد.
کاربردها: استفاده محدود در کاربردهای تخصصی. بیشتر یک کالای جمع‌کننده است.
رزین‌ها/افزودنی‌ها: انتخاب رزین‌ها و افزودنی‌ها به کاربرد خاص و خواص مورد نظر بستگی دارد.
رایج‌ترین رنگدانه مورد استفاده در رنگ سیاه. از احتراق ناقص هیدروکربن‌ها ساخته می‌شود و کدورت و قدرت رنگ‌دهی عالی را فراهم می‌کند.
این رنگدانه که با نام مشکی عاجی نیز شناخته می‌شود، از استخوان‌های سوخته حیوانات ساخته می‌شود و در مقایسه با مشکی کربنی، رنگ گرم‌تری دارد.
یک رنگدانه مشکی مصنوعی ساخته شده از اکسید آهن است که از مشکی کربنی شدت کمتری دارد اما پوشش خوبی ایجاد می‌کند و در برابر محو شدن یا تغییر رنگ در معرض نور، به ویژه نور ماوراء بنفش (UV)، مقاوم‌تر است.
همانطور که قبلاً اشاره کردیم، هرچه رنگدانه کوچکتر باشد، جذب نور بیشتری خواهیم داشت و بنابراین رنگی بسیار مات‌تر به دست می‌آوریم.
رزین‌های اکریلیک که معمولاً در رنگ‌های پایه آب استفاده می‌شوند، چسبندگی، انعطاف‌پذیری و دوام خوبی را ارائه می‌دهند.
رزین‌های آلکید که در رنگ‌های پایه روغنی استفاده می‌شوند، سطحی صاف و دوام خوبی را ارائه می‌دهند.
این رزین‌ها دوام و مقاومت شیمیایی عالی را فراهم می‌کنند و اغلب در پوشش‌های با کارایی بالا استفاده می‌شوند.
هنگام کار با رنگ‌هایی که عناصر طبیعی در آنها دخیل هستند، معمولاً رنگدانه‌های بسیار بزرگی خواهید داشت که ممکن است برای رنگ‌ها نامطلوب باشند. در نتیجه، اگر بخواهید هر رزین و یا افزودنی را به این رنگ اضافه کنید و آن را با یک هموژنایزر معمولی بدون آسیاب کردن قبلی امولسیون کنید، با مشکل مواجه خواهید شد.
اول: هموژنایزر نمی‌تواند بیش از مقدار مشخصی از رنگ شما را همگن کند، به این معنی که رنگ شما کاملاً همگن نخواهد شد.
دوم: در نتیجه این، هورن هموژنایزر شما بیش از حد گرم می‌شود و این گرم شدن بیش از حد باعث می‌شود رزین موجود در رنگ سفت شود و رنگ شما غیرقابل استفاده شود.
بنابراین اگر نمی‌خواهید هزینه اضافی برای آسیاب کردن (milling) بپردازید، بهتر است قبل از اضافه کردن هرگونه رزین و یا افزودنی، رنگ خود را همگن کنید. پس از هموژنازیسیون، بهتر است رزین و افزودنی‌ها را با دست یا با دستگاهی که گرما تولید نمی‌کند، مخلوط کنید.
گریندومتر وسیله‌ای است که برای اندازه‌گیری اندازه ذرات سوسپانسیون‌ها، معمولاً جوهرهایی مانند جوهرهای مورد استفاده در چاپ یا رنگ‌ها، استفاده می‌شود. این وسیله از یک بلوک فولادی با کانالی با عمق متغیر که در آن تراشیده شده است، تشکیل شده است که از عمق مناسبی برای نوع سوسپانسیون مورد نظر شروع می‌شود و کم‌کم کم‌عمق‌تر می‌شود تا اینکه با سطح بلوک هم‌سطح شود. عمق شیار روی یک مقیاس درجه‌بندی شده در کنار آن مشخص شده است.
تهران، میدان آزادی، خیابان محمد خانی، جنب مسجد المهدی، پلاک 161، واحد 3
چهارراه ولیعصر - خیابان ولیعصر - کوچه بالاور - ساختمان ابن سینا (برج فناوری دانشگاه امیر کبیر) - طبقه منفی 1 - واحد 7 - اتاق 23
