ENGZmiešavač kedysi vyrobil 55% koncentrát farby na báze sadzí, ktorý vyzeral bezchybne vo forme peliet. Vo formovači tie isté pelety vytvárali sivé pruhy na každej tenkostennej časti. Príčinou nebol dodávateľ pigmentu, pomer znižovania alebo formovací stroj. Bola to disperzná práca vykonaná proti prúdu, vo vnútri valca extrudéra.
Predzmesový farebný koncentrát je len taký dobrý, ako dobré je miešanie, ktoré sa deje pred výrobou peliet. Farba nie je nanesená na peletu; je do nej zložený. Z tohto dôvodu sa musia spracovatelia, ktorí nakupujú farebný koncentrát, a výrobcovia zmesí, ktorí ho vyrábajú, pozerať za konečnú farbu a porozumieť zloženiu, procesu a zariadeniu, ktoré ho vytvára.
Čo je to farebný koncentrát masterbatch?
Farebný koncentrát, tiež nazývaný farebný masterbatch, je granulovaná zmes, v ktorej sú pigmenty alebo farbivá vopred dispergované vo vysokej koncentrácii v nosnej živici. Je to tuhý koncentrát, ktorý sa riedi alebo púšťa do základného polyméru počas vstrekovania, vyfukovania filmu alebo extrúzie. Väčšina aplikácií používa hmotnostný pomer medzi 1:20 a 1:100, čo zodpovedá dávke približne 1 % až 5 %.
Pracujú tri komponenty:
| Komponent | Funkcia v koncentráte | Typický podiel |
|---|---|---|
| Pigmentový systém | Dodáva farbu, kryciu schopnosť a pevnosť tónovania (sadze, oxid titaničitý, organické a anorganické pigmenty) | 15 – 75 % |
| Nosná živica | Nesie pigment a musí sa zvlhčiť a zmiešať so základným polymérom | 20 – 70 % |
| Balenie aditív | Dispergačné vosky, antioxidanty, UV stabilizátory, pomocné látky pri spracovaní | 2 – 15 % |
Tieto čísla vysvetľujú, prečo musí zlučovacia linka spracovávať veľmi odlišné formulácie od jednej objednávky k ďalšej. V bielej predzmesi dominuje oxid titaničitý, zatiaľ čo transparentný organický farebný systém je väčšinou nosič a vosk. Obom sa musí prispôsobiť výbava, nielen receptúra.
Zloženie farby do koncentrátu namiesto dávkovania surového pigmentu v lise má zmysel z troch praktických dôvodov:
- Cena: pigment sa nakupuje vo veľkom a nákladnú prácu s disperziou vykoná raz zmiešavač.
- Čistota: pelety nahrádzajú prašný prášok, čo zlepšuje upratovanie a bezpečnosť obsluhy.
- konzistencia: správne vyrobený koncentrát poskytuje opakovateľnú farbu od šarže k šarži, čo sa priamym dávkovaním pigmentu dosahuje len zriedka.
Ako sa vyrába farebný koncentrát?
Výroba koncentrátu farby nie je jednoduchá operácia miešania a vytláčania. Pigment sa musí najskôr deaglomerovať, to znamená rozbiť na primárne častice, potom navlhčiť nosičom a rovnomerne rozložiť v tavenine. Priemyselným štandardom pre túto úlohu je súbežne rotujúci dvojzávitovkový extrudér.
- Predzmiešajte pigment, nosnú živicu, vosky a prísady vo vysokorýchlostnom mixéri.
- Kŕmte zmes presne pomocou dávkovačov na chudnutie na hlavnom hrdle.
- Roztavte a zmiešajte v dvojzávitovkovom valci; hnetacie bloky používajú riadený strih na rozbitie pigmentových aglomerátov.
- Homogenizujte pomocou miešacích prvkov tak, aby každá peleta mala rovnakú intenzitu farby.
- Peletizujte povrazom, vodným krúžkom alebo peletizáciou pod vodou, potom vysušte a klasifikujte.
V tomto procese dominujú ko-rotujúce dvojzávitovkové extrudéry, pretože kombinujú šmyk s geometriou samostieracej závitovky a modulárnym závitovkovým dizajnom. Jednozávitovkovému extrudéru na porovnanie chýba lokálny vysoký strih potrebný na rozbitie tvrdých aglomerátov a ponúka oveľa menšiu kontrolu nad dobou zotrvania.
Kompletná linka je skôr sled jednotiek ako jeden stroj. Na obrázku nižšie je znázornené typické usporiadanie linky na miešanie predzmesi.
Ako hodnotíte kvalitu farebného koncentrátu?
Samotný vzhľad nemôže certifikovať farebný koncentrát. Dve pelety z rovnakej šarže môžu vyzerať identicky, ale jedna vytvorí v konečnej časti pruhy. Objektívne testovanie je jediná spoľahlivá cesta.
| Parameter | Čo meria | Typická úroveň prijatia |
|---|---|---|
| Disperzia rating (ISO 18553) | Veľkosť a počet nedispergovaných pigmentových aglomerátov v tenkom plaku | Hodnotenie ≤ 3 pre najkritickejšie filmové aplikácie |
| Hodnota tlaku filtra (FPV) | Nárast tlaku cez filtračný blok pri konštantnom prietoku taveniny; vysoké hodnoty znamenajú slabú disperziu alebo gély | nižšia ako referenčná hodnota; porovnať so schválenou predzmesou |
| Farebný rozdiel ΔE | Rozdiel medzi šaržou a štandardnou farbou | ΔE ≤ 1,0 pre kritické odtiene |
| Obsah vlhkosti | Voda absorbovaná nosičom a prísadami | Menej ako 0,1 % pre väčšinu polyolefínových systémov |
ISO 18553 je bežnou metódou na hodnotenie disperzie pigmentu. Laboratórium vytlačí z koncentrátu tenkú doštičku a pri zväčšení spočíta veľkosť a počet nedispergovaných aglomerátov. Výsledné hodnotenie, zvyčajne medzi 1 a 6, je oveľa užitočnejšie ako vizuálna kontrola.
V reklamáciách zákazníkov dominujú dve chyby. Prvým sú čierne škvrny: tmavé častice, ktoré sa objavia, keď sa zhluky pigmentu alebo degradovaný polymér neodstránia tavným filtrom. Druhým je pruhovanie, zvyčajne spôsobené neúplným roztavením, nesprávnym pomerom spustenia alebo konštrukciou skrutky s príliš malým miešaním. Vzťah medzi procesnými podmienkami a takýmito defektmi je vysvetlený v ako sa v upravených plastoch objavujú čierne škvrny a bubliny .
Voľby vybavenia, ktoré rozhodujú o kvalite koncentrátu
Či už vybavujete novú linku alebo modernizujete existujúcu, štyri rozhodnutia určujú, či koncentrát splní ciele rozptylu, nákladov a konzistencie.
- Špecifický krútiaci moment. Vyšší špecifický krútiaci moment umožňuje skrutke prenášať viac šmykovej energie bez zvýšenia teploty taveniny. To je dôležité pre zložité pigmenty v organických farebných systémoch. Linky, ktoré musia mať vysoké zaťaženie, neustále ťažia z vyhradenej vysokovýkonný dvojzávitovkový extrudér
Výrobcovia výrobných liniek na vytláčanie plastov Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd je Čína KTS vysokovýkonná strojárska výrobná linka na vytláčanie plastov... Zobraziť produkt → s konštrukčne špecifickým krútiacim momentom do 14 Nm/cm³. - Kŕmenie accuracy. Pigmenty so slabou tekutosťou, sadze a veľmi jemne mleté prísady sa musia dávkovať gravimetricky. A bočný podávač
Výrobcovia, dodávatelia s bočným podávačom závitovkového extrudéra na mieru Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd je čínsky výrobca vlastných závitových extrudérov s bočným podávačom a závitovkový extrudér sid... Zobraziť produkt → je často správnou voľbou, keď sa pigment alebo plnivo pridáva za tavnou zónou, čo chráni nosiče citlivé na teplo a zvyšuje úroveň plnenia. - Spôsob peletizácie. Peletizácia prameňov je flexibilná a lacná; moderný podvodný peletizačný systém
Výrobcovia, dodávatelia podvodného peletizačného systému so závitovkovým extrudérom Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd je čínsky výrobca zákazkových závitovkových extrudérov podvodných peletizačných systémov a ... Zobraziť produkt → poskytuje vyšší výkon, nižšiu prašnosť a lepšiu manipuláciu s lepkavými alebo mäkkými koncentrátmi. - Dizajn skrutiek a pomer L/D. Dlhší valec s vyhradenými miešacími zónami poskytuje čas zotrvania a energiu potrebnú na úplné vyvolanie farby. Príliš veľký šmyk však degraduje nosiče citlivé na teplo, takže konfigurácia skrutky musí byť prispôsobená typu pigmentu.
Praktický vplyv triedy krútiaceho momentu na výkon je uvedený nižšie:
Dôležité sú aj skúsenosti s kompletnými masterbatch linkami. Kompletný dodávateľ navrhuje podávač, extrudér, filter taveniny a peletizátor ako jeden systém. Pre existujúcu linku môže byť dodatočné vybavenie rovnako efektívne ako nový nákup: pridanie bočného podávača, výmena skrutkových prvkov alebo modernizácia peletovacej časti sú bežné cesty k lepšej konzistencii farieb. A masterbatch dvojzávitovková extrúzna peletizačná linka projekt môže napríklad zvýšiť množstvo pigmentu a skrátiť čas prechodu bez výmeny celého závodu.
Často kladené otázky
Q1. Čo je to koncentrát farieb predzmesi?
Ide o koncentrovanú zmes pigmentov, nosnej živice a aditív dodávaných ako sypké pelety. Pridáva sa do základného polyméru v malom percente na dodanie konečnej farby.
Q2. Aký je rozdiel medzi predzmesou a farebnou živicou?
Predzmes je koncentrát, ktorý sa musí riediť; farebná živica je už pigmentovaná na konečnú koncentráciu. Masterbatch dáva spracovateľom flexibilitu meniť farby bez zmeny triedy živice.
Q3. Aký pomer zníženia by som mal použiť?
Typicky 1 % až 5 % hmotn. Presná hodnota závisí od sily pigmentu, hrúbky steny a cieľového odtieňa; vždy postupujte podľa údajového listu a pred výrobou vykonajte malú skúšku.
Q4. Prečo sa v záverečnej časti objavujú čierne škvrny?
Čierne škvrny zvyčajne pochádzajú z nedispergovaných pigmentových aglomerátov, degradovaného polyméru alebo kontaminovanej taveniny. Správne hodnotenie rozptylu, vhodný dizajn skrutky a správna teplota valca môžu eliminovať väčšinu príčin.
Q5. Môže sa jedna predzmes použiť pre niekoľko polymérov?
Iba ak je nosná živica kompatibilná. Polyolefínová predzmes nie je vhodná pre PET alebo PC. Pred výmenou základného polyméru vždy skontrolujte kompatibilitu nosiča, aby ste sa vyhli zákalu alebo zlej priľnavosti.
Q6. Ako si vyberiem výrobnú linku masterbatch?
Vyhodnoťte špecifický krútiaci moment, presnosť podávača, technológiu peletovania, konfiguráciu skrutky a referencie dodávateľa vo vašom materiáli. Dodávateľ so skúsenosťami s kompletnou linkou môže zabrániť zlyhaniam integrácie medzi podávačom, extrudérom a peletizérom.
