NLEen menger gebruikte ooit een kleurconcentraat van 55% roet dat er in pelletvorm onberispelijk uitzag. Bij de vormer produceerden dezelfde pellets grijze strepen op elk dunwandig onderdeel. De oorzaak lag niet bij de pigmentleverancier, de tegenvaller of de vormmachine. Het was het dispersiewerk dat stroomopwaarts werd uitgevoerd, in het extrudervat.
Een masterbatch-kleurconcentraat is slechts zo goed als het mengen dat plaatsvindt voordat de pellets worden gemaakt. Er wordt geen kleur op de pellet aangebracht; het is erin vermengd. Om die reden moeten verwerkers die kleurconcentraat kopen, en compounders die het produceren, verder kijken dan de uiteindelijke kleur en de samenstelling, het proces en de apparatuur begrijpen waarmee deze wordt gemaakt.
Wat is een Masterbatch-kleurconcentraat?
Kleurconcentraat, ook wel kleurmasterbatch genoemd, is een korrelig mengsel waarin pigmenten of kleurstoffen in hoge concentratie voorgedispergeerd worden in een dragerhars. Het is een vast concentraat dat wordt verdund of in het basispolymeer wordt gelaten tijdens het spuitgieten, filmblazen of extrusie. De meeste toepassingen gebruiken een toeschietratio tussen 1:20 en 1:100 op gewichtsbasis, wat overeenkomt met een dosering van ongeveer 1% tot 5%.
Drie componenten doen het werk:
| Onderdeel | Functie in het concentraat | Typisch aandeel |
|---|---|---|
| Pigment systeem | Levert kleur, dekking en kleurkracht (carbon black, titaniumdioxide, organische en anorganische pigmenten) | 15–75% |
| Dragerhars | Draagt het pigment en moet bevochtigen en zich vermengen met het basispolymeer | 20-70% |
| Additief pakket | Dispergerende wassen, antioxidanten, UV-stabilisatoren, technische hulpstoffen | 2–15% |
Deze cijfers verklaren waarom een bereidingslijn van de ene bestelling tot de andere zeer verschillende formuleringen moet verwerken. Een witte masterbatch wordt gedomineerd door titaniumdioxide, terwijl een transparant organisch kleursysteem voornamelijk uit drager en was bestaat. De apparatuur, en niet alleen het recept, moet zich aan beide aanpassen.
Het samenstellen van kleur tot een concentraat in plaats van het doseren van ruw pigment aan de pers is om drie praktische redenen zinvol:
- Kosten: pigment wordt in bulk gekocht en het dure dispersiewerk wordt één keer door de compounder gedaan.
- Netheid: pellets vervangen stoffig poeder, wat het huishouden en de veiligheid van de operator verbetert.
- Consistentie: een correct gemaakt concentraat zorgt voor een herhaalbare kleur van batch tot batch, wat met directe pigmentdosering zelden wordt bereikt.
Hoe wordt een kleurconcentraat gemaakt?
Het maken van kleurconcentraat is geen eenvoudige mix-en-extrudeeroperatie. Het pigment moet eerst worden gedeagglomereerd, dat wil zeggen in primaire deeltjes worden gebroken, vervolgens door de drager worden bevochtigd en gelijkmatig door de smelt worden verdeeld. De industriestandaard voor deze taak is een meedraaiende dubbelschroefsextruder.
- Meng het pigment, de dragerhars, de was en de additieven vooraf in een hogesnelheidsmixer.
- Voer het mengsel nauwkeurig in met verlies-in-gewicht-feeders bij de hoofdkeel.
- Smelt en meng in het vat met dubbele schroef; kneedblokken passen gecontroleerde afschuiving toe om pigmentagglomeraten te breken.
- Homogeniseer met mengelementen zodat elke pellet dezelfde kleurkracht heeft.
- Pelletiseren met strand-, waterring- of onderwaterpelletisering, vervolgens drogen en classificeren.
Co-roterende extruders met dubbele schroef domineren dit proces omdat ze afschuiving combineren met zelfreinigende schroefgeometrie en een modulair schroefontwerp. Een enkelschroefsextruder mist daarentegen de lokale hoge afschuiving die nodig is om harde agglomeraten af te breken en biedt veel minder controle over de verblijftijd.
Een volledige lijn is een reeks eenheden in plaats van een enkele machine. De onderstaande tekening toont de typische lay-out van een masterbatch-compoundlijn.
Hoe beoordeelt u de kwaliteit van het kleurconcentraat?
Het uiterlijk alleen kan een kleurconcentraat niet certificeren. Twee pellets uit dezelfde batch kunnen er identiek uitzien, maar er zal er één in het laatste deel strepen veroorzaken. Objectief testen is de enige betrouwbare route.
| Parameter | Wat het meet | Typisch acceptatieniveau |
|---|---|---|
| Verspreiding rating (ISO 18553) | Grootte en aantal niet-gedispergeerde pigmentagglomeraten in een dunne plaque | Beoordeling ≤ 3 voor de meeste kritische filmtoepassingen |
| Filterdrukwaarde (FPV) | Drukstijging door een filterpakket onder constante smeltstroom; hoge waarden betekenen slechte dispersie of gels | Lager dan de referentie; te vergelijken met een goedgekeurde masterbatch |
| Kleurverschil ΔE | Verschil tussen batch- en standaardkleur | ΔE ≤ 1,0 voor kritische tinten |
| Vochtgehalte | Water geabsorbeerd door de drager en additieven | Minder dan 0,1% voor de meeste polyolefinesystemen |
ISO 18553 is de gebruikelijke methode voor het beoordelen van pigmentdispersie. Een laboratorium drukt een dunne plak uit het concentraat en telt onder vergroting de grootte en het aantal niet-gedispergeerde agglomeraten. De resulterende beoordeling, doorgaans tussen 1 en 6, is veel nuttiger dan een visuele controle.
Twee gebreken domineren de klachten van klanten. De eerste zijn zwarte stippen: donkere deeltjes die verschijnen wanneer pigmentagglomeraten of afgebroken polymeer niet door het smeltfilter worden verwijderd. De tweede is strepen, meestal veroorzaakt door onvolledig smelten, een onjuiste toeschietratio of een schroefontwerp met te weinig menging. De relatie tussen procesomstandigheden en dergelijke defecten wordt uitgelegd in hoe zwarte stippen en belletjes verschijnen in gemodificeerde kunststoffen .
Apparatuurkeuzes die bepalend zijn voor de kwaliteit van het concentraat
Of u nu een nieuwe lijn uitrust of een bestaande lijn upgradet, vier beslissingen bepalen of het concentraat zal voldoen aan de doelstellingen op het gebied van spreiding, kosten en consistentie.
- Specifiek koppel. Door een hoger specifiek koppel kan de schroef meer afschuifenergie overbrengen zonder de smelttemperatuur te verhogen. Dat is van belang voor moeilijke pigmenten in organische kleursystemen. Lijnen die consequent hoge belastingen moeten uitvoeren, profiteren van een speciale hoogwaardige dubbelschroefsextruder
Fabrikanten van productielijnen voor engineering van kunststof extrusie Kunwei Langsheng Extrusie Intelligent Equipment Co., Ltd is China KTS High Performance engineering kunststof extrusie productielijn man... Bekijk Product → met een ontwerpspecifiek koppel tot 14 Nm/cm³. - Voeden accuracy. Pigmenten met een slechte vloeiing, roet en zeer fijngemalen additieven moeten gravimetrisch worden gedoseerd. EEN zijtoevoer
Aangepaste fabrikanten van schroefextruders, leveranciers Kunwei Langsheng Extrusie Intelligent Equipment Co., Ltd is China op maat gemaakte schroefextruder zijtoevoerfabrikanten en schroefextruder zij... Bekijk Product → is vaak de juiste keuze wanneer het pigment of vulmiddel stroomafwaarts van de smeltzone wordt toegevoegd, wat warmtegevoelige dragers beschermt en het vulniveau verhoogt. - Pelletiserende methode. Het pelletiseren van strengen is flexibel en goedkoop; een moderne onderwater pelletiseersysteem
Fabrikanten van onderwaterpelletiseersystemen voor schroefextruders, leveranciers Kunwei Langsheng Extrusie Intelligent Equipment Co., Ltd is China op maat gemaakte schroefextruder onderwater pelletiseersysteemfabrikanten en ... Bekijk Product → geeft een hogere output, minder stof en een betere verwerking van kleverige of zachte concentraten. - Schroefontwerp en L/D-verhouding. Een langer vat met speciale mengzones zorgt voor de verblijftijd en energie die nodig zijn voor volledige kleurontwikkeling. Te veel afschuiving tast echter warmtegevoelige dragers aan, dus de schroefconfiguratie moet worden afgestemd op het pigmenttype.
Het praktische effect van de koppelklasse op het vermogen wordt hieronder weergegeven:
Ervaring met complete masterbatchlijnen is ook van belang. Een volledige leverancier ontwerpt de feeder, extruder, smeltfilter en pelletiseermachine als één systeem. Voor een bestaande lijn kan het achteraf aanpassen net zo effectief zijn als een nieuwe aankoop: het toevoegen van een zijtoevoer, het vervangen van schroefelementen of het upgraden van de pelletiseersectie zijn gebruikelijke manieren om een betere kleurconsistentie te bereiken. EEN masterbatch extrusiepelletiseerlijn met dubbele schroef project kan bijvoorbeeld de pigmentbelasting verhogen en de omsteltijd verkorten zonder de hele fabriek te vervangen.
Veelgestelde vragen
Q1. Wat is een masterbatch-kleurconcentraat?
Het is een geconcentreerd mengsel van pigmenten, dragerhars en additieven, geleverd als vrijstromende pellets. Het wordt in een klein percentage aan het basispolymeer toegevoegd om de uiteindelijke kleur te verkrijgen.
Vraag 2. Wat is het verschil tussen masterbatch en gekleurde hars?
Een masterbatch is een concentraat dat verdund moet worden; een gekleurde hars is al gepigmenteerd tot de eindconcentratie. Masterbatch geeft verwerkers de flexibiliteit om van kleur te veranderen zonder de harskwaliteit te veranderen.
Q3. Welke afknapperratio moet ik gebruiken?
Typisch 1% tot 5% op gewichtsbasis. De exacte waarde hangt af van de pigmentsterkte, wanddikte en doelkleur; Volg altijd het gegevensblad en voer een kleine proef uit vóór productie.
Q4. Waarom verschijnen er zwarte stippen in het laatste deel?
Zwarte stippen zijn meestal afkomstig van niet-gedispergeerde pigmentagglomeraten, afgebroken polymeer of verontreinigde smelt. Een correcte dispersiewaarde, een geschikt schroefontwerp en de juiste cilindertemperatuur kunnen de meeste oorzaken elimineren.
Vraag 5. Kan één masterbatch voor meerdere polymeren worden gebruikt?
Alleen als de dragerhars compatibel is. Een polyolefine masterbatch is niet geschikt voor PET of PC. Controleer altijd de compatibiliteit van de drager voordat u het basispolymeer verwisselt om waas of slechte hechting te voorkomen.
Vraag 6. Hoe kies ik een masterbatchproductielijn?
Evalueer het specifieke koppel, de nauwkeurigheid van de feeder, de pelletiseertechnologie, de schroefconfiguratie en de referenties van de leverancier in uw materiaal. Een leverancier met volledige ervaring kan integratiefouten tussen de feeder, extruder en pelletiseermachine voorkomen.
