ENGPrerađivač koji pokreće liniju za PP ploče punjene 30% kalcijevim karbonatom proveo je tjedan dana tražeći crne mrlje koje su se pojavile samo na jednoj boji. Dobavljač pigmenta nije bio kriv. Stigla je nova masterbatch boja s grubljom disperzijom i 4% otpuštanja, a postojeći profil vijka nije mogao smočiti pigment pri tom opterećenju. Vrstu, dozu i postavke stroja odabrale su tri različite osobe i nitko ih nije uspoređivao.
To je praktična lekcija koja stoji iza ove teme: vrste masterbatcheva, primjene i proces proizvodnje čine jedan lanac odlučivanja, a ne tri odvojene teme. Odaberite vrstu prema funkciji, potvrdite je u odnosu na disperziju aplikacije i ograničenja usklađenosti, zatim provjerite da ruta procesa može isporučiti tu disperziju na izlazu koji vam je potreban. Ispravite narudžbu i većina problema s kvalitetom nestaje prije nego što se izreže prvi pelet.
Ukratko, masterbatch je koncentrirani pigment ili paket aditiva, obično 5% do 85% krutine, raspršen u smoli nosača i isporučen kao pelete ili mikro-pelete. Otpušta se u konačni polimer u otprilike 1–5 % za boje i stupnjeve aditiva, te u većim omjerima za koncentrate punila. Proces proizvodnje postoji kako bi se izgradio taj koncentrat i kako bi svaka čestica bila ravnomjerno raspoređena unutar njega.
Vrste masterbatch-a: četiri načina klasifikacije, jedan način odabira
Industrija razvrstava masterbatcheve po četiri osi: funkcija (što radi), nosač (s čime je kompatibilan), obitelj boja (crna, bijela, u boji) i krajnji proces (brizganje, puhanje, film, predenje). Za projektiranje procesa, funkcija i nosač odlučuju gotovo o svemu; završni proces odlučuje o omjeru otpuštanja i kvaliteti disperzije koju morate postići.
| Vrsta | Nosač i tipične čvrste tvari | Funkcija | Tipične primjene | Što kupci provjeravaju |
|---|---|---|---|---|
| Bijela | PE ili PP nosač, 50–70% TiO2 | Zamućivanje i izbjeljivanje | Film, vrećice, cijevi, ploče, dijelovi za brizganje | Pokrivna moć, plavi podton, TiO2 aglomerati |
| Crna | PE nosač, 25-45% čađe | Boja plus UV zaštita | Cijev za navodnjavanje, geosintetika, plašt kabela | Struktura čađe, vrijednost tlaka filtera |
| Boja | Nosač usklađen sa smolom, 20–50% pigmenta | Marka i boja proizvoda | Ambalaža, roba široke potrošnje, oprema za automobile | Boja difference tolerance, pigment heat stability |
| Aditiv | 5–20% aktivnog sastojka u kompatibilnom nosaču | UV, antioksidans, klizanje, anti-blok, otporan na plamen, antistatik | Film, vlakno, kabel, inženjerski dijelovi | Aktivni sadržaj, kompatibilnost s nositeljem, migracija |
| Punilo | 70–85% CaCO3 ili talk | Smanjenje troškova, krutost, dimenzijska stabilnost | Limovi, profili, cijevi, profilirani dijelovi | Veličina čestica na vrhu, vlaga, nasipna gustoća |
Aplikacije odlučuju o specifikaciji, a ne obrnuto
Zahtjevi aplikacije izravno se prevode u postavke procesa. Tri faktora dominiraju razgovorom u gotovo svakom upitu.
- Omjer ispuštanja. Tanki film može raditi s 1-2% masterbatch-a, debeli sloj s 4-6%. Nizak omjer zahtijeva finiji, bolje raspršeni koncentrat; visok omjer daje vijku više materijala za rad, ali povećava zakretni moment i stabilnost dodavanja.
- Disperzija nasuprot filtraciji. Film i vlakna gotovo ne podnose aglomerate, tako da je vrijednost tlaka filtra koncentrata važnija od njegove jačine boje. Kalupirani dijelovi i profili daleko su lakši.
- Toplinska i regulatorna ovojnica. Ocjene za kontakt s hranom, toplinska stabilnost pigmenta i talište nosača sužavaju izbor prije nego što se raspravlja o opremi.
Tipični parovi izgledaju ovako: film za pakiranje i vrećice koriste bijele i kolor masterbačeve na PE nosačima u količini od 1-3%; cijevi i vodovi za navodnjavanje koriste crni koncentrat za UV zaštitu plus masterbatch punila za krutost i cijenu; žica i kabel oslanjaju se na vatrootporne i crne stupnjeve s jakom filtracijom; dijelovi unutrašnjosti automobila zahtijevaju strogu toleranciju na boju i starenje na toplini; vlakna i netkani materijal zahtijevaju mali broj gela i nosač usklađen s temperaturom predenja; inženjerska plastika i električne komponente trebaju nosače na višim temperaturama kao što su PA, PBT ili PC/ABS mješavine.
Proces proizvodnje, korak po korak
Slijed je izuzetno stabilan među proizvođačima. Ono što se mijenja je oprema iza svakog koraka.
- Vaganje i doziranje. Pigment, aditiv, nosač i vosak važu se gravimetrijski, s tipičnom točnošću doziranja oko ±0,5% za aktivne sastojke. Ovdje se greške ne mogu ispraviti nizvodno.
- Predmiksanje. Mješalica velike brzine vlaži pigment voskom ili disperzantom i razbija labave aglomerate. Bilježe se nasipna gustoća praha i vlaga, jer oboje utječe na kasnije hranjenje.
- Smjesa taline. Ko-rotirajući dvopužni ekstruder plastificira smjesu, zatim primjenjuje disperzivno miješanje kroz blokove za gnječenje i distribucijsko miješanje kroz transportne elemente. Vakuumska ventilacija uklanja vlagu i hlapljive tvari; dodatni filter za taljenje štiti opremu koja slijedi.
- Peletiranje. Peletiranje niti u vodenoj kupelji, rezanje vodenim prstenom na vrućoj površini ili podvodno peletiranje, odabrano prema protoku i čvrstoći taljenja.
- Odvodnjavanje i sušenje. Centrifugalni sušač ili zračni nož uklanja površinsku vodu prije nego peleti dospiju na sito.
- Prosijavanje. Vibracijsko sito odstranjuje sitne čestice i višak, gdje se obično rješavaju problemi s prašinom peleta.
- Ispitivanje i pakiranje. Prije pakiranja u vreće ili oktabine od 25 kg provjerava se vrijednost tlaka filtera, razlika u boji, vlaga, sadržaj pepela i geometrija peleta.
Supostoje tri proizvodna pravca
- Kontinuirano miješanje s dva puža je dominantan put za boje, crne, bijele i aditivne masterbatcheve: kratko vrijeme zadržavanja, snažno disperzivno miješanje, brza promjena.
- Mjesilica s jednim pužom odgovara vrlo visokim punilima i sustavima osjetljivim na toplinu, dobro vlaži grube prahove, ali sa sporijim čišćenjem između boja.
- Suho miješanje ili premazivanje prahom u potpunosti preskače korak taljenja; disperzija tada ovisi o vlastitom ekstruderu kupca, što je rizik koji vrijedi otvoreno navesti prilikom odabira.
Usklađivanje opreme s formulacijom
Specifični moment je prva brojka koju vrijedi provjeriti. Stroj klase 9 Nm/cm³ udobno obrađuje standardne boje i aditive. Vijak od 14 Nm/cm³, kao što je dizajn koji je KUNWEI izradio za dužnost miješanja, osigurava više slobodnog volumena po okretaju, tako da ista bačva može nositi veći omjer punjenja prahom niske nasipne gustoće prije nego što dosegne gornju granicu okretnog momenta. To je ono što omogućuje da masterbatch punila pri 80% punjenja radi komercijalnim brzinama, a ne laboratorijskim.
Konfiguracija vijaka obično je važnija od glavnog momenta. Disperzivno miješanje događa se u blokovima za gnječenje od 45° i 90° postavljenim nakon zone taljenja; obrnuti element stvara brtvu taline potrebnu za vakuumsko odzračivanje; a bočni dovod nizvodno od topljenja dopušta da punila i sredstva za pojačavanje uđu kao odvojeni tok umjesto da budu povučeni kroz dovodni otvor. Za sustave s visokim sadržajem punjenja, nizvodno dodavanje često je razlika između stabilnog izlaza i konstantnog udara.
KTS serija dvopužnih ekstrudera visokih performansi Serija dvopužnih ekstrudera visokog zakretnog momenta za inženjersku plastiku, s više veličina modela i opcijama zakretnog momenta/brzine za proizvodne linije za spajanje. Pogledajte proizvod → Stabilnost protoka materijala počinje u dodavaču, a ne u cijevi. Doziranje s gubitkom težine održava omjer aktivnih sastojaka unutar djelića postotka, dok stožasti i bočni dodavači rukuju prahovima koji premošćuju ili fluidiziraju u konvencionalnom lijevu. Provjera raspona ulagača u odnosu na stvarnu gustoću vašeg pigmenta je petominutna vježba koja sprječava tjedne pomicanja boje.
Bočni dodavač za hranjenje prahom i kratkim vlaknima Sustav bočnog ekstrudera s prisilnim punjenjem za prah, kratka vlakna ili predsmjesu, s pumpanjem bačve s negativnim tlakom za poboljšanje nasipne gustoće i učinkovitosti dodavanja. Pogledajte proizvod → Peletiranje zatvara petlju. Peletiranje niti u vodenoj kupelji ostaje fleksibilan izbor za male serije i boje osjetljive na toplinu; rezanje s vodenim prstenom na vrućoj površini odgovara srednjem učinku i spojevima tipa PVC-a; podvodno peletiranje ima visoku propusnost i održava niske emisije prašine. Kada postojeći masterbatch linija za peletiranje dvopužnom ekstruzijom ponovno ocjenjuje, peletizator je često usko grlo, a ne ekstruder.
Podvodni sustav peletiranja za granulaciju sa smanjenim udjelom prašine Podvodni sustav za vruće rezanje s površinom kalupa koji hladi i oblikuje kuglice u zatvorenom vodenom krugu, pomaže u kontroli prašine i ponovnom korištenju vode za hlađenje. Pogledajte proizvod → Kontrola kvalitete i nedostaci koji se stvarno pojavljuju
Većina pritužbi na liniji za masterbatch vodi do jednog od šest uzroka. Tablica ispod je kratka verzija razgovora o pronalaženju grešaka koji vrijedi imati prije instalacije.
| Simptom | Uobičajeni uzrok | Provjerite ili popravite |
|---|---|---|
| Mrlje ili čestice gela u završnom dijelu | Nedovoljan disperzivni rad, hladno punjenje, aglomerati pigmenta | Ispitivanje vrijednosti tlaka filtra, položaj bloka za gnječenje, specifični unos energije |
| Promjena boje od serije do serije | Netočnost doziranja, neusklađenost nosača | Provjerite gravimetrijsku kalibraciju, izmjerite razliku u boji na spektrofotometru |
| Mjehurići ili praznine unutar kuglice | Vlaga u punilima, slaba ventilacija | Osušite punila prije prethodnog miješanja, provjerite vakuumski otvor i temperaturu taline |
| Višak sitnih čestica i prašine | Pogrešan promjer otvora za matricu, loše hlađenje niti, istrošeni noževi | Temperatura vodene kupelji, brzina rezača, pregled oštrice |
| Izrada kalupa i ploča | Aditiv bloom, low-melting carrier | Preformulirajte nosač, polirajte površine kalupa, pregledajte punjenje aditiva |
| Pad izlaza s visokim punilom | Preplavljena zona punjenja, dostignuta je granica zakretnog momenta | Premjestite dodatak punila u bočni dodavač, pregledajte geometriju puža |
Kvaliteta boja zaslužuje posebnu bilješku. Precizna disperzija u radu s masterbatchom u boji usko je povezana višestupanjski dizajn hranjenja : prerano dodan pigment se previše šiša, prekasno dodan nikad se ne vlaži. Tamo gdje se vijak ne može promijeniti, redoslijed hranjenja obično može.
