英語かつて配合業者は、ペレットの形で完璧に見える 55% のカーボン ブラック カラー濃縮物を製造しました。成形機では、同じペレットを使用すると、すべての薄肉部品に灰色の縞模様が発生しました。原因は顔料サプライヤーでも、レットダウン率でも、成形機でもありませんでした。それは上流、押出機バレル内で行われた分散作業でした。
マスターバッチの濃縮カラーは、ペレットを製造する前に行われる混合によってのみ優れています。 ペレットには色はコーティングされていません。それはそれに複合されています。そのため、濃縮カラーを購入する加工業者とそれを生産する配合業者は、最終的なカラーを超えて、それを作成する組成、プロセス、および機器を理解する必要があります。
マスターバッチ カラーコンセントレートとは何ですか?
カラーマスターバッチとも呼ばれるカラーコンセントレートは、顔料または染料がキャリア樹脂中に高濃度で事前に分散された粒状混合物です。これは、射出成形、フィルムブロー、または押出中にベースポリマーに希釈または注入される固体濃縮物です。ほとんどの用途では、重量比 1:20 ～ 1:100 のレットダウン比が使用されます。これは、およそ 1% ～ 5% の投与量に相当します。
次の 3 つのコンポーネントが機能します。
| コンポーネント | 濃縮液の機能 | 典型的なシェア |
|---|---|---|
| 顔料系 | 色、不透明度、着色力を実現します (カーボン ブラック、二酸化チタン、有機および無機顔料) | 15～75% |
| キャリア樹脂 | 顔料を保持し、ベースポリマーを湿らせてブレンドする必要があります。 | 20～70% |
| 添加剤パッケージ | 分散ワックス、酸化防止剤、紫外線安定剤、加工助剤 | 2～15% |
これらの数字は、調合ラインが注文ごとに非常に異なる配合を処理しなければならない理由を説明しています。白色マスターバッチは二酸化チタンが主成分ですが、透明な有機カラーシステムは主にキャリアとワックスで構成されています。レシピだけでなく、機器も両方に適応する必要があります。
生の顔料を印刷機で投入するのではなく、色を濃縮物に配合することは、次の 3 つの実際的な理由から理にかなっています。
- 費用: 顔料は大量に購入され、高価な分散作業は配合業者によって一度だけ行われます。
- 清潔さ: 粉塵の代わりにペレットを使用することで、清掃とオペレーターの安全性が向上します。
- 一貫性: 正しく製造された濃縮物は、バッチ間で再現可能な色を提供しますが、顔料の直接添加ではほとんど実現できません。
カラーコンセントレートはどのように作られるのですか?
カラー濃縮物の作成は、単純な混合と押し出し操作ではありません。顔料はまず凝集を解かなければなりません、つまり一次粒子に砕かれてから、キャリアによって湿らされ、溶融物中に均一に分散されなければなりません。このタスクの業界標準は、共回転二軸押出機です。
- 顔料、キャリア樹脂、ワックス、添加剤を高速ミキサーで事前にブレンドします。
- メインスロートにある減量フィーダーを使用して、ブレンドを正確に供給します。
- 二軸スクリューバレル内で溶解して配合します。混練ブロックは制御されたせん断力を加えて顔料の凝集体を破壊します。
- すべてのペレットが同じ色の濃さになるように、混合要素を使用して均質化します。
- ストランド、ウォーターリング、または水中ペレタイジングでペレット化し、乾燥して分級します。
共回転二軸押出機は、せん断力と自動拭き取りスクリュー形状およびモジュラースクリュー設計を組み合わせているため、このプロセスを支配します。比較すると、単軸押出機には硬い凝集物を破壊するのに必要な局所的な高せん断力がなく、滞留時間の制御がはるかに困難です。
完全なラインは、単一のマシンではなく、一連のユニットです。下の図は、マスターバッチ配合ラインの一般的なレイアウトを示しています。
カラーコンセントレートの品質をどのように判断しますか?
外観だけではカラーコンセントレートを証明することはできません。同じバッチからの 2 つのペレットは同一に見えますが、一方のペレットは最終部分に縞模様を生成します。客観的なテストが唯一信頼できる方法です。
| パラメータ | 測定内容 | 一般的な許容レベル |
|---|---|---|
| 分散 rating (ISO 18553) | 薄いプラーク内の分散していない色素凝集体のサイズと数 | ほとんどの重要なフィルム用途では評価 ≤ 3 |
| フィルター圧力値（FPV） | 一定のメルトフローの下でフィルターパックを通過する圧力上昇。値が高いと分散が不十分またはゲル化していることを意味します | 基準より低い。承認されたマスターバッチと照合する |
| 色差ΔE | バッチカラーと標準カラーの違い | 重要な色合いの場合は ΔE ≤ 1.0 |
| 水分含有量 | 担体および添加剤によって吸収された水分 | ほとんどのポリオレフィン系では 0.1% 未満 |
ISO 18553 は、顔料の分散を評価するための一般的な方法です。研究室では、濃縮物から薄いプラークを押し出し、拡大していない凝集体のサイズと数を数えます。結果として得られる評価 (通常は 1 ～ 6) は、視覚的なチェックよりもはるかに役立ちます。
顧客からの苦情の大半は 2 つの欠陥にあります。 1 つ目は黒い斑点です。顔料の凝集物や劣化したポリマーが溶融フィルターで除去されなかった場合に現れる黒い粒子です。 2 つ目は縞模様で、通常は不完全な溶融、不正確なレットダウン比、または混合が少なすぎるスクリュー設計によって引き起こされます。プロセス条件とこのような欠陥の関係については、次のセクションで説明されています。 変性プラスチックに黒い斑点や気泡がどのように現れるか .
濃縮物の品質を決定する機器の選択
新しいラインを導入する場合でも、既存のラインをアップグレードする場合でも、濃縮液が分散、コスト、一貫性の目標を達成できるかどうかは、4 つの決定によって決まります。
- 特定のトルク。 比トルクが高いと、スクリューは溶融温度を上昇させることなく、より多くのせん断エネルギーを伝達できます。これは、有機カラーシステムの難しい顔料にとって重要です。高負荷を実行する必要があるラインは、専用の 高性能二軸押出機
エンジニアリングプラスチック押出生産ラインメーカー Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd は、中国 KTS 高性能エンジニアリング プラスチック押出生産ライン マンです。 製品を見る→ 設計固有のトルクは最大 14 Nm/cm3 です。 - 餌やり accuracy. 流動性の悪い顔料、カーボン ブラック、および非常に細かい粉砕添加剤は、重量測定で計量する必要があります。あ サイドフィーダー
カスタムスクリュー押出機サイドフィーダーメーカー、サプライヤー Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd.は、中国のカスタムスクリュー押出機サイドフィーダーメーカーおよびスクリュー押出機サイドフィーダーです。 製品を見る→ 顔料または充填剤を溶融ゾーンの下流で添加する場合、熱に弱いキャリアを保護し、充填レベルを高めることができるため、多くの場合、これが正しい選択となります。 - ペレット化法。 ストランドペレット化は柔軟性があり、低コストです。現代の 水中ペレット化システム
スクリュー押出機水中ペレット化システムのメーカー、サプライヤー Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co.、Ltdは、中国のカスタムスクリュー押出機水中ペレット化システムメーカーであり、... 製品を見る→ より高い生産量、より少ない粉塵を実現し、粘着性または柔らかい濃縮物の取り扱いを改善します。 - ネジのデザインとL/D比。 専用の混合ゾーンを備えた長いバレルにより、フルカラーの発色に必要な滞留時間とエネルギーが得られます。ただし、せん断が大きすぎると熱に弱いキャリアが劣化するため、スクリューの構成を顔料の種類に合わせて調整する必要があります。
トルククラスが出力に及ぼす実際の影響を以下に示します。
完全なマスターバッチ ラインの経験も重要です。フルラインのサプライヤーは、フィーダー、押出機、溶融フィルター、ペレタイザーを 1 つのシステムとして設計します。既存のラインの場合、改修は新規購入と同じくらい効果的です。色の一貫性を向上させるには、サイドフィーダーの追加、スクリューエレメントの変更、またはペレット化セクションのアップグレードが一般的です。あ マスターバッチ二軸押出ペレット化ライン たとえば、このプロジェクトでは、プラント全体を交換することなく、顔料の負荷を高め、切り替え時間を短縮できます。
よくある質問
Q1.マスターバッチ濃縮カラーとは何ですか?
これは、顔料、キャリア樹脂、および添加剤の濃縮混合物であり、自由流動性ペレットとして供給されます。最終的な色を実現するために、ベースポリマーに少量の割合で添加されます。
Q2.マスターバッチとカラーレジンの違いは何ですか?
マスターバッチは、希釈する必要がある濃縮物です。着色された樹脂は、最終濃度まですでに着色されています。マスターバッチにより、加工業者は樹脂グレードを変更せずに色を変更できる柔軟性が得られます。
Q3.どのレットダウン比を使用すればよいですか?
典型的には１重量％から５重量％である。正確な値は、顔料の強度、壁の厚さ、ターゲットの色合いによって異なります。常にデータシートに従い、生産前に小規模な試用を実行してください。
Q4.なぜ最後の部分に黒い斑点が現れるのですか？
黒い斑点は通常、分散していない顔料の凝集体、劣化したポリマー、または汚染された溶融物から生じます。正しい分散定格、適切なスクリュー設計、および適切なバレル温度により、ほとんどの原因を取り除くことができます。
Q5. 1 つのマスターバッチを複数のポリマーに使用できますか?
キャリア樹脂が適合する場合のみ。ポリオレフィンのマスターバッチは PET や PC には適していません。曇りや接着不良を避けるために、ベースポリマーを切り替える前に必ずキャリアの適合性を確認してください。
Q6.マスターバッチ生産ラインはどのように選択すればよいですか?
材料の特定のトルク、フィーダーの精度、ペレット化技術、スクリュー構成、およびサプライヤーの参照情報を評価します。完全なラインの経験を持つサプライヤーは、フィーダー、押出機、ペレタイザー間の統合の失敗を防ぐことができます。
