ENGAng isang converter na nagpapatakbo ng 30% calcium carbonate filled PP sheet line ay gumugol ng isang linggo sa paghabol ng mga itim na batik na lumitaw sa isang kulay lamang. Walang kasalanan ang supplier ng pigment. May dumating na bagong color masterbatch na may mas magaspang na dispersion grade at 4% let-down, at hindi mabasa ng kasalukuyang screw profile ang pigment sa paglo-load na iyon. Ang uri, dosis at mga setting ng makina ay pinili ng tatlong magkakaibang tao, at walang sinuman ang nagsuri sa mga ito laban sa isa't isa.
Iyan ang praktikal na aral sa likod ng paksang ito: ang mga uri ng masterbatch, mga aplikasyon at proseso ng pagmamanupaktura ay bumubuo ng isang chain ng desisyon, hindi tatlong magkakahiwalay na paksa. Piliin ang uri ayon sa function, kumpirmahin ito laban sa mga limitasyon ng dispersion at pagsunod ng application, pagkatapos ay i-verify na maihahatid ng ruta ng proseso ang dispersion na iyon sa output na kailangan mo. Kunin ang order nang tama at ang karamihan sa mga problema sa kalidad ay mawawala bago maputol ang unang pellet.
Sa madaling salita, ang masterbatch ay isang concentrated pigment o additive package, karaniwang 5% hanggang 85% solids, dispersed sa isang carrier resin at ibinibigay bilang mga pellets o micro-pellets. Ito ay ibinababa sa panghuling polimer sa humigit-kumulang 1-5% para sa mga marka ng kulay at additive, at sa mas mataas na mga ratio para sa mga filler concentrates. Umiiral ang proseso ng pagmamanupaktura upang mabuo ang concentrate na iyon at panatilihing pantay-pantay ang bawat particle sa loob nito.
Mga uri ng Masterbatch: apat na paraan ng pag-uuri, isang paraan upang pumili
Ang industriya ay nag-uuri ng mga masterbatch sa apat na axes: function (kung ano ang ginagawa nito), carrier (kung ano ang compatible nito), color family (black, white, color), at end process (injection, blow molding, film, spinning). Para sa disenyo ng proseso, function at carrier magpasya halos lahat; ang proseso ng pagtatapos ay nagpapasya sa let-down ratio at ang kalidad ng pagpapakalat na dapat mong maabot.
| Uri | Carrier at tipikal na solids | Function | Mga karaniwang application | Ano ang sinusuri ng mga mamimili |
|---|---|---|---|---|
| Puti | PE o PP carrier, 50–70% TiO2 | Opacifying at pagpaputi | Pelikula, bag, tubo, sheet, mga bahagi ng iniksyon | Pagtatago ng kapangyarihan, asul na tono, TiO2 agglomerates |
| Itim | PE carrier, 25–45% carbon black | Kulay kasama ang proteksyon ng UV | Tubong patubig, geosynthetics, cable sheath | Carbon itim na istraktura, halaga ng presyon ng filter |
| Kulay | Ang carrier ay tumugma sa resin, 20–50% pigment | Brand at kulay ng produkto | Packaging, consumer goods, automotive trim | Kulay difference tolerance, pigment heat stability |
| Additive | 5–20% aktibong sangkap sa isang katugmang carrier | UV, antioxidant, slip, anti-block, flame retardant, antistatic | Pelikula, hibla, cable, mga bahagi ng engineering | Aktibong nilalaman, pagiging tugma ng carrier, paglipat |
| Tagapuno | 70–85% CaCO3 o talc | Pagbawas ng gastos, paninigas, dimensional na katatagan | Sheet, profile, pipe, molded parts | Top-cut na laki ng butil, kahalumigmigan, bulk density |
Ang mga aplikasyon ang magpapasya sa detalye, hindi sa kabilang banda
Ang mga kinakailangan sa aplikasyon ay direktang isinasalin sa mga setting ng proseso. Tatlong salik ang nangingibabaw sa pag-uusap sa halos bawat pagtatanong.
- Let-down ratio. Maaaring tumakbo ang manipis na pelikula sa 1–2% masterbatch, makapal na sheet sa 4–6%. Ang isang mababang ratio ay nangangailangan ng isang mas pinong, mas mahusay na dispersed concentrate; ang isang mataas na ratio ay nagbibigay sa tornilyo ng higit pang materyal upang gumana ngunit itinutulak ang torque at katatagan ng pagpapakain.
- Pagpapakalat laban sa pagsasala. Halos walang agglomerates ang pinahihintulutan ng pelikula at hibla, kaya mas mahalaga ang halaga ng presyon ng filter ng concentrate kaysa sa lakas ng kulay nito. Ang mga hinubog na bahagi at profile ay higit na mapagpatawad.
- Thermal at regulatory envelope. Ang mga grado sa food-contact, pigment heat stability at carrier melting point ay nagpapaliit sa pagpili bago talakayin ang kagamitan.
Ganito ang hitsura ng mga karaniwang pagpapares: ang packaging film at mga bag ay gumagamit ng puti at kulay na mga masterbatch sa mga PE carrier sa 1–3%; ang mga linya ng tubo at irigasyon ay gumagamit ng itim na concentrate para sa proteksyon ng UV kasama ang filler masterbatch para sa higpit at gastos; nakasandal ang wire at cable sa flame-retardant at black grade na may mabigat na pagsasala; Ang mga panloob na bahagi ng sasakyan ay nangangailangan ng masikip na pagpapaubaya sa kulay at pag-iipon ng init; ang fiber at nonwoven ay nangangailangan ng mababang bilang ng gel at isang carrier na tumugma sa umiikot na temperatura; Ang mga plastik na pang-inhinyero at mga de-koryenteng bahagi ay nangangailangan ng mga carrier na may mas mataas na temperatura gaya ng mga pinaghalong PA, PBT o PC/ABS.
Ang proseso ng pagmamanupaktura, hakbang-hakbang
Ang pagkakasunud-sunod ay kapansin-pansing stable sa mga producer. Ano ang mga pagbabago ay ang kagamitan sa likod ng bawat hakbang.
- Pagtimbang at dosing. Ang pigment, additive, carrier at wax ay tinitimbang nang gravimetric, na may tipikal na katumpakan ng dosing sa paligid ng ±0.5% para sa mga aktibong sangkap. Ang mga error dito ay hindi maaaring itama sa ibaba ng agos.
- Premixing. Ang isang high-speed mixer ay binabasa ang pigment na may wax o dispersant at sinisira ang maluwag na agglomerates. Ang bulk density at moisture ng powder ay naitala, dahil parehong nakakaapekto sa pagpapakain sa ibang pagkakataon.
- Matunaw compounding. Ang isang co-rotating twin-screw extruder ay nagpapaplastikan ng timpla, pagkatapos ay inilalapat ang dispersive mixing sa pamamagitan ng kneading blocks at distributive mixing sa pamamagitan ng conveying elements. Ang vacuum venting ay nag-aalis ng moisture at volatiles; pinoprotektahan ng opsyonal na melt filter ang downstream na kagamitan.
- Pag-pelletize. Strand pelletizing gamit ang water bath, water ring hot-face cutting, o underwater pelletizing, pinili ayon sa throughput at lakas ng pagkatunaw.
- Dewatering at pagpapatuyo. Ang isang centrifugal dryer o air knife ay nag-aalis ng tubig sa ibabaw bago maabot ng mga pellet ang salaan.
- Sieving. Ang isang vibratory sieve strips fines at oversize, kung saan ang mga problema sa pellet dust ay karaniwang nalutas.
- Pagsubok at pag-iimpake. Ang halaga ng presyon ng filter, pagkakaiba ng kulay, kahalumigmigan, nilalaman ng abo at geometry ng pellet ay sinusuri bago i-pack sa 25 kg na mga bag o octabins.
Tatlong ruta ng produksyon ang magkakasamang nabubuhay
- Patuloy na twin-screw compounding ay ang nangingibabaw na ruta para sa mga masterbatch ng kulay, itim, puti at additive: maikling oras ng paninirahan, malakas na paghahalo ng dispersive, mabilis na pagbabago.
- Batch kneader plus single-screw nababagay sa napakataas na pagkarga ng mga tagapuno at mga sistemang sensitibo sa init, binabasa nang mabuti ang mga magaspang na pulbos ngunit may mas mabagal na paglilinis sa pagitan ng mga kulay.
- Dry blending o powder coating ganap na nilaktawan ang matunaw na hakbang; ang dispersion ay depende sa sariling extruder ng customer, na isang panganib na dapat ipahayag nang hayagan sa panahon ng pagpili.
Pagtutugma ng kagamitan sa pagbabalangkas
Ang partikular na torque ay ang unang numero na dapat suriin. Ang isang 9 Nm/cm³ class machine ay kumportableng humahawak sa karaniwang kulay at additive work. Ang isang 14 Nm/cm³ screw, tulad ng disenyo na binuo ng KUNWEI para sa compounding duty, ay nagbibigay ng mas maraming libreng volume sa bawat rebolusyon, kaya ang parehong bariles ay maaaring magdala ng mas mataas na fill ratio ng low bulk density powder bago ito tumama sa torque ceiling. Iyan ang nagbibigay-daan sa filler masterbatch sa 80% loading na tumakbo sa mga komersyal na rate sa halip na sa mga rate ng laboratoryo.
Karaniwang mahalaga ang configuration ng screw kaysa sa headline torque figure. Ang dispersive mixing ay nangyayari sa 45° at 90° kneading block na inilagay pagkatapos ng melting zone; isang reverse element ang bumubuo ng melt seal na kailangan para sa vacuum venting; at ang isang side feeder sa ibaba ng agos ng pagtunaw ay nagbibigay-daan sa mga tagapuno at nagpapatibay na mga ahente na pumasok bilang isang hiwalay na stream sa halip na i-drag sa pamamagitan ng feed throat. Para sa mga high filler system, ang downstream na karagdagan ay kadalasang ang pagkakaiba sa pagitan ng stable na output at pare-parehong surging.
KTS High Performance Twin-Screw Extruder Series High-torque twin-screw extruder series para sa engineering plastics, na may maraming laki ng modelo at mga opsyon sa torque/speed para sa pagsasama-sama ng mga linya ng produksyon. Tingnan ang Produkto → Ang katatagan ng daloy ng materyal ay nagsisimula sa feeder, hindi sa bariles. Ang loss-in-weight dosing ay nagtataglay ng aktibong ingredient ratio sa loob ng isang bahagi ng isang porsyento, habang ang conical at side feeder ay humahawak ng mga pulbos na nagtulay o nag-fluidise sa isang karaniwang hopper. Ang pagsuri sa hanay ng feeder laban sa aktwal na bulk density ng iyong pigment ay isang limang minutong ehersisyo na pumipigil sa mga linggo ng pag-anod ng kulay.
Side Feeder para sa Powder at Short-Fiber Feeding Forced-feeding side extruder system para sa powder, short fiber, o premix, na may negative-pressure barrel pumping upang mapabuti ang bulk density at kahusayan sa pagpapakain. Tingnan ang Produkto → Isinasara ng pelletizing ang loop. Ang strand pelletizing na may paliguan ng tubig ay nananatiling nababaluktot na pagpipilian para sa maliliit na lote at mga kulay na sensitibo sa init; water ring hot-face cutting suits medium output at PVC-type compounds; Ang underwater pelletizing ay humahawak ng mataas na throughput at pinapanatiling mababa ang paglabas ng alikabok. Kapag mayroon masterbatch twin-screw extrusion pelletising line ay muling nire-rate, ang pelletizer ay madalas ang bottleneck kaysa sa extruder.
Underwater Pelletizing System para sa Dust-Reduced Granulation Underwater die-face hot-cutting system na nagpapalamig at humuhubog ng mga pellet sa isang closed water circuit, na tumutulong sa pagkontrol ng alikabok at muling paggamit ng cooling water. Tingnan ang Produkto → Ang kontrol sa kalidad at ang mga depektong aktwal na lumalabas
Karamihan sa mga reklamo sa isang masterbatch line ay nagbabalik sa isa sa anim na dahilan. Ang talahanayan sa ibaba ay ang maikling bersyon ng isang pag-uusap sa paghahanap ng mali na dapat gawin bago i-install.
| Sintomas | Karaniwang dahilan | Suriin o ayusin |
|---|---|---|
| Specks o mga particle ng gel sa huling bahagi | Hindi sapat na dispersive na trabaho, malamig na feed, pigment agglomerates | Pagsubok ng halaga ng presyon ng filter, posisyon ng bloke ng pagmamasa, tiyak na input ng enerhiya |
| Batch-to-batch na pag-anod ng kulay | Hindi kawastuhan ng dosis, hindi tugma ng carrier | I-verify ang gravimetric calibration, sukatin ang pagkakaiba ng kulay sa isang spectrophotometer |
| Bubbles o voids sa loob ng pellet | Halumigmig sa mga tagapuno, mahinang pag-ventilate | Dry fillers bago ang premix, suriin ang vacuum vent at matunaw ang temperatura |
| Labis na multa at alikabok | Maling die hole diameter, mahinang strand cooling, pagod na mga blades | Temperatura ng paliguan ng tubig, bilis ng pamutol, inspeksyon ng talim |
| Die build-up at plate-out | Additive bloom, low-melting carrier | Reformulate carrier, polish die surface, suriin ang additive loading |
| Output drop na may mataas na tagapuno | Ang pagbaha sa feed zone, naabot ang limitasyon ng metalikang kuwintas | Ilipat ang karagdagan ng tagapuno sa isang side feeder, suriin ang geometry ng turnilyo |
Ang kalidad ng kulay ay nararapat sa isang hiwalay na tala. Ang tumpak na dispersion sa color masterbatch work ay malapit na nauugnay sa multi-stage na disenyo ng pagpapakain : masyadong maagang idinagdag ang pigment ay labis na nagugupit, huli nang idinagdag hindi ito nababasa. Kung saan ang turnilyo ay hindi maaaring baguhin, ang pagkakasunud-sunod ng pagpapakain ay karaniwang maaari.
