ANGPewien producent mieszanki użył kiedyś koncentratu koloru sadzy o zawartości 55% sadzy, który wyglądał nieskazitelnie w postaci granulatu. W formiearni te same granulki wytwarzały szare smugi na każdej cienkościennej części. Przyczyną nie był dostawca pigmentu, współczynnik zaniedbywania ani maszyna formierska. Była to praca dyspersyjna wykonywana przed strumieniem, wewnątrz cylindra wytłaczarki.
Koncentrat barwnika przedmieszkowego jest tak dobry, jak jego wymieszanie przed wytworzeniem peletek. Kolor nie jest naniesiony na pellet; jest w to złożone. Z tego powodu przetwórcy, którzy kupują koncentrat barwnika, oraz przedsiębiorstwa zajmujące się jego produkcją, muszą patrzeć poza ostateczny kolor i rozumieć skład, proces i sprzęt, który go tworzy.
Co to jest koncentrat barwiący przedmieszki?
Koncentrat barwiący, zwany także przedmieszką barwiącą, to granulowana mieszanina, w której pigmenty lub barwniki są wstępnie zdyspergowane w wysokim stężeniu w żywicy nośnej. Jest to stały koncentrat, który jest rozcieńczany lub wprowadzany do polimeru bazowego podczas formowania wtryskowego, rozdmuchiwania folii lub wytłaczania. W większości zastosowań stosuje się stosunek uwalniania wynoszący od 1:20 do 1:100 wagowo, co odpowiada dozowaniu w przybliżeniu 1% do 5%.
Pracę wykonują trzy komponenty:
| Komponent | Funkcja w koncentracie | Typowy udział |
|---|---|---|
| System pigmentowy | Zapewnia kolor, nieprzezroczystość i siłę barwienia (sadza, dwutlenek tytanu, pigmenty organiczne i nieorganiczne) | 15–75% |
| Żywica nośna | Przenosi pigment i musi zwilżyć się i zmieszać z polimerem bazowym | 20–70% |
| Pakiet dodatków | Woski dyspergujące, przeciwutleniacze, stabilizatory UV, substancje pomocnicze w przetwórstwie | 2–15% |
Liczby te wyjaśniają, dlaczego linia mieszająca musi obsługiwać bardzo różne receptury w zależności od zamówienia. W białej przedmieszce dominuje dwutlenek tytanu, natomiast w przezroczystym organicznym systemie barwników dominują nośnik i wosk. Sprzęt, a nie tylko przepis, musi dostosować się do obu.
Mieszanie koloru w koncentrat zamiast dozowania surowego pigmentu na prasie ma sens z trzech praktycznych powodów:
- Koszt: pigment kupowany jest hurtowo, a kosztowna praca dyspersyjna jest wykonywana jednorazowo przez producenta mieszanki.
- Czystość: Pelety zastępują pylisty proszek, co poprawia porządek i bezpieczeństwo operatora.
- Konsystencja: prawidłowo sporządzony koncentrat zapewnia powtarzalność koloru z partii na partię, co rzadko udaje się osiągnąć przy bezpośrednim dozowaniu pigmentu.
Jak powstaje koncentrat koloru?
Wytwarzanie koncentratu koloru nie jest prostą operacją mieszania i wytłaczania. Pigment należy najpierw zdeaglomerować, to znaczy rozbić na cząstki pierwotne, następnie zwilżyć nośnikiem i równomiernie rozprowadzić w stopie. Standardem branżowym do tego zadania jest współbieżna wytłaczarka dwuślimakowa.
- Wstępnie zmieszaj pigment, żywicę nośną, woski i dodatki w szybkoobrotowym mieszalniku.
- Podawaj mieszankę precyzyjnie za pomocą podajników odchudzających znajdujących się w głównym gardzieli.
- Roztapiaj i mieszaj w beczce dwuślimakowej; bloki ugniatające stosują kontrolowane ścinanie w celu rozbicia aglomeratów pigmentu.
- Homogenizować za pomocą elementów mieszających tak, aby każdy pellet miał tę samą intensywność koloru.
- Peletyzować za pomocą pasma, pierścienia wodnego lub granulacji podwodnej, następnie wysuszyć i sklasyfikować.
W procesie dominują wytłaczarki dwuślimakowe współbieżne, ponieważ łączą ścinanie z geometrią ślimaka samoczyszczącego i modułową konstrukcją ślimaka. Dla porównania, wytłaczarce jednoślimakowej brakuje lokalnego silnego ścinania potrzebnego do rozbicia twardych aglomeratów i zapewnia znacznie mniejszą kontrolę nad czasem przebywania.
Kompletna linia to sekwencja jednostek, a nie pojedyncza maszyna. Poniższy rysunek przedstawia typowy układ linii do mieszania przedmieszki.
Jak oceniasz jakość koncentratu koloru?
Sam wygląd nie może świadczyć o koncentracie koloru. Dwa pellety z tej samej partii mogą wyglądać identycznie, ale jeden będzie powodował smugi w końcowej części. Testowanie obiektywne to jedyna niezawodna droga.
| Parametr | Co mierzy | Typowy poziom akceptacji |
|---|---|---|
| Dyspersja rating (ISO 18553) | Rozmiar i liczba niezdyspergowanych aglomeratów pigmentu w cienkiej płytce | Ocena ≤ 3 dla większości krytycznych zastosowań folii |
| Wartość ciśnienia filtra (FPV) | Wzrost ciśnienia w pakiecie filtrów przy stałym przepływie stopu; wysokie wartości oznaczają słabą dyspersję lub żele | Niższy niż referencyjny; sprawdzić w odniesieniu do zatwierdzonej przedmieszki |
| Różnica kolorów ΔE | Różnica między kolorem seryjnym a standardowym | ΔE ≤ 1,0 dla odcieni krytycznych |
| Zawartość wilgoci | Woda wchłonięta przez nośnik i dodatki | Poniżej 0,1% dla większości systemów poliolefinowych |
ISO 18553 jest powszechną metodą oceny dyspersji pigmentu. Laboratorium wyciska z koncentratu cienką płytkę i pod powiększeniem liczy wielkość i liczbę niezdyspergowanych aglomeratów. Wynikowa ocena, zazwyczaj od 1 do 6, jest znacznie bardziej przydatna niż kontrola wzrokowa.
W reklamacjach klientów dominują dwie wady. Pierwszą z nich są czarne plamki: ciemne cząsteczki, które pojawiają się, gdy aglomeraty pigmentu lub zdegradowany polimer nie zostaną usunięte przez filtr stopu. Drugim rodzajem są smugi, zwykle spowodowane niecałkowitym stopieniem, nieprawidłowym stosunkiem wypływu lub konstrukcją ślimaka ze zbyt słabym wymieszaniem. Związek między warunkami procesu a takimi defektami wyjaśniono w jak czarne plamki i bąbelki pojawiają się w modyfikowanych tworzywach sztucznych .
Wybór sprzętu decydujący o jakości koncentratu
Niezależnie od tego, czy wyposażasz nową linię, czy modernizujesz istniejącą, cztery decyzje decydują o tym, czy koncentrat spełni cele w zakresie dyspersji, kosztów i konsystencji.
- Specyficzny moment obrotowy. Wyższy właściwy moment obrotowy umożliwia ślimakowi przenoszenie większej energii ścinania bez podnoszenia temperatury stopu. Ma to znaczenie w przypadku trudnych pigmentów w organicznych systemach kolorystycznych. Linie, które muszą obsługiwać duże obciążenia, stale korzystają z dedykowanego wysokowydajna wytłaczarka dwuślimakowa
Inżynieria Producenci linii do wytłaczania tworzyw sztucznych Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd to chińska firma KTS zajmująca się wysokowydajną linią produkcyjną do wytłaczania tworzyw sztucznych... Zobacz produkt → z określonym momentem obrotowym do 14 Nm/cm3. - Karmienie accuracy. Pigmenty o słabej rozlewności, sadza i bardzo drobno zmielone dodatki należy dozować grawimetrycznie. A podajnik boczny
Producenci, dostawcy niestandardowych podajników bocznych wytłaczarek ślimakowych Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd to chińscy producenci niestandardowych wytłaczarek ślimakowych z bocznym podajnikiem i bocznymi wytłaczarkami ślimakowymi... Zobacz produkt → jest często właściwym wyborem, gdy pigment lub wypełniacz dodaje się za strefą topienia, co chroni nośniki wrażliwe na ciepło i zwiększa poziom wypełnienia. - Metoda granulowania. Granulowanie pasm jest elastyczne i tanie; nowoczesny podwodny system granulacji
Producenci, dostawcy podwodnego systemu granulowania wytłaczarek ślimakowych Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd to chińscy producenci niestandardowych wytłaczarek ślimakowych do podwodnego granulowania i ... Zobacz produkt → zapewnia wyższą wydajność, mniejsze zapylenie i lepszą obsługę lepkich lub miękkich koncentratów. - Konstrukcja śruby i stosunek L/D. Dłuższy cylinder z wydzielonymi strefami mieszania zapewnia czas przebywania i energię potrzebną do wywołania pełnego koloru. Zbyt duże ścinanie powoduje jednak degradację nośników wrażliwych na ciepło, dlatego konfiguracja ślimaka musi być dopasowana do rodzaju pigmentu.
Praktyczny wpływ klasy momentu obrotowego na moc wyjściową pokazano poniżej:
Doświadczenie z kompletnymi liniami koncentratów ma również znaczenie. Dostawca kompleksowej oferty projektuje podajnik, wytłaczarkę, filtr stopu i granulator jako jeden system. W przypadku istniejącej linii modernizacja może być tak samo skuteczna jak nowy zakup: dodanie podajnika bocznego, wymiana elementów ślimaka lub modernizacja sekcji granulującej to typowe sposoby na uzyskanie lepszej spójności kolorów. A Linia do granulowania dwuślimakowego przedmieszki projekt może na przykład zwiększyć obciążenie pigmentem i skrócić czas przezbrajania bez konieczności wymiany całej instalacji.
Często zadawane pytania
Pytanie 1. Co to jest koncentrat barwnika przedmieszkowego?
Jest to skoncentrowana mieszanina pigmentów, żywicy nośnej i dodatków dostarczana w postaci sypkich granulek. Dodaje się go w niewielkiej ilości do polimeru bazowego, aby zapewnić ostateczny kolor.
Pytanie 2. Jaka jest różnica między przedmieszką a barwioną żywicą?
Przedmieszka to koncentrat, który należy rozcieńczyć; kolorowa żywica jest już pigmentowana do końcowego stężenia. Przedmieszka zapewnia przetwórcom elastyczność zmiany kolorów bez zmiany gatunku żywicy.
Pytanie 3. Jakiego współczynnika zaniku powinienem użyć?
Zazwyczaj 1% do 5% wagowych. Dokładna wartość zależy od siły pigmentu, grubości ścianki i docelowego odcienia; zawsze postępuj zgodnie z arkuszem danych i przeprowadź małą próbę przed produkcją.
Pytanie 4. Dlaczego w końcowej części pojawiają się czarne plamki?
Czarne plamki zwykle pochodzą z niezdyspergowanych aglomeratów pigmentu, zdegradowanego polimeru lub zanieczyszczonego stopu. Prawidłowy stopień dyspersji, odpowiednia konstrukcja ślimaka i właściwa temperatura lufy mogą wyeliminować większość przyczyn.
Pytanie 5. Czy jedną przedmieszkę można stosować do kilku polimerów?
Tylko jeśli żywica nośna jest kompatybilna. Przedmieszka poliolefinowa nie nadaje się do PET ani PC. Zawsze sprawdzaj kompatybilność nośnika przed zmianą polimeru bazowego, aby uniknąć zamglenia lub słabej przyczepności.
Pytanie 6. Jak wybrać linię do produkcji przedmieszek?
Oceń konkretny moment obrotowy, dokładność podajnika, technologię granulowania, konfigurację ślimaka i referencje dostawcy w przypadku Twojego materiału. Dostawca posiadający doświadczenie w zakresie kompletnej linii może zapobiec błędom integracji pomiędzy podajnikiem, wytłaczarką i granulatorem.
