มาสเตอร์แบทช์สีขาวแบบฉีด: คู่มือการเลือกและประสิทธิภาพ

การเลือกสิ่งที่ถูกต้อง มาสเตอร์แบทช์สีขาวแบบฉีด คือความแตกต่างระหว่างชิ้นส่วนที่ผ่านการตรวจสอบด้วยแสงกับชิ้นส่วนที่ไม่เกิดริ้ว ความทึบแสงต่ำ หรือมีสีเหลืองเมื่อสัมผัสกับรังสียูวี มาสเตอร์แบทช์สีขาวเกรดการฉีดต่างจากเกรดฟิล์มหรือไฟเบอร์ตรงที่จะต้องมีอัตราการเฉือนสูง ระยะเวลาคงตัวสั้น และรอบการทำความเย็นที่รวดเร็ว โดยไม่กระทบต่อการกระจายตัวของไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) หรือคุณสมบัติเชิงกลของโฮสต์โพลีเมอร์ คู่มือนี้ครอบคลุมถึงการเลือกเกรด อัตราส่วนการลด ตัวแปรประสิทธิภาพด้านความขาว และกรอบการตัดสินใจที่มีโครงสร้างสำหรับวิศวกรฝ่ายจัดซื้อและกระบวนการ

50–70%

โหลด TiO2 ในมาสเตอร์แบทช์สีขาวแบบฉีดประสิทธิภาพสูง

1–5%

อัตราส่วนการหดตัวโดยทั่วไปสำหรับชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูป

CIE L* 95

ดัชนีความขาวที่ทำได้ในชิ้นส่วนการฉีดที่ปรับให้เหมาะสม

มาสเตอร์แบทช์สีขาวชนิดใดที่เหมาะกับการฉีดขึ้นรูป

การฉีดขึ้นรูปกำหนดเงื่อนไขการประมวลผลที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานจากการเป่าฟิล์มหรือการอัดขึ้นรูปแผ่น — อุณหภูมิบาร์เรลสูงสุดที่สูงขึ้น ความเร็วในการเติมเร็วขึ้น และความเค้นเฉือนที่ประตูมากขึ้น มาสเตอร์แบทช์สีขาวเกรดการฉีดต้องได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับความต้องการเหล่านี้

ตัวพาเรซิน

โพลีเมอร์ฐานที่เข้ากันได้

อุณหภูมิการประมวลผล

ดีที่สุดสำหรับ

พีพี โฮโมโพลีเมอร์

พีพี, บอปป์, พีพีอาร์

200–240°ซ

ภาชนะฝาผนังบาง ฝาปิด

เอชดีพีอี

HDPE,LLDPE,LDPE

180–230°ซ

ขวด ลัง ของใช้ในครัวเรือน

ป.ล./สะโพก

PS, HIPS, ABS ผสมผสาน

200–250°ซ

เครื่องใช้ไฟฟ้า ชิ้นส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้า

อเนกประสงค์ (PE/PP)

พีพี, พีอี, อีวา

180–240°ซ

การผลิตเรซินหลายชนิด การดำเนินการระยะสั้น

PA (ไนลอน)

PA6, PA66

240–280°ซ

ชิ้นส่วนทางวิศวกรรม คอนเนคเตอร์ เกียร์

กฎความเข้ากันได้ของผู้ให้บริการ

เรซินตัวพามาสเตอร์แบทช์ต้องตรงกันหรือเข้ากันได้กับโพลีเมอร์พื้นฐาน มาสเตอร์แบทช์ตัวพา PP ที่กระจายออกเป็นไนลอนทำให้เกิดการหลุดลอก แถบทึบแสง และจุดอ่อนเชิงกล โดยไม่คำนึงถึงคุณภาพของ TiO2 ขอเอกสารข้อมูลความเข้ากันได้จากซัพพลายเออร์ทุกครั้งก่อนทดลองใช้เกรดใหม่

คุณควรเพิ่มมาสเตอร์แบทช์สีขาวจำนวนเท่าใด

อัตราส่วนการปล่อย (LDR) - เปอร์เซ็นต์ของมาสเตอร์แบทช์ที่ผสมลงในเรซินธรรมชาติ - เป็นตัวควบคุมหลักในการควบคุมความทึบ ความขาว และราคา ผลิตชิ้นส่วนโปร่งแสงหรือไม่สม่ำเสมอน้อยเกินไป สิ้นเปลืองมาสเตอร์แบทช์มากเกินไป เพิ่มต้นทุน และอาจทำให้คุณสมบัติทางกลลดลงเนื่องจากการโอเวอร์โหลดเมทริกซ์ที่มีอนุภาค TiO2

1–2%

ส่วนเอฟเฟกต์การย้อมสีอ่อนและโปร่งแสง

ไม่เพียงพอสำหรับความทึบเต็มที่ในความหนาของผนังต่ำกว่า 2 มม

2–4%

ชิ้นส่วนฉีดมาตรฐาน ภาชนะบรรจุ ตัวปิด

โซนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเกรดมาสเตอร์แบทช์ TiO2 ส่วนใหญ่ 50–70%

4–6%

ชิ้นส่วนที่มีความทึบสูง ผนังบาง สีขาวทางการแพทย์

ตรวจสอบความต้านทานแรงดึง — การรับน้ำหนักเกิน TiO2 ช่วยลดการยืดตัวเมื่อขาด

6–10%

เกรดประหยัด TiO2 ต่ำ (โหลด 30–40%)

LDR ที่สูงขึ้นจะชดเชยความเข้มข้นของเม็ดสีที่ลดลง

ความหนาของผนังเป็นตัวกำหนดปริมาณ TiO2 ที่มีประสิทธิภาพขั้นต่ำ: ชิ้นส่วนฉีดหนา 1 มม. ต้องใช้ TiO2 ประมาณ 250–300 กรัมต่อพื้นที่ผิวตารางเมตรเพื่อให้ได้ความทึบแสงเต็มที่ (พลังการซ่อน) ใช้เกณฑ์มาตรฐานนี้เพื่อคำนวณย้อนกลับ LDR ที่ต้องการจากเปอร์เซ็นต์การโหลดมาสเตอร์แบทช์ TiO2 ก่อนเริ่มการทดลอง

อะไรส่งผลต่อประสิทธิภาพความขาว?

ความขาวในชิ้นส่วนที่ฉีดขึ้นรูปไม่ใช่คุณสมบัติคงที่ของมาสเตอร์แบทช์เพียงอย่างเดียว แต่เป็นเอาท์พุตของระบบที่ขับเคลื่อนโดยตัวแปรโต้ตอบ 5 ตัว การปรับเกรด TiO2 ให้เหมาะสมโดยการแยกส่วนโดยละเลยอุณหภูมิหลอมละลายหรือการระบายความร้อนของแม่พิมพ์ ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ไม่สอดคล้องกันในทุกชุดการผลิต

ขนาดอนุภาค TiO2 และการรักษาพื้นผิว

Rutile TiO2 ที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 0.2–0.3 ไมครอน ให้การกระจายแสงและความทึบแสงสูงสุด อนุภาคที่อยู่นอกช่วงนี้ - ไม่ว่าจะหยาบหรือละเอียดกว่า - จะลดประสิทธิภาพการกระเจิง การเคลือบพื้นผิวซิลิกาหรืออลูมินาช่วยเพิ่มการกระจายตัวในเมทริกซ์โพลีเมอร์ที่มีขั้วและที่ไม่มีขั้ว และลดการเหลืองของโฟโตคะตาไลติกได้มากถึง 40% เมื่อเทียบกับเกรดที่ไม่เคลือบผิว

คุณภาพการกระจายตัวในมาสเตอร์แบทช์

การจับตัวเป็นก้อนของ TiO2 ที่กระจายได้ไม่ดีจะกระจายแสงไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดโทนสีเทา จุดที่มองเห็นได้ และค่า CIE L* ที่ไม่สอดคล้องกันทั่วทั้งส่วนต่างๆ ผู้ผลิตมาสเตอร์แบทช์คุณภาพสูงใช้การผสมสกรูคู่ด้วยพลังงานจำเพาะที่ป้อนมากกว่า 0.15 kWh/กก. เพื่อแยกมวลรวมที่มีขนาดต่ำกว่า 5 ไมครอนก่อนนำไปอัดเป็นก้อน

อุณหภูมิหลอมละลายและเวลาพัก

การประมวลผลเหนือเพดานที่แนะนำของเรซินตัวพา ซึ่งเป็นเรื่องปกติเมื่อมีการรันมาสเตอร์แบทช์ตัวพา PP ในเครื่องที่ปรับเทียบสำหรับไนลอน ทำให้เกิดการสลายตัวเนื่องจากความร้อนของสารช่วยกระจายตัวและสารเพิ่มความสดใสแบบออปติคัล อาการนี้จะปรากฏเป็นสีเหลือง (CIE b* shift 2 ถึง 5) ซึ่งไม่สามารถแก้ไขได้หลังการขึ้นรูป รักษาอุณหภูมิของถังให้อยู่ภายใน ±10°C จากหน้าต่างที่ระบุของซัพพลายเออร์มาสเตอร์แบทช์

แพ็คเกจสารกันแสงยูวี

ชิ้นส่วนที่กำหนดไว้สำหรับการใช้งานกลางแจ้งจำเป็นต้องมีสารเพิ่มความคงตัว UV แบบเติมร่วม — ไม่ว่าจะรวมอยู่ในมาสเตอร์แบทช์หรือเติมเป็นสารเพิ่มความเสถียรที่แยกจากกัน หากไม่มีการป้องกันรังสียูวี กิจกรรมโฟโตคะตะไลติกของ TiO2 จะสลายเมทริกซ์โพลีเมอร์โดยรอบ ทำให้เกิดคราบชอล์กที่พื้นผิว และ CIE L* ที่วัดได้จะลดลง 3–8 จุดภายใน 12 เดือนของการสัมผัสกลางแจ้ง

พื้นผิวแม่พิมพ์และอัตราการทำความเย็น

พื้นผิวแม่พิมพ์ชุบโครเมียมขัดเงาสูงสะท้อนแสงได้มากขึ้นจากผิวหน้าของชิ้นส่วน เพิ่มความขาวที่รับรู้ได้ 2-4 CIE L* จุด เมื่อเทียบกับพื้นผิวพ่นทรายที่การโหลดมาสเตอร์แบทช์ที่เหมือนกัน การระบายความร้อนที่เร็วขึ้นจะช่วยลดความเป็นผลึกในโพลีเมอร์กึ่งผลึก เช่น PP ทำให้เกิดพื้นผิวโปร่งแสงมากขึ้นเล็กน้อย — ปรับ LDR ขึ้นไป 0.5–1% สำหรับเครื่องมือผนังบางที่หมุนเวียนอย่างรวดเร็ว

วิธีการเลือกมาสเตอร์แบทช์สีขาวที่เหมาะสม

กระบวนการตรวจสอบคุณสมบัติสี่ขั้นตอนช่วยลดการคาดเดาที่นำไปสู่การคัดแยกสี การปรับรูปแบบ หรือการเปลี่ยนแปลงมาสเตอร์แบทช์ระหว่างการผลิตซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง

ขั้นที่ 1

กำหนดเป้าหมายแสง

ระบุข้อกำหนดด้านความขาวเป็นเป้าหมาย CIE L*a*b* ที่มีความคลาดเคลื่อน — ไม่ใช่เป็นคำอธิบายส่วนตัว เป้าหมายชิ้นส่วนการฉีดทั่วไป: L* สูงกว่า 93, a* ระหว่าง -1 ถึง 1, b* ระหว่าง -2 ถึง 2 ความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับสีขาวทางการแพทย์หรือการสัมผัสอาหาร จำเป็นต้องมีการจับคู่สีที่ได้รับการรับรองโดยเครื่องมือในทุกชุดการผลิต

ขั้นที่ 2

จับคู่ผู้ให้บริการกับเรซินฐาน

ยืนยันความเข้ากันได้ของเรซินพาหะกับดัชนีการไหลละลายโพลีเมอร์ (MFI) พื้นฐานของคุณ MFI มาสเตอร์แบทช์ควรสูงกว่า MFI เรซินพื้นฐาน 1.5–3 เท่า เพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลที่เพียงพอระหว่างการผสมในกระบอกฉีด MFI ที่ไม่ตรงกันทำให้เกิดการกระจายตัวที่ไม่ดีและมองเห็นเส้นริ้วบนพื้นผิวแม่พิมพ์

ด่าน 3

ขอข้อมูลทางเทคนิคแบบเต็ม

ก่อนที่จะอนุมัติเกรดใดๆ ให้ขอรับ: ปริมาณ TiO2 (%), ประเภทเรซินตัวพาและ MFI, ช่วงอุณหภูมิการประมวลผลที่แนะนำ, ใบรับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนด (FDA, REACH, RoHS หากเกี่ยวข้อง) และข้อมูลการทดสอบการโยกย้ายสำหรับการใช้งานที่ต้องสัมผัสกับอาหาร ซัพพลายเออร์ที่ไม่สามารถให้ข้อมูลนี้ได้ภายใน 48 ชั่วโมงจะไม่ดำเนินการตามข้อกำหนดการฉีดขึ้นรูปในระดับคุณภาพ

ด่าน 4

ทดลองใช้สีที่มีโครงสร้าง

แผ่นตัวอย่างแม่พิมพ์ที่ระดับ LDR สามระดับ (เช่น 2%, 3%, 4%) ในการตั้งค่าอุณหภูมิสองบาร์เรล วัด CIE L*a*b* บนแผ่นแต่ละแผ่นด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ที่ปรับเทียบแล้ว ความทึบของพล็อตเทียบกับ LDR เพื่อค้นหาการโหลดที่มีประสิทธิภาพขั้นต่ำ — จุดที่มาสเตอร์แบทช์เพิ่มเติมทำให้เกิดการปรับปรุงน้อยกว่า 0.5 L* ต่อการเพิ่ม LDR 0.5%

รอบคัดเลือก มาสเตอร์แบทช์สีขาวแบบฉีด ด้วยกระบวนการสี่ขั้นตอนนี้ จะสร้างข้อมูลหน้าต่างกระบวนการที่จำเป็นสำหรับข้อกำหนดการผลิตที่ได้รับการควบคุม โดยแก้ไข LDR อุณหภูมิถังบรรจุ และขีดจำกัดการยอมรับสีในเอกสารฉบับเดียวที่ป้องกันไม่ให้ความแปรผันของแบทช์ต่อแบทช์เข้าถึงลูกค้า