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最も一般的な着色方法として プラスチックマスターバッチはプラスチック加工業界で広く使用されています。マスターバッチの最も重要な性能指標の一つである分散性は、実務家から多くの注目を集めており、しばしば問題を引き起こします。では、カラーマスターバッチの分散性とは一体何でしょうか？
いわゆる分散とは、着色マスターバッチがプラスチック材料中に均一に分散している程度を指します。射出成形品、押出成形品、フィルムブロー成形品など、分散状態が良好でないと、最終製品に色の分布が不均一になったり、深いまたは浅い不規則な線が現れたり、ピンホールのような粉斑が見られたりします。品質は異常です。
明らかに、分散はプラスチック製品の品質に重大な影響を及ぼします。
では、色の分散が悪い原因は何でしょうか？すべてはカラーマスターバッチの問題なのでしょうか？
トナーの分散性が悪い
カラーマスターバッチは高濃度の顔料ポリマーです。多量の粉末が凝集し、カラーマスターバッチの分散性に必然的に影響を与えます。多くのトナーは特に凝集性が強く、最も一般的な二酸化チタンやカーボンブラックなどは凝集しやすいため、非常に凝集しやすいです。お客様の最終製品とプロセス方法に応じて、適切なトナーの種類と適切なトナー粒子サイズを選択することは、カラーマスターバッチの最終的な分散性に重要な影響を与えます。
静電気の影響
多くのカラーマスターバッチには帯電防止剤が添加されていません。お客様がカラーマスターバッチを使用する際、多くの場合、カラーマスターバッチと原料を混合し、攪拌します。そのため、静電気が発生しやすく、カラーマスターバッチを原料と混合する際に、分散が不均一になり、製品の表裏で色ムラが発生します。
カラーマスターバッチの溶融フィンガーは適していません
多くの場合、マスターバッチサプライヤーはキャリアを選択する際に、融点の高い樹脂をキャリアとして選択します。しかし、融点が高いほど良いというわけではありません。最終製品の物理的特性と表面処理要件、そしてマスターバッチの良好な加工性を十分に考慮する必要があります。融点が低すぎると、製品中のカラーマスターバッチの分散性が悪くなりやすくなります。カラーマスターバッチの融点を決定するには、キャリアと粉体の条件を考慮する必要があります。適切な融点を設計することは、カラーマスターバッチの分散性に大きく貢献します。
カラーマスターバッチの添加率が低すぎる
最終製品の物理的特性と着色スキームの総コストを考慮して、一部のカラーマスターバッチサプライヤーは、カラーマスターバッチの添加量を低く設計し、製品内でのカラーマスターバッチの分散が悪くなります。
カラーマスターバッチの分散システムは適していません
カラーマスターバッチ中の凝集した粉末を分散させるために、カラーマスターバッチの加工工程中に分散剤や潤滑剤が添加されます。分散剤が適切に選択されていない場合、カラーマスターバッチの分散不良につながります。
カラーマスターバッチの密度の影響
カラーマスターバッチには、より高濃度のトナーが添加されることが多い。例えば、カラーマスターバッチの強力な隠蔽力を実現するために、二酸化チタンを大量に添加する。二酸化チタンの密度は約4.0g/cm³（3.8g/cm³～4.4g/cm³）で、多くの樹脂の密度よりも高い。そのため、カラーマスターバッチの密度は樹脂の密度と大きく異なる場合がある。混合中にカラーマスターバッチがミキサーの底に堆積しやすくなり、製品の表裏で色のムラが生じる。
カラーマスターバッチのキャリアは適していません
カラーマスターバッチのキャリアは、トナーなどの機能性添加剤を担持するために使用されます。キャリアの種類、数量、モデル、融着指数、さらには形状は、カラーマスターバッチの加工性と分散性に大きく影響します。例えば、ポリオレフィン製品にも使用されるカラーマスターバッチの場合、キャリアはPP、PE、EVAのどれにするか、単一キャリアにするか複数キャリアを混合するか、どのブランドにするか、溶融フィンガーを何本選択するか、粉末か顆粒かなど、すべてがカラーマスターバッチの最終的な性能に影響を与えます。
マスターバッチの加工
カラーマスターバッチの加工プロセスは、様々なプロセスの組み合わせです。どのような混合装置を選択すべきか？混合プロセスをどのように設計すべきか？どのような造粒装置を選択すべきか？どのようなスクリューの組み合わせを選択すべきか？どのような造粒プロセスを選択すべきか？冷却プロセスの選択さえも、カラーマスターバッチの最終的な性能に影響を与えます。
プロセスへの影響
プラスチック成形プロセスは、カラーマスターバッチの分散に一定の影響を与えます。射出成形プロセスにおいては、温度、圧力、保持時間などがカラーマスターバッチの分散に影響を与えます。
機器の影響
プラスチック成形設備もカラーマスターバッチの分散に一定の影響を与えます。例えば、スクリューの摩耗が激しいとせん断力が大幅に低下し、カラーマスターバッチの分散性が低下します。
カビの影響
射出成形の場合、金型入口の位置などの金型構造は、製品の成形やマスターバッチの分散性に一定の影響を与えます。押出機の場合、金型の流路構造や傾斜は製品の分散性に影響を与えます。
押出温度の設定なども最終製品の分散に一定の影響を与えます。
製品の分散性が悪いからといって、決して恐ろしいことではありません。関係者全員がタイムリーにブレインストーミングを行い、問題を分析し、問題点を特定し、一つずつ対策を講じていく必要があります。
多くの場合、分散の問題は単純な材料の問題やプロセスの問題ではなく、関係者全員がそれぞれの分野で改善を実施し、最終的に問題点を解消するために共同で取り組む必要がある場合があります。
#顆粒#押出機#マスターバッチ
インテリジェント押出機業界で20年近くの経験を持つ彼は、Jwell Machinery社でゼネラルマネージャーや輪番会長などの重要な役職を歴任しました。2024年以降は複数の子会社を統括し、事業拡大と産業の高度化を推進するとともに、インテリジェント製造におけるイノベーションとグローバルな成長を牽引してきました。
