มาสเตอร์แบทช์เติมความหนาแน่น (High density filler masterbatch) กลายเป็นสินค้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพลาสติกเนื่องจากมันทำให้ผู้ผลิตสามารถเพิ่มน้ำหนัก ความแข็งแรง และความเสถียรทางขนาดให้กับผลิตภัณฑ์จากโพลีเมอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยค่าใช้จ่ายของวัตถุดิบยังคงอยู่ในระดับต่ำหรือกลาง มาสเตอร์แบทช์เติมความหนาแน่นสูงเป็นผสมที่มีความเข้มข้น ซึ่งส่วนประกอบของผงอินทรีย์ที่มีความหนาแน่นสูงมากที่สุด ได้แก่ กรดแคปไรซ์, ซัลเฟตบารีเอม, หรือทาลค จะถูกแบ่งปันอยู่ภายในตัวแทนของโพลีเมอร์ โดยปริมาณที่ใช้มักจะเกิน 70% ของน้ำหนักของผสม Kerke, โรงงาน Wanplas, ได้จัดหาเครื่องบดแบบคู่สายรอบที่เคลื่อนตัวร่วมกันให้กับผู้ผลิตมาสเตอร์แบชช์ฟิลเลอร์มานานกว่า 12 ปี และแนวคิดนี้รวบรวมความรู้ทางเทคนิคที่แยกแยะผลิตภัณฑ์ที่สามารถขายได้และมีการผสมที่ดีออกจากผลิตภัณฑ์ที่แข็งและไม่สม่ำเสมอ
น้ำหนักและความแข็งแรงเป็นคุณสมบัติสองประการที่เป็นตัวกำหนดการตัดสินใจซื้อของผู้ซื้อสำหรับมาสเตอร์แบทช์ที่เติมสาร น้ำหนักขึ้นอยู่กับความหนักแน่นของวัสดุเติมที่เลือกเป็นหลัก ในขณะที่ความแข็งแรงแสดงออกผ่านตัววัดความยืดหยุ่น และได้รับผลกระทบอย่างมากจากรูปร่างของวัสดุเติม ขนาดของอนุภาค การบำบัดผิว และการบรรจุในที่สุด บทความนี้อธิบายวิธีการเลือกและควบคุมแต่ละตัวแปร และวิธีการกำหนดค่าเส้นการคูณเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ ในที่สุดคุณจะเข้าใจเกี่ยวกับการแบ่งระดับและจำนวนเมชของฟิลเลอร์, การยึดติดของกรดสเตอริกและไททาเนียม, ระบบสารพานและการจับคู่ MFI, ค่าความยืดหยุ่นต่อความแข็งแรง, การทดสอบการกระจายด้วยค่าความดันของกรอง, การรวมตัวของอุปกรณ์สกรูบนเครื่องอัดรีดสองสกรูที่หมุนร่วมกัน, การใส่วัตถุข้าง, การระบายอากาศด้วยการดูด, และสามวิธีการผลิตเม็ด
ในแผนการนี้ คำอธิบายทางเทคนิคใช้ความเห็นร่วมกันของวิทยาศาสตร์ทางโพลีเมอร์มากกว่าคำอ้างอิงทางการตลาด และค่าความคุ้มทุนทั้งหมดใช้คำบอกระดับเช่น ต่ำ, ปานกลาง, สูง, สูงสุด และคุณภาพเยี่ยมแทนตัวเลขที่เป็นตัวตน Kerke เป็นแบรนด์ Wanplas ซึ่งเครือข่ายโรงงานเฉพาะทางของบริษัทนี้ครอบคลุมชุดคุณลักษณะของพลาสติกทั้งหมด และเครื่องอัดผสมที่กล่าวถึงในบทความนี้เข้ากันได้อย่างเป็นธรรมชาติกับเครื่องบดปิโตรเลียม, เครื่องรีไซเคิล, และเครื่องผลิตแผ่นที่ผลิตโดยโรงงานในเครือของ Wanplas
High Density Filler Masterbatch คืออะไร และทำไมน้ำหนักมีความสำคัญ
มาสเตอร์แบทช์เติมแร่ความหนาแน่นสูงคือสารผสมที่เตรียมไว้ล่วงหน้า ซึ่งเติมแร่อินทรีย์ในความเข้มข้นสูงภายในตัวสารพันธุ์สังเคราะห์ให้สามารถป้อนเข้าไปในสารพันธุ์ธรรมชาติได้ในขณะผลิตผ้าแบบบล็อก, การฉีดขึ้นรูป, การฉีดท่อ, หรือการฉีดแผ่น รูปแบบของมาสเตอร์แบชช์มีอยู่เนื่องจากการผสมผสานผงที่ไม่มีรูปแบบโดยตรงกับเม็ดพลาสติกแห้งใหม่จะทำให้เกิดการกระจายที่ไม่ดี, เกิดฝุ่น และอัตราการผลิตที่ไม่เสถียร, ในขณะที่มาสเตอร์แบชช์ที่ผสมอย่างเหมาะสมจะให้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาดและมีคุณสมบัติที่สม่ำเสมอ คำว่า "ความหนาแน่นสูง" หมายถึงความจุของวัสดุเติมที่สูงและในหลายชนิดใช้วัสดุเติมที่หนาแน่นเช่นซัลเฟตบารีเนียมที่เพิ่มความหนักของผลิตภัณฑ์ที่ได้
น้ำหนักมีความสำคัญจากหลายเหตุผลทางการค้า ในสินค้าที่ขายตามปริมาณหรือชิ้นงาน โดยลูกค้าคาดหวังความหนาแน่นที่แน่นอน เช่น ชั้นวางของ, พื้นกระถางดอกไม้, ส่วนประกอบของเครื่องเฟอร์นิเจอร์, กระดาษปิดสายเคเบิล และ หินเทียม การเพิ่มน้ำหนักของแร่ธาตุส่งผลให้สินค้ามีคุณภาพและลดการใช้พลาสติก ในการใช้งานลดเสียงและป้องกันแม่เหล็ก, ความหนาแน่นที่สูงขึ้นช่วยลดการดูดซับเสียงและแสงรังสีได้ดีขึ้น ในการใช้งานผ้าไมโครไฟเบอร์และถุงผ้าเช็ดตัว ชนิดของสารเติมเต็มที่ใช้ควรอยู่ในระดับปานกลาง เพื่อลดต้นทุนโดยไม่ทำให้กระบวนการผลิตลดลง ความท้าทายทางเทคนิคคือการเพิ่มวัสดุเติมที่มากที่สุดโดยไม่ทำลายความแข็งแรงทางกลของผลิตภัณฑ์
ตัวเลขที่สำคัญที่สุดสำหรับมาสเตอร์แบชช์ที่มีความหนาแน่นสูงคือความหนักเฉียดของมัน เพราะมันกำหนดปริมาณน้ำหนักที่ส่วนผสมของมาสเตอร์แบชช์แต่ละส่วนจะมี มาสเตอร์แบทช์ที่ใช้คาร์บอเนตแคลเซียมเป็นวัตถุดิบมีความหนาแน่นอยู่ในช่วง 1.9 ถึง 2.1 กรัม/ซม.3, สายที่ใช้แทลกเป็นวัตถุดิบมีความหนาแน่นอยู่ในช่วง 2.0 ถึง 2.2 กรัม/ซม.3, และสายที่ใช้ซัลเฟตแซลเฟตเป็นวัตถุดิบมีความหนาแน่นอยู่ในช่วง 2.8 ถึง 3.2 กรัม/ซม.3 โดยขึ้นอยู่กับปริมาณการใส่ ตารางด้านล่างเปรียบเทียบสามชนิดของวัสดุเติมที่สำคัญที่สุดในเรื่องน้ำหนักและความแข็งแรง
การเปรียบเทียบคุณสมบัติของสารเติมเต็มสำหรับสูตรที่ใช้น้ำหนักเป็นตัวกำหนด
| Property | Calcium Carbonate (CaCO3) | Barium Sulfate (BaSO4) | Talc |
|---|---|---|---|
| Specific gravity (g/cm3) | 2.7 | 4.3 | 2.8 |
| Typical particle size | 1 to 20 micrometer | 2 to 15 micrometer | 2 to 20 micrometer |
| Particle shape | Irregular / cubic | Acicular / angular | Plate-like (lamellar) |
| Relative raw cost | Low | Medium to High | Low to Medium |
| Effect on flexural modulus | Moderate increase | Moderate increase | Strong increase |
| Effect on impact strength | Reduces | Reduces | Reduces, less with coupling |
| Typical max loading in MB | 80 to 85 percent | 80 to 90 percent | 70 to 80 percent |
เมื่อน้ำหนักเป็นเป้าหมายหลัก และค่าใช้จ่ายต้องอยู่ในระดับต่ำ คาร์บอเนตแคลเซียมเป็นวัสดุเติมที่ใช้เป็นคำตอบโดยอัตโนมัติ เมื่อต้องการความหนักเฉพาะสูงสุดที่เป็นไปได้ บริษัทจะเลือกใช้สารบารีทะเลสาปแม้ว่าค่าใช้จ่ายของวัตถุดิบจะอยู่ในระดับกลางถึงสูง Talc ถูกเลือกเมื่อความแข็งแรงและอุณหภูมิที่สามารถลดความยืดหยุ่นได้มีความสำคัญมากกว่าความหนาแน่นโดยตรงเนื่องจากอนุภาคที่มีรูปร่างเหมือนแผ่นนี้จะเสริมสร้างโครงสร้างของโพลีเมอร์ในสองมิติ
วัสดุเติม: CaCO3, BaSO4 และ Talc
การเลือกสารเติมเต็มเป็นการตัดสินใจด้านวิศวกรรมแรกในโครงการการผลิตสารเติมเต็มระดับความหนาแน่นสูง และเริ่มต้นด้วยขนาดของอนุภาคที่แสดงเป็นเส้นผ่าศูนย์กลางในไมครอน หรือเป็นจำนวนรู จำนวนแผงระบุจำนวนสายไฟต่อนิ้วในถาดกรองที่เก็บผงดังนั้นหมายเลขแผงที่สูงขึ้นหมายถึงผงที่ละเอียดขึ้น การแปลงที่นิยมใช้กันคือประมาณ 1250 เมช์คุ้มครองกับประมาณ 10 ไมครอนเมตร, 2500 เมช์คุ้มครองกับประมาณ 5 ไมครอนเมตร และ 3000 เมช์คุ้มครองกับประมาณ 4.5 ไมครอนเมตร แต่การแปลงที่แท้จริงอาจแตกต่างกันไปตามรูปร่างของส่วนผสม สำหรับมาสเตอร์แบทช์ที่ใช้เป็นตัวเติม ความละเอียดที่ใช้งานอยู่ในช่วงตั้งแต่ 800 เมช หรือประมาณ 18 ไมโครเมตร ไปจนถึง 3000 เมช หรือประมาณ 4.5 ไมโครเมตร
คาร์บอเนตของแคลเซียมถูกจัดจำหน่ายเป็นคาร์บอเนตของแคลเซียมที่ผ่านการบด (GCC) ซึ่งถูกบดจากหินปูนธรรมชาติ หรือเป็นคาร์บอเนตของแคลเซียมที่ตกค้าง (PCC) ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ มีความละเอียดและความสม่ำเสมอของอนุภาคที่ดีกว่ามาก โดยมีขนาดตั้งแต่ 0.1 ถึง 3 ไมโครเมตร GCC มีราคาถูกและเป็นตัวหลักในการผลิตสารเติมเต็มสินค้าทั่วไป; PCC มีราคาสูง แต่ให้ผลิตภัณฑ์ที่สว่างขึ้น, ละเอียดขึ้น และสามารถผสมได้ง่ายขึ้น ซึ่งเหมาะสำหรับแผ่นบางและเคลือบ ฝุ่นละเอียดขึ้นสามารถเพิ่มค่าความแข็งของการยืดหยุ่นและความเรียบของผิว แต่ยังสามารถเพิ่มพื้นที่ผิวที่ต้องถูกชุบด้วยตัวนำ จึงทำให้ต้องใช้ตัวเชื่อมต่อมากขึ้นและใช้พลังงานการผสมอย่างเข้มข้นมากขึ้น
สารบอรี่ซัลเฟต (Barium sulfate), ซึ่งเรียกว่า บารีท (baryte) ในรูปของแร่หรือ Blanc fixe เมื่อตกค้าง, มีค่าสัมประสิทธิ์สูงประมาณ 4.3 กรัม/เซนติเมตร และความไม่มีสัมผัสทางเคมี เนื้อหานี้ไม่มีการตอบสนองต่อกรดในสูตร, เป็นวัสดุที่มีความแวววาวรังสี และมีน้ำหนักที่ดีอย่างยิ่งโดยไม่ทำให้สีของสารเปลี่ยนเป็นสีเหลืองอย่างรุนแรง ความละเอียดของอนุภาคมีความสามารถในการกระจายตัวได้ดีในเครื่องอัดแรงดันแบบคู่สกรูที่หมุนร่วมกัน และเนื่องจาก BaSO4 มีความหนาแน่นมากกว่าพลาสติกแคปซูลคาร์บอเนตของแคลเซียม จึงทำให้ BaSO4 Masterbatch มีการเพิ่มน้ำหนักเท่ากันในส่วนผสมที่น้อยกว่า ซึ่งสามารถรักษาความแข็งแรงจากการกระแทกได้ ความเสี่ยงคือค่าใช้จ่ายต้นทุนที่อยู่ระหว่างระดับกลางถึงสูง และการเสียหายของวัสดุลดความแข็งที่มากขึ้นบนล็อคและท่อ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ส่วนประกอบล็อคที่ป้องกันการเสียหายแนะนำ
Talc เป็นซิลิเกตไมโครแคลเซียมที่มีน้ำและมีสถาปัตยกรรมแบบแผ่นหรือแผ่นเล็ก ๆ อัตราส่วนของมัน (อัตราส่วนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นและความหนา) อาจอยู่ในช่วง 5:1 ถึงมากกว่า 20:1 ตามแหล่งเหมืองและระดับการบด ทาลคที่มีอัตราส่วนสูงเป็นวัสดุเสริมที่มีประสิทธิภาพ: เนื้อวัสดุมีค่าความยืดหยุ่นสูงขึ้นอย่างมาก, ช่วยเพิ่มอุณหภูมิการหักตัวที่ 10 ถึง 30 องศาเซลเซียส ในการโหลดปานกลาง, และทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการบ่มที่ทำให้กระบวนการบ่มในโพลิโพรพิลีนเร็วขึ้น Talc มีคุณสมบัติเป็นตัวขัดที่นุ่มนวล และแผ่นของมันต้องถูกเก็บไว้อย่างสมบูรณ์ในขั้นตอนการผสมดูด ทำให้การผสมที่รุนแรงเกินไปควรหลีกเลี่ยง ค่าปริมาณทัลก์สำหรับเมสเตอร์แบชช์มีขนาดตั้งแต่ 800 เมช (ประมาณ 18 ไมโครเมตร) ถึง 3000 เมช (ประมาณ 4.5 ไมโครเมตร) โดยค่าปริมาณที่ละเอียดกว่านั้นถูกเลือกใช้สำหรับการฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนที่มีผนังบาง
แผนผัง Mesh, Micron และการใช้งาน
| Mesh count | Approx. mean size (micrometer) | Bulk density | Typical application |
|---|---|---|---|
| 800 mesh | 15 to 18 | Medium | Pipe, profile, thick injection parts |
| 1250 mesh | 9 to 11 | Medium | Woven sack, general film, sheet |
| 2500 mesh | 4 to 6 | Low | Thin film, laminating, surface-sensitive parts |
| 3000 mesh | 4 to 5 | Low | Premium thin film, high-gloss coatings |
ผงที่ละเอียดมีความหนาแน่นน้อยกว่าและใช้พื้นที่ว่างมากขึ้นในช่องใส่วัตถุดิบ ซึ่งเป็นเหตุผลที่สายการผลิตที่มีความจุสูงใช้การใส่วัตถุดิบด้านข้างแทนการใส่ทุกอย่างลงในโถใส่วัตถุดิบหลัก เทคนิคการผลิตยังต้องระวังความชื้นด้วย: สารเติมเต็มแร่สามารถเก็บความชื้นในผิวได้ 0.2 ถึง 0.8 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งต้องถูกกำจัดด้วยการระบายความชื้นด้วยการดูดซับหรือเม็ดผลิตภัณฑ์สุดท้ายจะมีช่องว่างและค่า FPV จะพุ่งขึ้น
การบำบัดผิวและตัวเชื่อม
สารเติมเต็มอินทรีย์มีค่าความโพลาร์และความชอบน้ำ (hydrophilic), ในขณะที่พื้นฐานโพลีโอเลฟีนเช่นโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีนมีค่าความไม่โพลาร์และความไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) ไม่มีการเคลือบผิว, ความเข้มข้นของชิ้นส่วนเติมจะอยู่เป็นร่องรอยที่ไม่แข็งแรงในโพลีเมอร์, ทำให้เกิดพื้นที่เชื่อมต่อที่อ่อนแอ, ความหนืดของวัสดุละลายสูง, ความผสมผสานที่ไม่ดี และการลดลงอย่างรวดเร็วของความแข็งแรงต่อการกระแทก การบำบัดผิวทำให้พื้นผิวของอนุภาคเปลี่ยนจากมีค่าพลังโน้มถ่วงเป็นบวกเป็นลบเป็นบวก (organophilic) ให้กับตัวนำ, สารยึดเกาะขยายความสัมพันธ์ระหว่างชั้นอินทรีย์และออแกนิก, และคุณสมบัติทางกลจะดีขึ้นเมื่อมีการบำบัดในปริมาณเท่ากัน
วิธีการรักษาที่นิยมและมีค่าใช้จ่ายต่ำที่สุดคือการใช้กรดสเตอริก (Stearic acid) ซึ่งเป็นกรดไขมัน C18 ที่ใช้ในปริมาณ 0.5 ถึง 1.5 เปอร์เซ็นต์ต่อน้ำหนักของวัตถุในขณะเคลือบในเครื่องผสมความเร็วสูง น้ำมันซิทาร์ิกลดพลังงานผิวของผง, ช่วยเพิ่มความสามารถในการไหลและทำให้พื้นผิวของตัวนำซึมเข้าสู่ส่วนผสมได้ง่ายขึ้น เนื้อสัมผัสเป็นประเภทของสารลดแรงติดขัดมากกว่าสารยึดตัวจริง ดังนั้นมันช่วยในการประมวลผลและการกระจาย แต่มีส่วนช่วยเพียงเล็กน้อยในการรักษาความแข็งแรง สำหรับมาสเตอร์แบทช์แคลเซียมคาร์บอเนตที่มีราคาถูก ความเข้มข้นของกรดสเตอริกเท่านั้นมักจะเพียงพอ
สำหรับประสิทธิภาพที่สูงขึ้น, โดยเฉพาะกับแป้งทาลคและสารบารีทะเลสีที่ความติดอยู่เป็นปัจจัยสำคัญ, สารยึดเชื่อมทิทาเนียมจะใช้ในปริมาณ 0.3 ถึง 1.0% ของน้ำหนักของวัสดุ Titanate จะเชื่อมต่อผ่านกลุ่มที่มีคุณสมบัติทางอินทรีย์กับผิวของวัสดุเสริม และผ่านสายออแกนิกกับโพลีเมอร์ ทำให้เกิดพื้นที่เชื่อมต่อที่แข็งแรง ซึ่งช่วยเพิ่มค่าความยืดหยุ่นและความแข็งแรงต่อแรงกระแทกได้พร้อมกัน ระบบเชื่อมอื่น ๆ ได้แก่ อลูไมเนต, ซิลานสำหรับวัสดุเติมที่เป็นสารก่อมลพิษ, และโพลิโอเลฟินที่มีการปลูกถ่ายด้วยแอนไฮไดรอยด์มาลีอิก (PP-g-MAH) ที่ใช้เป็นตัวทำให้เข้ากันในระบบโพลิโพรพิลีน ความเลือกใช้ขึ้นอยู่กับเคมีของสารเติมและพื้นผิวที่ใช้: สารซิลานเหมาะกับพื้นผิวแก้วและสารแร่ไซลิก, สารไททาเนตเหมาะกับแคลเซียมคาร์บอเนตและซัลเฟตบาเรียม, และโพลิโอลีฟเมลาเทตเหมาะกับแทลกใน PP
วิธีการใช้งานมีความสำคัญเท่ากับเคมีของผลิตภัณฑ์ การเคลือบแห้งในเครื่องผสมความเร็วสูงที่อุณหภูมิ 80 ถึง 110 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 3 ถึง 8 นาที จะทำให้การเคลือบกระจายอย่างสม่ำเสมอก่อนที่ผงจะเข้าสู่เครื่องอัด สารเชื่อมต่อของเหลวสามารถฉีดลงสู่สายลำเลียงของวัสดุที่ละลายได้ด้วยเช่นกัน เพื่อป้องกันสารจากการเสื่อมสภาพทางความร้อน และให้การเชื่อมต่อที่มีความซ้ำซ้อนมากขึ้น น้ำยาไม่เพียงพอจะทำให้ชิ้นส่วนที่ไม่ได้ถูกปรับปรุงถูกทำลาย; น้ำยามากเกินไปจะเป็นตัวเพิ่มความยืดหยุ่นที่ทำให้ค่าความแข็งแรงลดลงและอาจทำให้เกิดการตกค้างบนตัวแท่ง ตารางด้านล่างรวบรวมขั้นตอนการรักษา
วิธีการและผลของการบำรุงผิว
| Treatment | Typical dose (% filler) | Relative cost | Main benefit |
|---|---|---|---|
| Untreated | 0 | Low | None; poorest dispersion |
| Stearic acid | 0.5 to 1.5 | Low | Lubrication, wetting, flow |
| Titanate coupling | 0.3 to 1.0 | Medium | True coupling, impact retention |
| Silane coupling | 0.3 to 0.8 | Medium | Siliceous filler bonding |
| PP-g-MAH compatibilizer | 2 to 6 | Medium to High | Talc in PP adhesion |
การเลือกสารเคลือบและการตรงกับ MFI
ระบบปูน (carrier resin) คือ โพลีเมอร์ที่รักษา ส่วนผสมให้อยู่ในสภาพระเหย และพาไปสู่ผลิตภัณฑ์สุดท้าย สำหรับมาสเตอร์แบทช์เติมที่มีความหนาแน่นสูง คาร์เรอร์ต้องเป็นที่เข้ากันได้กับสารเคลือบหลัก รวมถึงต้องสามารถผสมได้อย่างง่ายดายในปริมาณเติมที่สูงมาก และมีความหนืดต่ำพอที่จะทำให้ผงเติมชุ่มชื้น สายพานสองชนิดที่เป็นหลักคือโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีน ซึ่งเลือกใช้ตามการใช้งานสุดท้าย: สายพานโพลีเอทิลีนสำหรับผ้าโพลีเอทิลีน, ถุง, และท่อ และสายพานโพลีโพรพิลีนสำหรับส่วนประกอบที่ผลิตจากโพลีโพรพิลีน, เส้นใย, และราฟฟา
ภายในโพลีเอทิลีน, โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำแบบตรง (LLDPE) เป็นพาหนะที่ใช้กันมากที่สุดเนื่องจากความไม่คริสตัลและการกระจายของน้ำหนักโมเลกุลที่กว้างกว่าให้ความชื้นที่ดีและการผสมผสานที่ง่าย ภายในโพลีโพรพิลีน ใช้ PP โฮโมโพลีเมอร์สำหรับส่วนที่แข็งแรง และ PP โคโพลีเมอร์สุ่มที่ต้องการความยืดหยุ่นบางส่วน ปัจจัยสำคัญคืออัตราการไหลของวัสดุในสภาพละลาย ซึ่งแสดงเป็นอัตรา MFI ในกรัมต่อ 10 นาทีใต้ความทนทานมาตรฐาน MFI ของสารเคลือบควรเท่ากับหรือสูงกว่ามากกว่า MFI ของสารเคลือบที่จะเติมลงไป เพื่อให้สารเคลือบไม่กลายเป็นส่วนที่จำกัดความหนืดของผง
สำหรับมาสเตอร์แบทช์ที่มีความหนาแน่นสูง การเลือกตัวนำมักจะเป็นระดับ MFI ที่สูงถึงมาก (เช่น 20 ถึง 50 กรัม/10 นาที สำหรับโพลีเอทิลีน และ 20 ถึง 40 กรัม/10 นาที สำหรับโพลีโพรพิลีน) แม้ว่าระดับ MFI ของสารประกอบผลิตภัณฑ์ที่ออกมา จะเป็นระดับต่ำกว่าเช่น 2 ถึง 12 กรัม/10 นาที สารนำสูง MFI มีหน้าที่เป็นตัวลดแรงติดขัดภายในที่ทำให้เนื้อผสมที่มีสารเติมแต่งสูงสามารถถูกฉีดและบดเป็นเม็ดได้อย่างต่อเนื่อง หาก MFI ของตัวนำต่ำเกินไป, น้ำยางจะกลายเป็นแข็งเกินไปจนไม่สามารถแบ่งส่วนผสมเป็นเม็ดได้ และ FPV จะเพิ่มขึ้น; หาก MFI สูงเกินไป, เมมเบิร์ชอาจทำให้คุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ที่ได้น้อยลง ตารางด้านล่างแสดงตัวเลือกผู้ให้บริการที่เป็นตัวอย่าง
การเลือกสารเคลือบโดยอาศัยการใช้งานสุดท้าย
| Host product | Recommended carrier | Carrier MFI (g/10min) | Notes |
|---|---|---|---|
| PE film and bags | LDPE or LLDPE | 20 to 50 | Good clarity retention, easy seal |
| PP injection molding | PP homopolymer | 20 to 40 | Match crystallinity, use PP-g-MAH |
| PP raffia and tape | PP homopolymer | 25 to 45 | High draw, low gel |
| HDPE pipe and profile | HDPE or LDPE blend | 15 to 35 | Balance stiffness and ESCR |
| EVA adhesive layer | EVA | 10 to 30 | Specialty, higher cost |
MFI ถูกวัดที่อุณหภูมิ 190 องศาเซลเซียสสำหรับโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีนใต้ความดัน 2.16 กิโลกรัม และผลที่ได้เป็นกรัมต่อ 10 นาทีมีความสัมพันธ์ตรงกันข้ามกับน้ำหนักโมเลกุล เมื่อตรวจสอบการจับคู่ระหว่างตัวนำกับตัวรับ, ผู้เทคนิคควรพิจารณาด้วยเช่นกันว่าด้วยความหนา: การใช้เมสเตอร์แบทช์ที่เป็นตัวเติมจะทำให้ความหนาแน่นสูงขึ้นแล้ว ดังนั้นการเลือกตัวนำที่มีความหนาแน่นต่ำเช่น LDPE (ประมาณ 0.92 กรัม/เซนติเมตร) แทนที่จะเป็น HDPE (ประมาณ 0.95 กรัม/เซนติเมตร) จะช่วยลดน้ำหนักบางส่วนได้หากเป้าหมายคือการลดต้นทุนแทนที่จะเพิ่มความหนาได้สูงสุด ด้วยเหตุนี้ สำหรับมาสเตอร์แบทช์ที่มีความหนาแน่นสูงและน้ำหนักเป็นจุดขาย ความเลือกของตัวนำก็เป็นเรื่องรองลงไปเมื่อเทียบกับความหนักของวัสดุเติม
การปรับสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความแรงกระทบ: การคำนวณค่าความยืดหยุ่น
ความแข็งของวัสดุที่เติมเต็มสามารถอธิบายได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการใช้ค่าความยืดหยุ่น (flexural modulus) ซึ่งเป็นความชันของกราฟความตึง-ความยืดหยุ่น (stress-strain curve) ในการบิด, มาตรวัดเป็นเมกะปาสแคล (megapascal) การใส่เส้นใยอินทรีย์เพื่อเพิ่มความแข็งแรงจะทำให้ปริมาตรความแข็งแรงในการยืดหดตัวเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากอนุภาคอินทรีย์ที่แข็งแรงจะป้องกันการหดตัวของวัสดุ ความมากของการเพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับค่าความยืดหยุ่นของตัวเติม, ความกด, อัตราส่วน และความติดกันของสัมพันธ์ ทาลคมีความละเอียดสูงในรูปแบบแผ่น ซึ่งให้ความเพิ่มขึ้นในค่าความยืดหยุ่นสูงสุดต่อหน่วยน้ำหนัก ส่วนกากคาร์บอเนตแคลเซียมรูปทรงกระบอกให้ความเพิ่มขึ้นที่น้อยกว่า และกากซัลเฟตบาเรียมให้ความเพิ่มขึ้นที่มากพอและมีความหนาแน่นเป็นข้อดี
คู่มือที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้คือความแข็งแรง สารเติมแต่งเหมาะสมสร้างจุดสะสมแรงและพื้นที่เชื่อมที่อ่อนแอ ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดรอยแตก ดังนั้น การทดสอบแรงกระแทกที่มีรอยตัด ซึ่งวัดด้วยวิธี Izod หรือ Charpy จะลดลงเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น พลาสติกโพลิโปรพีเลนที่เรียบร้อยอาจแสดงค่าประมาณ 30 ถึง 45 จูล/เมตร แต่เมื่อมีแร่คาร์บอเนต 40 เปอร์เซ็นต์ ค่านี้อาจลดลงเป็น 5 ถึง 10 จูล/เมตร และเมื่อมีแทลก 30 เปอร์เซ็นต์ ค่านี้จะอยู่ที่ประมาณ 8 ถึง 15 จูล/เมตร ศิลปะด้านวิศวกรรมคือการเพิ่มความต้านทานและค่าความยืดหยุ่นโดยใช้ตัวเชื่อมต่อ, สารปรับปรุงเอลาสโตเมอร์ หรือผสมวัสดุเสริมที่สมดุลเพื่อให้ความต้านทานต่อแรงกระแทกอยู่ในระดับที่สูงกว่าที่แอพพลิเคชั่นต้องการอย่างน้อย
มีหลายกลยุทธ์ที่สามารถคืนความแข็งแรงได้โดยไม่ต้องเสียความยืดหยุ่นมากเกินไป การคูปเลิ้งด้วยไททาเนทหรือซิลานช่วยเพิ่มการเชื่อมต่อและฟื้นฟูส่วนหนึ่งของความแข็งแรงที่สูญเสีย การเพิ่ม 5 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ของตัวปรับปรุงเอลาสตอมอร์เช่นยางเอทิลีน-โพรพิลีนหรือยางเอลาสตอมนิ่มสามารถเพิ่มความทนทานได้อย่างมากในขณะที่มีความสูญเสียในค่าความยืดหยุ่นที่น้อย การผสมวัสดุเสริมความแข็งสูงเช่นทาลคกับวัสดุเสริมความแข็งที่มีราคาถูกเช่นแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถเข้าถึงเป้าหมายด้านค่าใช้จ่ายและคุณสมบัติระหว่างทั้งสองวัสดุได้ แผนกแสดงข้อมูลด้านล่างแสดงค่าทิศทางของวัสดุที่มีความหนา 30% ในโพลิโพรพีเลน
ทิศทางของวัสดุที่มีส่วนผสม 30 เปอร์เซ็นต์ในโพลีโพรพิลีน
| Filler (30%, coupled) | Flexural modulus (MPa) | Notched Izod (J/m) | HDT (deg C) |
|---|---|---|---|
| None (neat PP) | 1500 | 35 to 45 | 55 to 60 |
| CaCO3, fine | 2600 to 3000 | 10 to 18 | 70 to 80 |
| Talc, high aspect | 3200 to 4200 | 12 to 20 | 85 to 105 |
| BaSO4 | 2500 to 3100 | 12 to 18 | 70 to 82 |
เลขที่ระบุข้างต้นเป็นช่วงที่เป็นตัวอย่าง; ค่าที่จริงขึ้นอยู่กับระดับความเข้มข้น, การเชื่อมต่อ, และวิธีการทดสอบ และควรตรวจสอบจากแผ่นข้อมูลของผู้ผลิต กฎปฏิบัติสำหรับมาสเตอร์แบทช์เติมแน่นสูงคือตั้งค่าค่าความยืดหยุ่นขั้นต่ำที่ลูกค้าต้องการ แล้วเลือกเติมแน่นและปริมาณที่ตรงกับค่าดังกล่าวด้วยค่าใช้จ่ายที่ต่ำที่สุดและความลดลงของแรงกระแทกที่สูงที่สุด ผู้วิจัยของ Kerke จะทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการแบบเล็ก ๆ บนเครื่องอัดฉีดสองลูกกลิ้ง KTE เพื่อปรับค่าการคำนวณเหล่านี้ก่อนขยายไปสู่การผลิต
คุณภาพการกระจาย: ค่าแรงดันกรอง (FPV)
คุณภาพการกระจายของผงเติมจะตัดสินว่าเมาส์ผงเติมความหนาแน่นสูงจะประสบความสำเร็จในการใช้งานหรือไม่ หรือจะทำลายเครื่องพิมพ์และแผ่นของลูกค้า การกระจายที่ไม่ดีจะทำให้เกิดกลุ่มก้อน, ลูกตาเหมือนปลา, และเจลที่บล็อกหน้าจอ, ทำให้หนังสือมีรอยสกปรก, และทำให้ชิ้นส่วนอ่อนแอลง การทดสอบปริมาณที่ถูกยอมรับมากที่สุดสำหรับการกระจายของสารเติมแต่งคือค่าแรงดันกรอง ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า ค่าแรงดันกรอง หรือ FPV ซึ่งวัดโดยเครื่องวัดความหนืดแบบแขวนที่ติดตั้งด้วยแพคกรองมาตรฐานที่อุณหภูมิและความแตกต่างแรงที่ตั้งไว้
ในการทดสอบ FPV, มาสเตอร์แบทช์ที่ไหลไคลจะถูกฉีดผ่านชุดกรองที่มีช่องว่างเล็กน้อย และการเพิ่มความดันต่อช่วงเวลา หรือช่วงความจุที่กำหนดจะถูกบันทึกไว้ วัสดุที่กระจายได้ดีจะไหลไปด้วยความดันที่ต่ำและคงที่; วัสดุที่มีกลุ่มหรือเจลจะทำให้ความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อหน้าจอติดขัด ค่าที่รายงานมักจะเป็นความดันในบาร์หลังจากปริมาตรที่กำหนด หรืออัตราการเพิ่มความดัน FPV ที่ต่ำกว่าแปลว่ามีการกระจายที่ละเอียดขึ้น, สม่ำเสมอมากขึ้น และมีความผิดพลาดน้อยลง วิธี FPV ใช้หลักการของ ISO 1133 ในการวัดความไหลของวัสดุที่ละลาย และใช้แผ่นกรองที่คล้ายกับการทดสอบการกรองของ ASTM แต่ขีดจำกัดการยอมรับกำหนดโดยกระบวนการของเครื่องแปลงและความหนาของแผ่น
สำหรับสีฟิล์มบางและสีที่ใช้ในการเคลือบ ค่าประมาณความผิดพลาด (FPV) ต้องต่ำมาก เนื่องจากแม้แต่กลุ่มก้อนใหญ่ๆ ก็จะแสดงเป็นข้อบกพร่องที่เห็นได้ชัด; สำหรับท่อและโปรไฟล์หนา ค่าประมาณความผิดพลาด (FPV) สามารถกว้างขึ้นได้ การปฏิบัติที่ดีทั่วไปมุ่งเน้นให้ FPV อยู่ต่ำกว่า 500 บาร์สำหรับการผลิตภาพยนตร์ที่มีความท้าทายสูง ขณะที่สารประเภททั่วไปอาจยอมรับค่าที่สูงกว่า นอกจาก FPV แล้ว ยังมีการตรวจสอบความกระจายด้วยการนับกลุ่มของแป้งด้วยกล้องจุลทรรศน์ การตรวจสอบปริมาณควันสำหรับส่วนผสมทั้งหมด และการทดสอบการทาบด้วยแผ่นรองสองชั้นสำหรับการตรวจสอบความเป็นเจล ตารางด้านล่างแสดงการตรวจสอบการกระจายที่พบบ่อย
วิธีการทดสอบการกระจายสำหรับเมสเตอร์แบทช์ของวัสดุเติม
| Method | What it measures | Typical target | Standard basis |
|---|---|---|---|
| Filter Pressure Value (FPV) | Pressure rise through screen pack | Lower is better; tight for film | ISO 1133 principle |
| Ash content | Total inorganic filler | Within plus or minus 1 percent | ISO 3451 |
| Microscope count | Agglomerate number and size | Few counts above 50 micrometer | Internal method |
| Smear / roll mill | Visual gel and streak | No visible gel | Internal method |
การปรับปรุง FPV เกี่ยวข้องกับกระบวนการผสม: ฝุ่นที่ละเอียดขึ้น, การเชื่อมที่เหมาะสม, แรงเคนกที่เพียงพอในพื้นที่ผสม, และการลดความชื้นที่มีประสิทธิภาพ ในเครื่องอัดรีดคู่หมุน Kerke KTE เครื่องมืออัดรีดมีโครงสร้างที่ปรับให้ถูกต้องเพื่อให้วัสดุเติมเข้าสัมผัสกับแรงกดแรงดันอย่างรุนแรงหลังจากที่ตัวนำได้ละลายและชุบตัววัสดุเติมแล้ว ซึ่งทำให้แยกกลุ่มของวัสดุออกจากกันโดยไม่ทำให้เกิดการบดขยี้ที่มากเกินไปหรือสร้างความร้อนที่มากเกินไป ซึ่งจะทำให้โพลีเมอร์เสื่อมสภาพ
การออกแบบเทคโนโลยีการผสมด้วยเครื่องผสมคู่
สิ่งสำคัญของระบบการผลิตมาสเตอร์แบทช์ฟิลเลอร์ความหนาแน่นสูงคือเครื่องอัดแบบคู่สายพาราเลลล์ที่หมุนร่วมกัน Kerke, โรงงาน Wanplas, สร้างซีรีส์ KTE ของเครื่องอัดแบบคู่หมุนร่วมกันจาก KTE-16B ถึง KTE-135D ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางสกรูตั้งแต่ 16 มม. ในห้องทดลองไปจนถึง 135 มม. ในสายการผลิตขนาดใหญ่ และอัตราส่วน L/D มักอยู่ระหว่าง 36 ถึง 52 โดย 40 ถึง 48 เป็นอัตราส่วนที่พบมากที่สุดสำหรับเม็ดสีเติม ลูกหมุนร่วมกันมีลักษณะล้างตัวเอง, ซึ่งป้องกันพื้นที่ที่ว่างและให้การกระจายที่ยอดเยี่ยมและการล้างตัวเอง, ทั้งสองอย่างเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อเปลี่ยนสารเติมแต่งหรือสี
ปลอกหมุนถูกสร้างขึ้นจากส่วนประกอบแบบโมดูลาร์ เพื่อให้สามารถออกแบบโครงสร้างให้เหมาะกับสูตรได้ ครอบครัวของส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ส่วนประกอบการนำเข้า (ความเร็วขั้นต่อไปและความเร็วขั้นลดลง), บล็อกการผสม (วางเรียงกันที่มุม 30, 45, 60 หรือ 90 องศา), ส่วนประกอบผสมที่มีฟันหรือเกียร์, และส่วนประกอบลดความดันและเวลาการพัก สำหรับมาสเตอร์แบทช์ที่ใช้เป็นสารเติมแต่ง การวางระบบจะเป็นเช่นนี้: ส่วนป้อนของส่วนประกอบในการขนส่ง, ส่วนการละลายและการชุ่มชื้นในช่วงแรก, ส่วนการผสมด้วยแรงกัดแรงดึงสูงที่ทำให้แยกออกจากกัน, ช่องป้อนส่วนผสมที่มีส่วนผสมของสารเติมแต่งแห้งเข้ามา, ส่วนผสมที่สอง, และส่วนปล่อยอากาศด้วยการดูดโดยใช้ความดันลบก่อนเครื่องสูบและตัวฉีด
การใส่วัตถุด้านข้างเป็นตัวหลักสำหรับการโหลดที่สูง แทนที่จะส่งผงที่มีความหนาแน่นต่ำทั้งหมดผ่านโถเข้าในส่วนหลัก, เครื่องใส่ผงข้าง, ซึ่งมักเป็นเครื่องใส่ผงแบบสองลูกกลิ้ง, จะฉีดผงเข้าสู่ส่วนท่อที่อยู่ข้างล่างหลังจากที่ตัวนำเข้าทำให้ผงละลายและกลายเป็นผงแล้ว นี้จะปลดปล่อยพื้นที่ว่างของสายอาหารหลัก, เพิ่มความจุรวม, ลดการนำอุปกรณ์ไปใช้เกินกำลัง, และปรับปรุงการระบายอากาศ เครื่องใส่เม็ดหรือเครื่องใส่เม็ดที่ใช้การสูญเสียน้ำหนักจะรับผิดชอบการใส่เม็ดและตัวเชื่อมต่อของสารเคลือบที่เป็นของเหลว ส่วนเครื่องใส่เม็ดข้างจะวัด 50 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ของวัตถุดิบทั้งหมด
การระบายอากาศโดยการดูดจะกำจัดอากาศที่พาไปด้วยกับผงและความชื้นที่อยู่บนผิว ซึ่งสำหรับผงอุปกรณ์ธรรมชาติอาจอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.8 เปอร์เซ็นต์ หากไม่เปิดทางระบายของอุปกรณ์ป้องกันการหลุดลอยของวัสดุที่ไหลลง, FPV จะขึ้นไปสูงและเม็ดจะดูเป็นรูพรุน ช่องระบายอากาศเดียวเพียงพอสำหรับวัสดุที่ผ่านการเตรียมอย่างแห้ง แต่สองช่องระบายอากาศ, ช่องอากาศปกติและช่องอากาศลึกที่มีความดันต่ำถึงประมาณ 0.02 ถึง 0.05 บาร์โดยตรง, ถูกใช้สำหรับวัสดุที่มีความชื้นหรือมีความจุสูง สภาวะการผลิตสำหรับมาสเตอร์แบทช์คาร์บอเนตแคลเซียมแบบประจำทั่วไป ได้แก่ อุณหภูมิในท่อที่ 160 ถึง 210 องศาเซลเซียส ความเร็วของสกรูที่ 300 ถึง 600 รอบต่อนาที และพลังงานเฉลี่ยที่ 0.10 ถึง 0.25 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม โดยขึ้นอยู่กับปริมาณและความละเอียด
ความจุจะปรับตัวตามเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกค้ำ เครื่อง KTE-75 สามารถผลิตมาสเตอร์แบทช์ที่เติมสารได้ประมาณ 300 ถึง 500 กิโลกรัมต่อชั่วโมง, เครื่อง KTE-95 ประมาณ 800 ถึง 1200 กิโลกรัมต่อชั่วโมง, และเครื่อง KTE-135D สูงกว่า 2000 กิโลกรัมต่อชั่วโมง Kerke ติดตั้งเครื่องอัดเม็ดแบบลดน้ำหนัก, เครื่องเติมข้าง, ระบบการดูดซึม, เครื่องสูบเกียร์, และเครื่องอัดเม็ดที่เลือกให้กับเครื่องดังกล่าว และ Wanplas ยืนยันความพร้อมในการให้บริการร่วมกันด้วยการจัดส่งชิ้นส่วนสำรองฟรีทุกปี และการจัดตั้งเครื่องที่สถานที่
แผงการทำงานที่แนะนำตามขนาดล็อค
| Model | Screw diameter (mm) | Output (kg/h) | Screw speed (rpm) |
|---|---|---|---|
| KTE-52 | 52 | 120 to 220 | 300 to 600 |
| KTE-75 | 75 | 300 to 500 | 300 to 550 |
| KTE-95 | 95 | 800 to 1200 | 250 to 500 |
| KTE-135D | 135 | 2000 plus | 200 to 400 |
วิธีการผลิตเม็ด: รอบน้ำ, สาย, และใต้น้ำ
ขั้นสุดท้ายคือการเปลี่ยนแป้งที่ผสมเข้าด้วยกันให้เป็นเม็ดที่มีความเรียบเนียน ซึ่งเครื่องปรับความจุสามารถวัดได้อย่างแม่นยำ มีสามวิธีที่นิยมใช้สำหรับการผลิตมาสเตอร์แบทช์: การบดด้วยแท่ง, การบดด้วยเครื่องบดแบบวงน้ำ, และการบดใต้น้ำ การเลือกขึ้นอยู่กับความแข็งของวัตถุละลาย, ความจุของวัสดุเติม, ความจำเป็นในการเย็นตัว และรูปร่างของเม็ดที่ต้องการ
การผลิตเม็ดพลาสติกแบบสายดึงทำให้หลายสายที่ถูกฉีดออกผ่านอ่างน้ำแล้วผ่านเครื่องตัดหมุน เนื้อสัมผัสแข็งแรง, สามารถเริ่มใช้งานได้ง่าย และเหมาะกับช่วงความหนืดกว้าง, ทำให้เป็นตัวเลือกที่ใช้เป็นค่าประจำสำหรับหลายชนิดของวัตถุดิบที่มีความแข็งของวัตถุในสภาพละลายเพียงพอ ข้อเสียของมันคือพื้นที่ใช้สอยและความจำเป็นต่อความแน่นของสาย; สายที่หักจะทำให้เกิดการหยุดทำงาน การบดลูกปัดน้ำตัดชิ้นส่วนของวัสดุที่ละลายที่หน้าขดและทิ้งลูกปัดออกไปในลูกปัดน้ำที่ทำหน้าที่เย็นและขนส่งลูกปัด จากนั้นทำการแห้ง เนื้อที่แคบและสามารถรับแรงดันสูงได้อย่างดี และเป็นตัวเลือกที่พบบ่อยสำหรับสายที่เติมอัดที่นุ่มเกินไปสำหรับการดำเนินการสายที่สะอาด
การบดเป็นเม็ดใต้น้ำจะตัดเส้นใยภายในห้องที่เต็มไปด้วยน้ำที่หน้าซีล ทำให้ได้เม็ดที่มีรูปร่างกลมจ้าละเอียด ไม่มีฝุ่น และมีความสม่ำเสมอที่ยอดเยี่ยม มันเหมาะสำหรับสารที่ไวต่อความร้อนและมีความหนืดต่ำ และเป็นที่นิยมสำหรับวัตถุดิบชั้นสูง (Premium) ที่มีคุณภาพสูง และสำหรับปริมาณสารเติมแต่งที่สูงมากที่อาจทำให้เส้นหักบ่อย ความเสี่ยงคือความซับซ้อนของอุปกรณ์ที่สูงขึ้นและค่าใช้จ่ายในการลงทุนที่สูงขึ้น แต่จะให้ผลเป็นเม็ดที่สม่ำเสมอที่สุดสำหรับการป้อนอัตโนมัติ Kerke จัดหาทั้งสามระบบตัดและจัดการให้เหมาะกับเครื่องบดและการติดตั้ง
การเปรียบเทียบวิธีการผลิตเม็ด
| Method | Pellet shape | Best for | Relative complexity |
|---|---|---|---|
| Strand | Cylindrical | General, good melt strength | Low |
| Water ring | Near-spherical, small | High output, soft melt | Medium |
| Underwater | Spherical, uniform | Premium, heat-sensitive, high load | High |
สำหรับเมาสเตอร์บัชของแร่กะลิที่ค่าใช้จ่ายต้องอยู่ในระดับต่ำ ความชนิดของเมาสเตอร์บัชจะเป็นแบบแท่งหรือการบดเป็นเม็ดแบบรอบน้ำเป็นต้นแบบ สำหรับสารบารีไซลิเกรด Premium ที่ต้องการการใส่สารที่สะอาดที่สุดและมีฝุ่นน้อยที่สุด การผลิตเม็ดน้ำใต้ดินเป็นทางเลือกที่ดีกว่า หลังจากตัดแป้งออกแล้ว จะนำไปแห้งด้วยเครื่องหมุนวน แล้วกรองเพื่อกำจัดส่วนผสมเล็ก ๆ และส่งไปเก็บในถังหรือถุงขนาดใหญ่ และการตรวจสอบ FPV และค่าซีเมนต์สุดท้ายจะยืนยันชิ้นงานก่อนการส่งออก
คำถามที่ถามบ่อย
Which filler gives the highest density in a masterbatch?
สารบอริม (BaSO4) มีความหนักเฉพาะสูงที่ประมาณ 4.3 กรัม/ซม.3 เมื่อเทียบกับแคลเซียมคาร์บอเนตที่ประมาณ 2.7 กรัม/ซม.3 และแทลกที่ประมาณ 2.8 กรัม/ซม.3 สำหรับการเพิ่มน้ำหนักสูงสุดต่อกรัมของเมสเตอร์แบทช์ที่เพิ่มขึ้น BaSO4 เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด ในขณะที่ CaCO3 ถูกเลือกเมื่อค่าใช้จ่ายต้องอยู่ในระดับต่ำ
What filler loading is typical in a high density filler masterbatch?
ส่วนใหญ่ของสารเติมเต็มสำเร็จรูปทางการค้าจะมีสารเติมเต็มที่ใช้อยู่ 70-85% ของน้ำหนัก สีของ BaSO4 สามารถสูงถึง 80% ถึง 90% เนื่องจากความหนาแน่นของผงที่สูง ส่วนสี CaCO3 ที่ละเอียดมักจะสูงสุดประมาณ 80% เพื่อให้แรงดึงของวัสดุและการผสมผสานเป็นไปได้
How is dispersion quality measured for filler masterbatch?
การกระจายมักจะถูกคำนวณโดยค่าแรงดันกรอง (FPV) หรือที่เรียกว่า ค่าแรงดันกรอง ซึ่งถูกวัดบนเครื่องวัดความหนืดแบบแคปไลซ์ที่ติดตั้งด้วยแพคกรองมาตรฐาน การเพิ่มขึ้นในแรงดันที่ต่ำกว่าและมั่นคงขึ้นแสดงว่ามีการกระจายที่ละเอียดขึ้น, สม่ำเสมอมากขึ้น และมีเม็ดก้อนน้อยลง
Why use a side feeder on a twin-screw extruder for filler masterbatch?
เครื่องใส่วัตถุดิบข้างในนำส่วนใหญ่ของวัตถุดิบแห้งไว้ข้างล่างของช่องใส่วัตถุดิบหลัก ซึ่งทำให้ลดพื้นที่ว่างที่ถูกใช้งานโดยผงที่มีความหนาแน่นต่ำที่จุดรับวัตถุดิบ เนื่องจากการทำเช่นนี้จะเพิ่มความจุการผลิตทั้งหมด, จำกัดการนำอุปกรณ์มากเกินไป, ลดพลังงานต่อกิโลกรัม และเพิ่มการลดความชื้นของตัวนำ
How does MFI of the carrier affect the final product?
สายพานที่มี MFI ระหว่าง 20 ถึง 50 กรัม/10 นาที สำหรับโพลีเอทิลีน หรือ 20 ถึง 40 กรัม/10 นาที สำหรับโพลีโพรพิลีน สามารถทำให้วัสดุเติมเข้าสู่กระบวนการอัดและบดได้อย่างสูง หาก MFI ของตัวนำต่ำเกินไป ความเหนียวของวัสดุจะทำให้ไม่สามารถแบ่งผงออกได้ และ FPV จะเพิ่มขึ้น; หาก MFI สูงเกินไป ตัวนำจะทำให้คุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ที่เติมผงอ่อนลง
Can filler masterbatch replace virgin resin to cut cost?
ใช่, ถึงขั้นหนึ่ง การใส่ 10-40% ของมาสเตอร์แบทช์ฟิลเลอร์ลงในยางธรรมชาติจะลดค่าใช้จ่ายจากระดับความคงทนต่ำไปเป็นระดับกลาง โดยเพิ่มน้ำหนักและความแข็งแรง นอกจากประมาณ 40% ของสารเติมเต็มสุดท้ายแล้ว ความแข็งแรงและความสวยงามมักจะลดลงหากไม่ใช้เทคโนโลยีเชื่อมและการเพิ่มความแข็งแรง ดังนั้น จำกัดนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน
What screw L/D is best for filler masterbatch?
L/D ระหว่าง 40 ถึง 48 เป็นค่าที่เหมาะสมที่สุดในการใช้งาน เนื้อที่นี้มีความยาวเพียงพอสำหรับการละลาย, การผสมอย่างเข้มข้น, การใส่วัตถุอาหารด้านข้าง, และ 2 โซนการระบายอากาศ โดยไม่มีเวลาที่พักที่นานเกินไป ซึ่งอาจทำให้ตัวนำเสื่อมสภาพ เครื่อง Lab KTE-16B ใช้ L/D ที่สั้นกว่าในการทำงานทดลอง ส่วนเครื่อง KTE-135D ขนาดใหญ่ใช้ L/D ระหว่าง 40 ถึง 52
คำสรุป
มาสเตอร์แบทช์เติมรูปทรงความหนาแน่นสูงเป็นการทดสอบในการปรับสมดุลระหว่างน้ำหนัก ความแข็งแรง และความสามารถในการผลิต คาร์บอเนตของแคลเซียม ช่วยลดต้นทุน และเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่; ซัลเฟตบารียัม มีความหนักสูงสุดสำหรับชิ้นส่วนที่มีความสำคัญในเรื่องน้ำหนัก โดยมีต้นทุนอยู่ระหว่างระดับกลางถึงสูง; ทาลค มีค่าความยืดหยุ่นสูงสุดและความทนต่อความร้อนจากความเป็นแผ่นของส่วนประกอบ การบำบัดผิวด้วยกรดสเตอริกหรือการยึดติดไททาเนียม, การเลือกตัวนำที่เหมาะสมและการจับคู่ MFI, และการควบคุมอย่างเข้มงวดของพื้นที่สัมผัสระหว่างตัวเติมและโพลีเมอร์ จะกำหนดว่าสินค้าจะมีความแข็งแรงหรือไม่
สายการผสมทำส่วนที่เหลือ เครื่องอัดรีดคู่หมุนร่วมกันแบบพาราเลลล์เช่น KTE Series ของ Kerke ซึ่งมีการออกแบบด้วยส่วนส่งและส่วนผสมอาหาร, ช่องใส่วัตถุดิบด้านข้างสำหรับการใส่วัตถุดิบในปริมาณมาก, การระบายอากาศด้วยการดูดความชื้นและอากาศ, และเครื่องบดที่ตรงกับมันสามารถเปลี่ยนผงและสารประกอบเป็นผงปูนที่มีค่า FPV ต่ำและสม่ำเสมอ Kerke, โรงงาน Wanplas ที่มีประสบการณ์ในการผลิตเครื่องบดแบบคู่สกรูมากกว่า 12 ปี และมีเครื่องมากกว่า 2,000 เครื่องทำงานอยู่ในกว่า 70 ประเทศ ได้จัดส่งเครื่องเหล่านี้ด้วยระบบใส่วัตถุโดยการสูญเสียน้ำหนัก, การใส่วัตถุด้านข้าง, และทางการบดเม็ด, การสาย, รอบน้ำ, หรือการใส่ด้านล่างน้ำ, ซึ่งเหมาะกับคุณภาพของคุณ หากคุณกำลังวางแผนสายการผลิตมาสเตอร์แบทช์สำหรับเติมวัตถุ คุณสามารถติดต่อทีมแบรนด์ Wanplas เพื่อเลือกแบบเครื่อง KTE รูปร่างสกรู และเครื่องผลิตเม็ดให้ตรงกับเป้าหมายของวัตถุที่จะเติม ลำเลียง และผลิตออกมา







