High Density Filler Masterbatch: Comprehensive Guide to Weight & Rigidity


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
Key Statistics: A well-coupled calcium carbonate masterbatch at 40 percent final loading in polypropylene typically lifts flexural modulus from about 1500 MPa to 3500 to 4500 MPa, while untreated filler at the same loading can drop notched Izod impact from roughly 40 J/m to below 8 J/m. Coupling recovers a meaningful portion of that loss.

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

Video of Kerke’s Twin Screw Extruder and Other Machines

Watch more of our videos through our YouTube.

Main machines

Welcome To Visit Our Factory!
Get A Quote
Get A Quote