Masterbatch dozavimas – LDR ir maišymas 2026

Masterbatch dozavimo įvadas

Masterbatch dozavimo skaičiavimai yra kritinis tiltas tarp spalvos formulavimo ir nuoseklių įpurškimo dalių. Nesvarbu, ar gaminate automobilių dalis, vartotojų elektroniką ar medicinos komponentus, tikslus spalvų valdymas gali nulemti jūsų produkto sėkmę rinkoje. Šiame išsamiame vadove detalizuojame tikslias LDR formulės , dozavimo sistemų kalibravimo ir optimalaus sraigės projekto spalvos homogeniškumui skaičiavimo formules.

Masterbatch technologija evoliucionavo nuo paprasto volumetrinio dozavimo iki pažangių gravimetrinių sistemų su galimybe koreguoti realiuoju laiku. Suprasdami LDR formulę ir maišymo principus, pasieksite premium klasės aplikacijoms reikalingą spalvos nuoseklumą, optimizuodami tuo pačiu metu medžiagų kaštus.

Skiedimo koeficiento (LDR) pagrindai

Skiedimo koeficientas (LDR) yra procentas koncentruoto dažiklio bendroje strėlės masėje. Ši iš pažiūros paprasta metrika kontroliuoja viską – nuo spalvos intensyvumo iki gamybos kaštų ir dalių nuoseklumo. LDR išreiškiamas procentais ir paprastai svyruoja nuo 0,5% iki 6%, priklausomai nuo aplikacijos reikalavimų.

LDR = (Masterbatch masė ÷ Bendra strėlės masė) × 100%

LDR tiesiogiai įtakoja spalvos kainą vienai daliai. 2% LDR reiškia, kad mokate už 2% masterbatch ir 98% bazinės dervos, bet pasiekiate tikslinį spalvos intensyvumą. Šio ryšio supratimas yra klauptingas optimizuojant kaštus ir kontroliuojant kokybę.

Kodėl LDR svarbus kokybės kontrolei

LDR įtakoja daugiau nei spalvos intensyvumą:

• Spalvos nuoseklumas: Tikslus LDR valdymas užtikrina vienodą spalvą visose dalyse
• Mechaninės savybės: Pernelyg didelis masterbatch kiekis gali paveikti smūginį atsparumą ir paviršiaus apdailą
• Gamybos kaštai: Optimalus LDR minimalizuoja brangaus masterbatch naudojimą
• Atitiktis reglamentams: Kritiška maisto ir medicinos kontaktinėms aplikacijoms

LDR formulės pagrindai

Pagrindinė masterbatch dozavimo formulė yra paprasta, bet reikalauja tikslių matavimų:

W_{masterbatch = W strėlė × (LDR ÷ 100)}

Kur:

• W_masterbatch = Masterbatch masė, kurią reikia pridėti (gramais)
• W_strėlė = Bendra strėlės masė, įskaitant bazinę dervą ir masterbatch (gramais)
• LDR = Skiedimo koeficientas (procentais)

Ši formulė prielaida, kad į gryną bazinę dervą pridedate masterbatch. Darbas su perdirbta medžiaga (regrind) arba iš anksto dažytomis medžiagomis reikalauja atsižvelgti į esamą spalvos koncentraciją.

Išplėstinė LDR formulė su perdirbta medžiaga

Perdirbtos medžiagos įtraukimas padaro skaičiavimus sudėtingesniais:

W_{masterbatch = W bendra × (Tikslinis LDR - Esantis LDR regrind ) ÷ (100 - Tikslinis LDR)}

Ši formulė užtikrina, kad pasiektumėte tikslinį spalvos intensyvumą, maksimaliai išnaudodami perdirbtą medžiagą kaštų taupymui.

Dozavimo skaičiavimai žingsnis po žingsnio

Pereikime prie išskaityto automobilio komponento iš polipropileno pavyzdžio.

Pavyzdys: Skydelio panelė

Dalinės specifikacijos:

• Dalinė masė: 250 gramų
• Užpildo masė: 45 gramų
• Tikslinis LDR: 2,5%
• Masterbatch koncentracija: 50% pigmento
• Bazinė derva: PP homopolimeras

1 žingsnis: Bendros strėlės masės skaičiavimas

W_{strėlė = Dalinė masė + Užpildo masė = 250g + 45g = 295g}

2 žingsnis: Masterbatch masės skaičiavimas

W_{masterbatch = 295g × (2,5 ÷ 100) = 7,375g}

3 žingsnis: Masterbatch koncentracijos įvertinimas

Jei jūsų masterbatch sudaro 50% pigmento, jums reikia 7,375g masterbatch, kad pateiktumėte 3,6875g gryno pigmento. Tai įtakoja bendros strėlės masės skaičiavimus tiksliniam įpurškimui.

4 žingsnis: Dozavimo greičio skaičiavimas

Esant 30 s sekundžių ciklo laikui, dozavimo įrenginys turi tiekti 7,375g kas 30 s sekundžių arba 0,2458 g/sekundę. Šis greitis nustato įrangos pasirinkimą ir kalibravimo reikalavimus.

Złożony przykład: Dopasowanie koloru wielokolorowego

Dla koloru niestandardowego wymagającego trzech masterbatch:

• Czarny masterbatch: LDR = 1,2%
• Biały masterbatch: LDR = 0,8%
• Efekt specjalny: LDR = 0,3%
• Całkowita waga strzału: 180g

Wagi indywidualne:

• W_{czarny = 180 × 0,012 = 2,16g}
• W_{biały = 180 × 0,008 = 1,44g}
• W_{efekt = 180 × 0,003 = 0,54g}

Całkowita waga masterbatch = 4,14g (2,3% łączny LDR)

Kalibracja i dokładność jednostki dozującej

Dokładność dozowania jest krytyczna dla konsystencji koloru. Nawet małe odchylenia mogą powodować widoczne różnice koloru. Kalibracja obejmuje mierzenie faktycznie dozowanej wagi w porównaniu z wagą docelową przez wiele cykli.

Procedura kalibracji

1. Zerowanie wagi: Upewnienie się, że jednostka dozująca i zbiornik zbiorczy są na zerze
2. Ustawienie wagi docelowej: Programowanie jednostki dozującej dla obliczonej wagi masterbatch
3. Przeprowadzenie cykli testowych: Dozowanie 10-20 strzałów i ważenie zebranych materiałów
4. Obliczenie dokładności: Porównanie faktyczne vs. docelowe wagi
5. Dostrojenie parametrów: Dokładne dostrojenie prędkości śruby, czasu dozowania lub czynnika kalibracyjnego

Standardy dokładności według aplikacji

Aplikacja	Wymagana dokładność	Zakres LDR	Typowa metoda dozowania
Zewnętrzna karoseria	±0,5%	1,0-3,0%	Grawimetryczna
Elektronika konsumencka	±0,3%	0,5-2,0%	Grawimetryczna
Urządzenia medyczne	±0,1%	0,2-1,0%	Wysoko precyzyjna grawimetryczna
Opakowania	±1,0%	2,0-6,0%	Volumetryczna

Wskazówki dotyczące częstotliwości kalibracji

• Konfiguracja początkowa: Codziennie przez pierwszy tydzień
• Produkcja: Co tydzień lub po zmianach materiałów
• Kolory krytyczne: Przed każdym przebiegiem produkcyjnym
• Po konserwacji: Natychmiast po serwisie jednostki dozującej

Systemy dozowania grawimetryczne vs. volumetryczne

Wybór między systemami dozowania grawimetrycznego a volumetrycznego znacząco wpływa na konsystencję koloru i koszty operacyjne.

Zalety dozowania grawimetrycznego

• Wysoka dokładność: Ważenie faktycznie dozowanego materiału (±0,1%)
• Kompensacja gęstości: Uwzględnia zmiany materiałów
• Dostosowanie w czasie rzeczywistym: Ciągła informacja zwrotna o wadze
• Odpowiednie dla niskiego LDR: Niezbędne dla formulacji <1%

Cechy dozowania volumetrycznego

• Opłacalne kosztowo: Niższa inwestycja początkowa
• Prosta obsługa: Nie wymagane komórki obciążeniowe
• Aplikacje wyższego LDR: Lepiej dla formulacji 2%+
• Wrażliwe na gęstość: Wymaga spójnej gęstości nasypowej

Systemy hybrydowe

Nowoczesne jednostki dozujące łączą obie technologie: zasilanie volumetryczne z weryfikacją grawimetryczną. Te systemy oferują najlepsze z obu światów z automatyczną kompensacją gęstości i wysoką dokładnością.

Projekt śruby mieszającej dla homogenności koloru

Projekt śruby jest ostatnią granicą osiągnięcia konsystencji koloru. Prawidłowa geometria śruby zapewnia równomierną dystrybucję masterbatch w stopie.

Podstawy geometrii śruby

Efektywność mieszania = Funkcja:

• Wariacje głębokości kanału
• Zakres lotki
• Współczynnik kompresji
• Projekt sekcji mieszającej

Typowe typy śrub mieszających

Typ śruby	Mechanizm mieszania	Najlepszy dla LDR	Spadek ciśnienia
Mieszanie Dalton	Kanały wtórne	1-4%	Niski
Mieszanie Maddock	Mieszanie chaotyczne	0,5-3%	Średni
Mieszanie barierowe	Filtrowanie stopu	Wszystkie zakresy	Wysoki
Mieszanie dystrybucyjne	Przepływ laminarny	>2%	Niski

Zagadnienia czasu przebywania stopu

Homogenność koloru wymaga wystarczającego czasu przebywania stopu dla dyfuzji:

Czas przebywania = (Objętość strzału × Liczba lotek) ÷ (Prędkość śruby × Objętość kanału)

Typowy czas przebywania dla dobrego mieszania koloru: 2-4 minuty przy temperaturach przetwórstwa.

Mieszadła statyczne vs. śruby mieszające dynamiczne

Wybór między statycznymi dyszami mieszającymi a dynamicznymi śrubami mieszającymi zależy od wymagań produkcyjnych i ograniczeń budżetowych.

Statyczne dysze mieszające

Zalety:

• Niższy koszt: Retrofitting na istniejące śruby
• Brak spadku ciśnienia w śrubie: Zachowuje wydajność plastyfikacji
• Łatwiejsze czyszczenie: Nie wymaga demontażu śruby
• Odpowiednie dla: Częste zmiany koloru, standardowe zakresy LDR

Wady:

• Spadek ciśnienia: 10-30% wzrost ciśnienia wtrysku
• Ograniczone mieszanie: Mniej efektywne niż mieszanie śrubowe
• Nie dla niskiego LDR: Zła wydajność poniżej 1%

Dynamiczne śruby mieszające

Privalumai:

• Išskirtinis maišymas: Geresnis homogeniškumas nei statinių maišytuvų
• Jokio slėgio kritimo: Maišymas integruotas į sraigės projektą
• Geresnis žemam LDR: Efektyvus iki 0,1%
• Proceso lankstumas: Palaiko įvairius materijalus ir spalvas

Trūkumai:

• Aukštesnė kaina: Reikalingas specialus sraigės projektas
• Sudėtinga priežiūra: Sraigės keitimas yra reiklesnis
• Materijalų apribojimai: Gali netikti visoms dervoms

Pasirinkimo kriterijai

Veiksnys	Pasirinkti statinį maišytuvą	Pasirinkti dinaminę sraigę
LDR diapazonas	>1%	<1%
Spalvos keitimai	Dažni	Reti
Biudžetas	Ribotas	Premium
Dalių tolerancija	Standartinė	Kritinė

Regrindų įtaka spalvos atitikčiai

Regrindų įtraukimas yra ekonomiškai būtinas, bet apsunkina spalvos kontrolę. Esanti spalva regrinde veikia LDR skaičiavimus ir maišymo reikalavimus.

Regrindų spalvos analizė

Prieš naudojant regrindą, išmatuokite jo spalvos koncentraciją:

Regrindo LDR = (Pigmentas regrinde ÷ Bendra regrindo masė) × 100%

Ši vertė paprastai yra 80-95% originalaus masterbatch LDR dėl pigmento netekimo perdirbimo metu.

Spalvos korekcijos formulė

W_{korekcija masterbatch = W bendra × (Tikslinis LDR - Regrindo LDR × % regrindo) ÷ (100 - Tikslinis LDR)}

Regrindų naudojimo gairės

Regrindo procentas	Reikalinga spalvos korekcija	Maišymo klausimai
0-20%	Minimali	Užtenka standartinio maišymo
20-40%	Vidutinė	Rekomenduojamas patobulintas maišymas
40-60%	Esminė	Reikalingos specialios maišančios sraigės
>60%	Pagrindinė	Spalvos atitikimas gali būti neįmanomas

Integracija su Tederic valdymu

Tederic injekcinės mašinos siūlo pažangią dozavimo integraciją tiksliai spalvos kontrolei.

Inteligentne funkcje dozowania

• Nuolatinis LDR stebėjimas: Tikslus svorio matavimas realiuoju laiku
• Automatinis kalibravimas: Savireguliuojantys dozavimo parametrai
• Receptūrų valdymas: Spalvų formulės saugomos ir iškviečiamos vienu spustelėjimu
• Kokybės integracija: Grįžtamojo ryšio kilpos su spalvos matavimu

Tederic dozavimo sinchronizacija

Tederic valdymo sistema sinchronizuoja dozavimą su sraigės regeneracija, užtikrindama pastovų masterbatch įdėjimą nepaisant ciklų laiko svyravimų. Tai pašalina spalvos pokyčius, atsirandančius dėl laiko skirtumų.

Spalvos nesuderamumo problemų sprendimas

Sisteminis problemų sprendimas būtinas spalvos kokybei palaikyti.

Dažnos spalvos problemos

Problema	Simptomai	Pagrindinė priežastis	Sprendimas
Spalvos juostos	Matomos spalvos juostos	Nepakankamas maišymas	Padidinkite atgalinį spaudimą, patikrinkite sraigės projektą
Spalvos variacijos	Nesuderamas atspalvis	Netikslus dozavimas	Pakalibruokite dozavimo įrenginį, patikrinkite masterbatch kokybę
Prastas padengimas	Dėmėtas vaizdas	Žemas LDR arba prasta dispersija	Padidinkite LDR, patobulinkite maišymą
Spalvos poslinkis	Laipsniškas spalvos pokytis	Medžiagos degradacija	Patikrinkite perdirbimo temperatūras, sumažinkite buvimo laiką

Spalvos matavimo standartai

• Spektrofotometras: Laboratorinis spalvos matavimas (CIELAB sistema)
• Kolorimetras: Matavimas gamybos lygmeniu
• Vizualiniai standartai: Patvirtintos spalvos pavyzdžiai palyginimui
• Statistinė kontrolė: Cpk > 1,33 kritinėms spalvoms

Apibendrinimas ir geriausios praktikos

Masterbatch dozavimas yra ir mokslas, ir menas. LDR skaičiavimai užtikrina pagrindą, tačiau sėkmingam įgyvendinimui reikia skirti dėmesį įrangos kalibravimui, sraigės projektavimui ir proceso kontrolei.

Esminės išvados

• Skaičiuokite tiksliai: Naudokite formulę W _{masterbatch = W strėlė × (LDR ÷ 100)}
• Kalibruokite reguliariai: Patikrinkite dozavimo tikslumą prieš kiekvieną gamybos ciklą
• Pasirinkite tinkamą įrangą: Gravimetrinį mažam LDR, volumetrinį dideliam LDR
• Projektuokite maišymui: Pasirinkite tinkamą sraigės geometriją savo aplikacijai
• Atsižvelkite į perdirbtą medžiagą (regrind): Koreguokite formules esamai spalvos koncentracijai
• Stebėkite nuolat: Naudokite statistinę proceso kontrolę spalvos pastovumui

Laikydamiesi šių principų ir naudodami integruotas Tederic valdymo sistemas, galite pasiekti reikiamą spalvos pastovumą aukščiausios klasės įpurškimo gaminiams, optimizuodami tuo pačiu metu gamybos kaštus.

Šis išsamus vadovas apima pagrindinius skaičiavimus ir patikrintas masterbatch dozavimo praktikas. Dėl konkrečios pagalbos aplikacijai susisiekite su Tederic techniniais specialistais arba masterbatch tiekėjais.