Masterbatch dozēšana – LDR un maisīšanas rokasgrāmata 2026

Ievads masterbatch dozēšanā

Masterbatch dozēšanas aprēķins ir būtisks tilts starp krāsu formulēšanu un konsekventām formētajām detaļām. Neatkarīgi no tā, vai ražojat automobiļu apdares elementus, sadzīves elektroniku vai medicīniskos komponentus, precīza krāsu kontrole var noteikt jūsu produkta panākumus tirgū. Šajā rokasgrāmatā mēs izklāstīsim precīzas formulas let-down ratio aprēķinam, dozēšanas sistēmas kalibrēšanai un gliemeža dizaina optimizācijai maksimālai krāsu homogenitātei.

Masterbatch tehnoloģija ir attīstījusies no vienkāršas tilpuma dozēšanas līdz sarežģītām gravimetriskām sistēmām ar reāllaika pielāgošanas iespējām. Izpratne par LDR formulu un maisīšanas principiem palīdzēs sasniegt krāsu konsistenci premium lietojumiem, vienlaikus optimizējot materiālu izmaksas.

Let-Down Ratio (LDR) pamati

Let-Down Ratio (LDR) ir krāsu koncentrāta procentuālā daļa no jūsu kopējā iešāviena svara. Šis rādītājs kontrolē visu – no krāsu intensitātes līdz izmaksām un detaļu konsistencei. LDR tiek izteikts procentos un parasti svārstās 0,5–6% robežās, atkarībā no lietojuma.

LDR = (Masterbatch svars ÷ Kopējais iešāviena svars) × 100%

LDR tieši ietekmē jūsu krāsu izmaksas par detaļu. 2% LDR nozīmē, ka maksājat par 2% masterbatch un 98% bāzes sveķiem, bet sasniedzat mērķa krāsu intensitāti. Šīs sakarības izpratne ir būtiska izmaksu optimizācijai un kvalitātes kontrolei.

Kāpēc LDR ir svarīgs kvalitātes kontrolei

LDR ietekmē vairāk nekā tikai krāsu intensitāti:

• Krāsu konsistence: precīza LDR kontrole nodrošina vienmērīgu krāsu visās detaļās
• Mehāniskās īpašības: pārmērīgs masterbatch daudzums var ietekmēt triecienizturību un virsmas apdari
• Ražošanas izmaksas: optimāls LDR minimizē dārgā masterbatch patēriņu
• Normatīvā atbilstība: kritiski svarīgi pārtikas kontakta un medicīniskiem lietojumiem

LDR pamata aprēķina formula

Pamata masterbatch dozēšanas formula ir vienkārša, bet prasa precīzus mērījumus:

W_masterbatch = W_iešāviens × (LDR ÷ 100)

Kur:

• W_masterbatch = pievienojamā masterbatch svars (grami)
• W_iešāviens = kopējais iešāviena svars, ieskaitot bāzes sveķus un masterbatch (grami)
• LDR = Let-Down Ratio (procenti)

Šī formula pieņem, ka pievienojat masterbatch tīriem bāzes sveķiem. Strādājot ar otrreizējo granulātu vai iepriekš krāsotiem materiāliem, jāņem vērā esošā krāsu koncentrācija.

Paplašināta LDR formula ar otrreizējo granulātu

Iekļaujot otrreizējo granulātu, aprēķins kļūst sarežģītāks:

W_masterbatch = W_kopā × (Mērķa LDR - Esošais LDR_{otrreizējais}) ÷ (100 - Mērķa LDR)

Formula nodrošina mērķa krāsu intensitāti, vienlaikus maksimāli izmantojot otrreizējo granulātu.

Dozēšanas aprēķins soli pa solim

Izskatīsim piemēru polipropilēna automobiļu komponentam.

Piemērs: mērinstrumentu paneļa apdares panelis

Detaļas specifikācijas:

• Detaļas svars: 250 grami
• Iesliedes svars: 45 grami
• Mērķa LDR: 2,5%
• Masterbatch koncentrācija: 50% pigmenta
• Bāzes sveķi: PP homopolimērs

1. solis: kopējā iešāviena svara aprēķins

W_iešāviens = Detaļas svars + Iesliedes svars = 250g + 45g = 295g

2. solis: masterbatch svara aprēķins

W_masterbatch = 295g × (2,5 ÷ 100) = 7,375g

3. solis: masterbatch koncentrācijas ņemšana vērā

Ja jūsu masterbatch satur 50% pigmenta, nepieciešami 7,375g masterbatch, lai piegādātu 3,6875g tīra pigmenta. Tas ietekmē kopējā iešāviena svara aprēķinu precīzai formēšanai.

4. solis: dozēšanas ātruma aprēķins

30 sekunžu cikla laikam dozēšanas vienībai jāpiegādā 7,375g ik pēc 30 sekundēm jeb 0,2458 g/sekundē. Šis ātrums nosaka jūsu iekārtu izvēli un kalibrēšanas prasības.

Sarežģīts piemērs: vairākkomponentu krāsu saskaņošana

Pielāgotai krāsai, kas prasa trīs masterbatch:

• Melnais masterbatch: LDR = 1,2%
• Baltais masterbatch: LDR = 0,8%
• Speciālais efekts: LDR = 0,3%
• Kopējais iešāviena svars: 180g

Individuālie svari:

• W_melnais = 180 × 0,012 = 2,16g
• W_baltais = 180 × 0,008 = 1,44g
• W_efekts = 180 × 0,003 = 0,54g

Kopējais masterbatch svars = 4,14g (2,3% kombinētais LDR)

Dozēšanas vienības kalibrēšana un precizitāte

Dozēšanas precizitāte ir kritiska krāsu konsistencei. Pat nelielas variācijas var izraisīt redzamas krāsu atšķirības. Kalibrēšana ietver faktiskā izdotā svara salīdzināšanu ar mērķa svaru vairākos ciklos.

Kalibrēšanas procedūra

1. Svaru nullēšana: nodrošiniet, ka dozēšanas vienība un savākšanas trauks ir uz nulles
2. Mērķa svara iestatīšana: ieprogrammējiet dozēšanas vienību aprēķinātajam masterbatch svaram
3. Testa ciklu izpilde: izdodiet 10-20 iešāvienus un nosveriet savākto materiālu
4. Precizitātes aprēķins: salīdziniet faktisko un mērķa svaru
5. Parametru pielāgošana: precīzi noregulējiet gliemeža ātrumu, dozēšanas laiku vai kalibrēšanas koeficientu

Precizitātes standarti pēc lietojuma

Lietojums	Nepieciešamā precizitāte	LDR diapazons	Tipiskā dozēšanas metode
Automobiļu ārējās detaļas	±0,5%	1,0-3,0%	Gravimetriskā
Sadzīves elektronika	±0,3%	0,5-2,0%	Gravimetriskā
Medicīniskās ierīces	±0,1%	0,2-1,0%	Augstas precizitātes gravimetriskā
Iepakojums	±1,0%	2,0-6,0%	Tilpuma

Kalibrēšanas biežuma vadlīnijas

• Sākotnējā iestatīšana: katru dienu pirmajā nedēļā
• Ražošana: reizi nedēļā vai pēc materiālu maiņas
• Kritiskas krāsas: pirms katras ražošanas sērijas
• Pēc apkopes: nekavējoties pēc dozēšanas vienības servisa

Gravimetriskās un tilpuma dozēšanas sistēmas

Izvēle starp gravimetrisko un tilpuma dozēšanu būtiski ietekmē krāsu konsistenci un darbības izmaksas.

Gravimetriskās dozēšanas priekšrocības

• Augsta precizitāte: sver faktiski izdoto materiālu (±0,1%)
• Blīvuma kompensācija: ņem vērā materiāla variācijas
• Reāllaika pielāgošana: nepārtraukta svara atgriezeniskā saite
• Piemērota zemam LDR: būtiska formulējumiem <1%

Tilpuma dozēšanas raksturojums

• Izmaksu efektīva: zemākas sākotnējās investīcijas
• Vienkārša darbība: nav nepieciešami slodzes sensori
• Augstāka LDR lietojumiem: labāka formulējumiem 2%+
• Jutīga pret blīvumu: nepieciešams konsekventu tilpumblīvumu

Hibrīda sistēmas

Modernas dozēšanas vienības apvieno abas tehnoloģijas: tilpuma padeve ar gravimetrisko verifikāciju. Šīs sistēmas piedāvā abu pasauļu labāko ar automātisku blīvuma kompensāciju un augstu precizitāti.

Maisīšanas gliemeža dizains krāsu homogenitātei

Gliemeža dizains ir pēdējā robeža krāsu konsistences sasniegšanai. Pareizais gliemezis nodrošina vienmērīgu masterbatch sadalījumu visā kausējumā.

Gliemeža ģeometrijas pamati

Maisīšanas efektivitāte = Funkcija no:

• Kanāla dziļuma variācijām
• Spirāles atstarpes
• Kompresijas attiecības
• Maisīšanas sekcijas dizaina

Standarta maisīšanas gliemežu veidi

Gliemeža veids	Maisīšanas mehānisms	Labākais LDR	Spiediena kritums
Dalton maisīšana	Sekundārie kanāli	1-4%	Zems
Maddock maisīšana	Haotiska maisīšana	0,5-3%	Vidējs
Barjeras maisīšana	Kausējuma filtrācija	Visi diapazoni	Augsts
Distributīvā maisīšana	Laminārā plūsma	>2%	Zems

Kausējuma uzturēšanās laika apsvērumi

Krāsu homogenitāte prasa pietiekamu kausējuma uzturēšanās laiku difūzijai:

Uzturēšanās laiks = (Iešāviena tilpums × Spirāļu skaits) ÷ (Gliemeža ātrums × Kanāla tilpums)

Tipiskais uzturēšanās laiks labai krāsu maisīšanai: 2-4 minūtes apstrādes temperatūrās.

Statiskie maisītāji un dinamiskie maisīšanas gliemeži

Izvēle starp statiskajām maisīšanas sprauslām un dinamiskajiem maisīšanas gliemežiem ir atkarīga no jūsu ražošanas prasībām un budžeta ierobežojumiem.

Statiskās maisīšanas sprauslas

Priekšrocības:

• Zemākas izmaksas: retrofitējamas esošajiem gliemežiem
• Nav spiediena zuduma gliemežā: saglabā plastificēšanas jaudu
• Viegla tīrīšana: nav nepieciešama gliemeža demontāža
• Piemērota: vienkāršām krāsu maiņām, standarta LDR diapazoniem

Trūkumi:

• Spiediena kritums: 10-30% iesmidzināšanas spiediena pieaugums
• Ierobežota maisīšana: mazāk efektīva nekā gliemeža maisīšana
• Nav piemērota zemam LDR: vāja veiktspēja zem 1%

Dinamiskie maisīšanas gliemeži

Priekšrocības:

• Izcila maisīšana: labāka homogenitāte nekā statiskajiem maisītājiem
• Nav spiediena krituma: maisīšana integrēta gliemeža dizainā
• Labāka zemam LDR: efektīva līdz pat 0,1%
• Procesa elastība: apstrādā dažādus materiālus un krāsas

Trūkumi:

• Augstākas izmaksas: nepieciešams specializēts gliemeža dizains
• Sarežģīta apkope: gliemeža maiņa ir sarežģītāka
• Materiālu ierobežojumi: var nebūt piemērots visiem sveķiem

Izvēles kritēriji

Faktors	Izvēlieties statisko maisītāju	Izvēlieties dinamisko gliemezi
LDR diapazons	>1%	<1%
Krāsu maiņas	Biežas	Retas
Budžets	Ierobežots	Premium
Detaļu tolerance	Standarta	Kritiska

Otrreizējā granulāta ietekme uz krāsu saskaņošanu

Otrreizējā granulāta iekļaušana ir ekonomiski būtiska, bet sarežģī krāsu kontroli. Esošā krāsa otrreizējā granulātā ietekmē jūsu LDR aprēķinus un maisīšanas prasības.

Otrreizējā granulāta krāsu analīze

Pirms otrreizējā granulāta izmantošanas izmēriet tā krāsu koncentrāciju:

Otrreizējā granulāta LDR = (Pigments otrreizējā granulātā ÷ Kopējais otrreizējā granulāta svars) × 100%

Šī vērtība parasti ir 80-95% no sākotnējā masterbatch LDR, ņemot vērā pigmenta zudumus apstrādes laikā.

Krāsu korekcijas formula

W_{masterbatch korekcija} = W_kopā × (Mērķa LDR - Otrreizējā granulāta LDR × Otrreizējā granulāta %) ÷ (100 - Mērķa LDR)

Otrreizējā granulāta vadlīnijas

Otrreizējā granulāta procents	Nepieciešamā krāsu korekcija	Maisīšanas apsvērumi
0-20%	Minimāla	Pietiek ar standarta maisīšanu
20-40%	Mērena	Ieteicama uzlabota maisīšana
40-60%	Būtiska	Nepieciešami speciāli maisīšanas gliemeži
>60%	Liela	Krāsu saskaņošana var būt neiespējama

Tederic vadības integrācija

Tederic iesmidzināšanas formēšanas iekārtas piedāvā progresīvu dozēšanas integrāciju precīzai krāsu kontrolei.

Viedās dozēšanas funkcijas

• Reāllaika LDR monitorings: nepārtraukta svara verifikācija
• Automātiska kalibrēšana: pašregulējoši dozēšanas parametri
• Receptūru pārvaldība: saglabāti krāsu formulējumi ar viena klikšķa atsaukšanu
• Kvalitātes integrācija: krāsu mērījumu atgriezeniskās saites cilpas

Tederic dozēšanas sinhronizācija

Tederic vadības sistēma sinhronizē dozēšanu ar gliemeža atjaunošanos, nodrošinot konsekventu masterbatch pievienošanu neatkarīgi no cikla laika variācijām. Tas novērš krāsu variācijas, ko izraisa laika atšķirības.

Krāsu nekonsekvences problēmu novēršana

Sistemātiska problēmu novēršana ir būtiska krāsu kvalitātes uzturēšanai.

Bieži krāsu problēmas

Problēma	Simptomi	Pamatcēlonis	Risinājums
Krāsu svītras	Redzamas krāsu joslas	Nepietiekama maisīšana	Palieliniet pretkurpi, pārbaudiet gliemeža dizainu
Krāsu variācijas	Nekonsekventas toņa izmaiņas	Dozēšanas neprecizitāte	Pārkalibrējiet dozēšanas vienību, pārbaudiet masterbatch kvalitāti
Vāja pārklājums	Plankumains izskats	Zems LDR vai vāja dispersija	Palieliniet LDR, uzlabojiet maisīšanu
Krāsu nobīde	Pakāpeniskas krāsu izmaiņas	Materiāla degradācija	Pārbaudiet apstrādes temperatūras, samaziniet uzturēšanās laiku

Krāsu mērījumu standarti

• Spektrofotometrs: laboratorijas līmeņa krāsu mērījumi (CIELAB sistēma)
• Kolorimetrs: ražošanas telpas mērījumi
• Vizuālie standarti: apstiprināti krāsu paraugi salīdzināšanai
• Statistiskā kontrole: Cpk > 1,33 kritiskām krāsām

Kopsavilkums un labākā prakse

Masterbatch dozēšana ir gan zinātne, gan māksla. LDR aprēķins nodrošina pamatu, bet veiksmīgai ieviešanai nepieciešama uzmanība iekārtu kalibrēšanai, gliemeža dizainam un procesa kontrolei.

Galvenie secinājumi

• Aprēķiniet precīzi: izmantojiet formulu W_masterbatch = W_iešāviens × (LDR ÷ 100)
• Regulāri kalibrējiet: pārbaudiet dozēšanas precizitāti pirms katras ražošanas sērijas
• Izvēlieties pareizās iekārtas: gravimetriskā zemam LDR, tilpuma augstam LDR
• Projektējiet maisīšanai: izvēlieties atbilstošu gliemeža ģeometriju savam lietojumam
• Ņemiet vērā otrreizējo granulātu: pielāgojiet formulējumus esošajai krāsu koncentrācijai
• Uzraugiet nepārtraukti: izmantojiet statistisko procesa kontroli krāsu konsistencei

Ievērojot šos principus un izmantojot Tederic integrētās vadības sistēmas, jūs varat sasniegt krāsu konsistenci, kas nepieciešama premium formētiem produktiem, vienlaikus optimizējot savas ražošanas izmaksas.

Šī visaptverošā rokasgrāmata aptver būtiskos aprēķinus un labāko praksi masterbatch dozēšanai. Specifiskai lietojuma palīdzībai konsultējieties ar Tederic tehniskajiem speciālistiem vai masterbatch piegādātājiem.