 История Во многих процессах переработки по этой технологии могут возникнуть существенные проблемы с равномерностью распределения добавок в конечном продукте. Возникает неравномерная концентрация добавок, вплоть до образования агломератов или видимых линий. Для автоматического дозирования добавок также существуют определенные ограничения. Не всякая технология обработки допускает свободную подачу жидких добавок. Например, подача жидкого красителя более двух процентов при экструзии на установке по производству пленки ведет к нарушению всего процесса. Наряду с этими техническими ограничениями, на протяжении многих лет требования к автоматизации и точности производственного процесса постоянно повышались. Поэтому сегодня при производстве конечных продуктов большинство термопластичных синтетических материалов полностью автоматически перерабатываются в виде гранулята. Этот факт объясняет то обстоятельство, что значительная часть концентрированных добавок подается в виде гранулята. Разумеется, среди множества технологических процессов существуют такие, в которых подача добавок в виде порошка или жидкости имеет существенное преимущество. Например, в последние десять лет на рынке утвердилась окраска прозрачных ПЭТ-бутылок минимальным количеством жидких красителей из пигментов при помощи автоматических дозирующих насосов. 
Система носителей для мастербатчей
Здесь необходимо рассмотреть два соображения, которые определяют совершению разные критерии оценки. При использовании универсальной системы носителей выбирается матрица, совместимая с как можно большим количеством полимерных материалов. Главным при этом является многократное применение концентрированного красителя для различных полимерных материалов. Такие системы состоят, например, из парафинов, смол, различных видов полиэтилена, ЭВА или аналогичных веществ. Поскольку не всегда является возможным и экономически оправданным точно подобрать одинаковый тип полимерного материала для матрицы носителя, особенно при небольших объемах окрашиваемого сырья, универсальные концентрированные красители, с учетом квалифицированной консультации по применению, предлагают хорошую альтернативу. При этом в некоторых случаях необходимо учитывать влияние на механические свойства выбранного полимерного материала, специально выбранного для конечного применения. При дальнейшей обработке окрашенного продукта необходимо подумать о том, какое влияние оказывает матрица носителя концентрированного красителя при лакировке, печати или сварке. Мастербатчи, приобретающие все более специализированную сферу применения, разрабатываются параллельно с учетом постоянного развития и специально модифицируемых для конечного использования полимерных материалов. Поэтому для окраски и обработки большинства термопластов, усиленных техническими полимерными материалами, часто выбирается система носителя с аналогичным видом полимера. Разумеется, не всегда является оправданным или возможным выбор полимерного материала, аналогичного матрице носителя, который окрашивается или обрабатывается как природный полимерный материал. Это зависит от чувствительности к сдвигу, смачиваемости и рентабельности при производстве концентрированных красителей. Кроме того, зачастую сильно концентрированный мастербатч плавится и распределяется лучше и быстрее, если он изготовлен из более текучего варианта того же полимерного материала. К этому следует добавить, что большинство производителей мастербатчей располагают обширной базой различных видов полимерных материалов, благодаря которой накапливается большой технический опыт и становится возможным быстрое производство концентратов с аналогичными техническими свойствами. Оригинальные мастербатчи с точки зрения содержания добавок/красителей специально разрабатыватся для конкретных полимерных материалов и процессов их применения. Производство мастербатча Между процессом изготовления суперконцентратов и производством конечных изделий из соответствующих полимерных материалов существуют принципиальные различия. Если в случае с готовым мастербатчем речь идет об оптимальном диспергировании красителя /добавки с максимально равномерным распределением в концентрате, при производстве готовых изделий на первом плане находится совершенно другой аспект. Важной целью при последующем производстве продукции может быть, например, короткая продолжительность цикла или высокая производительность. С другой стороны, качество поверхности, уровень яркости, сцепление с закладными деталями или комбинированными материалами или сохранение механических свойств могут являться факторами, определяющими производственный процесс. Зачастую они прямо противоположны относительно длительному времени выдержки и высоким усилиям сдвига, которые встречаются в процессе производства суперконцентратов. Эти факторы являются причиной того, что окончательная переработка при производстве готовых изделий производится с помощью специально для этого разработанных концентратов.
Само производство мастербатчей может производиться разными способами. Наиболее распространено производство суперконцентратов на двухшне-ковых экструдерах. Существуют две различные технологии: одно- и двухступенчатая. При одноступенчатом производстве мастербатча все компоненты суперконцентрата подаются в машину в течение одной стадии процесса. Для сложных добавок эта процедура может осуществляться при помощи дополнительного бокового дозирования в двухшнековом экструдере. В конце процесса получают готовый концентрат, например, в виде цилиндрических гранул используемых в фильтрующих решётках, либо в виде линз при наличии встроенной системы подводного гранулирования. При двухступенчатом производстве суперконцентратов во время первой стадии получают так называемые «моноконцентраты», или «базовые красители». Они состоят только из одного материала или красителя в системе носителя. В этих «моноконцентратах» краситель оптимально диспергирован, красящая способность устанавливается постоянной. Концентрированный краситель, производимый на второй стадии, в соответствии с предъявляемыми требованиями состоит уже из смеси различных «моноконцентратов». Для первой стадии требуются те же типичные процессы производства концентрированного красителя, что и при одноступенчатом способе производства. Однако зачастую процесс можно лучше оптимизировать, поскольку учитываются только особенности единственного материала или красителя. Равномерное перемешивание на второй стадии нередко может производиться даже на одношнековом экструдере. Разумеется, в производстве суперконцентратов есть множество других процессов, которые варьируются в зависимости от специальных требований, например, для микрогранулятов на базе парафинов или смешивания порошков для мелкого гранулирования. Комбинация отдельных исходных материалов в значительной мере зависит от требований к мастербатчу. Об авторе:
Конрад Улльманн, директор производства окрашивания полимеров, г. Аренсбург Masterbatch Verband in Verband der
Mineralfarben Industrie e.V. (Германия)
info@vdmi.vci.de; www.vdmi.de |
