Masterbatch Warna (juga dikenali sebagai "color master batch" atau "colormasterbatch"). Ia merupakan sejenis agen pewarna khusus baharu untuk bahan polimer, juga dirujuk sebagai "Penyediaan Pigmen". Masterbatch warna digunakan terutamanya dalam aplikasi plastik. Masterbatch terdiri daripada tiga komponen asas—pigmen (atau pewarna), pembawa dan bahan tambahan—dan dihasilkan sebagai agregat di mana kepekatan pigmen super normal tersebar secara seragam dalam matriks resin. Ia boleh digambarkan sebagai "Pekatan Pigmen"; akibatnya, kuasa pewarnaannya jauh lebih tinggi daripada pigmen mentah itu sendiri. Semasa pemprosesan, sejumlah kecil masterbatch dicampur dengan resin tidak berwarna untuk menghasilkan resin berwarna atau produk siap yang mencapai kepekatan pigmen yang diingini.

1. Komponen Asas bagi Masterbatch Warna

1.1 Pigmen atau Pewarna

Pigmen selanjutnya dikategorikan kepada pigmen organik dan pigmen bukan organik.
Pigmen organik yang biasa digunakan termasuk: Merah Ftalosianina, Biru Ftalosianina, Hijau Ftalosianina, Merah Cepat, Merah Makromolekul, Kuning Makromolekul, Kuning Kekal, Ungu Kekal, Merah Azo, dll. Pigmen bukan organik yang biasa digunakan termasuk: Merah Kadmium, Kuning Kadmium, Titanium Dioksida, Hitam Karbon, Merah Besi Oksida, Kuning Besi Oksida, dll.

1.2 Pembawa

Ini berfungsi sebagai matriks (bahan asas) untuk masterbatch warna. Bagi masterbatch khusus, resin yang dipilih sebagai pembawa biasanya jenis resin yang sama yang digunakan dalam produk akhir; ini memastikan keserasian optimum antara kedua-dua bahan, walaupun sifat aliran pembawa juga mesti diambil kira.

1.3 Penyebar

Bahan penyebar memudahkan pengagihan pigmen yang seragam dan menghalangnya daripada menggumpal semula. Bahan penyebar harus mempunyai takat lebur yang lebih rendah daripada resin pembawa, menunjukkan keserasian yang sangat baik dengan resin, dan mempunyai afiniti yang kuat terhadap pigmen. Bahan penyebar yang paling biasa digunakan ialah lilin polietilena berat molekul rendah dan stearat.

1.4 Bahan tambah

Ini termasuk pelbagai agen berfungsi seperti perencat api, pencerah, agen antimikrob, agen antistatik dan antioksidan; ini biasanya digabungkan hanya apabila diminta secara khusus oleh pelanggan.
Dalam keadaan standard, kumpulan induk warna tidak mengandungi bahan tambahan yang dinyatakan di atas.

2. Perkembangan Sejarah

Masterbatch warna muncul pada tahun 1960-an sebagai produk pewarna baharu untuk plastik dan gentian. Ia merupakan komposit polimer yang dihasilkan dengan menyebarkan kepekatan pigmen super normal secara seragam dalam matriks resin. Komponen utama masterbatch warna ialah agen pewarna (pigmen/pewarna), pembawa dan penyebar.

2.1 Pertumbuhan Permintaan Pasaran dan Pengagihan Perindustrian

Menurut data yang berkaitan, kadar pertumbuhan purata tahunan permintaan untuk masterbatch di negara-negara Asia yang lain adalah kira-kira 7% hingga 9%; sebaliknya, kadar pertumbuhan purata tahunan negara saya adalah sekitar 20%. Diunjurkan bahawa China akan menjadi pasaran yang paling pesat berkembang dari segi permintaan masterbatch. Negara saya telah pun mengukuhkan kedudukannya sebagai pengeluar dan pengguna terbesar dalam pasaran masterbatch Asia. Pada masa ini terdapat 330 perusahaan di negara saya yang terlibat dalam pengeluaran masterbatch; antara ini, 300 dikhaskan untuk masterbatch gred plastik, manakala 30 tertumpu pada masterbatch gred gentian. Kemudahan pengeluaran ini terutamanya tertumpu di wilayah dan majlis perbandaran seperti Fujian, Guangdong, Shandong, Zhejiang, Jiangsu, Shanghai, Liaoning, Tianjin, Beijing, dan Hebei.

2.2 Jurang Teknologi, Pembangunan Produk dan Hala Tuju Masa Depan

Di negara-negara yang mempunyai teknologi masterbatch yang canggih, terdapat pelbagai jenis bahan mentah yang komprehensif—termasuk pigmen dan dispersan—yang membawa kepada pembentukan struktur produk yang dicirikan oleh pensirilan dan pengkhususan. Dari segi pembangunan produk, pengeluar masterbatch Cina telah berjaya membangunkan masterbatch khusus untuk aplikasi seperti gentian, filem, wayar dan kabel, poliolefin, PVC dan produk acuan suntikan. Pakar dalam bidang ini menjangkakan bahawa pembangunan masterbatch masa hadapan akan cenderung ke arah pelbagai fungsi, kepekatan pigmen yang lebih tinggi dan peningkatan kecanggihan teknologi, dengan evolusi masterbatch berjalan seiring dengan kemajuan dalam teknologi pengeluaran.

3. Kelebihan Menggunakan Masterbatch Warna

3.1 Meningkatkan Penyebaran Pigmen dalam Produk Siap

Semasa proses pembuatan masterbatch, pigmen menjalani rawatan penghalusan yang direka untuk meningkatkan kebolehsebaran dan kekuatan pewarnaannya. Resin pembawa dalam masterbatch khusus adalah sama dengan jenis plastik khusus yang digunakan dalam produk akhir; ini memastikan keserasian yang sangat baik, membolehkan zarah pigmen tersebar secara menyeluruh ke seluruh matriks plastik produk setelah dipanaskan dan dicairkan.

3.2 Memudahkan Pemeliharaan Kestabilan Kimia Pigmen

Jika pigmen mentah digunakan secara langsung, ia terdedah kepada udara semasa penyimpanan dan pemprosesan, menjadikannya mudah terdedah kepada penyerapan lembapan, pengoksidaan dan fenomena degradasi lain. Walau bagaimanapun, apabila diformulasikan ke dalam masterbatch, pembawa resin secara berkesan mengasingkan pigmen daripada udara dan kelembapan, sekali gus memastikan kestabilan dan kualiti pigmen jangka panjang.

3.3 Memastikan Ketekalan Warna dalam Produk Siap

Granul masterbatch berwarna mempunyai saiz dan bentuk yang serupa dengan granul resin, menjadikan pengukuran dan dos lebih mudah dan tepat. Semasa pencampuran, ia tidak melekat pada dinding bekas pencampuran dan bercampur dengan lebih seragam dengan resin. Oleh itu, ini memastikan nisbah bahan tambahan yang konsisten, sekali gus menjamin kualiti warna yang konsisten dalam produk akhir.

3.4 Melindungi Kesihatan Pengendali

Pigmen biasanya dalam bentuk serbuk dan cenderung tersebar di udara semasa penambahan dan pencampuran; jika disedut, zarah-zarah bawaan udara ini boleh menimbulkan risiko kesihatan kepada pengendali.

3.5 Rintangan Haba

Penarafan rintangan haba bagi masterbatch warna khusus biasanya disesuaikan untuk dipadankan dengan plastik khusus yang digunakan dalam produk akhir, membolehkan penggunaan yang selamat dan boleh dipercayai di bawah suhu operasi biasa. Walau bagaimanapun, perubahan warna—pada tahap yang berbeza-beza—mungkin berlaku di bawah dua keadaan tertentu: (1) jika suhu pemprosesan melebihi julat operasi biasa; atau (2) jika mesin kekal terbiar (dimatikan) untuk tempoh yang lama.

4. Apakah Perbezaan Antara Pewarnaan Granulasi dan Pewarnaan Masterbatch?

Berbanding dengan kaedah pewarnaan granulasi, pewarnaan masterbatch menawarkan kelebihan berikut:

• Pemprosesan Satu Langkah: Pewarnaan dan pengacuan produk disiapkan serentak dalam satu langkah. Ini menghapuskan kitaran pemanasan tambahan yang diperlukan untuk plastik semasa proses pewarnaan granulasi, sekali gus membantu memelihara kualiti dan integriti produk plastik.
• Penyederhanaan Proses: Ia memperkemas dan memudahkan keseluruhan aliran kerja pengeluaran untuk produk plastik.
• Penjimatan Tenaga yang Ketara: Ia membolehkan penjimatan yang ketara dalam penggunaan tenaga elektrik.

4.1 Adakah Produk yang Diwarnakan dengan Masterbatch Tidak Akan Pudar?

Tiada produk yang benar-benar kebal daripada pudar; produk yang diwarnakan menggunakan masterbatch masih boleh mengalami perubahan warna. Walau bagaimanapun, tahap pudar berbeza-beza bergantung pada gred dan kualiti produk tertentu—dalam beberapa kes, pudar mungkin agak ketara, manakala dalam kes lain, ia mungkin hampir tidak dapat dilihat.

4.2 Masterbatch Tujuan Umum vs. Masterbatch Khusus

• Masterbatch Khusus: Masterbatch yang diformulasikan khusus untuk produk plastik yang ditetapkan oleh pengguna; ia dihasilkan menggunakan plastik *jenis yang sama* seperti produk akhir untuk berfungsi sebagai resin pembawa. Contohnya, masterbatch warna PP dan masterbatch warna ABS masing-masing menggunakan PP dan ABS sebagai resin pembawa.
• Masterbatch Warna Universal: Ini juga menggunakan resin tertentu (selalunya PE bertakat lebur rendah) sebagai pembawa; walau bagaimanapun, ia direka bentuk agar sesuai untuk mewarna resin *selain* resin pembawanya sendiri.

Walaupun masterbatch warna universal agak mudah dan senang digunakan, ia mempunyai banyak kelemahan; oleh itu, secara amnya disyorkan untuk memilih masterbatch warna khusus aplikasi.

4.3 Mengapakah banyak syarikat memilih untuk tidak mengeluarkan masterbatch warna universal?

Di peringkat global, sebahagian besar pengeluar masterbatch warna yang bereputasi biasanya tidak menghasilkan masterbatch warna universal.
Masterbatch warna universal dibelenggu oleh beberapa kelemahan. Pada hakikatnya, skop "universal" produk ini agak terhad, dan ia cenderung menunjukkan prestasi teknikal dan kecekapan ekonomi yang rendah. Secara khususnya, kekurangan ini nyata seperti berikut:

• Kebolehramalan Keputusan Pewarnaan yang Lemah

Fungsi utama kumpulan induk warna adalah untuk memberikan warna. Walau bagaimanapun, pigmen dalam kumpulan induk warna universal mungkin menunjukkan rona atau warna yang berbeza apabila digabungkan ke dalam pelbagai jenis plastik; akibatnya, kesan pewarnaan akhir sukar untuk diramal dengan tepat.

• Kesan Negatif terhadap Sifat-sifat Lain Produk Plastik

Ini khususnya benar berkenaan kekuatan mekanikal; produk yang diwarnakan dengan masterbatch universal lebih mudah mengalami ubah bentuk dan melengkung—satu isu yang amat ketara apabila bekerja dengan plastik kejuruteraan.

• Kos Lebih Tinggi

Untuk memastikan keserasian "universal" mereka merentasi pelbagai resin, kumpulan induk warna universal sering menggunakan pigmen dengan penarafan rintangan haba yang sangat tinggi—amalan yang kerap mengakibatkan pembaziran bahan yang tidak perlu dan peningkatan kos pengeluaran.

4.4 Bolehkah masterbatch menyediakan fungsi tambahan selain daripada sekadar pewarnaan?

Ya, kumpulan induk warna sememangnya boleh menggabungkan beberapa fungsi ini secara serentak, dengan syarat kemudahan pembuatan tersebut menerima keperluan khusus untuk tujuan tersebut.
Kadangkala—walaupun pelanggan tidak memintanya secara eksplisit—pengilang masterbatch warna mungkin mengesyorkan penambahan agen tambahan tertentu berdasarkan keperluan khusus produk akhir (contohnya, memasukkan agen pencerah ke dalam formulasi masterbatch). Sememangnya, kemasukan bahan tambahan sedemikian akan mengakibatkan peningkatan dalam kos keseluruhan produk.

5. Bagaimana Menggunakan Masterbatch Warna?

Menggunakan masterbatch berwarna adalah proses yang sangat mudah: seseorang hanya perlu mencampurkan granul masterbatch dengan granul resin asas mengikut nisbah yang ditetapkan; proses pencampuran manual yang mudah biasanya mencukupi.
Semasa pengendalian peralatan pemprosesan (seperti mesin pengacuan suntikan atau penyemperit), perkara berikut perlu dipatuhi dengan teliti:

• Tong (atau ruang) pencampuran mesin pengacuan suntikan atau penyemperit biasanya terdiri daripada pelbagai zon suhu. Zon yang terletak paling dekat dengan corong bahan (tekak suapan) harus dikekalkan pada suhu yang sedikit lebih tinggi daripada yang lain. Ini memastikan bahawa masterbatch warna cair dengan cepat setelah memasuki ruang pencampuran, sekali gus memudahkan penyebarannya yang cepat dan seragam di seluruh resin plastik—faktor penting dalam mencapai penyebaran pigmen yang sangat baik dalam produk acuan akhir.
• Gunakan tekanan balik yang sesuai pada mesin pengacuan suntikan; ini meningkatkan kecekapan pencampuran skru dan memudahkan penyebaran pigmen. Walau bagaimanapun, kesan sampingan penggunaan tekanan balik ialah sedikit pengurangan dalam kelajuan suntikan.
• Meningkatkan sedikit suhu kepala acuan penyemperit boleh meningkatkan kilauan permukaan produk siap.

6. Bagaimana untuk Menentukan Nisbah Penggunaan untuk Masterbatch Warna?

Kriteria utama untuk menentukan nisbah penggunaan masterbatch warna adalah pencapaian kesan pewarnaan yang memuaskan. Selagi permukaan produk siap mempamerkan rona yang seragam—bebas daripada jalur atau bintik—hasilnya dianggap boleh diterima. Nisbah penggunaan masterbatch warna boleh dipilih berdasarkan garis panduan di bawah:

• 1:100 — Melainkan peralatan pemprosesan mempunyai keupayaan pencampuran yang luar biasa, nisbah ini cenderung mengakibatkan penyebaran pigmen yang tidak sekata; oleh itu, kami secara amnya tidak mengesyorkan pelanggan menggunakan nisbah ini.
  Walau bagaimanapun, disebabkan oleh tekanan kos, sesetengah pelanggan secara khusus meminta untuk menggunakan masterbatch berwarna pada nisbah ini. Dengan mengambil kira kepentingan pelanggan kami, kami menghasilkan sejumlah besar masterbatch pekat berkadar rendah sedemikian, dan penyebaran pigmen yang dicapai biasanya masih memenuhi piawaian yang diperlukan.
• 1:50 — Digunakan untuk produk plastik dengan keperluan pewarnaan standard; nisbah ini kerap digunakan untuk kumpulan induk warna PE dan PP.
• 1:33 hingga 1:25 — Digunakan untuk produk poliolefin (PO) dengan keperluan pewarnaan yang lebih tinggi, serta untuk produk ABS dengan keperluan pewarnaan yang lebih rendah kepada standard.
• 1:20 — Digunakan untuk produk plastik mewah (termasuk bahan PO dan ABS); nisbah ini boleh digunakan secara meluas merentasi pelbagai proses seperti pengacuan suntikan, pengacuan tiupan dan pemintalan gentian.
• Melebihi 1:20 — Secara amnya digunakan untuk mewarna bekas kosmetik mewah; nisbah ini kerap digunakan pada mesin pengacuan suntikan berskala kecil.

7. Bagaimana Mengira Kos Penggunaan Masterbatch Warna?

Apabila mengira kos pewarnaan menggunakan masterbatch, berat masterbatch itu sendiri harus ditolak daripada jumlah berat bahan. Contohnya: Jika 2 kg masterbatch warna ditambah kepada 100 kg resin plastik, jumlah berat menjadi 102 kg. Dengan mengandaikan resin berharga $1.40/kg dan masterbatch pada $2.86/kg,
Peningkatan kos yang disebabkan oleh penggunaan masterbatch dalam 102 kg produk plastik tersebut ialah:
2 kg × ($2.86/kg – $1.40/kg) = $2.92
Jika ditukar kepada peningkatan kos bagi setiap 100 kg produk plastik, ini berjumlah:
($2.86 / 102 kg) × 100 kg = $2.80

7.1 Adakah penggunaan masterbatch warna meningkatkan kos produk?

Dalam kebanyakan kes, ya. Walau bagaimanapun, dalam situasi tertentu, penggunaan masterbatch warna untuk pewarnaan sebenarnya lebih menjimatkan daripada menggunakan pigmen warna mentah (serbuk). Ini kerana pewarna boleh mencapai kesan pewarnaan yang sama seperti pigmen berharga tinggi dengan menggunakan gabungan beberapa pigmen berharga lebih rendah.
Dua faktor tambahan juga harus dipertimbangkan:

• Dalam banyak keadaan, apabila pengeluar plastik menggunakan pigmen mentah untuk pemadanan warna, pigmen khusus yang dipilih tidak semestinya pilihan yang paling berkesan kos. Tambahan pula, disebabkan oleh kekurangan pengetahuan tentang pigmen, adalah perkara biasa bagi pengeluar untuk melakukan percubaan dan kesilapan yang meluas semasa proses pemadanan warna, mengakibatkan pembaziran tenaga kerja dan bahan yang ketara. Isu ini dapat dielakkan sepenuhnya apabila menggunakan masterbatch warna.
• Produk yang diwarnakan dengan masterbatch secara amnya dianggap mempunyai gred atau tahap kualiti yang lebih tinggi berbanding produk yang diwarnakan dengan pigmen mentah; oleh itu, ia mempunyai harga jualan yang lebih tinggi. Premium harga ini selalunya melebihi kos tambahan yang ditanggung dengan menggunakan masterbatch, yang bermaksud bahawa masterbatch sebenarnya boleh menjana "keuntungan." Dari perspektif ini, penggunaan masterbatch warna, dalam keadaan tertentu, boleh terbukti sebagai pilihan yang lebih "ekonomi" berbanding menggunakan pigmen mentah.

8. Adakah masterbatch warna memerlukan pengeringan sebelum digunakan?

Secara amnya, masterbatch berwarna tidak memerlukan pengeringan dan boleh digunakan secara langsung. Walau bagaimanapun, masterbatch yang bertujuan untuk digunakan dengan resin ABS dan NY (Nilon) adalah pengecualian; ini harus dikeringkan mengikut protokol pemprosesan standard. Masterbatch berwarna boleh disimpan untuk jangka masa yang lama.

Pigmen dalam masterbatch tersebar dan dilekatkan dalam resin pembawa, dan kekal dalam keadaan tertutup rapat; oleh itu, kualitinya kekal tidak berubah walaupun selepas penyimpanan yang lama. Walau bagaimanapun, ia harus disimpan dalam persekitaran yang sejuk dan kering.

Ringkasan

Masterbatch warna berfungsi sebagai bahan penting untuk pewarnaan dan pengubahsuaian fungsi dalam pengeluaran produk plastik. Dengan memasukkan pigmen, resin pembawa, dispersan dan bahan tambahan berfungsi ke dalam proses pra-penyebaran, produk ini memudahkan pencapaian pewarnaan yang stabil, seragam dan menyenangkan dari segi estetik dalam produk plastik semasa pembuatan. Bagi perusahaan pembuatan plastik, memilih masterbatch yang sesuai adalah keputusan penting yang bukan sahaja memberi kesan kepada estetika produk tetapi juga kestabilan pengeluaran dan kepuasan pelanggan. Jika anda mempunyai sebarang keperluan berkaitan, sila hubungi kami. hubungi Nuoxin; kami bersedia menyediakan perkhidmatan teknikal profesional untuk anda.