Для того, чтобы разработать изделия по индивидуальным параметрам и сохранить оптимальное соотношение цены и производительности, необходимо собрать как можно больше информации о переработке и конечном применении продукта. Только при соблюдении этого условия мастербатч будет соответствовать пожеланиям и требованиям пользователя.

Важнейшими влияющими факторами являются процесс переработки и происткающие из него требования, физиологическое воздействие, а также требования, обусловленные сферой конечного применения продукта. При оформлении заказа на разработку суперконцентрата большую помощь может оказать специальный опросный каталог, где наглядно представлена вся соответствующая информация. Его предлагают многие производители мастербатчей, а пример можно в любое время посмотреть на странице Немецкого Союза Мастербатча (www.vdmi.de/info/download/Muster Farbnachstellung.pdf). Остановимся более подробно на упомянутых выше факторах.

Процесс переработки

В первую очередь, возникает вопрос: какие полимерные материалы следует окрашивать мастербатчем? Во многих случаях оказывается выгоднее подбирать материал-носитель мастербатча под перерабатываемый исходный материал. Особенно это касается переработки технических полимерных материалов и производства формованных изделий с большой площадью и высокими техническими требованиями. Для точного подбора цветового оттенка поставщику мастербатча необходим исходный материал, из которого должно изготавливаться конечное изделие. Поэтому при составлении рецептуры мастербатча можно учитывать собственную окраску исходного материала. Технические полимерные материалы, такие как полиамид и АБС-пластик, чаще всего имеют собственную ярко выраженную окраску, в данном случае насыщенный желтый оттенок. Кроме того, собственной окраской обладают все полимерные материалы, содержащие минералы, тальк или иные наполнители. Эта проблема менее актуальна для ненаполненного полиолефина. В таком случае важно, чтобы переработчик больше не менял исходный материал, поскольку желаемый оттенок при окрашивании суперконцентратами достигается только в исходном материале, определенном для подбора оттенка. Это объясняет часто встречающуюся разнооттеночность при резкой смене
исходного материала. Очередным важным аспектом является вопрос, должно ли изделие, изготавливаемое в комбинации с другими компонентами из полимерных материалов, совпадать с ними по цвету. В таком случае эти компоненты должны служить эталонным образцом для разработки рецептуры. Целесообразно также не подбирать соответствующие оттенки по RAL, Pantone, NCS, HKS или другим цветовым каталогам, если уже имеется компонент из полимерного материала желаемого оттенка цвета. В этом случае в качестве стандарта для разработки цвета следует использовать такой полимерный компонент. Сравнение цветовых схем полимерных материалов и лаковых покрытий, как с помощью цветометрической, так и визуальной оценки, представляет собой довольно сложный процесс. Инструкцию по технике цветовых измерений можно заказать у членов Союза мастербатча. После разрешения данной проблемы можно перейти к более подробному анализу изготавливаемого изделия и соответствующего процесса. В зависимости от исходного материала и процесса переработки поставщик может рекомендовать продукт в жидкой, измельченной форме, в виде порошка или гранулята. Эти условия в значительной степени зависят также от имеющихся производственных возможностей, например, наличия оборудования для смешивания или дозирования.
Следующим важным влияющим фактором является температура переработки, диапазон которой для термопластов может составлять от 160 °С (пленки) до более чем 300 °С (литье под давлением). В последнем случае это зависит от того, оборудована ли машина для литья под давлением горячеканальной пресс-формой, а также от того, какой материал подвергается переработке - полиолефин или технический полимерный материал. Кроме того, следует учитывать, что зачастую существует относительно большое различие между наружной температурой (настройка машины) и фактической температурой расплава полимера. В частности, за счет трения в перерабатывающей машине могут возникнуть температурные пики, значительно превышающие указанную температуру переработки.

Источники ошибок
Красители - основные составляющие рецептуры мастербатчей - характеризуются различной термостабильностью. Эта зависимость, сопровождаемая очевидной разницей в стоимости, особенно проявляется в желто-красном участке спектра органических пигментов. На практике, например, экономный желтый мастербатч для окрашивания полипропиленовых пленок не применим для окрашивания защелкивающихся колпачков из ПП, изготавливаемых на ТПА. Для желтых колпачков следует использовать высококачественный суперконцентрат (см. график 2). В вопросе температуры переработки можно сделать две серьезные ошибки. Во-первых: указывается слишком низкая температура переработки, то есть не учитываются возможные температурные скачки. Следствием этого могут быть отклонения от заданного оттенка цвета, вследствие разложения используемого красителя. Во-вторых: из соображений безопасности или из-за незнания точного производственного процесса указывается слишком высокая температура переработки. В таком случае закупаются дорогие мастербатчи, исключается возможность учета расходов на краситель в стоимости конечного продукта и теряется конкурентоспособность. Интересным влияющим фактором является также дозировка. Она зависит от толщины стенок окрашиваемых формованных изделий, а также от необходимой интенсивности окрашивания и может составлять 0,2 - 2% при использовании жидких красителей и 15 - 20 % при окрашивании пленок гранулированным мастербатчем. Важной информацией для поставщиков мастербатчей является знание минимально - возможной дозировки, следующей из имеющейся дозирующей и смешивающей техники. В общем, здесь действует правило: чем меньше дозировка, тем ниже расходы на окрашивание на килограмм полимерного материала. Конечно, при крайне низких дозировках следует технологически обеспечить безупречное распределение красителя.

Требования, определяемые условиями конечного применения изделия
В данном случае важность представляют пигменты, которые используются в мастербатче в зависимости от условий применения изделия во внешней среде, а следовательно, в зависимости от светостойкости и атмосферостойкости. Это относится исключительно к пигментам и непосредственно к цвету изделия, а не к полимерному материалу, возможности снабжения которого добавками для применения во внешней среде подробно рассматриваются в номере III. Светостойкость пигментов, измеряемая по т.н. «синей шерстяной шкале», указывается в единицах от 1 до 8, где 8 - максимальное значение. Атмосферостойкость указывается в единицах 1 до 5 по серой шкале, где 5 - максимальная устойчивость. Высокая светостойкость не обязательно соответствует высокой атмосферостойкости. Также как и термостойкость пигмента, свето- и атмосферостойкость отражаются на стоимости, а потому эти факторы следует учитывать из соображений рентабельности. Использование добавок или добавление их в окрашиваемый полимерный материал важно также и в связи с разработкой специального цветного суперконцентрата. Существует ряд активных веществ, вступающих во взаимодействие с красящими пигментами, результатом которого могут быть различные цветовые вариации. Для поставщиков мастербатча может представлять интерес также указание на дальнейшую пригодность для нанесения печати или способность к сварке. В частности воски, необходимые для диспергирования и поэтому содержащиеся в мастербатчах, могут отрицательно повлиять на этот процесс. Это следует учитывать на подготовительном этапе разработки красителя. Важной информацией является также вид наполнителя или среды применения конечного изделия. Например, если речь идет об упаковке, имеет значение возможный длительный контакт с водой, маслами, жирами и химикатами. Эти сведения ограничивают выбор подходящего красителя.

Физиологическое действие
Выбор красителей и ингредиентов для мастербатча в значительной степени зависит от требований к физиологическому воздействию продукта. Важно проводить четкое различие между категориями окрашиваемых изделий - это могут быть потребительские товары, пищевые упаковки и игрушки, или изделия технического назначения. Кроме того, необходимо знать, в какую страну будет экспортироваться изделие и какие требования предъявляются там к физиологическому действию.

     Пример использования самоокрашивания с мастербатчем детской игрушки

_________________________________________________________

Masterbatch Verband in Verband der
Mineralfarben Industrie e.V. (Germany)
info@vdmi.vci.de;
www.vdmi.de