蛍光増白剤をプラスチックに使用する方法 (2):
マスターバッチ法によるホワイトニング
現在、プラスチックの着色には「マスターバッチ」（マスターバッチ、マスターバッチとも呼ばれます）が広く使われています。 「マスターバッチ」は、必要な樹脂プラスチックに蛍光増白剤や顔料を予め混合し、直接溶融押出して製造されます。 蛍光増白剤や顔料を比較的高濃度に配合した着色剤製品はそのまま使用でき、プラスチックの着色の主要な手段となっています。
1.マスターバッチホワイトニング法
一般的に、カラーマスターバッチと樹脂の混合比の範囲は1:10～1:100と比較的広いです。 これは主にカラーマスターバッチ中の蛍光増白剤の含有量とプラスチックの流動性に依存します。 プラスチック工学技術者の経験によれば、一般的なプラスチックの混合流動順序は次のとおりです。
GPS→PE(高メルトインデックス)→PE(低メルトインデックス)、PP(低メルトインデックス)、PVC→HIPS→ABS、SAN→PC、PA、NY
以上のシーケンスにより、同一の射出成形機において、その動作や比率の選択を工程の参考にすることができます。 混合性の良いプラスチックの場合、この比率は小さくなる可能性があります。 混合性が悪いカラーマスターバッチの場合は、比率を適切に大きくすることができ、プロセスに注意を払う必要があります。
カラーマスターバッチを均一に分散させるには、射出成形機のスクリューの制御が鍵となります。 スクリューは一般に、供給セクション、圧縮セクション、計量セクションの 3 つのセクションに分かれています。 カラーマスターバッチをバレルに入れた後できるだけ早く溶かし、プラスチックと均一に混合するために、カラーマスターバッチを使用する際には、供給部の温度を適切に上げて、バレルの温度に近づける必要があります。圧縮セクションかそれよりわずかに高い。 供給部の温度が低すぎると、カラーマスターバッチが圧縮部でのみ溶融し、予備成形時間が相対的に短くなります。 製品の色ムラやスジが発生しやすくなります。 流動性が低く混合が困難なエンジニアリングプラスチックにはさらに注意が必要です。
射出成形にカラーマスターバッチを使用する場合は、一定量の背圧を加えることに注意する必要があります。これにより、スクリューの混合効果が向上し、カラーマスターバッチがより均一に広がります。 適用される背圧の量は、さまざまな機器の実際の影響によって異なります。
ドライおよびウェット ホワイトニング技術と比較して、マスターバッチ ホワイトニング技術には次の利点があります。
（１）白色化にマスターバッチを使用することにより、製品仕様に応じた正確な白色度の制御が可能であり、白色度の再現性が良好である。
(2) ドライホワイトニングでは、蛍光増白剤とプラスチックの粒子径が大きく異なるため、均一に分散させることが困難です。 この問題は接着剤を追加することで解決できますが、その効果は理想的ではありません。 マスターバッチに使用されている色材は超微細加工されているため、発色効果と隠蔽性がより優れています。
(3) マスターバッチ製造時に色材をキャリアプラスチック中に均一に分散させるため、マスターバッチの粒子径が樹脂粒子の径に近くなり、加工時の色材の分散が良好になります。
(4) カラーマスターバッチは色材を担体に固定するため、色材と空気との接触を避け、酸化や湿気による色質の変化を防ぎ、純粋な色のプラスチック製品の製造に役立ちます。
(5) マスターバッチを使用することで、押出成形や造粒などの工程が不要となり、作業が簡素化されるだけでなくメリットも得られます。
樹脂の性能に影響を与えないようにするため。
(6) マスターバッチの使用により、粉塵が飛散することなく環境を浄化し、材料の保管を削減し、エネルギーを節約することもできます。
濃縮カラーマスターバッチは、プラスチック製品の着色に携わる人々にとって馴染みのない概念ではありません。 マスターバッチ着色技術はプラスチック着色の主要技術の一つとなっています。 そして、プロセス技術の進歩に伴い、濃縮カラーマスターバッチの調製技術も向上しました。 世界には「ユニバーサル」カラーマスターバッチが存在します。 低分子量ポリエチレンをキャリアとして使用し、一定量の色材を添加します。 このカラーマスターバッチはさまざまな樹脂と互換性があり、プロセス要件もそれほど厳しくありません。 しかし、いわゆる「普遍」とは相対的なものです。 実際、このマスターバッチの使用範囲は非常に狭く、経済的利益は高くありません。 着色効果は予測不可能であり、プラスチック製品の強度に影響を与えます。 そのため、近年では徐々に廃止され、特色マスターバッチに置き換えられています。 特別なマスターバッチは、製品のプラスチックの種類に応じてキャリアと同じ樹脂で作られています。たとえば、ABS マスターバッチ、キャリアは ABS です。 HIPS マスターバッチ、キャリアは HIPS; HDPEマスターバッチ、担体はHDPEなど。カラーマスターバッチの形状には粒状、ペレット、粉末などが含まれます。
基本的な蛍光増白剤、顔料、染料、担体に加えて、カラーマスターバッチには通常、製品の用途や性能要件に応じて潤滑剤、増白剤、酸化防止剤なども添加されます。 製品に特殊な特性を与えるために、多機能のカラーマスターバッチを製造することもできます。
2. マスターバッチの製造例
例 1:
ABS プラスチック磁器白マスターバッチの調製。 ABSプラスチック磁器白マスターバッチは、冷蔵庫ライナー、洗濯機ライナー、食器などを含む幅広い用途があります。通常、樹脂工場で生産されるABSプラスチックは淡黄色です。 磁器白にするには蛍光増白剤や顔料を加えて白くしたり着色したりする必要があります。
ABS マスターバッチの配合 (質量分率):
ABS樹脂 55%～60%
リトポンまたは二酸化チタン(ルチル) 35%～40%
潤滑剤 1%～2%
蛍光増白剤OB-1 0。 08%
ウルトラマリン 0。 08%
永久紫色 {{0}}。 045%～0.048%
ホワイトニングのプロセス：
ABS樹脂 → リトポンまたは二酸化チタン（ルチル）と潤滑剤を混合 → 押出成形 → ペレット化 → 製品
ホワイトニングのプロセス：加工時の温度は200～230℃に制御します。まず、高速ミキサーにABS樹脂、リトポンまたは二酸化チタン（ルチル）、潤滑剤を加えて混合します。 一定時間混合した後、蛍光増白剤、ウルトラマリンブルー、パーマネントバイオレットを加えて混合を続けます。 混合された材料は、押出および造粒のために単軸押出機に供給されます。
実施例２：ポリエステル用蛍光増白剤マスターバッチの調製。 溶融ポリエステル顆粒 (粒子サイズ < 650 μm) を粉末蛍光増白剤 (投与量 < 40%) と乾式混合します。 この混合物を２００～３００℃の水溶液中に押出し、得られたストリップを造粒、乾燥してポリエステル紡糸用のマスターバッチを得る。 たとえば、475g のポリエステルを 25kg の Leucophor EGM と混合し、150kg/h で押し出し、5% の蛍光増白剤を含むマスターバッチを取得します。 マスターバッチをポリエステルと混合し、繊維に紡糸します。
例 3:
超白色マスターバッチの調製。 二酸化チタン、炭酸カルシウム、ステアリン酸、フタロシアニンブルー、蛍光増白剤をキャリア樹脂（PVCなど）と一定の割合で混合し、適切な技術を用いて十分に混合し、造粒して超白色マスターバッチを取得します。
