Главная arrow Технические статьи arrow Самостоятельное окрашивание материалов

Самостоятельное окрашивание материалов



ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ МАТЕРИАЛА STYRON* И ТЕХНИЧЕСКИХ ТЕРМОПЛАСТОВ
Отделение технического обслуживания и развития Dow Chemical Company

Примечание: Приведенные в настоящем документе данные и информация считаются достоверными, приводятся добросовестно и заменяют собой данные. приведенные в предшествующих версиях документа. Настояший документ не подразумевает какую бы то ни было ответственность или гарантию в отношении характеристик готовой продукции. Он не может служить основанием для освобождения от патентных прав или нарушения таковых. Настоящий документ не является спецификацией на продажу, которая должна осуществляться в соответствии с типовыми условиями договоров купли-продажи компании DOW.

Содержание:

Концепция Самоокрашивания

  1. Принципы Самоокрашивания
  2. Достоинства и недостатки материалов, окрашенных в заводских условиях
  3. Экономические преимущества и недостатки Самоокрашивания
  4. Технические достоинства и недостатки Самоокрашивания
  5. Требования к материалам
  6. Основные результаты

Методы Самоокрашивания

  1. Окрашивание Опудриванием
  2. Окрашивание СуперКонцентратами
  3. Окрашивание Жидкими красителями
  4. Сиситемы Окрашивания

Оборудование для дозирования и смешения

  1. Барабанные смесители
  2. Интегральные смесители

Рекомендации и минимальные требования


I. Концепция Самоокрашивания.

1. Принципы Самоокрашивания.

Под принципом самоокрашивання мы подразумеваем следующее:

  • заказчик покупает неокрашенный материал
  • заказчик покупает "краситель"
  • неокрашенный материал и краситель смешиваются.

Таким образом, желаемые цвет и прозрачность готового изделия достигаются с помощью более гибкой и экономичной системы.

ris11 Рис. 1.

Две концепции окраски материала.

  1. "Натуральный" полимер;
  2. Окраска всей партии полимера;
  3. Приготовление суперконцентрата из части партии;
  4. Переработка полимера, окрашенного в заводских условиях;
  5. Переработка "натурального" полимера с добавкой суперконцентрата (окрашивание в момент переработки).

2. Достоинства и недостатки материалов, окрашенных в заводских условиях.

Достоинства:Недостатки:

оптимальное распределение

не требуется дополнительное оборудование

дороговизна

проблемы с материально-производственными запасами

минимальный объем заказа

время выполнения заказа

остатки устаревших красителей

3. Экономические преимущества и недостатки Самоокрашивания.

Преимущества:Недостатки:

уменьшение товарно-материальных запасов

сокращение длительности производственного цикла для натуральных материалов

отсутствие отходов окрашенного материала

увеличение производительности благодаря сокращению длительности производственного цикла при смене окраски

меньшее количество удаляемых отходов

закупка натуральных материалов навалом

меньшие трудозатраты (отсутствует выгрузка из мешков)

меньшие затраты на оборудование в результате централизованной сушки натуральных материалов

отсутствие потерь продукта (оставшегося в мешках)

часто необходимы дополнительные капитальные затраты на оборудование, такое как дозирующие и измеритеельные устройства, центральная сушилка или бункер

4. Технические достоинства и недостатки Самоокрашивания.

Достоинства:Недостатки:
  • большая гибкость
  • уменьшение длительности термического воздействия на полимер
  • централизованная сушка
  • меньший риск загрязнения
  • более простая и быстрая смена цветов
  • для получения необходимого качества смешения требуется использование шнекового смесителя
  • обслуживающий персонал должен быть обучен (большая техническая поддержка)

5. Требования к материалам.

Для получения соответствуюшиим образом окрашенных конечных продуктов:

  • полимер должен иметь соответствующий фоновый цвет и быть термически устойчивым в широком диапазоне технологических параметров
  • светлый фоновый цвет полимера дает преимущества при окрашивании, но наличие такого цвета не является обязательным
  • необходим соответствующий краситель
  • необходимы соответствующие размеры гранул как для загружаемого натурального полимера, так и для концентрированного красителя

В результате процесса полимеризации, разработанного фирмой Dow, производятся полимеры АБС, отвечающие требованиям к самоокрашиванию, осуществляемому заказчиком.

6. Основные результаты.

  • Снижение суммарных затрат на материалы
  • Повышение гибкости
  • Увеличение производительности
  • Сокращение товарно-материальных запасов
  • Отсутствие остатков материалов с устаревшей окраской
  • Уменьшение длительности термического воздействия на полимер
  • Быстрая подгонка оттенка и поставка (DOW и третьими сторонами)
  • Предварительная сушка материала навалом

Прибыль на инвестированный капитал (ROI) для дополнительного оборудования обычно лежит в пределах 50 - 150%.

II. Методы Самоокрашивания.

1. Окрашивание Опудриванием.

Наиболее простой и наименее точный способ.

Достоинства:Недостатки:

минимальные затраты на установку

умеренные затраты на окрашивание

низкие капитальные затраты

для хранения требуются весьма небольшие площади

простота установки

невозможность подгонки оттенков

низкая точность дозировки

высокий риск загрязнения

ограниченная гибкость

влияние концентрации пигмента на вязкость расплава

2. Окрашивание СуперКонцентратами.

Универсальные Концентрированные красители (СуперКонцентраты):

  • могут использоваться для стиреновьх полимеров компании Dow
  • дозировка обычно составляет 1-2%
  • представляют интерес для заказчиков, перерабатывающих и окрашивающих различные типы полимеров (например, полистирол, АБС, ударопрочный полистирол, полиэтилен, полипропилен и т.д.),

но:

  • неправильная форма частиц концентрированного красителя обуславливает менее точную дозировку
  • несовместимый носитель может отрицательно повлиять на физические свойства

3. Окрашивание Жидкими красителями.

Высокая концентрация пигмента в носителе. Распределяются на входе в литьевую машину при типичной концентрации 0,5 - 2%.

Достоинства:Недостатки:

небольшие затраты на установку

умеренные затраты на окрашивание

низкие капитальные затраты

оптимальная подгонка оттенков

для хранения требуются весьма небольшие площади

низкий риск загрязнения

простота установки

точность дозировки

могут влиять на вязкость расплава

трудность обработки жидкости

одна установка на машину

ограниченная гибкость

необходимость дополнительных измерений для повторного измельчения

могут вызывать проскальзывание шнека. отрицательно влияющее на качество продукта на выходе из экструдера

могут уменьшать VSP

4. Системы окрашивания.

На приведенной ниже блок-схеме представлен обзор возможных методов самоокрашивания. Компания Dow гарантирует окончательный цвет как для окрашиваемого в заводских условиях материала Magnum* ABS, так и для натурального материала Magnum + концентрированный краситель Magnum только, если:

  • соблюдаются нормативные условия обработки (см. "Руководство по распределительному перемешиванию", раздел III.);
  • дозировка концентрированного красителя соответствует заданной (на упаковочном мешке);
  • не используются другие материалы или добавки (загрязнения, другие концентрированные красители и т.д.).

III. Оборудование для дозирования и смешения.

Ниже будет обсуждено оборудование трех типов:

  • барабанные смесители
  • интегральные смесители
  • насосы-дозаторы для жидкости

1. Барабанные смесители.

Достоинства:Недостатки:

низкие капитальные вложения

простота механического оборудования

гибкость

трудоемкость

периодический процесс

ручное предварительное взвешивание

возможность загрязнения при обработке материалов

2. Интегральные смесители.

Смесители этого типа могут использоваться непосредственно на машинах, но также централизованно

Достоинства:Недостатки:

полная автоматизация

малый риск загрязнения

простота регулировки

могут работать с разными материалами (полимерами, повторно измельченными материалами и т. д.)

очень низкие затраты на рабочую силу

высокие капитальные затраты

для установки смесителей некоторых моделей требуется много места

один смеситель на одну литьевую машину

Наиболее распространенные системы:

Шнековый смеситель.

Концентрированный краситель подается в бункер шнековым питателем. Эта система имеет приемлемую точность, но ее использование не рекомендуется.

В смесительном бункере природный материал смешивается с концентрированным красителем перед поступлением в цилиндр экструдера. Очевидно, что такое решение улучшает распределение красителя.

Дисковая система подачи.

Врашаюшийся диск обеспечивает периодическую подачу концентрированного красителя в смесительный бункер путем падения строго определенными порциями. В бункере краситель смешивается со свободнотекущим натуральным материалом. Система обеспечивает высокую точность дозировки.

Система с поворотным питателем.

В этой системе для подачи концентрированного красителя строго определенными порциями используется поворотный питатель (в виде ролика или барабана). Система обеспечивает точность подачи от хорошей до весьма высокой.

Насосы-дозаторы для жидкости.

Дозированная подача жидких красителей может осуществляться в смесительный бункер. желательно, непосредственно над шнеком. Это техническое решение также обеспечит улучшение распределения жидкого красителя вследствие вращательного движения шнека. Система обеспечивает высокую точность дозировки.

IV. Рекомендации и минимальные требования.

  • Точность более 2% (относительное стандартное отклонение).
  • Бункер с правильно спроектированными смесительными лопастями, содержащий более 5 порций предварительно перемешанной смеси. Для поддержания необходимых значений КР при колебаниях выходных параметров литьевые машины должны оснащаться одной дозирующей установкой, а экструзионные технологические линии - двумя. При желании обеспечения максимальной гибкости следует предусмотреть возможность дополнительной дозированной подачи для быстрой смены цветов, добавки концентрированного красителя и т.д. (это решение неприменимо при использовании жидких красителей).
  • Простой, но в достаточном объеме контроль расходов подаваемых материалов (градуировка).
  • Устройство загрузки натурального полимера в бункер.
  • Замкнутую конвейерную систему для транспортировки натуральных материалов во избежание их загрязнения от окружавшей среды.

Информацию о дозирующем и смесительном оборудовании, имеющемся у различных поставщиков, можно получить в Отделе технического обслуживания и развития.

ban1

ban1

ban1

ban1

ban1

ban1