Thursday, Jun 22nd

Last updateThu, 01 Jun 2017 2pm

Buradasınız: Home MAKALE / ARTICLE Makale1 Masterbatch ve üretim teknolojileri
Türkiye ambalaj sanayi Almanya’ya çıkarma yaptı

Türkiye ambalaj sanayi Almanya’ya çıkarma yaptı

Türkiye’nin önde gelen ambalaj şirketleri, sektörün önemli fuarlarından biri ola...

İKMİB kimya ihracatının şampiyonlarını ödüllendirdi

İKMİB kimya ihracatının şampiyonlarını ödüllendirdi

Türkiye’nin en ihracatçı ilk üç sektöründen biri olan kimya, 2016 yılında 14 mil...

Kautex Maschinenbau Bonn’daki merkezini genişletiyor

Kautex Maschinenbau Bonn’daki merkezini genişletiyor

Ekstrüzyon şişirme teknolojisinin önemli firmalarından Kautex Maschinenbau büyüm...

Yeni plastik ekonomisi raporu yayınlandı

Yeni plastik ekonomisi raporu yayınlandı

Döngüsel Ekonomiye geçişi hızlandırma amacı ile 2010 yılında İngiltere’de kurula...

Çevre dostu DURAMAX

Çevre dostu DURAMAX

Gf Hakan Plastik’in tescilli markası DURAMAX, sızdırmazlık özelliği ile yer altı...

Masterbatch ve üretim teknolojileri

Polimer sektöründe ana plastik malzemeye karıştırılmak üzere hazırlanmış konsantre ürünler masterbatch adı altında tanımlanmaktadır. Genel bir tanımlamadır ve bu yüzden de bazen sektörel uygulama sırasında faklı anlamlarda ve bazen de yanlış kullanılmaktadır. Plastik sektöründe işleme sırasında sık sık ürün özelliklerinin beklentiler doğrultusunda değiştirilmesi ihtiyacı vardır. Bu amaçla malzemenin işlenmesi sırasında birçok faklı özellikteki kimyasal yapılar katılarak üründen istenen özelliklerin karşılanması amaçlanır.

Uygulamaya bağlı olarak bazen kozmetik bir görüntü elde etmek, bazen mekanik, termal veya yanmazlık özelliklerinin geliştirilmesi ve bazen de maliyet dengelemek amaçlı olabilir. Bu amaçla geliştirilmiş birçok ürün bulunmaktadır. Ancak ne yazık ki bu ürünlerin çok büyük bir kısmı toz haldedir. Bu tamamen onların üretim süreçleri sonucunda meydana gelen bir durumdur. Bu durum sebebiyle işletmede direkt katılmaları oldukça zordur. Kompound ürün imalatçıları genelde çalışmalarını bir formül şeklinde yaptıkları için bunları rahatlıkla kullanabilirler. Ancak endüstriyel nihai ürün imalatçılarının bu toz ürünleri kullanmaları ve kullanmış olsalar dahi yeterince dağıtarak istenen performansı yakalamaları çok zordu. Sonuçta toz haldeki ürünlerin eklenmesi ve karıştırılabilmeleri için özel besleme ve dağıtma ekipmanlarına ihtiyaç vardır. İşte bu yüzden sektörel kullanımları kolaylaştırmak üzere masterbatch dediğimiz konsantre ürünler hazırlanarak granül halde kullanıma hazır olarak sunulur.

Masterbatch imalatı kompound imalatı ile aynı özellikleri gösteriyor olmakla birlikte, kompound ürünler her türlü katkının belli bir formülde kullanıldığı ve nihai ürün imalatında direkt kullanılan karışımlardır. Ancak masterbachler, nihai ürün imalatında mevcut hammaddeye belli oranlarda karıştırılarak kullanılırlar. Bazen masterbatch yerine sadece batch ifadesi de kullanılmaktadır.

Masterbatch üretimi 3 ana grup şeklinde ifade edilir:

1-Renk masterbatchleri

2-Katkı masterbatchleri

3-Dolgu masterbatchleri

Renk Masterbatchleri: Bu grup, yapılarında yüksek oranda pigment ve katkılar içeren granül tanecikleridir. Daha sonraki proseslerde örneğin, enjeksiyon, film, elyaf proseslerinde, ana hammaddeye belli oranda katılarak istenen renkte ürün elde etmek üzere kullanılan masterbach grubudur.

Aslında masterbatch kavramı daha çok grubu ifade etmek üzere kullanılır. Renk masterbatchleri genelde iki aşamalı olarak üretilir. Önce tek bir pigment kullanılarak mono dediğiniz üretim geçekleştirilir. Mono üretimi aşamasında performans için gereken katkılar, kaydırıcılar, dispersiyon ajanları ve proses ajanları karıştırılmış olur. Daha sonra bu monolardan belli bir formüle göre uygun oranlarda yeni bir karışım ile yeni bir proses gerçekleştirilir ve müşterinin istemiş olduğu renkteki masterbatch hazırlanır. Renklendirici olarak kullanılan pigmentleri kendi içinde organik, inorganik veya özel etki pigmentleri şeklinde ayırmak gerekir. Çünkü bu 3 grubun da özellikleri birbirinden farklıdır ve hem proses ve hem de nihai kullanım özellikleri ile birbirlerinden ayrılırlar.

Yandaki tablo, masterbatch imalatında kullanılan organik ve inorganik pigment gruplarının birbiri ile karşılaştırmasını yapmak açısından yaralı olacaktır.

Renk masterbatch üretiminde ister organik pigment kullanılmış olsun isterse inorganik, pigmentlerden beklenen genel özellikleri şu şekildesıralayabiliriz.

  • Yüksek örtücülük
  • Çok iyi dağılabilme
  • Yüksek ısı stabilitesi
  • Güçlü renk şiddeti
  • Yüksek haslık ( ışık/iklim)
  • Migrasyon yapmaması
  • Çarpılma yapmaması
  • Zehirli olmaması

Sağlık ve çevresel unsurları dikkate aldığımızda, bazı pigmentler oldukça zararlıdır ve bunların kullanımı yasaklanmıştır. Bu pigmentler ağır metal dediğimiz, kurşun, civa, krom ve kadmiyum esaslı yapılardır. (Sırasıyla, Pb, Hg, Cr, Cd)

Aşağıdaki proses akışı, masterbatch üretiminde müşteri renginin monolar ile üretilmesinde takip edilen iş akışını göstermektedir.

Bu üretim akışında en önemli kısım renk uygunluğuna karar verme aşamasıdır. Renkler arası uygunluk ve benzerlik algısı bireyseldir yani kişiden kişiye değişmektedir. İşte bu değişkenliğin ortadan kaldırılması için özel yazılımlar geliştirilmiştir ve bugün nihai karar aşamasında bu yazılımlardan faydalanılmaktadır. Yazılımlar ne kadar başarılı olursa olsun, çalışmayı yapan personelin tecrübesi ve renk algısı gerçek rengin yakalamasında oldukça önemlidir.

Katkı Masterbatchleri: Bunlar yapılarında yüksek oranda katkı barındıran ki bu oran % 10 ile % 60 arasında olabilir, çok farklı uygulamalarda kullanım kolaylığı sağlayan masterbatch grubudur. Plastik malzemeler işlenirken veya işleme sonrası kullanım koşulları sebebiyle oluşacak zararlı etkileri gidermek ve plastiğin zayıf yönlerini geliştirmek için kullanılırlar. Katkılar genelde toz halinde oldukları için, granül formda hammadde kullanılan enjeksiyon, film, şişirme, boru ve profil ekstrüzyonu proseslerinde toz katkıların kullanımı zordur. Hazırlanan katkı masterbatchleri sayesinde bu kullanım zorluğu ortadan kaldırılmış ve işletme için çok daha temiz ve hızlı bir üretim imkânı sağlanmış olur.

En yaygın olarak kullanılan ve üretilen katkı masterbatchleri aşağıdaki şekildedir:

  • Antioksidantmasterbatchler
  • Antistatikmasterbatchleri
  • Antiblokmastertbatchleri
  • Antifogmasterbatchleri
  • Slip masterbatchler
  • UV masterbatchler
  • FR masterbatchler

Dolgu masterbatchleri: İçerisinde çok yüksek orada ki bu oran % 50 ve üzerinde olabilir, dolgu barındıran masterbatchlerdir. Çoğunlukla dolgu masterbatchlerinin kullanımı ile üretimde hammadde maliyetlerinin düşürülmesi amaçlanmaktadır. Bazı durumlarda stifliği artırmak, çekme oranını düşürmek veya nihai üründe yüzey özelliklerini geliştirmek amaçlı da kullanılırlar. Bu amaçla en çok kullanılan katkılar kalsit ve talktır. Kalsit, bu grupta kullanılan en ucuz dolgu malzemesidir. Ülkemizde oldukça yaygın olan kaynakları ile başta film sektörü olmak üzere çok yaygın olarak kullanılır. Tanecik boyutu ve yüzey özellikleri oldukça önemlidir. Özellikle karışım sırasında polimer matriks içinde dağılım ve tutunmayı artırmak için kaplı türleri tercih edilmektedir.

Üretim Süreçleri

Genel üretim sürecini ele aldığımızda (eritme-karıştırma-soğutma), çok basit bir yaklaşımla, katılan bütün boya, katkı ve dolguların plastik matriksi içinde uygun şekilde karıştırılmış olması gerekmektedir. Ancak bu sanıldığı kadar basit değildir. Çünkü burada kullanılan hemen hemen bütün katılanlar mikron veya mikron altı ölçekteki taneciklerdir. Mükemmel bir karışım elde edilmesi elbette ki kullanılan karıştırma prosesinin etkinliğine bağlıdır. Bu etkinlikte sonuçta elde edilen ürünün performansı ile ölçülür.

Karıştırma mekanizmalarını kendi içinde ikiye ayırıyoruz:

  • Distributive (homojenleştirme)
  • Dispersive (dağılma, uzaklaştırma)

Distributive karıştırma dediğimiz, katılanların birbiri içinde en uygun şekilde karıştırılması demektir. Dispersive karıştırma ise, karışımda kullanılan taneciklerin birbirinden uzaklaştırılması anlamını taşır.

Buradan hareketle, katılan bütün katkı taneciklerinin birbirinden uzaklaştırılarak, diğer katkılar ile ne kadar homojen karıştırırsak o kadar mükemmel bir karışım veya diğer değişle masterbatch hazırlamış oluruz.

Burada masterbatch üretim süreçlerine biraz tarihsel bir bakış açısıyla yaklaşmak istiyoruz. Bilinen en eski karıştırma yöntemi olarak, açık silindir sistemlerini görürüz. Bu gün halen birçok sektörde aynı sitemler kullanılmaktadır. Ancak mikron ve mikron altı karışımlarda oldukça verimsiz olan bu sistemlerin günlük hayatımızda masterbatch için kullanımı hemen hemen kalmamıştır.

Bir ileri adım olarak, kapalı karıştırıcılar kullanılmıştır. Bunlar, karışık haldeki malzemelerin bir besleme sitemi yardımıyla hazneye aktarılması ve kapalı bu haznede homojen karışım elde edilinceye kadar karıştırılması esasına dayanır. Karışım sonrasında kütle haldeki malzeme boşaltılarak sonraki proses olan şekillendirme daha doğrusu granül işlemine taşınır. Bu sistemlerde karıştırma siteminin yapısı sabittir ve formül değişikliği olduğunda etkinliği de değişmektedir.

Günümüzde artık tek veya çift vidalı ve formüle bağlı olarak konfigürasyonu değiştirilebilen ekstruder sistemleri kullanılmaktadır. Her iki sitemde çalışma prensipleri açısından farklı olmakla birlikte uygulama tipine bağlı olarak verimli bir şekilde kullanılmaktadırlar.

Tek vidalı sistemler yüksek yoğurma kapasitesi ile eksenel dönüş yanında ileri-geri hareket ederler. Çift vidalı sitemler ise kendi içinde, aynı yönde (co-rotating) veya zıt yönde (counterrotating) dönme kuvvetiyle karıştırma işlemini yaparlar.

Her iki sistemde de vida yapısı istenildiği şekilde değiştirilerek etkinlik ayarlanmaktadır. Bu ayarlama sayesinde, ihtiyaca en uygun formülü oluşturmak ve hazırlamak imkânı verirler.

Karıştırma sistemleri hacimsel veya ağırlık esaslı olabilir. Ya da besleme öncesi bütün toz katkılar özel yüksek devirli karıştırma sitemlerinde karıştırılarak besleme yapılabilir. Makinadan ideal karışım olarak çıkan polimerik eriyik, soğutma sonrası uygun boyutta kesilerek kullanıma uygun hale getirilir.

Masterbatch üretiminde klasik bir akış şeması (besleme, makine ve kesme) aşağıda verilmiştir.

 

 

 

 

 

 

 

Rüstem POLAT

Polimer Bilimi ve

Teknolojisi Danışmanı

Rüstem Polat Plastik Eğitim ve Danışmanlık

TEKNOLOJİ / TECHNOLOGY

Setting
Eureka Plus by Moretto: En yenilikçi hammadde kurutma sistemi

Eureka Plus by Moretto: En yenilikçi hammadde kurutma sistemi

Thursday, 01 June 2017

Plastik hammadde işleme sektörünün, en yenilikçi o...

Readmore

Ömrünü tamamlamış lastikler ve PET geri dönüşümünde yenilikçi çözümler

Ömrünü tamamlamış lastikler ve PET geri dönüşümünde yenilikçi çözümler

Thursday, 01 June 2017

Plastik geri dönüşümünde ZERMA, ömrünü tamamlamış ...

Readmore

ÜRÜN / PRODUCTS

Setting
WRAPTURE ProMotion: Üst kaynaklı, firesiz, gezer çene ambalaj makinesi

WRAPTURE ProMotion: Üst kaynaklı, firesiz, gezer çene ambalaj makinesi

Friday, 05 May 2017

1989 yılında kurulan Maripak, İstanbul Dudullu tes...

Readmore

Sukano, biyoplastiklere geçiş yapmanızda size yardımcı olmaya hazır

Sukano, biyoplastiklere geçiş yapmanızda size yardımcı olmaya hazır

Thursday, 01 June 2017

Belli bir polimeri değiştirmek mi istiyorsunuz ve ...

Readmore

Clariant Oxy-Guard™ paketlenmiş gıda ürünlerinin raf ömrünü uzatmaya yardımcı oluyor

Clariant Oxy-Guard™ paketlenmiş gıda ürünlerinin raf ömrünü uzatmaya yardımcı oluyor

Thursday, 01 June 2017

Oxy-Guard™, paketlenmiş unlu gıdalar, kuru yemiş v...

Readmore

MAKALE / ARTICLE

Setting
Masterbatch ve üretim teknolojileri

Masterbatch ve üretim teknolojileri

Wednesday, 31 May 2017

Polimer sektöründe ana plastik malzemeye karıştırı...

Readmore

Atık Sorunu

Atık Sorunu

Thursday, 01 June 2017

Dünya çevrecileri plastik atıklar konusunda uzun z...

Readmore

Ambalaj üretiminde kullanılan plastik filmler

Ambalaj üretiminde kullanılan plastik filmler

Thursday, 04 May 2017

Plastik filmler; hafif, transparan, biyolojik ajan...

Readmore

RÖPORTAJ / INTERVIEW

Setting
Müşterilerimizle yakın ve güvenilir iş ortağı ilişkisi kurmak işin anahtar kısmı

Müşterilerimizle yakın ve güvenilir iş ortağı ilişkisi kurmak işin anahtar kısmı

Wednesday, 31 May 2017

2016 yılı itibariyle faaliyetlerine başlayan P2B M...

Readmore

Hedefimiz her zaman ve her anlamda “en iyi” ve “tercih edilir” olmaktır

Hedefimiz her zaman ve her anlamda “en iyi” ve “tercih edilir” olmaktır

Thursday, 01 June 2017

Moretto’nun ülkemizdeki satış ve satış sonrası hiz...

Readmore

Velox Türkiye

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı