Masterbatch, plastiğe renk ya da bir özellik vermek için kullanılan yoğun bir granüldür. İçindeki pigment veya katkı maddesi, taşıyıcı bir reçineyle yüksek oranda karıştırılıp eritilmiş ve granül hâline getirilmiştir. Plastik üreticisi bu granülü kendi hammaddesine az miktarda katar; makinede ikisi birlikte eriyip karışır ve ürün istenen rengi ya da özelliği alır.
Masterbatch ne demek?
Kelime İngilizce master (ana) ve batch (parti, harman) sözcüklerinden geliyor, "master batch" diye ayrı yazıldığı da oluyor. Sektörde kısaca MB denir. Renkli olanlarına konsantre boya diyenler de çok.
Türkçede bazen ana karışım diye çevriliyor ve bu ad işi iyi anlatıyor, çünkü granül hammaddeyle seyreltilerek kullanılır. Yüzde 2 oranında çalışan bir masterbatch'in 1 kilosu yaklaşık 50 kilo plastiği renklendirir.
Masterbatch ne işe yarar?
Polietilen ve polipropilen granülü fabrikadan çoğu zaman yarı saydam, renksiz çıkar ve ürüne rengini masterbatch verir. Plastiğin işlenişini ya da ürünün ömrünü değiştiren katkı maddeleri de genelde masterbatch olarak katılır: güneşte duracak bir su deposuna UV katkısı, rulo hâlinde birbirine yapışan filme antiblok katkı gibi. Kalsiyum karbonatlı dolgu masterbatch'leri ise hammaddenin bir kısmının yerine geçer ve maliyeti düşürür. Hangi sektörde hangi ürünün kullanıldığını sektörler sayfamızda listeledik.
Masterbatch çeşitleri
Masterbatch'ler içlerindeki pigmente ya da katkıya göre ayrılır. Ürünlerimizin tamamı masterbatch çeşitleri ve katkı maddeleri sayfalarında.
Renkli masterbatch
Renkli masterbatch tarafında 10.000'den fazla rengimiz ve 48 renklik standart bir kartelamız var (kartela ürün sayfasında). Kartelada olmayan bir renk için Pantone kodu ya da elinizdeki bir numune yeterli, rengi ona göre geliştiriyoruz. Ekranda gördüğünüz renk yalnızca fikir verir; karar fiziksel kartela ya da numune üzerinde verilir.
LDPE, LLDPE, HDPE, PP, GPPS, HIPS, ABS, TPE ve TPO için formülümüz var. Hangisinin kullanılacağını hattınızdaki polimer belirler.
Siyah masterbatch
Siyah masterbatch karbon siyahıyla üretilir. Film, rafya, enjeksiyon parçası, şişe ve boru her biri başka bir siyah ister, çünkü her proseste aranan şey farklı: ince filmde örtücülük beklenir, enjeksiyon parçasında koyuluk ve parlaklık. Hangi siyahın hangi prosese uyduğunu siyah masterbatch seçimi yazısında ayrıca anlattık, ürün bilgisi de siyah masterbatch sayfasında.
Beyaz masterbatch
Titanyum dioksitle (TiO2) üretilir ve ürüne beyazlıkla birlikte örtücülük verir. Beyaz masterbatch ürünlerimizde TiO2 oranı yüzde 20 ile 75 arasında değişiyor; film ambalaj, şişe ve termoform ambalaj için yüzde 50 ve yüzde 70'lik sınıflarımız var.
TiO2 oranı aynı olan iki beyaz masterbatch farklı sonuç verebilir, çünkü sonucu TiO2'nin saflığı, tane boyutu ve kaplaması da belirler. Daha parlak bir beyaz isteniyorsa yanına optik parlatıcı eklenir. Optik parlatıcı UV ışığını görünür ışığa çevirir, beyaz daha parlak görünür.
Katkı masterbatch'leri
Katkı masterbatch'leri plastiğin işlenişindeki ya da kullanımındaki bir sorunu çözmek için kullanılır ve çoğu renksizdir.
Film üretenlerin en sık başvurduğu katkılar yüzeyle ilgili olanlar. Slip (kaydırıcı) katkı film yüzeyindeki sürtünmeyi azaltır. Antiblok katkı sarılan filmin katlarının birbirine yapışmasını önler. Soğuk zincirdeki gıda ambalajında ya da serada filmin içi buğulanıyorsa antifog katkı kullanılır; buğunun neden oluştuğunu antifog film yazımızda anlattık.
Güneş alan ürünlerde UV katkı polimerin bozunmasını yavaşlatır. Katılmazsa ürün zamanla kırılganlaşır, rengi solar. Antistatik katkı ise yüzeydeki statik elektriği azaltır ve ambalajın toz tutmasını önler.
Geri dönüştürülmüş hammaddeyle çalışanların sık yaşadığı iki sorun var, nem ve koku. Nem alıcı (antigaz) masterbatch işleme sırasında nemi kimyasal olarak bağlar ve birçok uygulamada ön kurutmaya gerek bırakmaz. Ayrıntısı geri dönüşüm hammaddede nem sorunu yazısında. Koku giderici katkı hammaddedeki istenmeyen kokuyu nötralize eder. Kokunun hissedildiği ev eşyalarında ve otomotiv parçalarında işe yarar.
Dolgu masterbatch'leri
Dolgu masterbatch'i hammaddenin bir kısmının yerini alarak maliyeti düşürür, bazı fiziksel özellikleri de iyileştirir. Kalsiyum karbonat masterbatch ultra ince CaCO3 ile üretiliyor ve polimer içeriği yüzde 15 ile 30 arasında değişen sınıfları var. Kullanıldığı yerler arasında dokuma çuval, rafya bant, film, şişe ve HDPE boru var.
Şeffaflığın korunması gereken filmlerde, örneğin sera filminde ya da şeffaf poşette, transparan (şeffaf dolgu) masterbatch kullanılır. Sodyum sülfat bazlı dolgulara göre şeffaflığı ve beyazlığı daha iyi korur.
Masterbatch nasıl üretilir?
Pigment ya da katkı maddesi, taşıyıcı reçine ve gerekiyorsa dağıtıcı yardımcılarla birlikte tartılıp karıştırılır. Karışım ekstrüderde eritilir, pigment taneleri de eriyiğin içinde olabildiğince küçük ve eşit biçimde dağıtılır. Ardından eriyik soğutulup kesilir, granül olur.
Dağılım iyi değilse sorun genelde müşterinin hattında çıkar: ince filmde benek görülür, lif kopar. Bunu üretimden önce yakalamak için dispersiyon ve filtre testi yapıyoruz. Masterbatch test polimeriyle seyreltilip eriyik hâlde bir filtreden geçirilir, filtrenin önünde biriken basınç dağılımın ne kadar iyi olduğunu gösterir. Test DIN EN 13900-5'e göre yapılıyor.
Taşıyıcı reçinenin uyumu
Masterbatch'in taşıyıcı reçinesi sizin polimerinizle uyumlu olmalı. Uyumlu taşıyıcı hammaddenizle birlikte kolayca erir ve dağılır; uyumsuz olduğunda yüzeyde kusur, renkte dalgalanma görülebilir, mekanik özellikler düşebilir.
Uyumu kontrol etmenin yolu eriyik akış indeksi (MFI). MFI testinde eriyik polimerin standart bir kalıptan 10 dakikada kaç gram aktığı ölçülür. Koşullar polimere göre değişir: PE için 190 °C ve 2,16 kg, PP için 230 °C ve 2,16 kg yük kullanılır. Biz testi ISO 1133 ve ASTM D1238'e göre yapıyoruz. Taşıyıcının akışı hattınızdaki polimerin akışına ne kadar yakınsa karışma o kadar kolay olur.
Masterbatch kullanım oranı nasıl hesaplanır?
Kullanım oranı ya da dozaj, masterbatch'in toplam karışım içindeki payıdır. Yüzde 2 dediğimizde 1.000 kilo karışımın 20 kilosu masterbatch, 980 kilosu hammadde demektir.
Renkli masterbatch'te oran genelde yüzde birkaçtır. Kesin rakamı masterbatch'teki pigment yüklemesi, istenen koyuluk ve örtücülük, ürünün et kalınlığı ve üretim yöntemi belirler. İnce bir film kalın bir parçaya göre daha fazla pigment ister, çünkü aynı örtücülüğü çok daha ince bir katmanda vermesi gerekir.
Katkılarda oran ürüne göre değişir. Kaydırıcı katkı ekstrüzyonda genelde yüzde 1-3, optik parlatıcı yüzde 1-2 oranında kullanılır. Kalsiyum karbonat masterbatch'te başlangıç dozajı uygulamaya göre yüzde 5 ile 50 arasında.
Oranı yükseltmek bir noktadan sonra işe yaramaz. Siyahta oranı artırdığınız hâlde istediğiniz koyuluk gelmiyorsa o uygulama için tasarlanmış bir siyaha geçmek gerekir. İlk üretimde oranı denemeyle doğrulamak en sağlamı; laboratuvarımız polimerinize ve yönteminize göre bir başlangıç oranı önerir.
Masterbatch nasıl kullanılır?
Granül hammaddeyle birlikte makinenin besleme hunisine verilir. Oranın her çevrimde aynı kalması için hacimsel ya da gravimetrik bir dozaj ünitesi kullanmak gerekir. Küçük partilerde elle karıştırmak mümkün, ama renk tutarlılığı zayıflar. Granülü kullanana kadar kapalı ambalajında ve kuru yerde tutun, çünkü nem çekmiş granül ya da nemli hammadde üründe kabarcık ve gümüşlenme yapabilir.
Masterbatch'in toz pigmentten ve kompaunddan farkı
Plastiği renklendirmek için masterbatch dışında iki yol daha var. Toz pigment doğrudan katılabilir, ama tozur, ortamı kirletir, doğru tartmak ve eriyikte iyi dağıtmak zordur. Kompaund ise renk ve katkıları son kullanım oranında içeren, doğrudan işlenen hazır hammaddedir. Her renk için ayrı stok tutmak gerekir.
Masterbatch ikisinin arasında duruyor: tozsuzdur ve kolay tartılır, pigmenti de önceden dağıtılmış olarak gelir. Tek bir renksiz hammadde stoğuyla istediğiniz renkte üretim yapabilirsiniz.
Kaliteyi nasıl ölçüyoruz
Aynı rengin her partide aynı çıkması ve masterbatch'in hatta sorunsuz akması için masterbatch'lerimizi kalite laboratuvarımızda birkaç testle kontrol ediyoruz. Filtre testini ve akış ölçümünü yukarıda anlattık.
Rengi spektrofotometrik analizle ölçüyoruz. Renk CIE L*a*b* değerleriyle tanımlanır, onaylı standarttan farkı ΔE ile sayıya dökülür. Bir ışıkta aynı görünen iki renk başka bir ışıkta ayrışabilir, bu yüzden renk onayını ölçüme göre veriyoruz.
Kül tayini, nem ve yoğunluk ölçümleri ise masterbatch'in beyan edilen pigment ve dolgu oranını taşıyıp taşımadığını gösterir. Kül tayininde numune fırında yakılır, geriye kalan inorganik kalıntı tartılır. Bu ölçümleri ISO 3451 ve ISO 1183'e göre yapıyoruz.
Numune isterken gereken bilgiler
Size uygun masterbatch'i ve oranı önerebilmemiz için şunları bilmemiz gerekiyor:
hangi polimerle çalıştığınız (PE, PP, PS, ABS…),
üretim yönteminiz (film, enjeksiyon, şişe, boru, lif),
hedef renk (Pantone ya da RAL kodu veya bir numune),
ürünün dış ortamda kullanılıp kullanılmayacağı,
gıdayla temas edip etmeyeceği,
et kalınlığı ve istenen örtücülük,
makinenizdeki dozaj sistemi.
Ürün gıdayla temas edecekse bunu baştan yazın. Masterbatch'in ve içindeki pigmentlerin ilgili mevzuata uygunluğu ürün ve uygulama bazında belgelenir.
Özel bir renk için renk eşleştirme ve numune talep formunu kullanabilirsiniz. Kodu girip uygulamanızı tanımlamanız yeterli. Laboratuvar rengi formüle edip spektrofotometrede onaylar, ardından numuneyi hazırlar.
Düderi Boya olarak 2006'dan beri İzmir Kemalpaşa'da masterbatch ve katkı maddesi üretiyoruz. Hangi masterbatch'in size uyduğundan emin değilseniz bize yazın, birlikte bakalım.
