Leitfaden für die Formelgestaltung einer Produktionslinie zur Granulierung von Masterbatch-Farben für den Fahrzeuginnenraum

Das Aussehen und die Leistung des Fahrzeuginnenraums (#jwell ABS-Plattenextrusionsmaschine） Komponenten werden maßgeblich durch die Formulierung der Farbmasterbatches bestimmt. Diese Farbmasterbatches, die Polypropylen als Träger verwenden, müssen nicht nur die Anforderungen an guten Glanz und keine Farbverschiebung zwischen ähnlichen Farben erfüllen, sondern auch den VOC-Gehalt streng kontrollieren und an die speziellen Einsatzbedingungen im Fahrzeuginnenraum angepasst sein. Die Formulierung der Farbmasterbatches für Farbkomponenten im Fahrzeuginnenraum ist in der folgenden Tabelle dargestellt (Blasformfolie Farbmasterbatch-Formel der Güteklasse).

Dieser Artikel konzentriert sich auf die Kernpunkte der Farbmasterbatch-Formulierung für Fahrzeuginnenraumkomponenten und analysiert die Schlüsseltechnologien in der industriellen Produktion unter den folgenden Aspekten, um praktische Referenzen für Branchenpraktiker bereitzustellen.

1. Ähnliche Farbe, unterschiedliches Spektrum

2. Glanz

3. Farbige anorganische Verbundpigmente

4. Anwendung von Ruß

5. VOC-Kontrolle

Ähnliche Farbe, unterschiedliches Spektrum

Die größte Herausforderung bei der Auswahl von Kunststoff-Masterbatches für Farbkomponenten im Autoinnenraum besteht darin, das Phänomen „gleiche Farbe, aber unterschiedliche Spektren“ zu vermeiden.

Dabei müssen verschiedene Kunststofffarbproben und dasselbe Farbziel unter verschiedenen Lichtquellen aufeinander abgestimmt werden. Jedes Objekt hat seine eigene spektrale Reflexionskurve. Wenn dieses Objekt unter einer bestimmten Lichtquelle das sichtbare Spektrum für den Betrachter reflektiert, wird ein spektraler Tristimuluswert erzeugt.

Wenn die spektralen Tristimuluswerte zweier Objekte mit unterschiedlichen spektralen Reflexionskurven gleich sind, wird davon ausgegangen, dass diese beiden Objekte bedingt isochromatisch sind.

Sobald sich die Lichtquelle ändert, unterscheiden sich aufgrund der unterschiedlichen Energieverteilungen der einzelnen Quellen die erzeugten spektralen Tristimuluswerte, was zum Phänomen der isochromatischen Heterogenität führt.

Die meisten Automobilhersteller wählen die beiden Lichtquellen D65 F11 als Grundlage für die Bestimmung der isochromatischen Heterogenität. Wie lässt sich das Phänomen ähnlicher Farben, aber unterschiedlicher Spektren vermeiden? Zunächst müssen umfangreiche Pigmentdaten erfasst, eine Datenbank erstellt und computergestützte Farbabstimmungstechnologie eingesetzt werden. Bei der manuellen Farbabstimmung ist es beispielsweise notwendig, Fahrzeugpigmente zu vergleichen und eine Reflexionsspektrumanalyse durchzuführen. Dies erfordert von den Farbabstimmern höhere Fähigkeiten.

Glanz

Bekanntlich bestehen die Farben der meisten Automodelle hauptsächlich aus kühlen Tönen wie Beige, Grau, Braun und Schwarz. Die verschiedenen Beige-, Grau- und Schwarztöne werden nach ihren einzigartigen Eigenschaften benannt. Beispiele: Y20 (Grau), 95T (Beige), 82V (Schwarz) und 9B9 (Schwarz). Diese werden als Standardfarbtafeln bezeichnet. Die verschiedenen Farbnummern stellen einen Satz von L-, a- und b-Werten dar. Zur Bestimmung der Farbe von Fahrzeuginnenraumkomponenten wird üblicherweise ein Spektralfotometer verwendet, um die Farbdifferenz mit den Standardfarbtafeln (Lichtquelle D65, Lichtquelle F11) zu vergleichen. Der Farbdifferenzbereich für verschiedene Farbnummern variiert. Spezifische Details finden Sie in den Farbbewertungsspezifikationen für Fahrzeuginnenräume der einzelnen Hersteller, wie beispielsweise VW50190 von Volkswagen. Darüber hinaus hängen die Farbdaten oft eng mit der Formstruktur, dem Glanz usw. zusammen. Die folgende Tabelle zeigt die Glanzanforderungen für verschiedene Innenraummaterialien bei unterschiedlichen Farben.

Farbige zusammengesetzte anorganische Pigmente

Da die Farbkomponenten von Autoinnenräumen hauptsächlich in hellen Tönen, Beige und Hellgrau gehalten sind, werden farbige anorganische Verbundpigmente bevorzugt. Sie sind eine Art dotierter Kristalle, die durch Dotierung des Gitters anderer Metalloxide mit bestimmten oder mehreren Metallionen gebildet werden. Die dotierten Ionen verursachen eine besondere Interferenz des einfallenden Lichts. Bestimmte Wellenlängen werden reflektiert, während der Rest absorbiert wird, wodurch Farbpigmente entstehen. Das heißt, verschiedene Metalloxide sind gleichmäßig im Gitter der neuen chemischen Verbindung verteilt, wie in einer Lösung, jedoch in einem festen Zustand, ähnlich einer glasartigen Substanz. Chemisch gesehen kann man es als stabile feste Lösung betrachten. Daher verfügt es über ausgezeichnete Haltbarkeit, hohe Deckkraft, ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, Lichtbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit und eine hohe Infrarotreflexion sowie teilweise UV-Abschirmung. Es kann die Witterungsbeständigkeit, Lichtbeständigkeit und Isolierleistung von Kunststoffprodukten verbessern und die Lebensdauer der Produkte verlängern.
Das Granatgitter der farbigen anorganischen Verbundpigmente enthält Nickeloxid, Chrom(III)-oxid oder Manganoxid als farbbildende Komponenten. Die Elemente wie Nickel, Chrom, Mangan und Antimon in diesen Granatpigmenten füllen die ursprünglichen Kristalldefekte im Titandioxid aus, bilden eine vollständigere Kristallstruktur und erhöhen die Stabilität des Kristallgitters.

Diese Metallelemente haben ihre ursprünglichen chemischen, physikalischen und physiologischen Eigenschaften verloren. Daher kann diese Art von Rutilpigment nicht als Nickel-, Chrom- oder Antimonverbindung oder deren einfache Oxide betrachtet werden. Die inerte Natur von Mischmetalloxidpigmenten ist sehr hoch. Der Gehalt an wasserlöslichen Substanzen liegt unter 2 ppmm und kann von der menschlichen Magensäure einfach nicht aufgelöst werden. Daher sind sie selbst dann, wenn sie in Magen und Darm gelangen, für den menschlichen Körper unschädlich; auch der Kontakt mit dem menschlichen Körper ist absolut sicher. Aus diesem Grund werden sie nicht als Gefahrstoffe eingestuft. Gemäß den Herstellerangaben zu Verträglichkeit, Reinheit und sicherer Handhabung gelten die meisten dieser Pigmente als ungiftig und erfüllen die Anforderungen für den Kontakt mit Lebensmitteln sowie die Sicherheitsvorschriften für Spielzeug.

Anwendung von Ruß

Autoteile und Haushaltsgeräte werden häufig in Grau oder Hellgrau lackiert. Daher ist auch die Wahl des Rußes sehr wichtig. Ruß ist ein Produkt, das bei der unvollständigen Verbrennung und Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen in einem Reaktionsofen entsteht. Je nach Rohstoff und Produktionsprozess wird er als „Ofenruß“, „Lampenruß“, „Gasruß“, „Acetylenruß“ und „Tankruß“ bezeichnet.

Schwarzer Lampenrauch, auch bekannt als Lampenruß, stammt aus dem alten China und Ägypten. Damals verbrannten die Menschen Öl und Fett in umgedrehten, konischen Porzellan- oder Steingutbecken. Der Ruß lagerte sich auf der kalten Oberfläche der Becken ab. Dieser wurde regelmäßig gesammelt.

Auch heute noch ist dieses Herstellungsverfahren weitgehend erhalten geblieben, allerdings werden als Rohstoffe heute Erdöl- oder Steinkohlenteeröle verwendet, die auf einer flachen Eisenplatte mit einem Durchmesser von bis zu 1.5 Metern verbrannt werden. Die rußhaltigen Verbrennungsgase werden von einer innenliegenden, gemauerten Abzugshaube aufgefangen und gelangen über Bögen und Feuerrohre in die Abscheideanlage.

Um die Eigenschaften des produzierten Lampenrußes zu kontrollieren, muss sichergestellt werden, dass die Rohstoffe im Bereich zwischen Brennerplatte und Abzugshaube überwiegend unvollständig verbrennen. Im etwas weiter entfernten Rohr erfolgt die Verbrennung unter Sauerstoffmangel, wodurch größere Lampenrußpartikel entstehen. Aus diesem Grund weist Lampenruß eine breitere Partikelgrößenverteilung auf, wobei die Haupteigenschaft die große Partikelgröße ist.

Da nur ein kleiner Teil der im Spalt zwischen Brennerplatte und Abzugshaube gebildeten Partikel mit dem Luftsauerstoff in Kontakt kommen kann, weisen diese Lampenrußsorten nur geringe Mengen an Oberflächenoxiden auf, der entsprechende pH-Wert ist neutral und die flüchtigen Substanzen sind sehr gering, in der Regel weniger als 1 %. Aufgrund der großen Partikelgröße von Lampenruß sind seine Dunkelheit und Farbkraft nicht hoch. #Compoundiermaschine

Es ist bekannt, dass Grau üblicherweise durch Mischen einer großen Menge Titanweißpigment mit einer kleinen Menge Ruß hergestellt wird. Insbesondere für Autoteile oder Haushaltsgeräte wird eher graues oder helles Grau gewählt, und die Farbabweichung muss höher sein (ΔE < 0.5, L, a und b unterliegen ebenfalls bestimmten Grenzen). Da bei der Herstellung von Grau nur eine geringe Menge Ruß zugegeben wird, erschwert der durch die Messübertragung verursachte Fehler die Kontrolle der Farbabweichung des Produkts. Daher kann durch die Verwendung eines Pigments mit geringerer Farbkraft mit halbem Aufwand das doppelte Ergebnis erzielt werden. Beispielsweise hat das deutsche Unternehmen Elringklinger Lamp Black 101 eine größere Partikelgröße von 95 nm, eine spezifische Oberfläche von 20 m²/g, einen pH-Wert von 2 sowie eine gute blaue Phase und Dispergierbarkeit, was es zum bevorzugten Farbstoff zum Mischen von Grau macht. Bei der Massenproduktion kann es die Auswirkungen von Messfehlern auf die Farbstabilität reduzieren.

VOC-Kontrolle

Die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Farbmasterbatches für Kunststoffe im Automobilbereich stammen hauptsächlich aus Funktionsadditiven (Antistatika, UV-Inhibitoren usw.) und Dispergieradditiven. Daher ist die Auswahl geeigneter Additive besonders wichtig. In dieser Hinsicht haben namhafte Anbieter von Polymeradditiven im In- und Ausland ihre Produkte bereits verbessert. Sie haben eine Reihe von Additiven auf den Markt gebracht, die eine bessere Kompatibilität mit Polymeren, einen geringeren VOC-Gehalt, kein Frosting und keine Haftung bei hohen Temperaturen aufweisen.

Um den Leistungsanforderungen verschiedener Automobilkomponenten gerecht zu werden, werden Kunststoffe für Fahrzeuginnenteile häufig modifiziert, um verbesserte, zähere und verschleißfestere Anforderungen zu erfüllen. Daher werden Farbmasterbatches bei der Vollmischungs-Modifikationsgranulation verwendet. Es ist notwendig, auf das Zugabeverhältnis und die Mischungsverteilung der Farbmasterbatches zu achten, um sicherzustellen, dass der Farbunterschied der Spritzgussprodukte nach dem Mischen und Granulieren den Anforderungen entspricht.