راهنمای طراحی فرمول خط تولید گرانول مستربچ رنگ داخلی خودرو

ظاهر و عملکرد داخلی خودرو (دستگاه اکستروژن ورق ABS #jwellاجزای سازنده () تا حد زیادی توسط طراحی فرمولاسیون مستربچ‌های رنگی تعیین می‌شوند. این مستربچ‌های رنگی که از پلی‌پروپیلن به عنوان حامل استفاده می‌کنند، نه تنها باید الزامات براقیت خوب و عدم تغییر رنگ بین رنگ‌های مشابه را برآورده کنند، بلکه باید محتوای VOC را به شدت کنترل کرده و با محیط استفاده ویژه فضای داخلی خودرو سازگار باشند. طراحی فرمولاسیون مستربچ‌های رنگی برای اجزای رنگ داخلی خودرو در جدول زیر نشان داده شده است (فیلم قالب‌گیری دمشی فرمول مستربچ رنگ درجه بندی شده).

این مقاله بر نکات اصلی فرمولاسیون مستربچ رنگی برای قطعات داخلی خودرو تمرکز خواهد کرد و فناوری‌های کلیدی در تولید صنعتی را از جنبه‌های زیر بررسی خواهد کرد و منابع کاربردی را برای متخصصان صنعت ارائه می‌دهد.

۱. رنگ مشابه، طیف متفاوت

۲. براقیت

۳. رنگدانه‌های معدنی کامپوزیت رنگی

۴. کاربرد کربن سیاه

۵. کنترل VOC

رنگ مشابه، طیف متفاوت

بزرگترین چالش در انتخاب مستربچ پلاستیکی برای اجزای رنگ داخلی خودرو، جلوگیری از پدیده "رنگ یکسان اما طیف‌های متفاوت" است.

این امر مستلزم دستیابی به تطابق نمونه‌های رنگی مختلف پلاستیک و هدف رنگی یکسان تحت منابع نوری مختلف است. هر جسم منحنی بازتاب طیفی منحصر به فرد خود را دارد. هنگامی که این جسم طیف مرئی را تحت یک منبع نوری مشخص به ناظر منعکس می‌کند، یک مقدار سه محرک طیفی ایجاد می‌شود.

وقتی مقادیر سه‌گانه طیفی دو جسم با منحنی‌های بازتاب طیفی مختلف برابر باشند، فرض می‌شود که این دو جسم از نظر شرطی ایزوکروماتیک هستند.

هنگامی که منبع نور تغییر می‌کند، به دلیل توزیع انرژی متفاوت هر منبع، مقادیر سه‌گانه طیفی تولید شده متفاوت خواهد بود که منجر به پدیده ناهمگنی ایزوکروماتیک می‌شود.

بیشتر تولیدکنندگان خودرو، دو مجموعه منبع نور D65 F11 را به عنوان مبنایی برای تعیین ناهمگنی ایزوکروماتیک انتخاب می‌کنند. چگونه از پدیده رنگ‌های مشابه اما طیف‌های متفاوت جلوگیری کنیم؟ ابتدا، طیف گسترده‌ای از داده‌های رنگدانه را جمع‌آوری کنید، یک پایگاه داده کامپیوتری ایجاد کنید و فناوری تطبیق رنگ به کمک کامپیوتر را اتخاذ کنید. به عنوان مثال، هنگام استفاده از تطبیق رنگ دستی، مقایسه رنگدانه‌های خودرو و انجام تجزیه و تحلیل طیف بازتاب ضروری است. این امر نیاز به مهارت‌های بالاتری از تطبیق‌دهندگان رنگ دارد.

براقیت

همانطور که به خوبی شناخته شده است، رنگ اکثر مدل‌های خودرو عمدتاً از رنگ‌های سرد مانند بژ، خاکستری، قهوه‌ای و مشکی تشکیل شده است. سایه‌های مختلف بژ، خاکستری و مشکی بر اساس ویژگی‌های منحصر به فردشان نامگذاری شده‌اند. به عنوان مثال، Y20 (خاکستری)، 95T (بژ)، 82V (مشکی) و 9B9 (مشکی). ما این‌ها را صفحات رنگی استاندارد می‌نامیم. اعداد رنگی مختلف نشان‌دهنده مجموعه‌ای از مقادیر L، a و b هستند. تعیین رنگ اجزای داخلی خودرو معمولاً از یک اسپکتروفتومتر برای مقایسه تفاوت رنگ با صفحات رنگی استاندارد (منبع نور D65، منبع نور F11) استفاده می‌کند. محدوده تفاوت رنگ برای اعداد رنگی مختلف متفاوت است و جزئیات خاص را می‌توان در مشخصات ارزیابی رنگ برای فضای داخلی خودرو هر سازنده، مانند VW50190 فولکس واگن، یافت. علاوه بر این، داده‌های مربوط به رنگ‌ها اغلب ارتباط نزدیکی با بافت قالب، براقیت و غیره دارند. جدول زیر الزامات براقیت برای مواد داخلی مختلف را در رنگ‌های مختلف نشان می‌دهد.

رنگدانه‌های معدنی کامپوزیت رنگی

با توجه به اینکه اجزای رنگی فضای داخلی خودرو عمدتاً در رنگ‌های روشن، بژ و خاکستری روشن هستند، رنگدانه‌های معدنی کامپوزیت رنگی انتخاب ارجح هستند. آنها نوعی کریستال‌های آلاییده هستند که با آلاییده کردن یون‌های فلزی خاص یا متعدد در شبکه اکسیدهای فلزی دیگر تشکیل می‌شوند. یون‌های آلاییده شده باعث تداخل ویژه نور تابشی می‌شوند. طول موج‌های خاصی منعکس می‌شوند در حالی که بقیه جذب می‌شوند و در نتیجه به رنگدانه‌های رنگی تبدیل می‌شوند. به عبارت دیگر، اکسیدهای فلزی مختلف به طور یکنواخت در شبکه ترکیب شیمیایی جدید، مانند یک محلول اما در حالت جامد مشابه ماده شیشه‌ای، توزیع شده‌اند. از نظر شیمیایی، می‌توان آن را به عنوان یک محلول جامد پایدار در نظر گرفت. بنابراین، دوام عالی، قدرت پوشش بالا، مقاومت در برابر حرارت عالی، مقاومت در برابر نور، مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت شیمیایی و عملکرد انعکاس مادون قرمز بالا و توانایی محافظت جزئی در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد. این رنگدانه‌ها می‌توانند مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت در برابر نور و عملکرد عایق محصولات پلاستیکی را بهبود بخشیده و عمر مفید محصولات را افزایش دهند.
شبکه گارنت رنگدانه‌های معدنی مرکب رنگی، اکسید نیکل، اکسید کروم (III) یا اکسید منگنز را به عنوان اجزای تشکیل‌دهنده رنگ در خود جای داده است. عناصری مانند نیکل، کروم، منگنز و آنتیموان در این رنگدانه‌های گارنت‌مانند، نقص‌های کریستالی اصلی در دی‌اکسید تیتانیوم را پر می‌کنند و ساختار کریستالی کامل‌تری را تشکیل می‌دهند و پایداری شبکه کریستالی را افزایش می‌دهند.

این عناصر فلزی خواص شیمیایی، فیزیکی و فیزیولوژیکی اولیه خود را از دست داده‌اند. بنابراین، این نوع رنگدانه روتیل را نمی‌توان به عنوان ترکیبات نیکل، کروم یا آنتیموان یا اکسیدهای ساده آنها در نظر گرفت. ماهیت بی‌اثر رنگدانه‌های اکسید فلزی مخلوط بسیار زیاد است. مقدار مواد محلول در آب کمتر از 2ppm است و اسید معده انسان به سادگی نمی‌تواند آنها را حل کند. بنابراین، حتی اگر وارد معده و روده شوند، برای بدن انسان بی‌ضرر هستند. تماس با بدن انسان نیز کاملاً بی‌خطر است. به همین دلیل، آنها به عنوان مواد خطرناک طبقه‌بندی نمی‌شوند. طبق دستورالعمل‌های سازنده در مورد سازگاری، خلوص و جابجایی ایمن، اکثر این رنگدانه‌ها غیرسمی محسوب می‌شوند و با الزامات تماس با غذا و قوانین ایمنی اسباب‌بازی‌ها مطابقت دارند.

کاربرد کربن سیاه

برای قطعات خودرو یا لوازم خانگی، تعداد بیشتری از آنها به رنگ خاکستری یا خاکستری روشن رنگ‌آمیزی می‌شوند. بنابراین، انتخاب کربن سیاه نیز بسیار مهم است. کربن سیاه نوعی محصول است که وقتی مواد هیدروکربنی در کوره واکنش دچار احتراق ناقص و پیرولیز می‌شوند، تشکیل می‌شود. بسته به مواد اولیه و فرآیندهای تولید مختلف، به آن "سیاه کوره"، "سیاه لامپ"، "سیاه گاز"، "سیاه استیلن" و "سیاه مخزن" گفته می‌شود.

دود چراغ سیاه که به عنوان کربن سیاه چراغ نیز شناخته می‌شود، از چین و مصر باستان سرچشمه گرفته است. در آن زمان، مردم روغن و چربی را در حوضچه‌های چینی یا سفالی مخروطی شکل وارونه می‌سوزاندند و دوده روی سطح سرد حوضچه‌ها رسوب می‌کرد. آنها مرتباً آن را جمع‌آوری می‌کردند.

حتی امروزه، این روش تولید هنوز تا حد زیادی حفظ شده است، با این تفاوت که مواد اولیه مورد استفاده در حال حاضر روغن‌های پایه نفتی یا قطران زغال سنگ هستند که روی یک صفحه آهنی مسطح با قطر تا ۱.۵ متر سوزانده می‌شوند. گاز احتراق حاوی دود چراغ توسط یک هود اگزوز داخلی با آستر آجری جمع‌آوری می‌شود و سپس از طریق خم‌ها و لوله‌های آتش به دستگاه رسوب می‌رسد.

برای کنترل خواص سیاه لامپ تولید شده، لازم است اطمینان حاصل شود که مواد اولیه عمدتاً در نزدیکی فاصله بین صفحه احتراق و هود اگزوز دچار احتراق ناقص می‌شوند. در لوله کمی دورتر، احتراق در شرایط اکسیژن ناکافی رخ می‌دهد و در نتیجه ذرات سیاه لامپ بزرگتری تشکیل می‌شود. به همین دلایل، سیاه لامپ طیف وسیع‌تری از توزیع اندازه ذرات را دارد که مشخصه اصلی آن اندازه ذرات بزرگ است.

از آنجا که تنها بخش کوچکی از ذرات تشکیل شده در شکاف بین صفحه احتراق و هود اگزوز می‌توانند با اکسیژن موجود در هوا تماس پیدا کنند، این رنگ‌های سیاه لامپ تنها مقدار کمی اکسید سطحی دارند، مقادیر pH مربوطه خنثی هستند و مواد فرار بسیار کم، معمولاً کمتر از 1٪ هستند. به دلیل اندازه بزرگ ذرات رنگ سیاه لامپ، تیرگی و قدرت رنگ‌دهی آن زیاد نیست. #دستگاه_ترکیب_سازی

کاملاً مشخص است که رنگ خاکستری معمولاً با مخلوط کردن مقدار زیادی رنگدانه سفید تیتانیوم با مقدار کمی کربن سیاه تهیه می‌شود. به خصوص برای قطعات خودرو یا لوازم خانگی، خاکستری بیشتر یا خاکستری روشن انتخاب می‌شود و دقت اختلاف رنگ باید بالاتر باشد (ΔE < 0.5، L، a و b نیز محدودیت‌های خاصی دارند). از آنجایی که مقدار کربن سیاه اضافه شده هنگام تهیه خاکستری کم است، خطای ناشی از انتقال اندازه‌گیری، کنترل اختلاف رنگ محصول را دشوار می‌کند. بنابراین، استفاده از رنگدانه‌ای با قدرت رنگ‌دهی کمتر می‌تواند با نصف تلاش، دو برابر نتیجه را به دست آورد. به عنوان مثال، شرکت آلمانی Elringklinger Lamp Black 101 دارای اندازه ذرات بزرگتر 95 نانومتر، مساحت سطح 20 متر مربع بر گرم، مقدار pH 2 و فاز آبی و پراکندگی خوبی است و آن را به رنگ ترجیحی برای مخلوط کردن رنگ خاکستری تبدیل می‌کند. در طول تولید در مقیاس بزرگ، می‌تواند تأثیر خطاهای اندازه‌گیری بر پایداری رنگ را کاهش دهد.

کنترل VOC

ترکیبات آلی فرار (VOC) در مستربچ‌های رنگی پلاستیک خودرو عمدتاً از افزودنی‌های کاربردی (عوامل ضد الکتریسیته ساکن، مهارکننده‌های UV و غیره) و افزودنی‌های پراکنده‌کننده حاصل می‌شوند. بنابراین، انتخاب افزودنی‌های مناسب اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. در این راستا، تأمین‌کنندگان شناخته‌شده افزودنی‌های پلیمری چه در داخل و چه در خارج از کشور، محصولات خود را بهبود بخشیده‌اند. آن‌ها مجموعه‌ای از افزودنی‌ها را عرضه کرده‌اند که سازگاری بهتری با پلیمرها، محتوای VOC کمتر، عدم ایجاد یخ‌زدگی و عدم چسبندگی در دماهای بالا دارند.

برای برآورده کردن الزامات عملکرد اجزای مختلف خودرو، مواد پلاستیکی قطعات داخلی خودرو اغلب اصلاح می‌شوند تا الزامات بهبود یافته، سخت‌تر و مقاوم در برابر سایش را برآورده کنند. بنابراین، مستربچ‌های رنگی در گرانولاسیون اصلاحی اختلاط کامل استفاده می‌شوند. لازم است به نسبت افزودن و توزیع اختلاط مستربچ‌های رنگی توجه شود تا اطمینان حاصل شود که تفاوت رنگ محصولات قالب‌گیری تزریقی پس از اختلاط و گرانولاسیون الزامات را برآورده می‌کند.