工業製造におけるプラスチック顔料は何から作られていますか - 知識

着色剤粒子プラスチック顔料有機化合物または無機鉱物の場合があります。これらの粒子により、製造中にプラスチックに安定した均一な色が与えられることが計画されました。アゾ化合物とフタロシアニンは天然の着色剤です。二酸化チタン、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化鉄は人工着色剤です。-着色剤は樹脂に分解されますが、顔料は広がった小さな固体粒子としてポリマーマトリックス中に残ります。これにより、長持ちし、熱に強くなり、太陽の下でも色が保たれます。購買管理者や技術エンジニアがこの混合物の成分を把握していれば、バッチの一貫性と長期的な供給安定性に関する厳格な業界基準を満たす着色剤を選択できます。-これにより、サプライヤーのスキルを判断できます。

plastic pigment

プラスチック顔料の理解: 組成と工業的製造プロセス

顔料と染料の基本的な違い

耐久性のある工業用プラスチック用の着色剤を探している場合、顔料と染料の違いを知ることが重要です。油、アルコール、またはその両方に溶解する染料など、一部の染料は分子の奥深くまで浸透して吸収されることで樹脂と完全に混ざります。分解しやすいので、発泡スチロールなどの透明なものに使用すると、鮮やかな色を付けることができます。これは、高温での安定性が低く、光に対する耐性が低く、溶剤に対する耐性も低いことを意味します。そのため、厳しい労働環境に弱いのです。

顔料は他のもののようにまったく機能しません。それらは壊れません。それらは、広がった小さな固体片としてプラスチックマトリックス内に留まります。この物理的分散方法は高温でも非常に安定であり、長時間持続します。これにより、生産工程間で同じ色を維持することが容易になり、色付けされた商品の寿命が延びます。プラスチック顔料.

顔料製造の中核原料

工業用カラーの製造に使用される原材料は主に 2 種類あり、それぞれに独自の性能ニーズがあります。

無機色は鉱物や金属酸化物に由来します。二酸化チタンは最も一般的な色であり、白色です。他の色に比べて明るく、透けにくいため、自動車部品から機械の筐体に至るまで、さまざまなものに使用されています。-カーボンブラックはプラスチックに深い黒色を与え、また紫外線に対する耐性を高めます。これはパイプや農業用フィルムなどの屋外プラスチックにとって非常に重要です。ベンガラ、酸化亜鉛、クロムから作られる色も人工の範囲にあります。これらの色は、多くの場合 300 度を超える温度でも非常に安定しています。これらの材料は熱の移動を防ぐため、押出成形や射出成形などの高温プロセスに適しています。-

人工顔料の問題は、数種類の色しかなく、すでに存在する色を弱めてしまうことです。-それらの多くは明るい色ではなく素朴な色調を発しており、特に環境保護が重要な場所では、鉛やカドミウムを含む古い処方に対する規則が厳しくなっています。

化学構造が炭素ベースの物質で構成される有機顔料は、この性能ギャップを埋めます。-フタロシアニン色素は明るい青と緑を作ります。また、着色にも優れているため、必要な色を得るために必要な材料の量は少なくなります。そのため、全体的に材料費が安くなります。アゾカラーを使用すると、光を通す必要があるものを作成できます。黄色、オレンジ、赤があります。現代の化学は、DPP (ジケトピロロピロール) 顔料の作成につながりました。人工素材と同様に悪天候や高温にも耐えることができますが、色は明るく自然です。

-ステップごとの製造プロセス-

工業用顔料の製造工程は非常に厳格です。これらは、プラスチックメーカーが必要とする粒度分布と表面品質を提供することを目的としています。

化学合成: 色の主な構造は、原料の凝縮、酸化、沈殿などの制御された化学プロセスによって作られます。反応物の温度、pH、または濃度を変更すると、粒子と結晶のサイズと形状が変化し、色が変わります。

粉砕と微粒子化: 合成顔料を機械的に収縮させて、適切な粒子サイズにする必要があります。このサイズは通常 0.05 ～ 5 マイクロメートルですが、用途ごとに異なる場合があります。ジェットミル、ボールミル、高せん断ツールを使用すると、粒子の塊を砕き、粒子のサイズの広がり方を変えることができます。-このステップは、プラスチックを製造する際のスプレッドの品質に直接影響します。これは、斑点や縞のない滑らかな色を求める人にとって非常に重要です。

表面処理と改質: 多くの工業用色の外観を変えるために、有機物質または無機層が表面に追加されます。表面エネルギーが下がるため、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS、PVCなどが貼りつきやすくなります。表面改質により、保管中の再凝集が防止され、分散がより効果的になります。-これにより、少ない混合時間と労力で一貫した色を得る方法の問題が解決されます。

品質管理と仕上げ: 生産の各バッチは、基準を満たしていることを確認するために慎重に検査されます。色の収量が常に同じになるように、着色強度を測定することが重要です。大きすぎて表面に損傷を与えたりフィルターを詰まらせたりする粒子は、ふるい残留物分析によって検出されます。高温下での顔料の安定性を確認するテストでは、顔料が分解したり色が変化したりしないことが示されています。水分量をチェックすることで、気泡や表面の跡などの工程上の欠陥を防ぎます。この完全な品質システムにより、バッチ間で一貫性が保たれます。これにより、購買チームは他のサプライヤーを見つけることができるため、1 つのソースだけに依存する必要がなくなります。

プラスチック顔料の種類とその性質

有機顔料: 進化したパフォーマンスを備えた鮮やかな色

ほとんどの場合、色の範囲と強さが非常に重要な場合に有機顔料が使用されます。黄色から赤まで何かを着色したい場合は、アゾ染料を使用できます。アゾ染料は非常に透明で、範囲全体をカバーするためです。最も鮮やかで発色の良い青と緑はフタロシアニンです。ほとんどの場合、人工のオプションよりも 50% 少ない負荷で済みます。-これは、ユニットあたりのコストが高くても、使用する材料が少なくなり、製品の生産コストを節約できることを意味します。プラスチック顔料.

有機化学にはかつて問題がありましたが、近年になって解決されました。うまく機能するオーガニックカラーは、業界のほとんどのプラスチックプロセスにとって十分な温度である 280 度を超える温度に対応できるようになりました。強化された耐光堅牢度グレードは、何年も太陽の下で色あせません。これは、人工素材の安定性とよく似ています。-標準有機顔料グレードとプレミアム有機顔料グレードの性能は大きく異なるため、購入チームはプロバイダーの技術データシートとサードパーティ認定を使用して、より良いグレードが優れていることを確認する必要があります。-

無機顔料：耐久性と耐熱性

無機顔料は、高温やあらゆる種類の天候において安定性が求められる作業には、依然として最適な選択肢です。二酸化チタンは、有機製品では真似できないほど緻密で白色です。これは、ビジネス、自動車、建築で使用される明るい色のプラスチックのベースとして適しています。-カーボンブラックは深みのある黒色を与えるだけでなく、紫外線からもガードします。屋外で使用されるプラスチック製品は紫外線によりダメージを受け、耐用年数が短くなります。

酸化鉄で作られた顔料には、茶色、赤、黄色などのアースカラーがあります。高価ではありませんし、加熱しても色はあまり変わりません。自然由来で化学物質を含まないため、地球に安全で、厳しいルールに従わなければならない場所でも使用できます。残念なのは、オーガニックのものほど色が豊富ではないことです。つまり、明るく豊かな色を必要とするものには使用できません。

特殊顔料: 特定のビジネスのニーズに応える

金属や銅の小さな部分は、車のトリム、家電製品の筐体、家庭用電化製品の見栄えを良くし、光を反射するための色として使用されます。これらの特殊着色剤を扱うときは、酸化しないように、均一に広がるように注意する必要があります。このため、通常の分散ツールを使用することが困難になります。

蛍光色は明るくて見やすいため、安全用品や標識などに適しています。バイオベースで毒性の低い新製品は、より環境に優しいものを求める大手ブランドや政府機関のニーズに応えます。{1}}これらのオプションは高価ですが、特にサプライヤーに厳しい持続可能性要件を課す多国籍企業に販売する場合、買い手が環境に配慮する市場で優位性を得ることができます。

産業上の適合性を定義する性能特性

耐光性と耐候性: 紫外線は顔料を分子レベルで分解し、色を褪色させます。耐光性の評価は通常 1 ～ 8 の範囲であり、内部の物が光に対してどれだけ耐性があるかを示します。一方、耐候性評価では、紫外線、湿気、温度変化が考慮され、屋外でどれくらい長持ちするかを示します。建物の形材、屋外用家具、農業用フィルムなど、屋外で使用されるものには、耐光性が 7 ～ 8 とマークされ、太陽の下で耐候性があることがテストされた顔料が必要です。

熱安定性: プラスチックの加工には、異なる温度が非常に異なる方法で使用されます。たとえば、ポリエチレンの加工には約 200 度が使用され、ポリカーボネートなどのエンジニアリングプラスチックの加工には 300 度が使用されます。このような温度で機能するには、顔料が分解したり、色を変えたり、動き回ったりしてはなりません。熱安定性試験を加工温度より30度高い温度で行っていれば、通常は加工温度が変化しても色は変わらないと言えます。

耐薬品性: 製品の寿命を通じて、洗剤、燃料、油、酸、塩基などは、顔料が接触する化学物質のほんの一部です。耐薬品性のテストでは、これらの物質が存在しても色が変化しないことを確認します。これは、化学薬品貯蔵タンク、自動車燃料システム、産業機器のハウジングなどの産業用途にとって非常に重要です。

粒子サイズ分布: 粒子がどの程度密度が高く、光沢があり、均等に広がるかは、粒子のサイズと形状によって異なります。小さな粒子（0.05～0.5マイクロメートル）が含まれているため、透明で光沢のある素材です。粗い粒子 (1 ～ 5 マイクロメートル) がある場合、表面は暗くマットになります。サイズ分布が狭い粒子は、見た目が変わらず、より均一に広がります。これにより、処理が容易になり、製造工程間の色の違いが減少します。

プラスチック顔料の比較: 業界のニーズに適したタイプの選択

顔料と染料: 正しい選択をする

適切な顔料と染料の選択。色や染料の選択は、何かがどれだけうまく機能するか、そしてどれだけ速く作られるかに大きな影響を与えます。染料を通して見るのは簡単で、明るいパターンがあり、ポリマー構造に完全に溶け込みます。この分子の融合により、ポリマーの動きを変えることなく色が均一になります。それにもかかわらず、分子は壊れるため、熱、光、毒によって傷つく可能性があります。染色したものは、何ヶ月も屋外に放置したり、何度も掃除したりすると、色褪せしてしまうことがよくあります。

顔料は、非常に長い寿命と引き換えに、その明るさの一部を失います。小さな破片で構成されているため、物理的に分解するのは困難です。オーガニックではない植物は、何十年も屋外に置いても、色があまり変わらないことがあります。製品を長持ちさせることで、見た目を長く保つにはどうすればよいかという問題が解決されます。これにより、保証請求が削減され、ブランドのイメージが保たれます。

顔料をポリマー系に適合させる

異なる種類のプラスチックがどのようにうまく連携するかにはさまざまな問題があり、それがプラスチックの選択に影響を与えます。プラスチック顔料.

ポリオレフィン (PE、PP): これらのポリマーは 180 度から 240 度の範囲の温度で作業できます。彼らは非極性です。-冷えると結晶になります。人々は、安価で加熱しても変化しないため、この市場でカーボンブラックや二酸化チタンを大量に購入します。これらの非極性マトリックスの表面を処理して、有機顔料がより容易に拡散できるようにする必要があります。-一部の有機顔料が核剤として作用し、結晶化が不均一に行われ、部品の形状が変化するため、射出成形された厚い壁を持つ部品は歪む可能性があります。

スチレン系プラスチック (ABS、PS、SAN): ABS、PS、SAN などの非晶質ポリマーはスチレン系プラスチックを製造します。これらのプラスチックは着色されていないときは非常に透明であり、室温で作業することができます。有機顔料と無機顔料はどちらもうまく機能しますが、色を鮮明に保つことが重要な場合は有機顔料の方が優れています。結晶化がないので反りの心配がありません。これにより、色を選択しやすくなります。

エンジニアリングプラスチック (PC、PA、PBT): PC、PA、PBT などの高温 (280 ～ 320 度) での処理が必要なエンジニアリングプラスチックの場合、加熱しても色の変化が少ないものを使用することが重要です。一般的な有機色素の多くはこれらの温度で分解し、色が変化したり、ガスが発生したり、場合によっては機器に付着したりする可能性があります。その後、無機顔料とキナクリドンや DPP 顔料などの高性能有機グレードの両方を使用する必要があります。{4}}これらは通常、はるかに高額な費用がかかるため、調達チームは製品全体のコストを把握するときにそれを考慮する必要があります。

戦略的調達のための費用便益分析-

塗料にはさまざまな価格があります。たとえば、カーボンブラックのコストは 1 kg あたり 2 ドル未満ですが、その作業専用に作られた高性能有機顔料のコストは 1 kg あたり 30 ドル以上かかります。{2}しかし、単価だけでは、実際にどれくらいの費用がかかるのかはわかりません。着色力によって、必要な色の深さを得るためにどれだけロードするかが決まります。着色プラスチックを作るには、着色力の高い有機顔料を使用する必要があります。この顔料は 25 ドル/kg で、0.5% 配合されています。これには 0.125 ドル/kg の費用がかかります。 1.2% の負荷が必要で、1kg あたり 15 ドルかかる安価なオプションの実際のコストは 0.18 ドル/kg であり、1.2% の負荷が必要で 15 ドル/kg の安価なオプションよりも 40% 高くなります。

プロバイダーを評価するときは、価格だけを見るわけではありません。また、供給の信頼性や専門家の支援などにも注目します。複数のサプライヤーを認定すると、1 つのサプライヤーだけに依存しなければならないリスクが軽減されます。ただし、バッチ間の一貫性を確認するには、異なる製造ロットのサンプルをテストする必要があります。カラーマッチング、分散の最適化、アプリケーションのトラブルシューティングなどの技術的なタスクを支援できるサプライヤーがいると便利です。これらのサプライヤーにより、新製品の製造がより安く、より速くなります。

工業環境でプラスチック顔料を扱うにはどうすればよいですか?

均一な発色を実現する分散・混合技術

分散がどのように機能するのか、またプラスチック製品の色を均一に分散させるためにツールで何ができるのかを知る必要があります。これらは凝集体であり、表面力によって一緒に保たれた主粒子のグループです。顔料はこのような形で存在します。これらの塊を細かく切断し、ポリマー溶融物中に均一に広げることで、最終的な色の品質を変えることができます。

ドライブレンド: ドライブレンドするには、顔料粉末とプラスチック樹脂ペレットを直接混合します。これは最も簡単な方法ですが、結果が常に同じであるとは限りません。手で混ぜると凝集物がうまく砕けないため、完成品に色の筋や斑点が生じることがよくあります。この方法は、色の精度がそれほど重要ではない単純なタスクにのみ機能します。

マスターバッチシステム: まず、色が容器材料に濃縮されます。これでマスターバッチが出来上がります。マスターバッチは通常、良好なポリマーの 20% ～ 50% の色を持ちます。この方法には良い点がたくさんあります。高せん断ゾーンを備えた二軸スクリュー押出機は、スプレッドの品質を向上させることができる混合ツールの 1 つのタイプです。粉塵を出さずに物を扱えば、職場はより安全になり、ゴミの発生も減ります。最後に、プロセッサーは 1% ～ 5% の割合でマスターバッチを追加します。このようにして、実行の合間に機械を掃除することなく色を変更できます。直接顔料着色よりも使いやすくコストが高いため、工業用プラスチックでは多くのマスターバッチシステムが使用されています。

液体着色剤: 処理装置に正確に入れることができる着色剤は、液体着色剤と呼ばれます。顔料を液体キャリアと混合して着色剤を作ります。この方法では、粉塵との接触はまったくなく、自動投与量は非常に正確です。マスターバッチ法は、色が頻繁に変化したり、生産量が非常に少ないため、ブロー成形、フィルム押出成形、射出成形などでは費用対効果があまり高くありません。-これらのシステムは、プラスチック顔料.

一般的な処理の課題への対処

すべての色素沈着方法に共通する主な問題は、依然として凝集することです。均一に広がっていない色、表面の傷、材料構造の弱い部分は、顔料グループが応力コレクターとして機能する場合に発生します。展着助剤 (相溶化剤や湿潤剤など) を追加したり、長時間混合したり、温度を上げたりすることで、より良い結果が得られます (色の安定性が変わらない限り)。ただし、これらの変更は製品の機能と製造コストに影響を与えるため、適切な色を選択し、プロバイダーから十分な支援を受けることが重要です。

プレートアウトとは、特にダイのリップ、金型の表面、サイズツールなどに色を蓄積させるプロセスです。この成長により表面の見た目が悪くなり、それをきれいにするために頻繁に作業を中断する必要があります。ほとんどの場合、プレートアウトは、相互にうまく作用しない低分子量の顔料や表面処理の一部が原因で発生します。-ほとんどの場合、この問題は、異なるグレードのカラーを使用するか、表面処理の化学組成を変更することで解決できます。これは、さまざまな製品グレードを提供でき、その使用方法を知っている販売者が購買チームに好まれる理由の一例です。

Bulk plastic pigment

規制遵守と認証要件

工業用プラスチックは、その用途に応じて政府からの異なる規則に従う必要があります。それぞれの領域と用途には、異なる直接認証のニーズがあります。ただし、購入者は、取引する顔料供給源が合法的な素材であることを確認するために、自社の商品にどの規格が適用されるかを知る必要があります。

鉛、カドミウム、水銀、六価クロムなどの重金属は、ほとんどの商業市場では許可されていません。電子機器における RoHS (有害物質使用制限) 規則など、他の規則もこれらの市場に影響を与えます。クロム酸鉛や硫化カドミウムから作られた古い顔料はほとんど残っていないため、別の化学反応を使用して再配合する必要があります。何かを購入するときは、ルールに従っていることを販売者から証明してもらうことが重要です。サードパーティのテストレポートは、サプライヤーの言うことよりもさらに詳しい証拠を提供します。{4}}

一部の種類のアプリケーションには追加のものが必要です。電気や電子機器を使用するときは、難燃性と電気の特性が相互にどのような影響を与えるかを考慮する必要があります。自動車用途では、VOC（揮発性有機化合物）の排出や熱サイクルについて厳しい規制が設けられています。ほとんどの場合、建築材料には炎の広がりと耐候性の評価が必要です。

サプライヤー資格に関する調達のベストプラクティス

信頼性の高い顔料供給を確立するには、品質、一貫性、技術的能力、サプライチェーンの回復力に対処する体系的なサプライヤー評価が必要です。

サンプルテストプロトコル: ラボサンプルを要求しないでください。代わりに、生産で使用されるサンプル (少なくとも 25 kg) を要求してください。これらのサンプルを通常の生産設定で数回の生産実行にわたって処理し、あるバッチから次のバッチまで同じであるかどうかを確認します。プロセス、色の一致具合、スプレッドの品質を確認してください。綿密なテストに費用を費やすことで、新しいプロバイダーを選択した後に多大な費用がかかる生産を停止する必要がなくなります。

技術データシートの検証: サプライヤーは、標準と比較して着色がどの程度強いか、高温および長時間での安定性、光下での安定性、粒度分布、およびそれを構成する化学物質に関する数値を確認したいと考えているはずです。サプライヤーが言ったことは、別のラボで特定のパラメーターをテストすることによってチェックされ、入荷する材料を検査するための基準も設定されます。

サプライチェーンの透明性: サプライチェーンについてオープンであること: 原材料がどこから来たのかを知ることは、サプライチェーンがどの程度安定しているかを把握するのに役立ちます。原材料を 1 つの供給源からのみ入手する場合、複数の異なる供給源から原材料を入手する場合よりも中断される可能性が高くなります。鉱物-ベースの顔料には安定した鉱石源が必要です。あるプロバイダーの鉱石がなくなると、すべての出荷が停止します。サプライチェーンがどの程度強固であるかを知るには、原材料がどこから来たのか、どれくらいの量を作ることができるのか、製品がどのように扱われるのかを尋ねることができます。

カスタマイズ機能: 顔料は業界でよく使用されますが、特定のニーズに合わせて変更する必要があります。たとえば、異なる粒子サイズ、表面処理、または色の配合が必要になる場合があります。新しい製品を製造したり、古い製品を改良したりする場合、社内の研究開発 (R&D) と柔軟な生産方法を提供するサプライヤーが有利になります。-この技術提携の価値は商品の価格を超えています。

結論

経営者、技術エンジニア、購買担当者は、何を理解すれば、より適切な調達選択を行うことができます。プラスチック顔料工業生産で使用されます。これらの決定では、パフォーマンス、コスト、供給の安定性のバランスを考慮する必要があります。工業用プラスチックには、無機岩石や有機物質から作られた顔料が必要です。これらにより、プラスチックに色が長持ちします。-熱、光、化学物質に対して染料よりもはるかに優れています。

最良の価格で最高の品質を得る良い方法は、色の化学（有機グレードと人工グレード、通常グレードと高性能グレード）をポリマーシステムと用途のニーズに適合させることです。-技術スキル、バッチの一貫性、サプライチェーンのオープン性などの厳しいサプライヤー資格チェックにより、リスクが軽減され、信頼が構築されます。顔料技術が向上するにつれて、色がより長く持続し、効果が向上します。これらの変化に対応する企業は、製品の成功にとって色の品質が非常に重要である厳しい産業市場で競争力を維持することができます。

よくある質問

産業用途におけるプラスチック顔料と染料の違いは何ですか?

固形部分が広がると、着色料がプラスチック内に留まります。そのため、分子レベルで分解する染料に比べて、熱、光、摩耗に対して強くなります。プラスチック顔料は、時間が経っても同じ色を保ち、あらゆる天候下での屋外使用に対応でき、加熱にも対応できる必要がある工業製品の着色に使用されます。染料の色は明るく鮮明ですが、色褪せが早いため、あまり手入れを必要としない環境でのみ使用できます。

さまざまなプラスチック材料に適した顔料の種類を選択するにはどうすればよいですか?

ポリマーの製造に使用される熱にその色が耐えられることを確認してください。工業用プラスチックの場合、高温に耐えられるタイプが必要ですが、ほとんどの顔料はポリオレフィンで使用できます。非極性ポリオレフィンが適切に広がるためには、外側が処理された顔料が必要であることを知っておくことが重要です。-結晶化によって半結晶性プラスチックがどのように変化するのか、また色によってはどのように曲がるのかを調べてください。{4}}使用するポリマーとその取り扱い方法に関するアプリケーションデータを販売者が持っている場合は、販売者からサポートを受けることができます。

環境に優しい顔料は従来のオプションよりも大幅に高価ですか?{0}

現在、持続可能な色の価格は通常の色より 15 ～ 40% 高くなりますが、これはその化学反応とその効果の程度によって異なります。ただし、色はプラスチック素材のコストの 0.3% ～ 3% しか占めていないため、全体としてはコストの変化はまだ小さいです。環境に配慮し、企業の持続可能性基準を満たす市場に参入するには、通常、追加コストを支払う価値があります。これは、厳格な規則に従う必要があるブランド商品や輸出用途に特に当てはまります。

Henghao Technology と提携して優れた工業用顔料ソリューションを実現

長期的にどれだけ競争力を発揮できるか、製品の品質、製品をどれだけ早く製造できるかはすべて、選択したプラスチック顔料のサプライヤーがどれだけ信頼できるかによって決まります。 20年以上にわたり、恒豪技術開発（杭州）有限公司。は優れた生物学的および人工の色を製造し、33 か国の企業に販売してきました。-フタロシアニンやアゾ有機顔料、カーボンブラック、二酸化チタン、ウルトラマリン無機顔料など、当社が販売する多くの製品はすべて、世界中の厳しい品質基準を満たしています。これらの規格は、BASF、クラリアント、DIC が使用しているものと同じです。

当社の低価格の工場直接価格により、収益を最大限に高めることができます。また、各バッチの品質が慎重に管理されていることを確認します。また、安定した供給を確保するために、さまざまな供給源から原材料を調達しています。人々がアプリケーションを持って私たちに来ると、私たちの技術チームは分散とカラーマッチングが正しく行われていることを確認するのを手伝います。また、カスタム配合にも対応できる生産能力も備えています。までメールでお問い合わせくださいinfo@henghaopigment.comあなたのニーズについて話し、プラスチック顔料を製造している評判の良い会社からサンプルを入手し、あなたにうまくやってもらいたいと思っています。