Цветные пластики находят широкое применение в повседневной деятельности, но не многие задумываются над тем, как создаются и реализуются различные оттенки. К полимерам, наиболее часто используемым для литья под давлением, относятся:
- Полипропилен (PP)
- Полиэтилен низкой плотности (LDPE)
- Акрилонитрилбутадиенстирол (ABS)
- Ацетил (часто под торговой маркой Celcon®)
- Ударопрочный полистирол (HIPS)
Каждый из этих полимеров обладает своими преимуществами и недостатками, которые определяют его пригодность для различных применений. Для придания цвета смолам требуются различные системы окрашивания, каждая из которых обладает своими уникальными свойствами, преимуществами и недостатками.
- Смешивание: смолы предварительно смешиваются с пигментом и готовы к использованию для формовки.
- Приготовление маточной смеси: пигменты предварительно смешиваются со смолой, но перед использованием их необходимо экструдировать с бесцветным пластиком или резиной.
- Окрашивание растворителем: пигмент растворяется в растворителе, который распыляется на неокрашенные гранулы для литья под давлением.
- Смешивание сухих пигментов: порошкообразный краситель непосредственно смешивается с гранулами пластика для литья под давлением.
Процесс подбора цвета
Чтобы точно определить желаемый цвет пластмассового изделия, инженеры разрабатывают специальный цветовой концентрат для конкретного применения. Как правило, чип, табличка или номер по системе Pantone дают приблизительное представление о существующем оттенке, который необходимо подобрать, а информация о конкретном используемом полимере помогает определить подходящую рецептуру концентрата.
При подборе цвета для каждого полимера необходимо учитывать различные факторы, включая температуру обработки расплава и вязкость. При составлении рецепта определяется, какие пигментные системы, стабилизаторы, смолы-носители или любые другие виды добавок подойдут для конкретного продукта и конкретного применения, как указано в форме запроса на подбор цвета.
Также важно принимать во внимание, что цвета будут выглядеть по-разному в зависимости от блеска полимера, внешнего вида и содержания наполнителя – например, цвет, используемый в нейлоновой детали, будет выглядеть иначе, чем тот же цвет в детали из акрила. Условия окружающей среды и химическая стойкость также должны учитываться при подборе цвета.
Для измерения цвета и оценки данных используется спектрофотометр. Все цвета и полимерные системы хранятся в электронном виде в системе подбора цветов, а также в файлах или табличках, составленных в лаборатории в процессе компьютерного анализа.
Примеры применения
Внимание к мельчайшим деталям и соблюдение уникальных требований, специфичных для конкретного применения, являются залогом успешной окраски пластика. Приведем примеры из различных сфер:
- Небольшие оконные детали. Для обеспечения оптимальной функциональности таким компонентам требуются красители, устойчивые к выцветанию, а также к нагреванию.
- Автомобильные детали. Компоненты, используемые в автомобилях, требуют точного соответствия цвета другим деталям при любых условиях освещения. Например, цвет молдингов или ручек должен совпадать с цветом металлических дверей.
- Санитарно-гигиенические требования. Для любых изделий, которые будут контактировать с пищевыми продуктами, или любых пластмасс, используемых в медицинских целях, требующих соблюдения гигиены, или игрушек необходимо соблюдать строгие нормативные требования для обеспечения оптимальной безопасности конечного пользователя.
Влияние красителей на характеристики пластика
При определении способа окраски пластика необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся:
- Совместимость. Краситель и полимер должны быть химически совместимы. Химические вещества, содержащиеся в красителях, взаимодействуют с химическими веществами, содержащимися в пластмассах. Это может изменить свойства полимера, такие как температурные допуски, гибкость или ударопрочность. Соотношение цвета и пластика обычно находится где-то в пределах от 1:100 до 5:100.
- Количество пигмента. По мере увеличения объема пигмента воздействие цвета на пластик усиливается. Слишком большое количество пигмента может повлиять на свойства пластика или глубину окрашивания.
- Свойства цвета. Каждый цвет обладает различными химическими свойствами, которые могут по-разному взаимодействовать с пластиком. При изготовлении одного и того же компонента в нескольких цветах возможно, что детали разных цветов могут иметь разные размеры. Особенно важно обращать внимание на эти отклонения при жестких допусках на продукцию.
- Способ окрашивания. Как и сам пигмент, техника, используемая для окрашивания, также может влиять на механические свойства пластика. Обеспечение совместимости технологического процесса и выбора материала поможет избежать производственных проблем.
- Сертификаты. Пластмассы, используемые для производства пищевых продуктов, медицинских изделий и игрушек, подпадают под действие специальных нормативных требований. Если цвет изменяет свойства компонента, используемого в этих отраслях промышленности, продукту может быть отказано в важнейших сертификатах безопасности.
