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마스터배치

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마스터배치(masterbatch)는 나뭇진 또는 왁스와 같은 캐리어 매트릭스에 안료 및 첨가제를 혼합 및 압출하여 농축시킨 혼합물로, 최종 플라스틱 제품에 이러한 혼합 첨가제를 추가하는 데 사용된다. 첨가제는 착색("컬러 마스터배치") 또는 다른 특성 부여("첨가제 마스터배치")를 위해 사용될 수 있다. 마스터배치를 사용하는 일반적인 대안은 희석되지 않은 원료 첨가제로 플라스틱을 컴파운딩하는 것이다.

마스터배치로 플라스틱 제조

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마스터배치 제조의 일반적인 과정은 먼저 필요한 안료 및 첨가제를 식별하고 계량한 다음, 안료 또는 첨가제를 캐리어 레진 또는 폴리머와 혼합하는 것을 포함한다. 마지막으로, 농축된 혼합물은 압출, 냉각되어 과립, 분말 또는 기타 마스터배치 운반체 형태로 만들어지고 최종 제품은 봉투에 담긴다.[1]

마스터배치의 캐리어 재료는 왁스 (범용 캐리어) 또는 사용되는 천연 폴리머와 동일하거나 호환되는 특정 폴리머 (폴리머 특정 캐리어)를 기반으로 할 수 있다. EVA 또는 LDPE와 같은 폴리머는 폴리올레핀 및 나일론의 캐리어로 사용될 수 있으며, 폴리스타이렌은 ABS 수지, SAN, 때로는 폴리카보네이트에 사용될 수 있다. 기본 플라스틱 이외의 캐리어가 사용될 때, 이 캐리어 재료는 결과 플라스틱의 특성을 변경할 수 있다. 마스터배치 대 기본 폴리머의 일반적인 비율은 1–5%이다. 여러 마스터배치 (색상 및 다양한 첨가제)를 함께 사용할 수 있다.[2]

가공 기계는 일반적으로 호스트 폴리머와 마스터배치의 미리 혼합된 과립으로 공급되며, 최종 혼합은 가공기의 스크류 및 압출 부분에서 이루어진다. 과립 가공은 때때로 호퍼에서 마스터배치와 기본 재료의 분리_와 같은_ 부작용을 일으킬 수 있다. 대안으로, 마스터배치는 자유롭게 흐르는 고체로 기계의 스크류에 직접 추가되거나, 마스터배치가 액체인 경우 연동 펌프를 통해 추가될 수 있다. 이러한 액체 마스터배치의 사용은 매우 정확한 투여량과 기계 작동 간의 빠른 색상 변경을 가능하게 한다.[3][4]

마스터배치는 목표 조성에 비해 고농축되어 "희석률"이 높다. 예를 들어, 25 kg의 마스터배치는 1톤의 기본 폴리머를 혼합하는 데 사용될 수 있다.[5]

원료 첨가제와 비교할 때 마스터배치의 희석적인 특성은 소량의 고가 첨가제를 투여하는 데 더 높은 정확성을 가능하게 한다. 과립형 고체 마스터배치의 사용은 미세한 고체 첨가제 사용에 일반적으로 내재된 먼지 문제를 줄인다. 고체 마스터배치는 시간이 지남에 따라 증발하는 용매 내 용액보다 보관 수명이 길다. 마스터배치는 일반적으로 첨가제의 40–65%를 포함하지만, 극단적인 경우 15–80%까지 넓은 범위를 가질 수 있다.[2]

플라스틱 제조에 마스터배치 사용

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마스터배치의 첨가제는 최종 플라스틱 제품에 원하는 물리적 특성 변화를 부여하기 위해 선택된다. 이들은 열전도율 및 주어진 온도에서의 부피 팽창으로 인해 부피 생산량을 증가시킬 수 있으며, 최종 제품의 인성, 굽힘 강성, 접착력 및 인쇄 가능성을 잠재적으로 증가시킬 수 있다.[6] 마스터배치의 첨가제는 플라스틱 제품의 영구 전기 전도도를 변경하여 정전기로 인한 문제를 방지하거나,[7] 비열 용량을 변경하여 기계 작동에 사용되는 에너지를 줄여 재료 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있다.[8]

출력 제품의 요구 사항에 따라 제조업체는 기본 플라스틱과 첨가제를 특정량으로 혼합한다. 이러한 원료는 주조, 압축 및 가압 공정을 통해 혼합되어 마스터배치를 생성하며, 이는 입력 재료로 직접 사용되거나 다른 재료와 결합하여 다양한 성형 방법으로 플라스틱 제품을 만드는 데 사용될 수 있다.[9]

마스터배치의 응용 분야

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첨가제 마스터배치는 기본 플라스틱의 다양한 특성을 변경한다.[10]

마스터배치는 다음 분야에서 사용된다:

  • 플라스틱 및 포장 산업: 마스터배치는 포장 제품에 사용되는 플라스틱 재료의 착색 및 특성 향상을 위해 플라스틱 및 포장 부문에서 광범위하게 사용된다.
  • 자동차 산업: 마스터배치는 차량 내부, 외부 및 다양한 부품에 사용되는 플라스틱 부품의 착색 및 특성 개선을 위해 자동차 부문에 적용된다.
  • 섬유 산업: 섬유 산업에서 마스터배치는 폴리에스터 및 나일론과 같은 합성 섬유 및 직물의 착색 및 특성 변형에 사용된다.
  • 농업용 필름 생산: 마스터배치는 농업용 필름 생산에 사용되며, 자외선 저항성 및 내구성과 같은 특성에 기여한다.
  • 건설 및 건축 자재: 마스터배치는 건설 산업에서 파이프, 케이블 및 기타 건축 구성 요소에 사용되는 플라스틱 재료의 특성을 향상시키는 데 사용된다.
  • 의료 기기: 의료 산업에서 마스터배치는 의료 기기용 플라스틱 부품 제조에 사용되어 규제 표준 준수를 보장한다.
  • 전자 제품: 마스터배치는 전자 산업에서 전자 장치 및 구성 요소에 사용되는 플라스틱 부품의 착색 및 특성 개선에 적용된다.
  • 가구 제조: 마스터배치는 가구용 플라스틱 부품 생산에 사용되어 색상 옵션을 제공하고 재료 특성을 향상시킨다.
  • 식품 포장: 마스터배치는 식품 포장 산업에서 식품 제품 포장에 사용되는 플라스틱 재료의 착색 및 특성 변형에 사용된다.

각주

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  1. ↑ “Masterbatch | Discover The Color Masterbatch Manufacturing Process & Technologies Online - Americhem”. 《www.americhem.com》. 2022년 7월 29일에 확인함. 
  2. ↑ 가 나 Kutz, M. (2011). 《Applied Plastics Engineering Handbook: Processing and Materials》. William Andrew. 439쪽. ISBN 9781437735147. 2017년 2월 18일에 확인함. 
  3. ↑ Whelan, A. (2012). 《Polymer Technology Dictionary》. Springer Netherlands. 238쪽. ISBN 9789401112925. 2017년 2월 18일에 확인함. 
  4. ↑ Wheeler, I.; Rapra Technology Limited (1999). 《Metallic Pigments in Polymers》. RAPRA Technology. 59쪽. ISBN 9781859571668. 2017년 2월 18일에 확인함. 
  5. ↑ “Addition rates explained” (영어). 《Colourhouse Masterbatch》. 2024년 2월 18일에 확인함. 
  6. ↑ European Plastic, Company. “The ways filler masterbatch benefits to plastic manufacturers”. 
  7. ↑ Abbey Masterbatch, Company. “CONDUCTIVE COMPOUNDS AND MASTERBATCH – EC RANGE”. 
  8. ↑ “Developing the Perfect Masterbatch Solution for Your Project: A…” (영어). 《Colourhouse Masterbatch》. 2024년 2월 18일에 확인함. 
  9. ↑ “مستربچ های افزودنی Archives” (페르시아어). 《پتروهانیک》. 2024년 2월 18일에 확인함. 
  10. ↑ “CESA Additive masterbatches" at the Clariant web site”. clariant.masterbatches.com. 2012년 3월 28일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2017년 2월 18일에 확인함. 
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