Como um misturador de fusão dinâmico elimina listras de cores em fios de filamentos coloridos de Masterbatch?

As listras coloridas são uma das reclamações de qualidade mais persistentes na produção de filamentos coloridos de masterbatch. Uma linha de fiação pode funcionar a temperatura e velocidade estáveis ​​e ainda produzir fios com faixas de cores visíveis, irregularidades na linha de tingimento ou variação de tonalidade entre embalagens. Na maioria dos casos, a causa raiz não é a formulação do masterbatch – é cisalhamento insuficiente no ponto onde a corrente fundida do masterbatch encontra a corrente fundida principal do polímero . Este artigo analisa especificamente por que a mixagem estática geralmente falha em aplicações de fiação direta e como um misturador de fusão dinâmico aborda essa lacuna.

Por que a mixagem estática geralmente falha em taxas de descida baixas

Na fiação com cor de masterbatch, o masterbatch normalmente é adicionado com uma taxa de descida baixa - muitas vezes 1–5% do fluxo total de fusão . Um misturador estático depende inteiramente da própria energia do fluxo do fundido para dobrar e redistribuir os dois fluxos à medida que passam através de elementos internos fixos. Em baixas taxas de descida e taxas de fluxo relativamente baixas típicas de posições de fiação de denier fino, essa energia de fluxo muitas vezes não é suficiente para quebrar completamente os aglomerados de masterbatch ou obter distribuição uniforme em toda a seção transversal de fusão.

• A entrada de cisalhamento é passiva e depende inteiramente da taxa de fluxo do fundido – ela não pode ser ajustada independentemente da velocidade da linha.
• As condições de baixo fluxo e baixa descida, comuns na fiação POY/FDY de denier fino, reduzem a energia efetiva de mistura disponível.
• Os aglomerados de pigmentos que sobrevivem ao misturador aparecem a jusante como manchas coloridas, listras ou variação de tonalidade de filamento para filamento.

Aumentar a contrapressão ou aumentar a dosagem do masterbatch pode mascarar o problema temporariamente, mas ambas as abordagens aumentam os custos e adicionam carga desnecessária na bomba dosadora e no pacote giratório.

Como um mixer dinâmico muda o mecanismo de mixagem

Um misturador de fusão dinâmico substitui os elementos dobráveis passivos de um misturador estático por um rotor de mistura rotativo acionado independentemente do fluxo de fusão . Isso altera o mecanismo de mistura de uma forma que atinge diretamente a causa das listras coloridas:

Cisalhamento se torna um parâmetro ajustável

Como a velocidade do rotor é definida independentemente da velocidade da linha, a entrada de cisalhamento não depende mais da rapidez com que o fundido está fluindo. Os operadores podem definir o nível de cisalhamento que um pigmento ou aditivo específico precisa, em vez de ficarem limitados por qualquer energia de fluxo residual disponível.

Distribuição e dispersão acontecem juntas

A mistura rotacional expõe continuamente superfícies fundidas frescas à zona de mistura, combinando mistura distributiva (espalhando o masterbatch uniformemente pela seção transversal) com mistura dispersiva (quebrando aglomerados) na mesma passagem - algo que um elemento estático de geometria fixa não pode fazer de forma tão eficaz em baixas taxas de fluxo.

O que muda na área de produção

O efeito prático de mudar da mixagem estática para a dinâmica aparece em alguns pontos mensuráveis em uma linha de rotação direta:

Reduzir a sobredosagem de masterbatch tem um custo-benefício direto também, uma vez que o masterbatch normalmente é muito mais caro por quilograma do que o chip de polímero básico no qual ele é introduzido.

Além da cor: dispersão de aditivos funcionais

A mesma limitação de mistura que causa listras de cores também afeta a produção de fibras funcionais – agentes de fosqueamento, aditivos antibacterianos, retardadores de chama e masterbatches antiestáticos, todos dependem de uma distribuição uniforme para funcionar de forma consistente ao longo do comprimento do filamento. A dispersão desigual de um agente de fosqueamento, por exemplo, pode produzir brilho inconsistente entre filamentos no mesmo pacote de fio, enquanto a má distribuição de um masterbatch retardador de chama pode criar pontos fracos que não atendem aos limites de certificação. Um misturador dinâmico que ajusta o cisalhamento independentemente da vazão ajuda a manter essas propriedades funcionais consistentes em toda a faixa de taxas de descida que um moinho pode operar.

Adaptando um mixer dinâmico sem interromper uma linha existente

Uma preocupação prática para as usinas que avaliam uma mudança é se a mudança requer a reconstrução da posição de fiação. Na maioria dos casos isso não acontece. Um misturador dinâmico é instalado no mesmo ponto no caminho de fusão onde um misturador estático ou ponto de injeção de masterbatch já está, e a linha mantém a capacidade de operar fio natural (sem cor) quando o misturador não está em uso – a mesma flexibilidade que as fábricas já contam ao alternar entre ciclos de produção coloridos e naturais.

Misturador dinâmico de Shengbang para linhas de fiação direta

Jiaxing Shengbang Equipamento Mecânico Co., Ltd. fabrica um misturador dinâmico patenteado projetado para equipamentos de adição de masterbatch de fiação direta por fusão, construído para manter a cor uniforme e a dispersão de aditivos em condições de baixo fluxo e baixa descida, típicas da fiação de filamentos de denier fino. O equipamento integra-se às linhas de fiação por fusão existentes para produção de fibras coloridas e funcionais, e a mesma unidade de mistura também pode ser aplicada a outros materiais processados ​​por fusão, como filmes e tintas que requerem mistura uniforme. Para as fábricas que estão avaliando se seus problemas atuais de listras de cor ou dispersão decorrem de limitações de mistura e não de formulação, revisar o método de mistura já implementado no ponto de injeção é um primeiro passo prático.