Ratio d'Ajout de Masterbatch : Combien Devriez-vous Ajouter ?

Qu'est-ce que le taux de charge du masterbatch ?

Le taux de charge du masterbatch (également appelé taux d'addition ou ratio de dilution) est le pourcentage de masterbatch ajouté à la résine naturelle lors de la transformation. Par exemple, un taux de charge de 2 % signifie que 2 kg de masterbatch sont mélangés avec 98 kg de résine naturelle. Obtenir le bon taux de charge est essentiel pour atteindre la profondeur de couleur, l'opacité, la performance fonctionnelle et l'efficacité des coûts souhaitées.

Trop peu de masterbatch entraîne une couleur faible, une opacité médiocre et une performance fonctionnelle insuffisante. Trop de masterbatch gaspille de l'argent, dilue les propriétés du polymère de base et peut causer des problèmes de transformation tels que le glissement des vis, une mauvaise dispersion ou des défauts de surface.

Facteurs déterminant le taux de charge

Facteur	Effet sur la charge	Exemple
Concentration de pigment dans le masterbatch	Concentration plus élevée = charge plus faible	50 % noir de carbone nécessite 1 % ; 20 % nécessite 3 %
Profondeur de couleur souhaitée	Couleur plus profonde = charge plus élevée	Bleu pastel 1 % ; bleu marine 3 %
Épaisseur de paroi du produit	Paroi plus mince = charge plus élevée	Pièce de 2 mm 1 % ; film de 0,05 mm 4 %
Pouvoir colorant du pigment	Pigment plus fort = charge plus faible	Bleu phtalocyanine 0,5 % ; oxyde de fer 3 %
Opacité du polymère de base	Polymère translucide nécessite plus	PP transparent nécessite plus que HDPE blanc
Exigences UV/additifs	Dosage spécifique à la fonction	Stabilisateur UV 3 % ; antistatique 2 %

Taux de charge typiques par application

Application	Charge standard	Cas de charge élevée	Notes
Injection (général)	1 % à 3 %	4 % à 5 %	Les pièces épaisses peuvent utiliser une charge plus faible
Soufflage (bouteilles)	1 % à 3 %	4 %	Dispersion uniforme critique
Film soufflé (sacs de courses)	2 % à 5 %	6 %	Le faible calibre nécessite une charge plus élevée
Film coulé	2 % à 5 %	6 %	Similaire au film soufflé
Extrusion de tubes	1 % à 4 %	5 %	Grades UV pour tubes extérieurs
Extrusion de feuilles	1 % à 3 %	4 %	Applications de thermoformage
Extrusion de fibres	1 % à 3 %	4 %	Dispersion ultra-fine requise
Extrusion de profilés	1 % à 4 %	5 %	Profilés de fenêtre, terrasses
Fils et câbles	1 % à 3 %	4 %	Codage couleur + isolation

Comment calculer le taux de charge

Utilisez la formule suivante pour calculer la quantité de masterbatch pour votre production :

Poids de masterbatch = Poids de résine × Taux de charge

Par exemple, pour transformer 500 kg de résine PE à 3 % de charge :

Masterbatch = 500 × 0,03 = 15 kg

Lot total = 500 + 15 = 515 kg

Calcul du coût par pièce

Pour comparer le coût entre différentes concentrations de masterbatch :

Grade de masterbatch	Prix/kg	Charge	MB pour 100 kg de résine	Coût pour 100 kg
20 % pigment	3,00 $	5 %	5 kg	15,00 $
40 % pigment	4,50 $	2,5 %	2,5 kg	11,25 $
60 % pigment	6,00 $	1,5 %	1,5 kg	9,00 $

Dans cet exemple, le masterbatch à 60 % de pigment est 40 % moins cher par lot malgré un coût au kg double, car le taux de charge inférieur réduit la consommation totale.

Taux de charge pour les additifs fonctionnels

La charge du masterbatch d'additifs fonctionnels est déterminée par la teneur en ingrédient actif et le niveau de performance requis, et non par la profondeur de couleur :

Type d'additif	Teneur active	Charge typique	Performance visée
Stabilisateur UV (HALS+UVA)	15 % à 20 %	2 % à 5 %	Durée de vie extérieure 36 mois et plus
Antistatique	10 % à 15 %	1 % à 3 %	Résistivité de surface inférieure à 10^12 ohm
Glissement et antiblocage	5 % à 15 %	1 % à 3 %	COF inférieur à 0,2, pas de blocage
Déshydratant	40 % à 60 %	1 % à 4 %	Élimination de l'humidité jusqu'à 300 ppm
Marquage laser	5 % à 10 %	0,5 % à 2 %	Marquage laser net à puissance standard
Antioxydant	10 % à 20 %	0,5 % à 2 %	Prévention de la dégradation thermique

Erreurs courantes sur les taux de charge

1. Utiliser le coût au kg au lieu du coût par pièce

De nombreux acheteurs choisissent le masterbatch le moins cher au kg, sans réaliser qu'un produit à concentration plus élevée avec un prix au kg plus élevé peut être significativement moins cher par pièce en raison de la charge plus faible. Calculez toujours le coût par pièce.

2. Sur-charger pour une « couleur supplémentaire »

Ajouter plus de masterbatch au-delà de la charge recommandée n'augmente pas significativement la profondeur de couleur — la saturation du pigment se produit à un certain point. L'excès de masterbatch ne fait que diluer les propriétés du polymère de base et augmenter le coût sans bénéfice visible.

3. Ignorer la compatibilité du porteur

Si le porteur du masterbatch est incompatible avec le polymère de base, ajouter plus de masterbatch augmente les problèmes de compatibilité (délaminage, défauts de surface) au lieu d'améliorer la couleur.

4. Ne pas tenir compte de la résine recyclée

Lors de l'utilisation de résine recyclée, la couleur inhérente de la résine (grisâtre, jaunâtre) affecte la couleur finale. Vous pouvez avoir besoin de 10 % à 30 % de masterbatch supplémentaire pour atteindre la même profondeur de couleur qu'avec une résine vierge.

Comment optimiser le taux de charge

1. Commencer par la recommandation du fournisseur comme référence
2. Réaliser un essai de couleur à la charge recommandée et comparer à la cible
3. Réduire la charge par incréments de 0,5 % jusqu'à ce que la couleur sorte de la plage Delta E acceptable
4. Fixer la charge optimale et documenter pour la production
5. Vérifier à nouveau lors du changement de fournisseur de résine ou de grade de résine

Conclusion

Le taux de charge du masterbatch est un paramètre critique qui équilibre la qualité de couleur, la performance fonctionnelle et le coût. En comprenant les facteurs qui affectent la charge et en calculant le coût par pièce plutôt que le coût au kg, vous pouvez réaliser des économies significatives sans compromettre la qualité. Commencez toujours par les recommandations du fournisseur et optimisez par des essais pour votre équipement, résine et géométrie de produit spécifiques.