The Perfect Match

Uniform Color Company

Masterbatch:

Una alternativa efectiva para dar color a

partes plsticas en la industria automotriz

Los concentrados de color (masterbatch) resultan de una mezcla de pigmentos, estabilizadores de

proceso, estabilizadores a la luz y resinas plsticas que se mezclan, se extruyen y cortan en

pequeos pellets de plstico. Los pellets son despus mezclados (pero no extruidos) con una resina base a una proporcin predeterminada.

Masterbatch para la industria automotriz

Descripcin

Color al 80% Previo a los 1970s, los concentrados de color eran usados como un color substrato , el cual sera pintado

al final de cuentas. La funcin del colorante era proporcionar una base de color en el caso de una

raspadura que pudiera penetrar la parte superior de la pintura. La pintura daba la proteccin UV.

El trmino Color al 80% representa el nivel de calidad del color con respecto al master o patrn.

Masterbatch para la industria automotriz

Historia

Precoloredo En los 70s, el color al 80% match fu sustituido por

precoloreado.

El precoloreado es el proceso de combinar la resina base y el color en un mismo pellet.

Los materiales precoloreados tenan que ser un 100% contra el master.

Esto eliminaba la necesidad de pintura.

La proteccin UV fue cambiada de la pintura a la resina precoloreada.

Masterbatch para la industria automotriz

Historia

Concentrado de color Masterbatch(4%) En los 80s, los fabricantes de compuestos

precoloreados introdujeron a la industria concentrados de color.

Estos productos fueron mezclados con resina base para mezclarse al 4%.

(25 partes de resina base mas 1 parte de colorante).

El Masterbatch era menos caro que precoloreado y proporcionaba al moldeador la habilidad para desarrollar acuerdos de altos volmenes

de compra con proveedores de resina.

Masterbatch para la industria automotriz

Historia

Concentrado de Color Masterbatch (2%) Alimentadores de color y tecnologa de polmeros

mejoraron a mediados de los 80s.

Esto permiti a los moldeadores usar menos colorante y an cumplir con los estrictos requisitos de desempeo de la

industria.

Los proveedores de Masterbatch aprovecharon este avance e introdujeron el uso del producto al 2%

(50 partes de resina base mas 1 parte de masterbatch).

Esto proporcion al moldeador una oportunidad de reduccin de costos.

Masterbatch para la industria automotriz

Historia

Concentrado de color Masterbatch (1%) Mejoras adicionales en la tecnologa de polmero y de

estabilizadores UV introdujeron concentrados para uso al 1% a la industria.

(100 partes de resina base mas 1 parte de concentrado)

El inters por esta tecnologa empez en los 90s y, hasta hace poco, era mas bien poco claro.

Desafos inherentes relacionados con esta tecnologa incluyen problemas potenciales de control de color en moldeo,

problemas de estrs relacionado con menores niveles de pigmento y problemas por "mezcla" entre el colorante y la

resina base.

Masterbatch para la industria automotriz

Historia

PRECOLOR La resina precoloreada es ms costosa de producir que el masterbatch

porque, a menudo, es procesada a travs de un extrusor dos veces. Tambin no puede ajustarse en caso de que ocurra una variacin de

color.

MASTERBATCH Masterbatch puede ajustarse por el fabricante para resolver un problema de color. El moldeador tambin tiene la capacidad para ajustar la proporcin de uso con el fin de resolver un problema de

color.

EMPAQUE Los costos de empaque de resina pueden oscilar entre US$ 0.02-

$0.05/lb menos para material a granel contra bolsas o cajas.

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Ventajas de Masterbatch

Mediante el uso de masterbatch, el moldeador puede depender de una fuente (el proveedor de masterbatch) para administrar la armona y la calidad del color.

Usar materiales precoloreados puede resultar tanto como 5 proveedores de color manejando la armona del vehculo

El proveedor de masterbatch tiene toda la responsabilidad de manejar toda la armona del vehculo entero.

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Armona de color y Control de Color

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LABOR Sistemas de alimentacin automticos para el masterbatch

reducen el trabajo manual.

CONTAMINACIN Contaminacin potencial puede ocurrir al cargar bolsas o cajas

en una tolva.

MENOS TIEMPO DE ESPERA Resinas precoloreadas normalmente requieren plazos de 6 a 16

semanas vs 10 a 45 das para masterbatch y resinas naturales. Esto permite una reduccin de inventario.

Produccin y Ahorro en el Proceso

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Produccin y ahorro de proceso

Cambios de color La resina precoloreada tiene que ser vaciada de la tolva y

remplazada por la siguiente resina precoloreada.

SECADO DE LA RESINA En general, el masterbatch no necesita secarse. La resina natural a

granel puede secarse continuamente. Por lo tanto, se elimina la necesidad de secar la resina precoloreada individualmente.

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INVENTARIO Y REDUCCIN DE ESPACIO

REDUCCIN DE INVENTARIOS Mayor volumen de resina natural a granel con pequeos volumenes de varios concentrados de colores vs. grandes volumenes de varias resinas precoloreadas resulta en un

manejo ms facil del espacio.

ESPACIO ADICIONAL DE PISO El almacenamiento de resina natural a granel en el exterior (en

silos) convierte el rea de almacenamiento de la planta en un espacio productivo para mquinas de moldeo adicionales

o inventario de productos terminado.

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Calculando el Costo del Color

Ejemplo:

Costo de resina: USD $1.50/lb. Costo de Masterbatch(2% LDR): $6.00/lb. Cantidad de resina para agregar color: 500 lbs. Cantidad de masterbatch requerido: 10 lbs.

Costo total de la resina: ($1.50 x 500 lbs.): $750 Costo total de masterbatch($6.00 x 10 lbs.): $60

CLCULO DEL COSTO POR AGREGAR COLOR:

(costo de resina) + (costo de masterbatch) = costo total de resina y el color ($1.50 x 500 libras) +

($6.00 x 10 lbs.) = $810.00

(costo de resina y colorante total) / (cantidad total de resina y color) = costo de resina y colorante/lb. $810.00 / 510 libras = $1.59 / lb.

(Costo de resina y colorante/lb.) (Costo de resina/lb) = costo de colorear/lb.

Costo de colorear = $ 1,59/lb - $1.50/lb = $0.09 / lb

Precio de precoloreado/lb Precio de resina/lb = Precio para agregar color a la resina/lb.

Precio para agregar color a la resina/lb costo de agregar color de masterbatch/lb = ahorro/lb

(mediante el uso de masterbatch)

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Calculando Ahorros

Ahorro anual potencial basado en consumo de resina 50.000 libras al mes:

$126,000.00

Ejemplo:

Costo de Resina precoloreada: $ 1.80/lb.

Costo de Resina natural: $ 1.50/lb

Consumo de resina natural: 50.000 libras/mes

(Costo de resina precoloreada /lb.) (Costo de resina natural/lb) = Precio para agregar color a la resina $1.80-$1.50 = $0.30 / lb.

(precio de agregar color) - (Costo de masterbatch) = ahorro/lb (mediante el uso de resina natural mas masterbatch)

$ 0.30/lb-$ 0.09/lb = $0.21

$ 0.21 x 50.000 libras = $ 10,500.00/mes

$10,500.00 / mes x 12 meses = ahorro anual de $126,000.00

ALIMENTADORES, MEZCLADORES, SILOS:

Mejora eficiencia, reduccin de inventario, menor tiempo de paro y reduccin en el embalaje y mano de obra hacen que

los alimentadores gravimtricos/mezcladoras y silos sean una buena inversin.

Esta inversin se puede recuperar a menudo dentro de los primeros 12 meses de compra.

OPCIN DE TRANCISIN:

Para facilitar la transicin de precoloreado a resina natural mas masterbatch, UCC puede pre-mezclar y enviar el masterbatch

con su resina. (Sal & pimienta)

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Equipo Requerido

GUIA DE MEJORA La introduccin de concentrados de color para el proceso de moldeo por inyeccin es un evento qumico y fsico que requiere precisin y control cuando se utiliza en aplicaciones crticas al 50:1 y 100:1. UCC utiliza su tecnologa qumica para proporcionar color a los concentrados que son compatibles con la resina para la que fue diseada.

La pieza final en el rompecabezas de procesamiento de materiales es la combinacin del concentrado de color con la resina base y el proceso de moldeo por inyeccin. Durante el proceso de moldeo, hay muchos eventos fsicos destructivos que ocurren (y que son requeridos) con el fin de asegurar que haya un "enlace" entre el colorante y la resina. Para asegurar que este enlace se produce, UCC sugiere que se utilicen los siguientes equipos para mejorar la consistencia del color, dispersin (entre la resina base y el colorante) y lograr la integridad de la parte final moldeada..

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Proceso de Moldeo por Inyeccin

Equipo Descripcin Beneficio Costo* Oportunidad

de xito

Boquilla Mezcladora

Las boquillas mezcladoras estn diseadas para crear turbulencias controlados en la cavidad de la boquilla. UCC recomienda boquillas mezcladoras Koch. Las boquillas mezcladoras se pueden colocar y quitar al proceso de moldeo por inyeccin. Sustituyen las boquillas estndar existentes

Las boquillas mezcladoras mejoran la mezcla de la resina base y el concentrado de color. Mediante la creacin de turbulencias, la boquilla asegura una mezcla de los dos componentes, reduciendo la posibilidad de rayas y franjas. Una alternativa de bajo costo para mejorar la relacin fsica entre el concentrado de color y la resina base

$1,900 50%

Alimentadores Gravimtrico

Los alimentadores gravimtricos son sistemas, que entregn la cantidad correcta de concentrado de color a la garganta de alimentacin de una mquina de moldeo por inyeccin. Operan bajo el principio de peso (vs volumen). UCC recomienda alimentadores gravimtrico Maguire para todas las aplicaciones de color crticas

Al agregar el concentrado de color en peso, los alimentadores gravimtricos aseguran que la cantidad precisa de colorante se agregue a la garganta de alimentacin de una mquina de moldeo por inyeccin. Esto asegurar, si se encuentra bien calibrado, que cuestiones de color no esten relacionadas con porporcionanes equivocadas. Tambin asegura que la parte final contenga la cantidad correcta de aditivos, asegurando que partes del moldeador final no revelen fallas en el campo (durabilidad). UCC considera alimentadores gravimtricos como un factor crtico para perfeccionar el control del color.

$9,900 85%

Tornillos Mezcladores

Tornillos de mezclado estn diseados para estimular la mezcla de concentrado de color y la resina base en el can de la maquina de moldeo por inyeccin al crear patrones de flujo intrincados y reflujo. La energa creada por un tornillo de mezclado es mucho ms agresiva que el de un tornillo de propsito general (GP). Pngase en contacto con su proveedor para obtener ms informacin de moldeo por inyeccin.

Tornillos de mezclado mejoran la mezcla de l concentrado de color y la resina base. Mediante la creacin de un alto nivel de reflujo (energa) y puntos estratgicos en el proceso de moldeo por inyeccin, el tornillo asegurara que una mezcla homognea de colorante y resina se entreguen en la etapa de inyeccin del proceso de moldeo.

$8,300 - $14,900

70%

Equipo Costo* Oportunidad de xito

Boquilla Mezcladora y Alimentador Gravimtrico $11,800 90%

Boquilla Mezcladora y Tornillo de Mezclado $10,200- $16,800 75%

Alimentador Gravimtrico y Tornillo de Mezclado $18,200- $24,800 95%

Boquilla, Alimentador y Tornillo $20,100- $26,700 100%

*Aproximadamente .

Caso de Estudio de Conversin de precoloreado a Masterbatch

El siguiente es un caso de estudio real de conversin de resina precoloreada a masterbatch. En un esfuerzo por reducir

costos, el moldeador ha logrado los ahorros al implementar con xito el uso de masterbatch.

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The Perfect Match

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Programa:

Cadillac SRX

Colores:

167A (Ebony)

830K (Light Cashmere)

9781 (Light Gray)

413P (Cocoa

Especificacin:

GMP.ABS.003

Resina:

ABS

Partes:

IP Knee Bolster

Console Undercarriage

IP Glove Box

Door Outer

Door Map Pocket

Door Trim Lower

Console Class A

IP Trim Panel Glove Box

Door Switch Plate

IP Side Panel

Caso de Estudio

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Caso de Estudio

Volumen Mensual:

400,000 lbs. of ABS

Inversin de Capital (Unica Vez):

$155,912 (alimentadores gravimtricos y tornillos)

Ahorro Total Mensual:

$80,860

Ahorro Total Anual:

$970,320

ROI: (Retorno sobre la inversin)

2 Meses

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Caso de Estudio

Desde que se complet el programa, el moldeador ha convertido

programas posteriores y slo utiliza masterbatch para sus lanzamientos.

El resultado es un producto a un costo competitivo y una eficiente operacin de

moldeo.

Las Poliolefinas cargadas (tales como PP y TPO) se han vuelto comunes en aplicaciones para

interiores automotrices, debido a sus propiedades.

El aditivo ms comn en compuestos polimricos es el talco. Otros aditivos,

actualmente utilizados son: fibra de vidrio, carbonatos de calcio y zinc, entre otros.

Poliolefinas Cargadas y Masterbatch

Ford

Chrysler

GM

Honda

Toyota

Nissan

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Fabricantes de automviles que utilizan

Masterbatch Actualmente (Norteamerica)

Daimler

BMW

Mitsubishi

Subaru

Hyundai/Kia

VW

En Norteamrica, ms de 13,000,000 de vehculos (por

ao) son coloreados con masterbatch

PP

TPO

PE

ABS

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Resinas Automotrices que actualmente

utilizan Masterbatch

ABS/PC

PA

POM

PC

Acrylic

Los aditivos pueden afectar el color de la pieza moldeada.

Para contrarrestar esta posible variacin, el masterbatch debe formularse con un alto porcentaje (carga) de pigmento.

El porcentaje del pigmento en el Masterbatch es similar a la de un productor de precoloreado.

A pesar de la creencia comn, las resinas de compuestos no son ms difciles de estabilizar al UV que otras resinas de poliolefinas.

El desafo de colorear poliolefinas cargadas

Quin tiene la responsabilidad de la calidad del color? El proveedor de masterbatch sera responsable de abordar color y cuestiones de procesamiento.

El Masterbatch afecta las propiedades fsicas? Masterbatch afecta propiedades fsicas tanto como los compuestos precoloreados afectan las

propiedades fsicas.

Existen problemas de moldeo relacionados con la mezcla del polmero natural y el masterbatch de color?

Hay sistemas de carrier de Masterbatch que son compatibles con la resina natural. Debido a la mayor fluidez del carrier del masterbatch , las propiedades del flujo tienden a mejorar en las aplicaciones de moldeo.

Qu equipo se requiere para implementar masterbatch y resinas natural? Tpicamente, un alimentador gravimtrico es requerido. Adicionalmente, un tornillo de mezclado y

boquilla mezcladora son comnmente usados, pero a menudo no son necesarios.

Cmo puede el moldeador asegurar que el color sea uniforme a lo largo de una corrida?

Alimentadores gravimtricos son precisos a 0.1%. Este nivel de precisin no afecta la variacin de color visualmente o espectral.

Prguntas ms Frecuentes

Qu pasa si el programador establece incorrectamente la proporcin de alimentacin del dosificador gravimtrico?

Como en cualquier perfil de moldeo de la mquina, la consistencia es importante para la produccin de una parte de calidad. Inspeccin de calidad asegurar que se ha detectado un error.

Qu cambios tendrn que hacerse en el control de calidad de color al utilizar Masterbatch y resina natural?

El Departamento de calidad puede realizar inspeccin en recibo mediante una placa de color del lote. Durante la produccin, se sugiere una medicin simple de la parte contra el estndar. Para el aseguramiento de la calidad, tambin se recomienda realizar esta misma medida a una frecuencia de muestreo predeterminado.

El color de la resina natural afecta el color de la pieza moldeada?

La resina natural puede afectar el color. Es por ello, que el proveedor de masterbatch debera usar resina natural del proveedor de resina para control de calidad de su producto antes del envo.

El Masterbatch es capaz de cumplir con las especificaciones de ingeniera del OEM?

Si . Los mismos aditivos que se encuentran en los compuestos (como estabilizadores de UV) tambin estarn en el colorante de masterbatch.

Preguntas ms Frecuentes

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Resumen

Tmese el tiempo para hacer nmeros" y ver cules podran ser sus ahorros.

Valdr la pena el tiempo!

Un ensayo inicial con sal & pimienta demostrar la viabilidad antes de que cambies de resinas o inviertas en cualquier equipo

de mezclado o silos.

La conversin a resina natural mas masterbatch ayudar a su empresa a lograr las reducciones de costo anual requeridas por

los OEMs automotrices.

Ahorros sustanciales impactaran en sus resultados financieros

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Es el proveedor lider de concentrados de color crticos, agregando color al mundo de los plsticos y proporcionando un nivel de

servicio incomparable.