自動車内装用カラーマスターバッチ造粒ラインの配合設計ガイド

自動車内装の外観と性能（#jwell ABSプレート押出機）成分の配合は、主にカラーマスターバッチの配合設計によって決まります。ポリプロピレンをキャリアとして使用するこれらのカラーマスターバッチは、良好な光沢と類似色間の色ずれがないという要件を満たすだけでなく、VOC含有量を厳密に管理し、自動車内装の特殊な使用環境に適応する必要があります。自動車内装色成分用カラーマスターバッチの配合設計を下表に示します（ブロー成形フィルム グレードカラーマスターバッチフォーミュラ。

この記事では、自動車内装部品のカラーマスターバッチ配合の核心点に焦点を当て、以下の側面から工業生産における主要な技術を分析し、業界従事者に実用的な参考資料を提供します。

1. 似た色だが、スペクトルが異なる

2. 光沢

3. 着色複合無機顔料

4. カーボンブラックの応用

5. VOC制御

似たような色、異なるスペクトル

自動車内装色部品用プラスチックマスターバッチの選択における最大の課題は、「同じ色だがスペクトルが異なる」という現象を回避することです。

異なるプラスチックの色見本と、様々な光源下で同一の色目標を一致させる必要があります。それぞれの物体は固有の分光反射率曲線を持っています。特定の光源下で、この物体が可視スペクトルを観察者に反射すると、分光三刺激値が生成されます。

異なるスペクトル反射率曲線を持つ 2 つの物体のスペクトル三刺激値が等しい場合、これら 2 つの物体は条件付きで等色であると見なされます。

光源が変わると、各光源のエネルギー分布が異なるため、生成されるスペクトル三刺激値が異なり、等色異質性の現象が発生します。

ほとんどの自動車メーカーは、等色不均一性の判定基準として、D65 F11のXNUMX組の光源を選択します。「色は似ているがスペクトルが異なる」という現象をどのように回避するのでしょうか？まず、幅広い顔料データを収集し、コンピュータデータベースを構築し、コンピュータ支援によるカラーマッチング技術を導入します。例えば、手作業によるカラーマッチングでは、自動車用顔料を比較検討し、反射スペクトル分析を行う必要があります。そのため、カラーマッチング担当者には高度なスキルが求められます。

光沢

ご存知のとおり、ほとんどの車種の色は、ベージュ、グレー、ブラウン、ブラックなどの寒色系が主流です。ベージュ、グレー、ブラックの色合いは、それぞれ独自の特徴から名前が付けられています。例えば、Y20（グレー）、95T（ベージュ）、82V（ブラック）、9B9（ブラック）などです。これらを標準色板と呼びます。異なる色番号は、L、a、b値のセットを表します。自動車内装部品の色の判定は、通常、分光光度計を使用して標準色板（D65光源、F11光源）との色差を比較します。色番号によって色差の範囲は異なり、具体的な詳細は、フォルクスワーゲンのVW50190など、各メーカーの自動車内装の色評価仕様書に記載されています。さらに、色のデータは、金型の質感、光沢度などと密接に関連していることがよくあります。以下の表は、さまざまな色におけるさまざまな内装材の光沢要件を示しています。

着色複合無機顔料

自動車内装の色彩構成は主に淡い色調、ベージュ、ライトグレーであることから、着色複合無機顔料が好まれる選択肢となっています。これは、特定または複数の金属イオンを他の金属酸化物の格子にドープすることで形成される一種のドープ結晶です。ドープされたイオンは入射光に特殊な干渉を引き起こし、特定の波長は反射され、残りは吸収されることで着色顔料となります。つまり、様々な金属酸化物が新しい化合物の格子に均一に分散しており、溶液のように見えますが、ガラス質のような固体状態にあります。化学的には、安定した固溶体とみなすことができます。そのため、耐久性、隠蔽力、耐熱性、耐光性、耐候性、耐薬品性に​​優れ、高い赤外線反射性能と部分的な紫外線遮蔽能力を備えています。プラスチック製品の耐候性、耐光性、断熱性能を向上させ、製品の使用寿命を延ばすことができます。
着色複合無機顔料のガーネット格子は、発色成分として酸化ニッケル、酸化クロム(III)、または酸化マンガンを含んでいます。これらのガーネット型顔料に含まれるニッケル、クロム、マンガン、アンチモンなどの元素は、二酸化チタンの元々の結晶欠陥を埋め、より完全な結晶構造を形成し、結晶格子の安定性を高めます。

これらの金属元素は、本来の化学的、物理的、生理学的特性を失っています。したがって、このタイプのルチル顔料は、ニッケル、クロム、アンチモン化合物、またはそれらの単純酸化物と見なすことはできません。混合金属酸化物顔料の不活性度は非常に高く、水溶性物質の量は2ppm未満であり、人間の胃酸では溶解しません。そのため、胃や腸に入り込んでも人体に無害であり、人体との接触も絶対に安全です。このため、これらは危険物質に分類されていません。製造元の適合性、純度、安全な取り扱いに関する指示によると、これらの顔料のほとんどは無毒とみなされ、食品との接触に関する要件および玩具の安全規則に準拠しています。

カーボンブラックの応用

自動車部品や家電製品では、グレーやライトグレーで塗装されるものが多くあります。そのため、カーボンブラックの選定も非常に重要です。カーボンブラックは、炭化水素が反応炉内で不完全燃焼・熱分解することで生成される生成物の一種です。原料や製造工程の違いにより、「ファーネスブラック」、「ランプブラック」、「ガスブラック」、「アセチレンブラック」、「タンクブラック」などと呼ばれます。

黒煙（ランプの黒炭とも呼ばれる）は、古代中国とエジプトに起源を持つ。当時の人々は、逆さにした円錐形の陶器や土器の容器で油脂を燃やし、その煤が容器の冷たい表面に堆積していた。人々はそれを定期的に収集していた。

この生産方法は今日でもほぼそのまま残っていますが、原料として石油系またはコールタール系の油が使用され、直径最大1.5メートルの平らな鉄板上で燃焼されます。ランプの黒色を含む燃焼ガスは、レンガで覆われた内部の排気フードで集められ、その後、ベント管と消火管を通って堆積装置に到達します。

生成されるランプブラックの特性を制御するには、原料が燃焼板と排気フードの隙間付近で主に不完全燃焼するようにする必要があります。少し離れたパイプでは、酸素不足の条件下で燃焼が起こり、より大きなランプブラック粒子が形成されます。これらの理由により、ランプブラックは粒度分布が広く、大きな粒子径が主な特徴となります。

燃焼板と排気フードの隙間に形成された粒子のうち、空気中の酸素と接触できるのはごく一部であるため、これらのランプブラックは表面酸化物が少なく、pH値は中性で、揮発性物質は非常に少なく、通常1%未満です。ランプブラックの粒子径が大きいため、その濃さや着色力は高くありません。 #配合機

グレーは通常、大量のチタンホワイト顔料と少量のカーボンブラックを混合して調製されることはよく知られています。特に自動車部品や家電製品の場合、より多くのグレーまたはライトグレーが選択され、より高い色差精度が求められます（ΔE < 0.5、L、a、bにも一定の制限があります）。グレーを調製する際に添加するカーボンブラックの量が少ないため、測定伝達による誤差により、製品の色差を制御することが困難になります。そのため、着色力の低い顔料を使用することで、半分の労力で101倍の結果を得ることができます。たとえば、ドイツのElringklinger Lamp Black 95は、粒子サイズが20nmと大きく、表面積が2m7.5 / g、pH値がXNUMXで、ブルー相と分散性が良好であるため、グレーを混合するための好ましい着色剤です。大規模生産中、測定誤差が色の安定性に与える影響を軽減できます。

VOC制御

自動車用プラスチックカラーマスターバッチに含まれるVOC（揮発性有機化合物）は、主に機能性添加剤（帯電防止剤、紫外線防止剤など）と分散剤に由来します。そのため、適切な添加剤の選択が特に重要になります。この点に関して、国内外の著名なポリマー添加剤サプライヤーは既に製品の改良を進めており、ポリマーとの相溶性が向上し、VOC含有量が少なく、曇りがなく、高温でも固着しない添加剤シリーズを発売しています。

自動車内装部品用プラスチック材料は、様々な自動車部品の性能要件を満たすため、強化、強靭化、耐摩耗性などの要求を満たすように改質されることがよくあります。そのため、フルミキシング改質造粒では、カラーマスターバッチが使用されます。カラーマスターバッチの添加比率と混合分布に注意を払い、混合・造粒後の射出成形製品の色差が要件を満たすようにする必要があります。