Cara mengevaluasi dispersi masterbatch hitam

Oleh ZFH Technical Team · 16 Juni 2026

Sampel film plastik hitam di bawah mikroskop dengan tampilan permukaan yang diperbesar

Jawaban Singkat

Dispersi dinilai pada plastik yang sudah diproses, bukan dengan melihat pelet. Evaluasi yang andal menggabungkan tiga hal: uji laboratorium yang sesuai dengan proses Anda (uji film untuk film, uji nilai tekanan filter untuk ekstrusi dengan saringan halus dan serat, mikroskopi untuk kompon pipa dan kabel), perbandingan yang adil pada kadar karbon hitam yang sama di produk akhir, dan uji coba di lini produksi Anda sendiri berdasarkan kriteria penerimaan yang disepakati sebelumnya. Tidak ada satu angka pun yang menceritakan keseluruhan, dan setiap hasil hanya berlaku untuk peralatan, polimer uji, dan kondisi yang digunakan untuk menghasilkannya.

Dispersi vs Distribusi

Kedua istilah ini sering dipakai bergantian, tetapi keduanya menggambarkan masalah yang berbeda:

Istilah	Yang digambarkan	Gejala khas jika gagal
Dispersi	Seberapa sempurna aglomerat karbon hitam dipecah dan dibasahi oleh polimer	Bintik hitam keras, gel, permukaan kasar, saringan tersumbat
Distribusi	Seberapa merata karbon hitam yang sudah terdispersi tersebar di dalam produk	Garis, pita warna, kepekatan hitam atau opasitas yang tidak merata

Dispersi terutama ditentukan saat masterbatch dibuat: aglomerat yang keluar utuh dari lini masterbatch jarang terpecah di ekstruder ulir tunggal milik konverter. Distribusi lebih bergantung pada proses konversi: rasio pengenceran, pencampuran oleh ulir, akurasi dosis, dan seberapa cocok viskositas leleh pembawa dengan resin dasar. Memisahkan keduanya adalah langkah pertama untuk menemukan penyebab cacat yang sebenarnya.

Metode 1: Uji Film (ISO 23900-6:2015)

ISO 23900-6:2015 menjelaskan uji film untuk menilai seberapa baik pigmen atau bahan pengisi terdispersi dalam polimer termoplastik. Uji ini berlaku untuk konsentrat dan kompon yang diproses menjadi film tiup atau film cor. Konsentrat diencerkan dalam polimer uji dan diekstrusi menjadi film, lalu bintik yang disebabkan oleh pewarna yang tidak terdispersi dinilai.

Film tipis menampakkan aglomerat sebagai bintik, sehingga uji film sangat cocok untuk film tiup, film cor, dan produk berdinding tipis lainnya. Namun, seberapa banyak yang terdeteksi tetap bergantung pada persiapan sampel, ketebalan film, pengenceran, polimer uji, serta metode inspeksi dan resolusinya, sehingga dua hasil hanya dapat dibandingkan jika kondisi tersebut sama. Standar ini juga mengecualikan cacat film umum seperti gel, bintik hitam, dan lubang dari ruang lingkupnya: standar ini menilai dispersi pewarna, bukan kualitas film secara keseluruhan. Cacat yang ditemukan dalam produksi merupakan persoalan penelusuran tersendiri, yang dibahas di bawah.

Metode 2: Nilai Tekanan Filter (ISO 23900-5:2015)

ISO 23900-5:2015 menentukan nilai tekanan filter (FPV). Konsentrat warna dalam polimer uji diekstrusi melalui paket saringan yang ditentukan, dan tekanan leleh di depan saringan dicatat. FPV menghubungkan kenaikan tekanan dengan jumlah pewarna yang diuji: FPV = (pmax − ps) / mc, dalam bar/g, dengan ps sebagai tekanan awal, pmax sebagai tekanan maksimum, dan mc sebagai massa pewarna yang digunakan dalam uji, bukan massa total sampel masterbatch. Aglomerat yang tidak terdispersi terkumpul di saringan dan menaikkan tekanan, sehingga pada kondisi yang sama FPV yang lebih rendah berarti lebih sedikit partikel yang menyumbat saringan.

FPV paling relevan ketika lelehan melewati filter halus: serat, pemintalan leleh, film tipis, dan lini lain dengan paket saringan halus. Standar ini menyatakan bahwa FPV hanya berlaku untuk peralatan, kondisi, dan polimer uji yang digunakan, dan bahwa hasil untuk pewarna yang berbeda hanya dapat dibandingkan jika konsentrat warnanya disiapkan dengan cara yang sama; karena itu, angka FPV dari laboratorium, saringan, atau resep uji yang berbeda tidak dapat dibandingkan secara langsung. Jika pemasok mencantumkan FPV, mintalah ukuran mesh saringan, konsentrasi pigmen, laju keluaran, dan polimer uji yang mendasarinya.

Metode 3: Mikroskopi dan ISO 18553:2025

Mikroskopi melihat dispersi secara langsung. Irisan tipis, yang dipotong dengan mikrotom atau ditekan di antara kaca objek mikroskop, diperiksa dengan pembesaran; ukuran partikel dan aglomerat diberi peringkat, dan tampilan keseluruhan dibandingkan dengan gambar referensi.

ISO 18553:2025, yang menggantikan edisi 2002, adalah metode mikroskopi yang dirujuk oleh standar ISO dan EN untuk pipa dan fiting poliolefin. Dalam kondisi yang ditetapkannya, standar ini mencakup pipa, fiting, dan kompon poliolefin, termasuk bahan baku dalam bentuk pelet, dengan batasan penting: kadar karbon hitam kurang dari 3 % (atau pigmen kurang dari 5 %) berdasarkan berat. Karena itu, standar ini berlaku untuk kompon hasil pengenceran, pelet kompon, atau pipa jadi, bukan untuk masterbatch pekat dengan karbon hitam 30–50 %, dan tidak dapat digunakan untuk mengklaim bahwa masterbatch tersebut lulus atau tersertifikasi ISO 18553. Baca setiap hasil bersama standar pipa atau fiting yang mensyaratkannya.

Untuk selubung kabel, lembaran, dan komponen cetak injeksi, mikroskopi sampel yang ditekan atau dipotong mikrotom dari komponen sebenarnya tetap bermanfaat, tetapi batas penerimaan sebaiknya disepakati antara pembeli dan pemasok, bukan diambil dari standar pipa.

Metode yang Sesuai untuk Aplikasi Anda

Aplikasi Anda	Pemeriksaan paling relevan	Yang ditunjukkan
Film tiup atau cor, lembaran tipis	Uji film (ISO 23900-6)	Bintik dari pewarna yang tidak terdispersi dalam film uji
Serat, ekstrusi dengan saringan halus	Nilai tekanan filter (ISO 23900-5)	Aglomerat yang menyumbat saringan
Pipa dan fiting poliolefin	Mikroskopi ISO 18553 pada kompon atau pipa	Ukuran aglomerat dan peringkat tampilan
Selubung kabel, komponen cetak	Mikroskopi ditambah uji coba produksi	Aglomerat dan cacat permukaan pada komponen sebenarnya

Cara Membandingkan Dua Masterbatch secara Adil

Kesalahan yang umum adalah menjalankan masterbatch dengan karbon hitam 40 % dan 50 % pada rasio pengenceran yang sama. Sampel dengan muatan lebih tinggi memasukkan lebih banyak karbon hitam ke dalam produk, sehingga tampak lebih hitam dan mungkin juga menunjukkan lebih banyak bintik, dan tidak satu pun hasil itu mengatakan apa pun tentang kualitas dispersi. Untuk perbandingan yang adil:

Samakan kadar karbon hitam di produk akhir, bukan laju dosisnya. Misalnya, karbon hitam 1,0 % di produk memerlukan 2,5 % masterbatch 40 %, tetapi hanya 2,0 % masterbatch 50 % (perhitungan ilustratif, bukan rekomendasi dosis).
Gunakan lot resin dasar, mesin, ulir, profil suhu, paket saringan, dan laju keluaran yang sama untuk kedua sampel.
Kondisikan kedua sampel dengan cara yang sama dan jalankan secara berurutan pada hari yang sama.
Hasilkan ketebalan produk yang sama dan nilai kepekatan hitam serta cacat di bawah pencahayaan yang sama.
Catat tekanan leleh di depan paket saringan pada awal dan akhir setiap proses sebagai indikator in-line sederhana.
Uji bahan dalam jumlah cukup: beberapa gram film atau satu pelat saja bisa melewatkan aglomerat yang jarang.

Bintik, Garis, atau Cacat Film: Menemukan Penyebab Sebenarnya

Tidak setiap cacat hitam merupakan masalah dispersi, dan uji dispersi terstandar di atas tidak dirancang untuk mendiagnosis cacat produksi umum seperti gel atau lubang. Sebelum menolak satu lot masterbatch, periksa pola yang diikuti cacat tersebut:

Gejala	Kemungkinan penyebab dari masterbatch	Kemungkinan penyebab dari proses atau bahan
Bintik hitam keras berukuran serupa	Aglomerat karbon hitam yang tidak terdispersi	Kontaminasi, bahan terdegradasi dari zona mati
Garis atau pita warna	Viskositas leleh pembawa jauh berbeda dari resin dasar	Pencampuran ulir yang buruk, dosis tidak stabil, waktu tinggal singkat
Gel atau mata ikan pada film	Ketidakcocokan pembawa atau aditif	Gel dalam resin dasar, bahan yang terlalu panas atau berikatan silang
Gelembung, rongga, atau jejak lembap	Kelembapan yang terserap selama penyimpanan	Pengeringan kurang, penyimpanan resin dasar yang lembap
Cacat hanya setelah ada perubahan	Lot masterbatch baru	Paket saringan baru, lot resin baru, atau setelan mesin baru

Aturan yang berguna: jika cacat juga muncul dengan resin dasar saja, atau dengan lot masterbatch yang sebelumnya disetujui pada setelan yang sama, kemungkinan besar masterbatch bukan akar penyebabnya. Jika cacat hanya muncul dengan satu lot masterbatch, simpan sampelnya dan bandingkan lot tersebut dengan lot terakhir yang disetujui pada lini yang sama.

Menetapkan Kriteria Penerimaan dengan Pemasok Anda

Dispersi paling mudah dikelola jika pembeli dan pemasok menyepakati secara tertulis arti "dapat diterima" sebelum pesanan pertama. Spesifikasi yang praktis mencatat:

Metode uji (uji film, FPV, mikroskopi, atau pemeriksaan film atau pelat internal) dan kondisi utamanya.
Resin dasar dan rasio pengenceran yang digunakan untuk pengujian.
Batas penerimaan atau sampel referensi, misalnya jumlah bintik maksimum per luas atau standar tampilan yang disetujui.
Rencana pengambilan sampel: lot mana yang diuji dan berapa sampel yang diambil per lot.
Cara hasil dilaporkan, misalnya pada sertifikat analisis atau catatan uji.

Batas yang tepat bergantung pada produknya: film pertanian yang tipis dan dinding pipa yang tebal memerlukan ambang yang sangat berbeda, jadi tetapkan batas berdasarkan uji coba Anda sendiri, bukan menyalin nilai dari produk lain.

Yang Perlu Dicatat Selama Uji Coba Sampel

Jaga agar setiap uji coba dapat ditelusuri sehingga hasilnya dapat diulang atau diselidiki kemudian:

Grade masterbatch, nomor lot, dan kadar karbon hitam sesuai dokumen pemasok.
Grade dan lot resin dasar, rasio pengenceran, dan kadar karbon hitam terhitung di produk.
Mesin, jenis ulir, profil suhu, paket saringan, laju keluaran, dan tekanan leleh.
Ketebalan produk, jumlah atau peringkat cacat, serta pembacaan kepekatan hitam atau opasitas jika diukur.
Foto yang diambil di bawah pencahayaan yang konsisten, ditambah sampel simpan dari pelet maupun produk jadi.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Bisakah dispersi dinilai dengan melihat pelet?

Tidak. Pelet bisa tampak identik namun terdispersi dengan sangat berbeda. Dispersi harus dinilai pada sampel yang diproses: film, irisan yang ditekan atau dipotong mikrotom, atau komponen sebenarnya.

Apakah nilai tekanan filter yang lebih rendah selalu lebih baik?

Pada kondisi uji yang identik, FPV yang lebih rendah (kenaikan tekanan per gram pewarna) menunjukkan lebih sedikit aglomerat yang menyumbat saringan. FPV yang diukur dengan saringan, polimer uji, atau persiapan konsentrat yang berbeda tidak dapat dibandingkan satu sama lain.

Apakah ISO 18553 berlaku untuk masterbatch hitam itu sendiri?

ISO 18553:2025 mencakup pipa, fiting, dan kompon poliolefin, termasuk bahan baku berbentuk pelet, dengan kadar karbon hitam kurang dari 3 % berdasarkan berat. Standar ini berlaku untuk kompon hasil pengenceran atau pipa jadi, bukan untuk masterbatch dengan karbon hitam 30–50 %.

Mengapa masterbatch terdispersi baik di satu lini tetapi tidak di lini lain?

Geseran, waktu tinggal, desain ulir, paket saringan, dan suhu leleh berbeda dari satu lini ke lini lain. Grade yang bekerja baik di lini panjang dengan geseran tinggi mungkin memerlukan grade dengan dispersi lebih tinggi di lini film ulir tunggal yang pendek, sehingga pemeriksaan akhir selalu berupa uji coba di peralatan Anda sendiri.

Informasi apa yang membantu pemasok merekomendasikan grade?

Resin dasar dan grade-nya, proses (film, pipa, kabel, atau injeksi), ketebalan produk, rasio pengenceran saat ini, foto cacat yang Anda lihat, serta uji dispersi atau standar penerimaan apa pun yang diwajibkan oleh pelanggan Anda sendiri.

Panduan Terkait

Bicara dengan Insinyur ZFH

ZFH menyediakan masterbatch hitam standar PE/EVA, masterbatch hitam PP, dan masterbatch kabel dalam grade dengan kadar karbon hitam dan pembawa yang berbeda. Jika Anda sedang membandingkan grade atau menyelidiki masalah dispersi, hubungi insinyur kami dengan menyertakan resin dasar, proses, dan foto cacat Anda. Kami dapat menyarankan grade untuk diuji coba dan mengonfirmasi dokumentasi uji apa yang dapat disediakan untuk grade yang Anda pilih.