FAQ sur les masterbatch de couleur et la coloration

Processus de colorimétrie : le client fournit une référence ou un échantillon → mesure des valeurs Lab au spectrophotomètre → sélection d'une combinaison de pigments adaptée en tenue thermique et à la lumière → essai sur extrudeuse de laboratoire → plaque de teinte standard → validation et micro-ajustements sur machine. Une colorimétrie professionnelle tient compte simultanément de la tenue à la température (procédé), à la migration (usage) et à la lumière (intérieur/extérieur) : ce n'est pas un simple rapprochement visuel.

Oui. Fournissez une référence Pantone (ex. PANTONE 485C) ou RAL : le coloriste travaille à partir des valeurs Lab du nuancier correspondant. Attention, ces nuanciers sont imprimés ou peints : à référence égale, la teinte sur plastique dépend du fond de la résine, de la brillance et de la transparence. La validation se fait toujours sur plaque de teinte plastique.

Dans la profession, ΔE ≤ 1,0 est excellent pour une pièce visible, ΔE ≤ 1,5 acceptable pour l'aspect courant, ΔE ≤ 2,0 pour les pièces structurelles. Le plus déterminant reste la stabilité entre lots : après validation du premier article, chaque lot est comparé à la plaque standard. Nous livrons en standard des masterbatch pour pièces visibles à ΔE ≤ 1,0-1,5.

Quatre causes : variation propre aux lots de pigments (même structure chimique, fabricants différents), fluctuation de la couleur de fond de la porteuse, variation de révélation de la teinte selon température et cisaillement du procédé, fluctuations du dosage au mélange. Remèdes : figer les fournisseurs et la formule de pigments, conserver un étalon de teinte, cadrer les paramètres du procédé.

Quatre critères : titre en TiO2 (au moins 50 % pour les pièces visibles), type de TiO2 (le rutile, plus tenace à la lumière et plus couvrant, surpasse l'anatase), blancheur et indice de jaune, grade de dispersion (exigence élevée pour les pièces minces). Extérieur : rutile impérativement, avec système anti-UV ; intérieur économique : masterbatch blanc de gamme moyenne.

Injection courante : 1 %-3 % ; exigences de couvrage élevées (recyclé foncé, blancheur maximale) : 3 %-6 % ; extrusion de film : 2 %-5 %. Tout dépend du titre du masterbatch et de l'épaisseur de la pièce : les parois minces couvrent mal, taux plus élevé. Déterminez le taux économique par essai plutôt qu'au doigt mouillé.

Masterbatch noir courant : 20 %-45 % de noir de carbone. Noir profond et brillant (façades d'électroménager) : noir haut pigmentant à 40 %-50 %, ajout 1 %-2 % ; pièces structurelles courantes : 25 %-30 %, ajout 2 %-3 %. Le noir de carbone redoute autant l'agglomération (points noirs) que le sous-dosage (gris terne).

Vérifiez d'abord trois points : le taux d'incorporation, le titre réel en noir de carbone du masterbatch, la qualité de la dispersion. Ordre des remèdes : +0,5 point de dosage à l'essai → passage à un concentré plus titré → contrôle de l'homogénéité du mélange et de la contre-pression. À terme, basculez vers un masterbatch noir haut pigmentant très titré.

Le gris est l'une des teintes les plus délicates : le rapport blanc/noir est très sensible aux nuances de fond, et un TiO2 légèrement jaune ternit le résultat. La méthode professionnelle passe par un logiciel de colorimétrie visant les valeurs Lab, des pigments à référence figée et une formule verrouillée après validation du premier article. En production, toute substitution de marque de masterbatch blanc ou noir est proscrite.

Les pigments fluorescents tiennent généralement mal la chaleur (220-260 °C pour la plupart) : ils se décomposent et changent de teinte sur les plastiques techniques à haute température ; leur tenue à la migration et à la lumière est aussi plus faible, avec décoloration rapide en extérieur. Précautions : injecter à basse température avec grandes carottes et éviter les temps de séjour ; pour l'extérieur, passer à des systèmes fluorescents à forte résistance à la lumière ou atténuer l'intensité.

Le pigment nacré est un mica en paillettes : un cisaillement trop fort détruit les feuillets et fait perdre l'effet. Points clés : élargir carottes et canaux, réduire vitesse de vis et contre-pression, éviter les filtres trop fins qui retiennent les paillettes ; en extrusion de film, l'orientation des paillettes crée un effet d'écoulement nacré — à exploiter ou à considérer comme défaut selon le cas.

L'effet métallisé repose sur l'orientation des paillettes d'aluminium. Pour gagner en brillance : substrat à haute brillance, température de moule plus élevée, vitesse d'injection accrue pour aligner les paillettes dans le sens de l'écoulement, cisaillement limité pour ne pas briser les paillettes, moules polis. Validez le rendu par essai sur votre propre outillage.

Le masterbatch phosphorescent contient des poudres de luminescence (aluminates de strontium) ; un taux d'ajout élevé (5 %-15 %) est nécessaire pour une rémanence visible, et les granulés, durs, useront les vis. Recommandations : pièces suffisamment épaisses (la rémanence est proportionnelle à l'épaisseur), fond transparent ou clair, éviter les superpositions avec des pigments très couvrants.

Le masterbatch thermochrome utilise des cristaux liquides ou des leuco-colorants microencapsulés qui changent de structure — et donc de couleur — dans une plage de température donnée (points de bascule courants : 15 °C, 31 °C, 44 °C...). Les microcapsules redoutent le fort cisaillement et la température de mise en œuvre plafonne en général à 230 °C : idéal pour les PP/PE à basse température (gourdes, jouets de bain).

Les effets marbre et bois s'obtiennent par mélange de deux masterbatch aux fluidités et teintes contrastées, ou par un masterbatch de veinage dédié : un mélange incomplet laisse les veinures se tirer naturellement. La clé est le dosage du temps de mélange et du cisaillement : trop homogène, la teinte devient unie ; pas assez, les plages colorées sont grossières. Paramètres à caler par essai.

Pour colorer en conservant la transparence : masterbatch à colorants (dyes) ou à pigments organiques très transparents, en évitant TiO2 et pigments minéraux (trouble immédiat). Vérifiez tenue thermique et tenue à la migration ; pour le contact alimentaire, contrôlez la conformité réglementaire des colorants. Pour les pièces sensibles au trouble (bouchons, diffuseurs), demandez au fournisseur les données de transmission.

En extérieur, évitez les rouges et jaunes azoïques et les fluorescents qui se décolorent ; privilégiez les systèmes minéraux (jaune de titane, oxyde de fer rouge, bleu de cobalt) ou des organiques haut de gamme très résistants à la lumière (phtalocyanines, quinacridones), associés à un masterbatch anti-UV (HALS + absorbant UV) pour une double protection. Sur les pièces foncées en extérieur, surveillez aussi la déformation par absorption de chaleur.

Pour le contact alimentaire, les pigments doivent figurer sur les listes autorisées FDA 21 CFR ou EU 10/2011 / GB 9685 avec une migration globale conforme ; les vifs rouges, jaunes et oranges offrent moins de choix que pour l'industrie, métaux lourds et amines aromatiques restreints. À la commande, faites confirmer par écrit l'usage « contact alimentaire » : le fournisseur propose la formule et les rapports correspondants.

On peut approcher l'effet : substrat brillant + masterbatch noir ou de couleur très dispersé + moule chaud et poli. La clé réside dans le grade de dispersion des pigments et la propreté de la porteuse (peu de points noirs). Face aux résines précolorées, on perd les effets mica-aluminium, mais sur les brillants courants l'avantage coût est net : comparez par essai avant de trancher.

Trois voies : masterbatch matant (silice ou talcs), texture du moule (grainage), résine de grade mat. Le masterbatch matant est souple à l'emploi mais peut modifier l'indice de fluidité et les propriétés mécaniques — prudence sur les parois minces ; pour les pièces visibles exigeantes, le grainage dans le moule reste le plus stable.

Les traces d'écoulement en extrusion de film proviennent surtout d'un écart de fluidité entre masterbatch et substrat, d'une plastification hétérogène ou d'une mauvaise dispersion. Remèdes : masterbatch à porteuse de même famille et très fluide, filtration plus fine pour forcer la dispersion, hausse modérée de la température de fusion et de la contre-pression, dosage dans les limites prescrites. Préférez des masterbatch dédiés à l'extrusion de film plutôt que des grades injection.

Aux lignes de soudure des pièces colorées, la convergence des fronts de fusion accentue l'écart de teinte. Atténuations : températures matière et moule plus élevées pour une meilleure soudure, évents ajustés, carotte déplacée, masterbatch peu titré et bien dispersé (les concentrés très titrés se concentrent localement et marquent davantage). Dès la conception, évaluez ensemble position des lignes de soudure et solution colorante.

La migration désigne le déplacement de pigments ou d'additifs depuis l'intérieur de la pièce vers la surface : coloration d'articles voisins, voile, transfert au frottement. Causes habituelles : molécules pigmentaires trop petites, incompatibilité avec la résine, présence de plastifiants. Remèdes : pigments à haut poids moléculaire, masterbatch à porteuse spécifique, additifs antimigration pour le PVC souple et autres systèmes, avec validation par essai.

Quatre causes majeures de décoloration : pigments insuffisamment résistants à la lumière (absence de système solide en extérieur), tenue thermique insuffisante (décoloration déjà au procédé), oxydation (absence d'antioxydants), migration. Distinguez d'abord « dévié à la sortie de presse » de « décoloré à l'usage » : le premier oriente vers la tenue thermique, le second vers la résistance à la lumière et aux UV.

Méthodes courantes : contact sous pression et à chaud contre un PVC blanc ou une plaque claire puis observation du transfert, ou essai de migration selon les normes GB/T en vigueur. Pour l'extérieur et le domestique, ajoutez des essais de tenue à la lumière (xénon) et à la chaleur (stockage à chaud). Exigez ces données du fournisseur : ne vous fiez pas au seul rendu esthétique.

En bimatériau, les deux matières doivent être compatibles et leurs retraits assortis ; chaque masterbatch s'injecte depuis son propre cylindre. Cas typique : noyau dur ABS + surmoulage souple TPE, avec un masterbatch spécifique TPE pour la partie souple. Attention : la température du second matériau ne doit pas dégrader la première pièce colorée ; choisissez la tenue thermique des deux masterbatch selon la température maximale.

Un masterbatch transparent (système à colorants) est conçu à faible trouble : à 1 %-2 %, l'impact sur la transmission est minime ; en revanche, un concentré contenant du TiO2 ou des charges voile aussitôt. Pour les pièces sensibles au voile (diffuseurs, flacons), employez un masterbatch à colorants et exigez du fournisseur les données de haze.

Quand un foncé (rouge vif, bleu profond, noir) couvre mal un fond clair ou du recyclé : relever le taux d'incorporation, passer à un concentré plus titré, ou appliquer un primaire (fond ajusté avec masterbatch gris/blanc) avant la teinte de surface. La solution la plus économique consiste souvent à rapprocher la couleur du fond de la teinte visée plutôt qu'à épaissir indéfiniment la couche colorée.

Séquence : rinçage à la résine de nettoyage très fluide (ou au recyclé) en grande quantité → foncé vers clair : ajouter un peu de masterbatch blanc pour pousser → clair vers foncé : transition directe → les bascules noir/blanc sont les plus coûteuses en matière : séquencez la production en séparant noir et blanc. Pour les transparents à forte valeur, réservez une machine aux teintes claires pour limiter les purges.

Couleur courante : 1 à 2 tours — premier tour avec 2-3 formules proches, ajustements, puis validation au second tour ; effets (métallisé, nacré, fluorescent) et clients très exigeants sur la teinte : 2 à 4 tours. Fournir un échantillon physique plutôt qu'une seule référence accélère nettement — un échantillon réel améliore sensiblement la réussite du premier tour.