¿Cuánto masterbatch se usa por tonelada de resina y cómo se calcula la dosificación para su proceso?

El pedido de bolsa azul para la cadena de autoservicio iba a tiempo hasta el jueves. El turno de noche encontró la película más pálida que el estándar y subió el alimentador del masterbatch «un poco», sin anotar cuánto; el turno de día la encontró oscura y lo regresó a donde creía que estaba. El cliente recibió rollos de dos tonos distintos en la misma tarima, y el lunes almacén avisó que el concentrado presupuestado para el mes se había terminado con una semana de anticipación. La pregunta más básica del expediente quedó sin respuesta: a qué porcentaje estaba corriendo la línea.

El masterbatch se dosifica típicamente entre 1 % y 5 %; una tonelada de resina lleva del orden de 25 kg al 2.5 %. El porcentaje exacto lo fijan la ficha técnica y las pruebas de laboratorio.

Lo que le cuesta a su planta dosificar a ojo

La dosificación de masterbatch es la variable de planta que toca tres resultados al mismo tiempo: el tono de la pieza, su costo y su desempeño. Un punto porcentual arriba del necesario representa, en una tonelada de resina, diez kilos de concentrado que se pagan y que el cliente jamás percibe. Un punto abajo deja la pieza pálida, con rayas o con transparencias donde se esperaba opacidad, y el lote se rechaza por color. Entre esos dos extremos está el porcentaje correcto, y la única forma de sostenerlo turno tras turno es conocerlo por escrito y verificarlo en kilos.

En las plantas que nos consultan por variación de tono encontramos con frecuencia la misma escena. La fórmula existe, pero el alimentador se mueve según la percepción del operador y el consumo real de concentrado se descubre hasta el cierre de inventario. La diferencia entre lo presupuestado y lo consumido aparece entonces como un faltante de varios miles de pesos que nadie sabe a qué pedido cargar, y el reclamo por tono llega en la misma semana.

Let-down ratio: la proporción que define el color

En la industria del plástico, la proporción en la que el masterbatch se mezcla con la resina natural se conoce como "let-down ratio" o razón de dilución. Se expresa de dos maneras: como porcentaje (2.5 % significa 2.5 kg de concentrado en cada 100 kg de mezcla) o como relación 1:X (1:40 significa un kilo de concentrado por cada cuarenta kilos de resina). Las dos notaciones describen la misma idea, y confundirlas es una de las fuentes de error más comunes en planta.

En la mayoría de las aplicaciones de color, la dosificación típica se mueve entre 1 % y 5 %. Dentro de ese rango, la cifra depende de cuánto pigmento lleva el concentrado, del tono que se busca y del espesor de la pieza. Por eso el rango sirve para presupuestar, y el porcentaje de su pieza se define en el desarrollo.

Sobredosificación y subdosificación: dos fallas con la misma raíz

El exceso de concentrado sube el costo por pieza, puede alterar la fluidez de la mezcla y deja pigmento que la matriz del polímero ya no integra; ese excedente es el primero en aflorar a la superficie y transferirse a lo que la pieza toca. La falta de concentrado provoca lo contrario: tono corto, rayas de dispersión incompleta y pérdida de opacidad en película delgada. Las dos fallas nacen del mismo punto, un porcentaje que nadie calculó o que nadie verificó en la máquina.

El cálculo que convierte un porcentaje en kilos por turno

Calcular la dosificación es aritmética sencilla, siempre que primero se defina sobre qué base se expresa el porcentaje. Proponemos el siguiente procedimiento en tres pasos, con cifras de ejemplo que usted puede sustituir por las de su línea.

Paso uno: porcentaje sobre la mezcla o sobre la resina

La fórmula base es kilos de masterbatch = peso total de la mezcla × porcentaje ÷ 100. Para preparar una tonelada de mezcla al 2.5 %, se pesan 25 kg de concentrado y 975 kg de resina. Si la ficha técnica expresa el porcentaje sobre la resina, el cálculo cambia ligeramente: a una tonelada completa de resina se agregan 25 kg de concentrado y la mezcla pesa 1,025 kg. La diferencia parece menor, pero en un pedido grande se acumula y explica por qué dos plantas con la misma fórmula reportan consumos distintos.

La relación 1:X se convierte con la misma lógica. En 1:40 hay un kilo de concentrado por cada cuarenta de resina, es decir, un kilo en cuarenta y uno de mezcla: 2.44 % sobre la mezcla, o 2.5 % sobre la resina. Antes de programar el alimentador, confirme con su proveedor cuál de las dos bases usa su ficha técnica.

Paso dos: del porcentaje al alimentador

En extrusión, la dosificación se traduce a kilos por hora. Con cifras de ejemplo, una línea de película que procesa 150 kg/h con un concentrado al 2 % necesita 3 kg/h de masterbatch; en un turno de ocho horas, 24 kg. En inyección, el cálculo se hace por disparo: si cada disparo pesa 400 g entre pieza y colada, al 2 % el alimentador debe entregar 8 g de concentrado por ciclo, y una orden de 10,000 disparos consume 80 kg. Con esas cifras el almacén sabe cuántos sacos surtir por turno y compras sabe cuándo reponer, antes de que la línea se detenga.

Paso tres: cuánto pigmento llega realmente a la pieza

El porcentaje de masterbatch y el porcentaje de pigmento en la pieza son dos datos distintos. El segundo resulta de multiplicar la carga de pigmento del concentrado por la dosificación. Un concentrado hipotético con 40 % de pigmento, dosificado al 2.5 %, deja 1 % de pigmento en la pieza; un concentrado con mayor carga alcanza esa misma concentración con una dosificación menor. Por eso la comparación justa entre proveedores se hace por costo por pieza coloreada. Nuestros masterbatch de alta concentración están formulados precisamente con ese criterio: mayor poder de teñido con menor dosificación por kilogramo de resina.

Las variables que mueven el porcentaje en su proceso

Dos piezas del mismo color pueden requerir dosificaciones muy distintas. Estas son las variables que el laboratorio revisa antes de proponer una cifra:

• Espesor de pared: una película delgada necesita más concentrado para alcanzar opacidad que una pieza inyectada de pared gruesa, donde el mismo tono se logra con menos pigmento.

• Opacidad o translucidez buscada: un tono traslúcido admite dosificaciones bajas; un tono sólido que debe ocultar el contenido del envase exige más carga.

• Tipo de pigmento: los orgánicos ofrecen mayor brillo y fuerza de tinción con dosificaciones menores; los inorgánicos aportan opacidad y resistencia térmica y a la luz, y muchas fórmulas combinan ambos.

• Resina base: una resina natural de tono limpio y una resina reciclada con tono base propio responden distinto al mismo concentrado.

• Proceso y temperatura: nuestra línea básica está formulada para PEAD, PEBD y PP en inyección, extrusión de película, extrusión soplo y moldeo por compresión, con un rango de proceso de 150 °C a 250 °C; fuera de ese rango, la dosificación deja de ser el único factor que controla el tono.

Cada una de estas variables se registra en el desarrollo, y la dosificación recomendada sale de su combinación. Cuando alguna cambia, por ejemplo un proveedor de resina nuevo o un calibre distinto de película, conviene revisar el porcentaje con el laboratorio antes de arrancar la corrida.

Tres errores de planta que desvían la dosificación

Aun con el porcentaje correcto en la ficha, la dosificación real puede alejarse de la programada. Estos son los tres mecanismos que encontramos con más frecuencia cuando revisamos un lote con variación de tono.

Dosificar por volumen con materiales de distinta densidad

Un alimentador volumétrico entrega un volumen constante de pellet, y el pellet de masterbatch y el de la resina rara vez tienen la misma densidad aparente o la misma forma. Si el equipo se calibró con otro material, el porcentaje real se aleja del programado sin que nadie lo note. La corrección es simple: pesar lo que entrega el alimentador durante un minuto, compararlo con lo que debería entregar según el cálculo y ajustar. Un alimentador gravimétrico resuelve el problema de raíz porque dosifica por peso.

Premezcla en tambor y segregación en la tolva

Cuando el concentrado se premezcla con la resina en tambor, los pellets de distinto tamaño tienden a separarse durante el traslado y dentro de la tolva. El resultado es una pieza con más color al inicio de la carga y menos al final, o rayas que aparecen y desaparecen a lo largo de la corrida. La dosificación directa en la garganta de la máquina, con un alimentador calibrado, elimina esa variación.

Ajustes de turno sin registro

El caso de la apertura es el más frecuente. Cada ajuste que un operador hace para corregir el tono cambia el porcentaje real, y si se hace sin registro, la siguiente persona parte de un punto desconocido. La solución es de procedimiento: porcentaje escrito en la orden de producción, verificación por peso al inicio de cada turno y cualquier desviación de tono reportada al laboratorio antes de mover el alimentador.

Quién define el porcentaje exacto de su pieza

El rango de 1 % a 5 % sirve para presupuestar; el porcentaje de su pieza lo definen la ficha técnica del concentrado y las pruebas de laboratorio. En Delta Pigmentos, la dosificación se ajusta a su máquina con la propuesta técnica que acompaña cada cotización. El laboratorio parte de su referencia de tono (una muestra física, un código Pantone o el material que usa hoy), de su polímero, de su proceso y del espesor de la pieza, y formula el concentrado con la carga de pigmento que ese caso necesita.

Después, usted prueba la muestra en su propia máquina, con su material y sus condiciones, y confirma el tono a la dosificación recomendada antes de comprometer volumen. Trabajamos la igualación como socio autorizado de Pantone y nuestros procedimientos de fabricación están certificados bajo ISO 9001-2015, que es lo que sostiene que la dosificación aprobada hoy entregue el mismo tono en el pedido del próximo trimestre.

Preguntas frecuentes

¿Puedo bajar la dosificación para reducir costo?

Solo con validación previa. Si el tono y la opacidad se sostienen a un porcentaje menor, el ahorro es real; si bajan, el ahorro se paga en rechazos. La vía más segura es un concentrado de mayor carga de pigmento, que alcanza el mismo tono con menos kilos por tonelada. El laboratorio puede evaluar ambas opciones con su pieza.

¿Cómo convierto una relación 1:50 a porcentaje?

Divida uno entre la suma de las dos partes: 1 ÷ 51 da 1.96 % sobre la mezcla. Si la ficha técnica expresa el porcentaje sobre la resina, 1 ÷ 50 da 2 %. Confirme siempre cuál de las dos bases usa su proveedor antes de programar el alimentador.

¿La dosificación cambia si trabajo con resina reciclada?

Con frecuencia, sí. La resina reciclada trae un tono base propio y puede variar entre lotes, de modo que el porcentaje que funcionaba con resina natural puede quedarse corto o pasarse. Conviene desarrollar el color sobre la resina real que se va a usar en producción y medir cada lote nuevo contra el estándar.

En Delta Pigmentos fabricamos masterbatch desde hace 24 años, con laboratorio propio y procedimientos certificados ISO 9001-2015. Si necesita confirmar el porcentaje correcto para una pieza nueva, o su consumo de concentrado ya se aleja de lo presupuestado, escríbanos por WhatsApp con su polímero, su proceso, el espesor de la pieza y su referencia de tono; le respondemos con propuesta técnica y dosificación recomendada. Toda solicitud se revisa dentro de las 24 horas hábiles siguientes.