色差

射出成型不良-色差(光澤差別) | 異色 | 混色

色差(光澤差別)與異色是塑件的表面或流動方向的部位會產生局部區域顏色偏差(混色)現象,因配套件顏色差別造成射出成品整批報廢的情況並不少見。色差影響因素眾多,因此色差控制技術同時也是射出中公認較難掌握技術之一。

1. 混色

塑件的表面或流動方向的部位會產生局部區域顏色偏差(混色)現象,(圖1) (圖2)所示。

混色的原因很多,如射出過程中色粉擴散不均(相容性差),料管未清洗乾淨、原料中混有其他顏色的回收料、回收料比例不穩定、熔體塑化不良等,原因分析及改善方法如(圖3)所示。

2. 色差(光澤差別)

射出成型後在同一表面出現顏色不一致或光澤不相同的現象,成為色差或光澤差別。色差由於塑件著色及分布不均或是著色劑的排列跟隨熔體流動方向不同所引起。熱效應的破壞和射出件的嚴重變形,例如使用過大的脫模力,也可導致顏色不均勻而產生色差痕。

射出過程中如果原料、色粉的變化,回收料的回收量未控制,射出工藝(料溫、背壓、殘量、射出速度及螺趕轉速等)變化,機台變更,混料時間不同,原料乾襙時間過長、顏色需要配套的產品分開做模(脫套模具),樣板變色及庫存品顏色不一樣等,都會導致出現色差現象。具體原因及改善方法如(圖4)所示。

塑件出現色差是射出成型中經常發生的問題,也是最難控制的問題之一,令射出技術和管理人員十分頭痛。解決色差現象是一項系統工程,需要從射出生產過程中的各個工序(個環節)加以控制,才可能得到有效的改善。

3. 射出製品成型過程中為何出現變色? 應如何避免?

(1) 製品出現變色的主要原因

  • (a) 著色劑或添加劑的熱穩定性不夠,在料管中很容易受熱分解,導致塑件變色。通常比較容易發生在融合部位(結合線)、肋線結構部位等容易發生剪切流動的部位。
  • (b) 樹脂熱分解引起製品變色。當料管溫度太高時,高溫熔料在料管中容易過熱分解,或噴嘴處溫度太高,熔料在噴嘴處焦化積留,也會引起塑件表面變色。
  • (c) 射出速度太快,模腔中的氣體來不及被排出,氣體因被壓縮而壓力增大,會使溫度升高,產生過熱塑料分解,出現變色現象。同時高速射出時,熔料通過流道和澆口時,會產生較高的剪切熱,導致塑料的溫度升高,出現過熱分解而變色的現象。

(2) 避免的措施

  • (a) 選擇熱穩定性的著色劑或添加劑。
  • (b) 將低料管溫度或射嘴溫度。在生產過程中,如果變色是發生在整個塑件,往往是成型溫度太高所致。
  • (c) 降低射出速度,保證模腔排氣順暢。通常由於射出速度過高,模具排氣不暢而引起的製品變色,一般出現在製品流道的末端。

4. 射出製品表面為何出現混色條? 應如何處理?

(1) 出現混色條的原因

  • (a) 塑料塑化時背壓太低,使塑料的混練效果較差。
  • (b) 塑料塑化溫度偏低,樹脂塑化不好,著色劑不能很好地分散。
  • (c) 加色母料時,載體樹脂與塑料的相容性差,色母料的分散性不好。
  • (d) 設備清理不乾淨,黏附有其他物料。

(2) 處理的辦法

  • (a) 適當提高物料的溫度和螺趕的轉速。
  • (b) 適當提高物料塑化的背壓。
  • (c) 加入適量的相容劑或分散劑,增加塑膠與色母料之間的相容性及分散性。

5. 六種方式控制射出工藝的色差

顏色差異是常見的缺陷,因配套件顏色差別造成射出成品整批報廢的情況並不少見。色差影響因素眾多,涉及原料樹脂、色母、色母同原料的混合、射出方法、射出機、模具等,正因為牽涉面廣泛,因此色差控制技術同時也是射出中公認較難掌握技術之一。在實際的生產過程中我們一般從以下六個方面來進行色差的控制。

(1) 消除原料樹脂、色母的影響

控制原材料是徹底解決色差的關鍵。因此,尤其是生產淺色製品時,不能忽視原料樹脂的熱穩定性不同對製品色澤波動帶來的明顯影響。鑑於大多數射出生產廠商本身並不生產塑料母料或色母,這樣,可將注意的焦點放在生產管理和原材料檢驗上。即加強原材料入庫的檢驗;生產中同一產品盡可能採用同一廠家、同一牌號母料、色母生產;對於色母,我們在批量生產前要進行抽檢試色,既要同上次校對,又要在本次中比較,如果顏色相差不大,可認為合格,如同批次色母有輕微色差,可將色母重新混合後再使用,以減少色母本身混合不均造成的色差。同時,我們還需重點檢驗原料樹脂、色母的熱穩定性,對於熱穩定性不佳的,我們建議廠商進行調換。

(2) 消除射出機及模具因素的影響

要選擇與射出產品容量相當的射出機,如果射出機存在塑料死角等問題,最好更換設備。對於模具澆注系統、排氣槽等造成色差的,可通過相應部分模具的維修模來解決。必須首先解決好射出機及模具問題才可以組織生產,以削減問題的複雜性。

(3) 消除色母同母料混合不均的影響

塑料母料同色母混和不好也會使產品顏色變化無常。將母料及色母機械混合均勻後,通過下吸料送入料桶時,因靜電作用,色母同母料分離,易吸附於料桶壁,這勢必造成射出週期中色母量的改變,從而產生色差。對此種情況可採取原料吸入料桶後再加以人工攪拌的方法解決。現在有很多公司採用餵料機(圖5)來加入色母,這樣節省了大量人力,並且為色差控制提供了很大的幫助,但不少公司因使用不當,結果往往難以令人滿意。固定轉速下餵料機加入色母的多少取決於塑化時間,而塑化時間本身是波動的,有時波動甚至還比較大,因此要保證恆定的加料量,需將餵料機加料時間加以固定,且設定時間小於最小塑化時間。在使用餵料機時需注意,因餵料機出口較小,使用一段時間後,可能會因為餵料機螺桿中積存的原料粉粒造成下料不准,甚至造成餵料機停轉,因此需定期清理。

(4) 減少射出方法調整時的影響

非色差原因需調整射出方法參數時,盡可能不改變射出溫度、背壓、射出週期及色母加入量,調整同時還需觀察工藝參數改變對色澤的影響,如發現色差應及時調整。盡可能避免使用高射出速度、高背壓等引起強剪切作用的射出方法,防止因局部過熱或熱分解等因素造成的色差。嚴格控制料管各加熱段溫度,特別是噴嘴和緊靠噴嘴的加熱部分。

(5) 減少料管溫度對色差的影響

生產中常常會遇到因某個加熱圈損壞失效或是加熱控制部分失控長燒造成料管溫度劇烈變化從而產生色差。這類原因產生的色差很容易判定,一般加熱圈損壞失效產生色差的同時會伴隨著塑化不均現象,而加熱控制部分失控長燒常伴隨著產品氣斑、嚴重變色甚至焦化現象(圖6)。因此生產中需經常檢查加熱部分,發現加熱部分損壞或失控時及時更換維修,以減少這類色差產生機率。

(6) 掌握料管溫度、色母量對產品顏色變化的影響

在進行色差調整前還必須知道產品顏色隨溫度、色母量變化的趨勢。不同色母隨生產的溫度或色母量的改變,其產品顏色變化規律是不同的。可通過試色過程來確定其變化規律。除非已知道這種色母顏色的變化規律,否則不可能很快地調好色差,尤其是在採用新色母生產的調色時。

☆ 其他參考資料及文章

● 射出成型不良原因分析

● 成型不良原因及對策處理