混色

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。

▲ 2025/08/18更新(第2版)

1. 混色

在射出成型過程中,塑件表面或流動方向會出現局部顏色不均的現象,即所謂的「混色」(Figure 1) (Figure 2)。此問題會使外觀品質下降,甚至影響產品等級。

造成混色的原因相當多,最常見的是色粉擴散不均,尤其當色粉與基材相容性差時,更容易導致色差。此外,料管或螺桿若清理不完全,殘留不同顏色的樹脂也會混入;若原料中摻雜了其他顏色的回收料,或回收料比例控制不穩定,也可能使顏色偏差加劇。相關原因分析與對策可參考(Figure 3)。

2. 色差(光澤差別)

在射出成型後,塑件表面若出現同一區域顏色不一致或光澤差異的情況,通常被稱為「色差」或「光澤差別」。色差的形成原因多樣,其中包括著色劑分布不均勻,或著色劑在熔體流動過程中因排列方向不同而產生視覺差異。此外,熱效應對顏色的破壞,也會造成表面顏色不均,進而產生色差痕。

在實際生產中,許多因素都可能引發色差。包括原料或色粉品質的波動、回收料比例未嚴格控制、射出工藝參數(如料管溫度、背壓、殘料量、射出速度、螺桿轉速等)的變動,甚至不同機台條件切換,都會造成顏色不穩定。此外,混料時間過短或過長、原料乾燥不充分、配套產品必須分開模具成型,以及樣板或庫存品因時間過久而產生顏色差異,也都會造成色差現象。

由於影響因素眾多,塑件色差成為射出成型中最常見且最難以控制的品質問題之一。為了有效改善,必須以系統化方式進行管控,從原料檢驗、混料均勻性、回收料比例,到射出工藝條件的穩定性,都需要嚴格監控。相關原因與改善方法可參考(Figure 4)。

3. 射出製品成型過程中為何出現變色? 應如何避免?

(3-1) 製品出現變色的主要原因

(3-1-1) 著色劑或添加劑的熱穩定性不足

若色粉或添加劑在高溫下容易分解,就會導致顏色改變,特別是在熔膠流動剪切應力較大的部位,如結合線、肋線或尖角結構,最容易出現局部變色。

(3-1-2) 樹脂熱分解

當料管或射嘴溫度過高時,熔體可能因長時間停留而過熱分解,甚至在射嘴處焦化、積碳,最終造成表面發黑或變黃。這類問題往往與加熱區溫度控制不當或料管停留時間過長或是料管容量與塑膠重容量比例高有關。

(3-1-3) 射出速度過快

在高速射出的情況下,模腔中的氣體無法及時排出,被壓縮後溫度急速上升,導致熔體局部過熱分解,形成變色痕。同時,高速流動會在澆口與流道產生強烈剪切熱,也會使局部溫度過高而引發變色。

(3-2) 避免變色的措施

(3-2-1) 選擇高熱穩定性的著色劑與添加劑

在配色與選材時,應挑選經過驗證、不易受熱分解的色粉或助劑,並注意其與基材樹脂的相容性,以降低因熱降解造成的顏色異常。

(3-2-2) 優化成型溫度控制

料管與噴嘴的溫度應保持在適當範圍,避免過高導致熔體分解。若變色現象遍及整個製品,往往代表成型溫度設置過高,此時應逐步降低料筒或射嘴區的加熱設定,並縮短熔體停留時間。

(3-2-3) 降低射出速度並改善排氣

適度降低射出速度可減少剪切熱的產生,並確保模腔內的氣體能順利排出。若模具排氣設計不足,需適當增加排氣槽或改善排氣通道,以避免末端因氣體壓縮而發生變色。

4. 射出製品表面為何出現混色條? 應如何處理?

在射出成型過程中,塑件表面若出現條狀或紋理狀的顏色不均現象,通常被稱為「混色條」。此問題會使產品外觀顯得粗糙或色澤不一致。

(4-1) 出現混色條的原因

  • (a) 背壓過低:在塑化過程中,若背壓不足,樹脂混練效果不佳,顏色無法充分融合。
  • (b) 塑化溫度偏低:當料管溫度過低時,樹脂未能完全塑化,色母或著色劑無法均勻分散於熔體之中,造成色澤不均。
  • (c) 色母相容性差:若所使用的色母載體樹脂與基材塑料相容性不足,顏色分散性差,容易產生局部集聚,進而在製品表面形成混色條。
  • (d) 設備清理不充分:螺桿或料筒內若殘留其他顏色物料,會隨熔膠帶出,導致條狀混色現象。

(4-2) 處理的辦法

  • (a) 調整工藝參數:適度提高料管溫度與螺桿轉速,可改善樹脂塑化程度,使顏色分布更均勻。
  • (b) 增加背壓:適當提升塑化過程的背壓,有助於熔膠充分混合,減少顏色條紋的形成。
  • (c) 改善相容性:在配料中加入適量相容劑或分散劑,提升色母與基材的相容性,促進顏色的均勻分散。
  • (d) 加強設備清潔:確保螺桿、料管及射嘴在換料或換色後徹底清理,避免殘留物料影響成品外觀。

5. 六種方式控制射出工藝的色差

色差是射出成型中常見的品質缺陷之一。由於零件之間存在顏色差異,往往會導致整批產品報廢,造成不必要的損失。造成色差的原因眾多,涉及原料樹脂、色母、兩者的混合均勻度、射出工藝條件、射出設備及模具設計等多方面因素。也因此,色差控制被公認為射出成型中最難掌握的技術之一。為了在生產中有效降低風險,我們通常從以下六個方面著手進行控制。

(5-1) 消除原料樹脂與色母的影響

控制原材料品質是解決色差問題的根本。特別是在生產淺色產品時,原料樹脂的熱穩定性差異會直接導致產品色澤波動。由於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。即加強原材料入庫檢驗,並在生產中盡量使用同一廠家、同一牌號的母料與色母,以降低批次差異。同時,在大批量生產前,需進行抽樣試色,並與上批產品比對,若差異不大即可判定合格;若存在輕微差異,應先將色母重新混合再使用,以避免因混合不均引發色差。對於熱穩定性不佳的材料,建議直接更換,以免在高溫下分解變色。

(5-2) 消除射出機與模具因素

選擇與產品容量相匹配的射出機,避免因料管死角造成殘料滯留而引發色差。若模具澆注系統或排氣設計不良,則需透過維修或改善模具來解決。只有在設備與模具狀況穩定的前提下,才能有效降低色差,減少工藝調整的複雜性。

(5-3) 消除混合不均的影響

母料(塑料)與色母混合不均常導致顏色忽深忽淺。當原料透過吸料裝置進入料桶時,靜電作用可能使色母附著在桶壁,導致實際投入比例不穩,進而引起色差。常見解決方法是吸料後再人工攪拌,或使用自動餵料機來控制比例。餵料機(Figure 5)雖能大幅減少人力,並提升穩定性,但若使用不當,仍會導致加料量隨塑化時間波動而改變。因此在設定時,需將加料時間固定,且設定時間小於最小塑化時間。同時,餵料機需定期清理,避免因粉粒堵塞餵料機螺桿而導致下料不準甚至停轉。

(5-4) 減少工藝參數調整的影響

在非色差因素需要調整射出工藝時,應盡量避免改變射出溫度、背壓、週期及色母比例,並同步觀察這些變化對顏色的影響。一旦發現色差,需及時修正。建議避免使用高射出速度或高背壓等會造成強剪切的工藝方式,以防因局部過熱或材料分解而產生顏色偏差。料管各加熱段,尤其是噴嘴區域的溫度,更需嚴格控制。

(5-5) 減少料管溫度異常影響

射出過程中若加熱圈損壞或控制系統失效,會造成料管溫度劇烈波動,進而導致顏色不穩定。此類問題常伴隨塑化不均、產品氣斑或嚴重變色甚至焦化(Figure 6)。由於現象明顯,判斷較為容易。因此需加強日常檢查,一旦發現加熱部件異常,必須及時維修或更換,以降低因溫度異常造成的色差風險。

(5-6) 掌握溫度與色母量對顏色的影響

在調整色差之前,應先掌握產品顏色隨溫度與色母比例變化的規律。不同顏色的色母,其對溫度或添加量的敏感性差異極大,必須透過試色過程進行驗證。若事先不了解變化趨勢,調色將變得困難,尤其在首次使用新色母時更需注意。

6. 延伸閱讀

(6-1) 射出成型不良-色澤不良與異色疑難解答(上)

在塑膠射出成型過程中,製品表面光澤的均勻度往往是衡量外觀品質的關鍵指標。然而在實際生產中,常會出現局部發亮或發暗的情況,導致表面光澤不均。因此,正確理解光澤差異的成因,並採取適當的改善措施,是確保塑膠射出製品品質的重要工作。(按圖連結文章)

(6-2) 射出成型不良-色澤不良與異色疑難解答(中)

在射出成型製程中,除了尺寸精度與表面光澤外,色澤均勻性同樣是判斷外觀品質的重要標準。若製品表面出現色差、局部發暗或變色,不僅削弱美觀與質感,還可能影響後續塗裝效果與實際使用性能。(按圖連結文章)

(6-2) 射出成型不良-色澤不良與異色疑難解答(下)

光澤不良是塑件常見缺陷之一,表現為表面暗淡無光,透明製品則會出現透光性顯著下降的情況。這種缺陷可能由多種因素造成,包括模具故障和成型條件控制不當。

(6-4) 塑料擴散劑(擴散粉擴散油分散劑)的用途與分類

(6-5) 色母粒和色粉的區別與應用

(6-6) 色母粒和色粉的說明及橡膠材料顏料的選用

☆ 其他參考資料及文章

(1) 射出成型不良原因及對策

試模過程常出現各類射出缺陷,工程師及技師往往需投入大量時間處理。解決此問題並非單一手段,而是跨領域的系統工程,需要結合材料特性、模具設計與製程條件,並透過數據分析與實驗驗證逐步找出原因。藉由模流分析與參數調整,可有效提升良率,縮短開發時程,同時建立標準化檢核表,累積經驗以降低失誤。(按圖連結文章)

(2) 成型不良原因分析

射出成型是一項將塑料轉化為具功能性與穩定性能製品的工程技術。其核心在於控制溫度、壓力及時間等工藝條件,這些因素直接影響塑化、流動與冷卻過程。若能準確調整並保持製程穩定,即可確保成品品質,提升生產效率並降低缺陷發生率。(按圖連結文章)

射出成型不良原因分析

(3) 射出成型缺陷原因及對策處理

塑膠產品在試模階段常因設計、材料、模具或設備等因素產生不良品。射出成型雖不算複雜,但影響面廣且交錯,難以立即掌握真正原因。因此需逐步分析、抽絲剝繭,確認製程條件穩定後,再排除由操作或參數引起的瑕疵。透過系統化步驟,能有效降低不良率並找出改善方法,提升產品品質與開發效率。(按圖連結文章)