淺談注塑成型新技術在包裝行業的應用

摘 要：近年來，多組分注塑成型在包裝行業被推廣使用。文章主要介紹了單澆口系統、多澆口系統兩方面淺談多組分注塑成型在包裝行業的應用，希望能夠為相關行業的發展提供一些借鑒，反供參考。

關鍵詞：多組分；共注塑；單澆口；多澆口；注塑成型

隨著人們對注塑制品質量外觀等方面要求的提高，越來越多的新型注塑工藝、設備以及技術被開發和應用。其中，多組分注塑成型新技術，在我國應用越來越廣泛，是指多種材料或者多色注塑成型，為塑料制品的加工提供了新的可能，即在單次成型中組合兩種或兩種以上材料或顏色，如混色制品、夾心制品、多層制品、多色制品等；其生產可以在一個工序中完成，而無需其它裝配或機器外后處理加工步驟。多組分注塑成型是全自動過程，具有高度的靈活性，特別適用于大批量生產。如將兩種不同特性的樹脂及顏色，通過單次成型成為一體的雙組分產品，優點是可減少成型品的組裝和后處理工序，節省后工序印刷成本；增加產品的美觀視覺效果，提升產品的檔次和附加價值；還能利用其中一組分材料的特性增加產品防滑（增加摩擦力）的功能；其中一組分的柔性的樹脂材質產品更加符合人體工學，手感更好；一次成型的雙組分注塑產品品質穩定性高，產品變形易控制，成型周期短、產量高，損耗可比包膠注塑低7%，產品制造成本可比包膠低20%-30%。近年來，多組分注塑成型憑借著生產效率高、節能環保、產品附加值大等優勢，在包裝行業被推廣使用；文章主要分析了單澆口系統、多澆口系統兩方面淺談多組分注塑成型在包裝行業的應用。

1 多澆口系統-多組分注塑成型

多澆口系統指一個注塑產品上有不少于一個入澆口，不同組分的材料（顏色）從不同的入澆口填充。多澆口系統從模具結構方面可以分為以下三類。

1.1 退芯（Core back）

退芯結構的模具跟普通的單色模具差異不大，退芯結構的模具增加了一個在兩種材料（顏色）注塑的過程中相互運動的密封滑塊，也即在注塑第1種材料（顏色）時，密封滑塊向前運動；在不打開模具的情況下，密封滑塊退回原位，然后注塑第2種材料（顏色）并冷卻后，模具打開，取出完整部件。通常，退芯結構的模具不需要大的模板且無旋轉機構，模具結構簡單。整個注塑加工并沒有改變原來的加工工藝，其多用于幾何形狀簡單的零部件，如：密封圈、蓋子和密封蓋等。

1.2 模板或者型芯轉動（Turning table）

加轉盤或轉軸機構等，以提供180°往復旋轉功能，使模具產生循環交替動作。此種結構不同組分的材料（顏色）通過不同的澆口是同時充模的，如兩種材料（顏色）產品，成型時，（1）第1種材料（顏色）在第1個循環周期完成注塑后；（2）模板或者型芯旋轉180°進行后，第2種材料（顏色）第1個循環周期注塑，同時第1種材料（顏色）進行第2個循環周期注塑。此種方式在包裝行業主要在蓋子方面應用，如雙色蓋、三色蓋等；目前此種方式還推廣應用的另外一種形式是裝配注塑成型，也即一個產品的不同組件在同一套模具中成型并完成組裝的形式。

1.3 立方模（Cube Mold）

模具有2組定模，動模在中間立方體上，每90°有1組動模型腔，共4組動模型腔。動作順序為：1st合模，第1組動模與第1組定模合模進行第1種顏色（材料）注塑；1st開模，同時動模旋轉90°，即將已完成第1種顏色（材料）注塑的第1組動模轉動90°到冷卻工位；2nd合模，第2組動模與第1組定模合模完成第1種顏色（材料）注塑；同時第1組動模產品在冷卻中；2nd開模，同時動模旋轉90°，已完成第1種顏色（材料）注塑的第1組動模轉動到跟第2組定模的同一平面位置；已完成第1種顏色（材料）注塑的第2組動模轉動90°到冷卻工位；3rd合模，已完成第1種顏色（材料）注塑的第1組動模與第2組定模合模進行第2種顏色（材料）注塑；同時第2組動模產品在冷卻中；第3組動模與第1組定模合模進行第1種顏色（材料）注塑；3rd開模，同時動模旋轉90°，已完成2種顏色（材料）注塑的產品移到取出產品工位；已完成第1種顏色（材料）注塑的第2組動模轉動到跟第2組定模的同一平面位置；已完成第1種顏色（材料）注塑的第3組動模轉動90°到冷卻工位；第4組動模轉動到與跟第1組定模的同一平面位置。通過上面3次開合模動作，第1組動模進行360°轉動，完成了2種顏色（材料）注塑的產品的成型，后續繼續重復同樣的開合模動作得到2種顏色（材料）注塑產品。Cube mold優點模具效率比較高，周期僅為普通模具的的2/3；缺點是初期模具/設備投資高，設備用特殊配置而且只能配套Cube mold 模具生產；模具精度要求高，模具成本比較高。Cube mold 的特殊應用，單材料多次成型，降低周期。例如PET厚壁制品的成型，冷卻慢，材料結晶，影響透明度；即使不影響透明度，冷卻周期也比較慢，120S左右；材料Cube Mold 分2次注塑成型，產品的周期降低一半，且產品不再有透明度問題（PET 制品冷卻慢，材料結晶影響透明度）。

2 單澆口系統-多組分共注塑成型

單澆口系統指一個注塑產品上只有一個入澆口，不同組分（顏色）的材料從同一個入澆口填充，即共注塑。單澆口系統按照材料填充的方式可以分為以下兩類。

2.1 交替注塑成型

交替注塑成型指將兩種不同顏色的同一塑膠組分交替注入同一型腔，進入模具之前，兩種顏色都置于一個特殊混合噴嘴中，表面花紋/色彩通過交替注射形成， 兩種顏色可以有目的地來混合配置。影響最終顏色的因素包括：循環順序、成型零件的設計、澆口的位置，以及材料的流動特性。此種方式主要應用需要花紋式包裝的產品。

2.2 三明治式注塑成型

三明治注塑成型是指將一種中間材料注入到外表層內部。具體過程如下：（1）在型腔部分空間注入外表層的材料；（2）將中間組份通過第一種材料注塑到其內部中心；（3）用第一種組份在澆口位置進行密封。這樣，可以防止表面出現核芯材料，同時，清除澆口系統中的第二組分，以備下次注塑第一組分。根據三明治注塑成型結構的特點，包裝行業主要有以下應用：（1）Soft-Touch 效果的產品：產品外表層材料使用柔軟手感的材料，中間夾層使用普通的較硬的材料。（2）低成本產品：產品外層采用新料，外表亮麗，中間夾層使用再生料或者低成本材料，節約成本。（3）漸變色瓶：瓶口到瓶底顏色逐漸過渡，瓶子顏色效果就是漸變色，此種主要應用的高檔包裝方面，如化妝品包裝。（4）功能瓶：根據化妝品、食品、藥品包裝需求不同，有特殊功能包裝的瓶子需要具有阻隔CO2、O2、紫外線、水汽等功能要求。如碳酸飲料，儲存過程需要防止CO2揮發，避免影響口感；在瓶子的中間層使用PA材料當阻隔層能實現儲存過程中阻止CO2揮發。如食品類包裝，需要保鮮，則需要隔O2，在瓶子的中間層使用EVOH材料當阻隔層能實現儲存過程中阻止離O2滲進瓶子中，達到保鮮的目的。此類功能瓶主要是在生產瓶胚時，利用多組分的共注塑成型，使最終的瓶子具有特殊的功能效果。

隨著多組分注塑成型的推廣應用，未來裝配注塑、厚壁制品、以及需要特殊功能的制品等將會更多的選擇使用上述介紹的多組分注塑成型的成型方式。