Welche Vorsichtsmaßnahmen sind für transparente Kunststoffverpackungen aus PMMA, PC und PET zu beachten? - Maypak

1. Probleme, die beim Spritzgießen von transparentem Kunststoff beachtet werden sollten.

Diese Kosmetikbehälter sind aus Kunststoff gefertigt: Parfümflaschen aus Kunststoff , Cremetiegel aus Kunststoff , Plastik-Lotionflaschen , usw.

Da transparente Kunststoffe meist Materialien mit hohem Schmelzpunkt und schlechter Fließfähigkeit sind, ist es zur Sicherstellung der Oberflächenqualität des Produkts oft notwendig, die Prozessparameter wie Zylindertemperatur, Einspritzdruck und Einspritzgeschwindigkeit fein abzustimmen, damit die Form beim Spritzgießen gefüllt werden kann, ohne dass innere Spannungen entstehen und es zu Produktverformungen und Rissen kommt.

1) Vorbereitung und Trocknung der Rohstoffe

Da Verunreinigungen im Kunststoff die Transparenz des Produkts beeinträchtigen können, ist beim Lagern, Transportieren und Zuführen der Rohstoffe auf eine dichte Verpackung zu achten, um deren Reinheit zu gewährleisten. Insbesondere enthält das Rohmaterial Feuchtigkeit, die nach dem Erhitzen zu Materialverschlechterungen führen kann. Daher muss es getrocknet werden. Für die Zuführung zum Spritzgießverfahren sollte ein Trockentrichter verwendet werden. Zudem ist zu beachten, dass die Zuluft während des Trocknungsprozesses vorzugsweise gefiltert und entfeuchtet werden sollte, um eine Verunreinigung der Rohstoffe zu vermeiden.

2) Reinigung von Zylinder, Schraube und Zubehör

Um Verunreinigungen durch Rohmaterialien, Altmaterialien oder Fremdkörper in den Vertiefungen der Schraube und des Zubehörs zu vermeiden, insbesondere durch Kunststoffe mit geringer thermischer Stabilität, sollten alle Teile vor Gebrauch und nach Stillstand mit einem Schraubenreiniger gesäubert werden, um das Anhaften von Verunreinigungen zu verhindern. Steht kein Schraubenreiniger zur Verfügung, kann die Schraube mit Kunststoffen wie PE oder PS gereinigt werden.

Bei vorübergehender Abschaltung sollte die Temperatur des Trockners und des Zylinders gesenkt werden, um zu verhindern, dass die Rohstoffe über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt bleiben und dadurch zersetzt werden. Beispielsweise sollte die Zylindertemperatur bei PC und PMMA unter 160 °C gesenkt werden (die Temperatur des Trichters sollte bei PC unter 100 °C gesenkt werden).

3) Formenbau und Produktentwicklung

Um mangelhaften Rückfluss oder ungleichmäßige Kühlung und damit verbundene Qualitätsmängel beim Kunststoffspritzguss, Oberflächenfehler und Materialermüdung zu vermeiden, sollten bei der Konstruktion von Formen im Allgemeinen folgende Punkte beachtet werden:

① Die Wandstärke sollte möglichst gleichmäßig sein, und die Entformungsneigung sollte ausreichend groß sein;

② Der Übergang sollte allmählich sein. Ein sanfter Übergang verhindert scharfe Ecken und Grate; insbesondere PC-Produkte dürfen keine Spalten aufweisen;

③ Anguss. Der Angusskanal sollte so breit und kurz wie möglich sein, die Position des Angusses sollte entsprechend dem Schrumpfungskondensationsprozess festgelegt werden, und gegebenenfalls sollte ein Kühlkanal hinzugefügt werden;

④ Die Oberfläche der Form sollte glatt und sauber sein und eine geringe Rauheit aufweisen (vorzugsweise weniger als 0,8);

⑤ Entlüftungslöcher. Die Nut muss ausreichend groß sein, um Luft und Gase in der Schmelze rechtzeitig abzuführen;

⑥ Mit Ausnahme von PET sollte die Wandstärke nicht zu gering sein, im Allgemeinen nicht weniger als 1 mm.

4) Spritzgießverfahren

Um innere Spannungen und Oberflächenfehler zu reduzieren, sollten beim Spritzgießprozess folgende Aspekte beachtet werden:

① Es sollte eine Spritzgießmaschine mit einer speziellen Schnecke und einer separaten temperaturgesteuerten Düse ausgewählt werden.

② Einspritztemperatur. Unter der Voraussetzung, dass sich das Kunststoffharz nicht zersetzt, sollte eine höhere Einspritztemperatur verwendet werden.

③ Einspritzdruck. Dieser muss im Allgemeinen höher sein, um die Nachteile der hohen Schmelzviskosität auszugleichen. Ist der Druck jedoch zu hoch, entstehen innere Spannungen, die das Entformen und die Umformung erschweren.

④ Einspritzgeschwindigkeit. Um eine zufriedenstellende Formfüllung zu gewährleisten, sollte diese generell niedrig sein. Am besten eignet sich eine mehrstufige Einspritzung mit abwechselnd langsamen und schnellen Geschwindigkeiten.

⑤ Haltezeit und Formzyklus. Um eine zufriedenstellende Produktfüllung ohne Blasenbildung zu gewährleisten, sollte die Haltezeit so kurz wie möglich sein, um die Verweilzeit des geschmolzenen Materials im Zylinder zu minimieren.

⑥ Schneckendrehzahl und Gegendruck. Unter der Voraussetzung, dass die Plastifizierungsqualität zufriedenstellend ist, sollten diese Werte so niedrig wie möglich sein, um eine mögliche Degradation zu vermeiden.

⑦ Formtemperatur. Die Abkühlung des Produkts hat einen großen Einfluss auf die Qualität, daher muss die Formtemperatur den Prozess präzise steuern können. Wenn möglich, sollte die Formtemperatur höher sein.

5) Sonstige Probleme

Um eine Verschlechterung der Oberflächenqualität zu vermeiden, sollte beim Spritzgießen so wenig Trennmittel wie möglich verwendet werden; bei Verwendung von Recyclingmaterialien sollte der Anteil 20 % nicht überschreiten.

Andere Produkte als PET müssen nachbehandelt werden, um innere Spannungen abzubauen. PMMA sollte 4 Stunden lang bei 70–80 °C mit Heißluft getrocknet werden; PC sollte bei 110–135 °C in sauberer Luft, Glycerin, flüssigem Paraffin usw. erhitzt werden. Die Dauer ist produktabhängig und kann bis zu 10 Stunden betragen. PET muss zudem biaxial verstreckt werden, um gute mechanische Eigenschaften zu erzielen.

2. Eigenschaften des Spritzgießprozesses verschiedener transparenter Kunststoffe

Aufgrund der hohen Lichtdurchlässigkeit transparenter Kunststoffe gelten strenge Anforderungen an die Oberflächenqualität von Kunststoffprodukten. Mängel wie Streifen, Poren, Weißfärbung, Lichthöfe, schwarze Flecken, Verfärbungen und mangelnder Glanz sind unzulässig. Rohstoffe, Anlagen, Formen und sogar das Produktdesign erfordern höchste Sorgfalt und müssen strengen, teils speziellen Anforderungen genügen.

1) Prozesseigenschaften von PMMA

PMMA weist eine hohe Viskosität und eine etwas geringere Fließfähigkeit auf, weshalb für das Spritzgießen hohe Materialtemperaturen und ein hoher Einspritzdruck erforderlich sind. Der Einfluss der Einspritztemperatur ist größer als der des Einspritzdrucks, jedoch trägt eine Erhöhung des Einspritzdrucks zur Verringerung der Produktschrumpfung bei. Der Temperaturbereich für das Einspritzen ist groß: Die Schmelztemperatur liegt bei 160 °C und die Zersetzungstemperatur bei 270 °C. Daher bietet das Material einen großen Temperaturbereich und eine gute Verarbeitbarkeit. Um die Fließfähigkeit zu verbessern, kann man daher mit der Einspritztemperatur beginnen. Aufgrund geringer Schlagzähigkeit, geringer Verschleißfestigkeit, Kratzempfindlichkeit und Sprödigkeit sollten die Werkzeugtemperatur erhöht und der Kondensationsprozess optimiert werden, um diese Nachteile zu beheben.

2) Prozessmerkmale von PC

PC weist eine hohe Viskosität, eine hohe Schmelztemperatur und eine geringe Fließfähigkeit auf und muss daher bei einer höheren Temperatur (zwischen 270 und 320 °C) eingespritzt werden. Der Temperaturregelbereich des Materials ist vergleichsweise eng, und die Verarbeitbarkeit ist nicht so gut wie bei PMMA. Der Einspritzdruck hat nur geringen Einfluss auf die Fließfähigkeit, muss aber aufgrund der hohen Viskosität dennoch relativ hoch sein. Um innere Spannungen zu vermeiden, sollte die Druckhaltezeit entsprechend kurz sein. Die Schwindungsrate ist hoch und die Abmessungen sind stabil, jedoch sind die inneren Spannungen des Produkts hoch und es neigt zu Rissen. Daher ist es besser, die Fließfähigkeit durch Erhöhung der Temperatur anstatt des Drucks zu verbessern und die Rissbildung durch Erhöhung der Werkzeugtemperatur, Verbesserung der Werkzeugstruktur und Nachbearbeitung zu reduzieren. Bei niedriger Einspritzgeschwindigkeit können Fehler wie Wellenbildung am Anguss auftreten. Die Düsentemperatur sollte separat geregelt werden, die Werkzeugtemperatur hoch und der Widerstand von Angusskanal und Anguss gering sein.

3) Prozessmerkmale von PET

Die Formtemperatur von PET ist hoch, und der Einstellbereich der Materialtemperatur ist eng (260–300 °C). Nach dem Schmelzen ist die Fließfähigkeit gut, was die Verarbeitbarkeit beeinträchtigt. Daher wird häufig eine Tropfschutzvorrichtung an der Düse angebracht. Die mechanische Festigkeit und die Eigenschaften sind nach dem Spritzgießen nicht optimal und müssen durch Streckprozesse und Modifizierung verbessert werden. Die Formtemperatur muss präzise geregelt werden, um Verzug zu vermeiden. Da Verzug ein wichtiger Faktor für Verformungen ist, wird die Verwendung einer Heißkanalform empfohlen. Die Formtemperatur sollte hoch sein, da es sonst zu mangelndem Oberflächenglanz und Entformungsschwierigkeiten kommt.

4) Mängel und Lösungen bei transparenten Kunststoffteilen

① Silberner Streifen

Aufgrund der inneren Spannungsanisotropie beim Formfüll- und Kondensationsprozess bewirkt die in vertikaler Richtung entstehende Spannung ein Aufwärtsfließen des Harzes. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen den Bereichen ohne Fließen und ohne Fließen führt zu glänzenden, seidenmatten Linien. Bei Ausdehnung kann das Produkt reißen.

Neben der Beachtung des Spritzgießprozesses und der Form ist es ratsam, das Produkt anschließend zu tempern. Beispielsweise kann PC-Material 3–5 Minuten lang auf über 160 °C erhitzt und dann natürlich abgekühlt werden.

② Blase

Weil der Wasserdampf und andere Gase im Harz (während des Kondensationsprozesses in der Form) nicht entweichen können oder weil die Form nicht ausreichend gefüllt ist, kondensiert die Kondensationsoberfläche zu schnell, um Vakuumblasen zu bilden.

③ Mangelhafter Oberflächenglanz

Aufgrund der großen Rauheit der Form erfolgt die Kondensation hingegen zu früh, sodass das Harz den Zustand der Formoberfläche nicht nachbilden kann, was alles dazu führt, dass die Oberfläche leicht uneben wird und das Produkt seinen Glanz verliert.

④ Schwingungsmuster

Es bezieht sich auf die dichte Wellenbildung, die vom Angusskanal in der Mitte ausgeht. Der Grund dafür ist, dass sich aufgrund der hohen Viskosität der Schmelze das Material am vorderen Ende im Formhohlraum verdichtet hat und das nachfolgende Material durch die Kondensationsfläche bricht, wodurch Vibrationslinien an der Oberfläche entstehen.

⑤ Weißer Heiligenschein

Die Hauptursache ist Staub, der aus der Luft in das Rohmaterial gelangt, oder ein zu hoher Wassergehalt des Rohmaterials.

⑥ Weißer Rauch, schwarze Flecken

Vor allem aufgrund des Kunststoffs im Lauf wird das Laufharz durch lokale Überhitzung zersetzt oder beschädigt.