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PP食品箱上气痕为患不已
徐昌煜
年10月27日
年10月12日有问鼎模塑群友1提出一PP食品箱上成片气痕为患的问题。群友们好心帮助除患，建议各种可能的解决办法，群友1善纳雅言，多方尝试，奈何患源不明，药石罔效---。
兹摘录该群探讨气痕的部份对答，并附上我的批注或点评(一般为粗斜体，C.Hsu是我的代号)：
问鼎模塑群友1101215:16:30
这是什么纹，哪位先生能指导下。
1，材料PP，牌号K，熔指数：28；
2，产品壁厚=1.9mm；
3，3点针阀热流道进胶，流长=mm；
4，模具流动是平衡的！
5，啤件的壁厚是均匀的，分型面附件前面1.95mm对后面1.95mm；顶面附件前面2.15mm对后面1.95mm！
6，射胶速度增加30%也没见产品烧黑的地方，证明模具排气正常！
C.Hsu：一般PP的最大(流长/壁厚)比是~(当壁厚在0.6mm和3.0mm之间)，此模之(流长/壁厚)比约(mm/1.9mm=)，已经超限勉强了。
问鼎模塑群友2：冷料?
问鼎模塑群友1：模具是3点针阀热流道进胶，冷料应该不在这个位置啊
C.Hsu：有道理，冷料痕的形状也非如此。
问鼎模塑群友2：你试试这个位置的短射件，看看是不是困气。
问鼎模塑群友1：没有困气。
问鼎模塑群友2
问鼎模塑群友1：短射的时候没有?看不到?问鼎模塑群友1：短射的时候，也有痕迹，只是淡些。
C.Hsu：要看短射之前沿是否到达成片气痕区。
问鼎模塑群友2：
问鼎模塑群友1：是的。
问鼎模塑群友1：开模前做的模流分析：
问鼎模塑群友2：你尝试调节时序，让这个地方后填充。对不对不敢说，毕竟只看了几个图片。
问鼎模塑群友1：也做了，但气痕问题没有改善：
问鼎模塑群友2：你可以看看报告这个位置的速度方向结果。
问鼎模塑群友3：第二段速度快慢试过没?
问鼎模塑群友2：你这个产品多大?
C.Hsu：产品图标：.4mm长x.7mm宽x.5mm高
问鼎模塑群友3：红圈里是加的溢料井吗?乱纹就在红圈上面的蓝线附近吗?对称的另一侧是否也有?
问鼎模塑群友1：左右均有溢料井。
C.Hsu：水珠痕?这个颇为关键!若有水，水从何来?
问鼎模塑群友3：乱纹是左右两侧都有吗?
问鼎模塑群友1：乱纹只有左侧有
问鼎模塑群友3问鼎模塑群友2：这4个位置结构不同吧!
问鼎模塑群友1：4个槽是基本一样的。
问鼎模塑群友3
问鼎模塑群友1：是这样的吗?只有左侧那一个耳朵位置才有?问鼎模塑群友3：出现气纹的耳朵处有滑块，另一侧没有气纹的耳朵处没有还是没画滑块?没有气纹的耳朵处是后来加的气吹还是最初就设计了气吹?为什么没有气纹的耳朵处有气吹而另一侧耳朵处却没有?
问鼎模塑群友1：模具设计这个吹气，是解决产品粘前模的，并没有当做排气。
问鼎模塑群友3
问鼎模塑群友1：射胶速度增加30%是指第二段在原来的速度增加30%变为现在的65%吗?还是指其它意思?图上的工艺参数对应的波形图和监测项有吗?问鼎模塑群友1：
问鼎模塑群友3：是在65%的基础上增加30%即大概85%的速度?
问鼎模塑群友1：是的。
问鼎模塑群友3：这个产品是蔬果篮吗?还是装什么东西用的?
问鼎模塑群友1(101218:17:55)：食品箱。
问鼎模塑群友3(10139:51:30)：
蓝色箭头与红色箭头处看起来似乎差不多。蓝色箭头处难道一点点气纹都没有看到还是说也会有一点(只是需要仔细看才看得出来)?
问鼎模塑群友1：蓝色这边没有。
C.Hsu：从右侧相片上看来，红、蓝箭头指处的气痕差别不大。群友1所谓有、无的气痕应为其他相片上显示的成片气痕。
问鼎模塑群友3：这个工艺对应的模温(前后模温，模温机数量)料温(注塑机料筒各段温度设定)值有吗?热嘴温度设定，热嘴和分流板的料量规格，注塑机吨位料量规格。
问鼎模塑群友1：T，炮咀温度度，3个热咀温度度。
C.Hsu：1.开模前做的模流分析的结论与建议包括”所需最大锁模力约T”。实际采用注塑机的锁模力为T，相差甚大。有一可能是回料用得多，黏度低易流，所需最大射压和锁模力都低；2.模流分析所用PP是金发PP(牌号：API-CA)，推荐之熔体温度范围和绝对最大熔体温度分别是(°C~°C)和°C。注塑机射嘴温度采用最大熔体温度°C或因此模之(流长/壁厚)比约，超过PP上限~甚多，不得不升高料温以降低黏度和提高流动性；3.射嘴温度既已升高到°C，下游的3个热嘴温度又降到°C，难道是要防止拉丝(stringing)、流涎(drooling)或产生瓦斯气?若是，射嘴采用高温以降低黏度和提高流动性的的前功岂非尽弃?
问鼎模塑群友3：似乎两个对应耳朵(应该是搬箱时扣手处)一边有滑块一边没有滑块，难道扣手的两侧耳朵的结构还不一样?
问鼎模塑群友1：是的，背面没滑块；产品前面跟后模有区别。
问鼎模塑群友3
问鼎模塑群友1：射胶终点有到15吗?终点是多少?问鼎模塑群友1：昨天调试注射压力，速度80，塑化温度°C。模温机设定65°C。后模在有气纹的一圈也接了模温机。
问鼎模塑群友1：射胶终点在15。
问鼎模塑群友3：模温呢?模温料温高低是否也试过?在试过的次数里，每一模都只在这个区域出现一模一样的气纹?还是说也出现过比较窄少小的气纹?或者有那么一模根本就没有气纹?
问鼎模塑群友1：模温50度，每一模都基本出现在相同位置，上下或左右变动在10mm，缺胶时气痕位置也变动不大。
问鼎模塑群友3
问鼎模塑群友1：是在我们讨论前试的还是讨论后试的?问鼎模塑群友1：讨论后试的，未能解决问题。
问鼎模塑群友3：有试过中间热嘴关闭其它两个热嘴打开的方案吗?
估计你们没有试。
问鼎模塑群友1：现下机改模了，中间红色顶部焊减胶0.5mm，做下阻流。左边增加气吹。
问鼎模塑群友3：与昨天讨论的可能方向一样，希望阻流有用。
问鼎模塑群友4：都在同一个位置，那应该是你这个结构问题吧。
问鼎模塑群友3
问鼎模塑群友1：食品箱重多少克啊?问鼎模塑群友1：g
问鼎模塑群友3问鼎模塑群友3
问鼎模塑群友1：三个热嘴直径都一样吗?有多少mm?问鼎模塑群友1：一样的，直径4.0mm。
问鼎模塑群友3
问鼎模塑群友1：吨的博创机最大螺杆行程是mm吗?若不是，那最大是多少mm?问鼎模塑群友1(101408:36:28)：mm。
问鼎模塑群友3：熔胶的压力速度时间是怎么设定的?冷却时间和周期时间分别是多少?；昨天试模时不知是否用了背压?是多少?
问鼎模塑群友3(101323:06:49)：吨机台射嘴直径和与机台射嘴直接接触的进胶口直径各是多少?
问鼎模塑群友1(101618:15:48)：
C.Hsu：PP是台化射出级耐冲击共聚物(牌号：K)，推荐之熔体温度范围是°C~°C。现料筒温度设定°C，或因此模之(流长/壁厚)比约，超过PP上限~(当壁厚在0.6mm和3.0mm之间)甚多，不得不升高料温以降低黏度和提高流动性；另外，现用注射机料筒的射胶量或偏小，熔胶不及，不得不升高料温设定以加速熔胶。
问鼎模塑群友1(101618:15:48)：改模后这些气痕(水珠)依然未能完全解决，一时有，一时没有。今天早上8点到下午4点才啤到个正品(没有气痕的)，百思不得其解。这个气痕是什么原因造成的呢?
问鼎模塑群友3：有个好的，有发现哪个条件造成的吗?另外，这次试模的工艺参数有完整的数据吗?
问鼎模塑群友1：工艺参数没变，上啤是好的，下一啤就有可能出现这些气痕！
问鼎模塑群友3：比如前面问的，熔胶设定，背压，波形图和监测页，冷却时间，周期时间，热嘴温度设定，热嘴和分流板的料量规格，注塑机吨位料量规格。
问鼎模塑群友1：模具年就开始做货了，年成品率还算可以，前2个月开始就变得很差了。
问鼎模塑群友5：有没有可能是螺杆磨损严重了。
问鼎模塑群友1：全新啤机。
问鼎模塑群友3：注塑机刚买的?
问鼎模塑群友1：对的。
问鼎模塑群友3：铭牌上出厂时期是多少?料一直用的是台化PPk吗?
问鼎模塑群友1：一直用的是台化PPK，没变过。
问鼎模塑群友3(101619:05:53)：前2个月开始就变得很差--有没有以下情况：今年在全新啤机上打了好几个月成品率还算可以，然后从2个月前开始突然就变得很差?
问鼎模塑群友1：模具在BOLE伯乐T，博创T都生产过，搞不清楚是模具(产品结构)问题?还是其它问题?
问鼎模塑群友3(101710:29:09)：
模具在BOLE伯乐T，博创T都生产过--都有气纹吗?成品率也都很差吗?
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-持续中-
C.Hsu：
1.气痕因气而生，问鼎模塑群友1一再提到的”水珠”就可能是气源。
且看下图中二水气痕：左件上的水气痕与塑流流向一致，从浇口向外呈放射银线状，这是胶粒含水过多所致；右件上的水气乱无章法，这是模面积水所致。
将上图与下图(具气痕的食品盒)比对，本案例的水气痕更接近上图右件之水气痕，因模面积水所致。
那么此一积水从何而来?为何只在上图一处时隐时现?有一可能就是此处偶有水渗出(或滴或溅到)模面，高热熔胶流过积水处时，水瞬间蒸发成蒸气，所以此一水气痕时而呈迸发状。
问鼎模塑群友1说：「模具年就开始做货了，年成品率还算可以，前2个月开始就变得很差了。」说明2个月前，ㄧ、此一模具或因某处开裂(裂缝或在内部)，冷却水经过裂缝、孔、间隙等渗到模面；二、天花板或某处滴水到模面---时而为患。
经比对照片，可能积水地点如下图浅蓝括号和椭圆圈示处。
找出有水气痕的模面附近的冷却水孔的裂缝所在，将之焊堵或找出滴水或溅水的来源将其止漏---水源既堵，何来水珠?既无水，何来水气痕?消除气痕的两大招式的第一招”正本清源”适用于此；
2.从早先上传的照片可以看到除了1项提及的明显的成片水气痕之外，其实还有其他气痕(如下三图中黄圈圈示)如炊烟般无所不在，此气痕浑沌迷蒙，给人以陈旧苍桑的感觉---问题是此气从何来?
问鼎模塑群友1上传的”台化PP树脂射出/押出成形加工条件”表中载明：对台化射出级PP而言，推荐之熔体温度范围是°C~°C。该表上也有一注：”现射筒温度设定°C，比指导温度高30°C，会导致哪些不良吗?”
高温是导致料降解的主要原因之一，降解使得原来PP之高分子聚合物变成了低分子聚合物，低分子聚合物的气化温度较低，在高料温下易转化成瓦斯气而生气痕。上三图所示气痕遍布各处，如果擦拭即去，就是雾花(haze)。
为什么明知(°C比指导温度高30°C会导致不良)故犯呢?有两个可能：a.现用注射机料筒的射胶量或偏小，熔胶不及，不得不升高料温设定以加速熔胶；b.此模之(流长/壁厚)比约，超过PP上限~(当壁厚在0.6mm和3.0mm之间)甚多，不得不升高料温以降低黏度和提高流动性；
3.料容易气化的其他原因还有回料(经加工后高分子断链成为低分子的塑料)用得太多。如果观察问鼎模塑群友1于10月16日上传的两张照片，就会发现之前烟雾弥漫的雾花已然消失，或许是不用回料之故吧!如果是这样，回料用得多是本案例产生雾花的主要原因；
4.还有一个使得塑料容易降解和气化的原因是塑流通过流路瓶颈时剪切过剧，高分子物断链成为低分子物。该瓶颈(也是消耗压力降的重灾区)可能是射嘴、主流道入口以及浇口；
5.综合2、3和4项考虑，建议如下：
1)换大的注射机(目前使用的T注射机的射胶量偏小熔胶不及)
射胶量：当年奇异塑料(GEPlastics)建议其PP用户：射料量/射胶量应该控制在30%到80%之间，本案例之食品箱重g(射料量)，射胶量应该在(/80%到/30%)或(2,g到0g)之间；
锁模力：开模前做的模流分析的结论与建议包括”所需最大锁模力约T”；当然，今非昔比(年CAE分析时所用模温和料温分别为30°C和°C)，应以模塑CAE模拟现况导出所须锁模力作为换大机的参考；
2)扩大塑流流路瓶颈
射嘴：国产机射嘴的标准口径多为Ф3mm，对于g的食品箱而言，此一口径太小，扩大到2倍以上(即Ф6mm)不为过；
主流道入口：一般主流道入口口径比射嘴口径大0.5mm~0.8mm，当射嘴口径扩大时，主流道入口口径应当同步扩大；
浇口：目前3个浇口的口径Ф4mm不算小，但是仍需藉CAE检查该处在充填阶段是否有剪切速率和剪切应力太大的情形；
3)增加一浇口，置食品箱底面流动平衡的位置，如下图所示：
上左图为原来的3浇口(黄色圆点)设计，上右图为建议的4浇口(红色圆点)设计，须以模塑CAE确认四浇口是在流动最平衡(流长/壁厚比最小)的位置。(4浇口模具的动模侧须在箱底中央添置排气销，以排除气穴中的困气。)
4)将料温设定从°C降到°C以减少塑料降解和气化的可能。
此一降温工作在1)、2)、3)、5)和6)项工作落实后变得顺理成章而轻松愉快。
5)根据料温°C和模温50°C，借助模塑CAE导出螺杆速度对行程的优化曲线(optimizedramspeedprofile)，然后据此导出优化的多段螺杆速度设定，此一优化多段螺杆速设定可以降低所须之最大射压。
6)根据料温°C、模温50°C和优化的多段螺杆速度设定，导出所须射压对注射时间的U型曲线。对应此一U型曲线底点的注射时间就是优化的注射时间设定，此一优化注射时间所须射压最低。
《添加铝粉的聚苯乙烯抽屉上发现的“新波痕”》
问鼎模塑
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