CN110216838A - 一种多色多材料注塑成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多色多材料注塑成型方法，所述方法为：S1:选用至少第一、第二塑料材质作为注塑材料；S2:将第一塑料材质加温塑化后注入第一模具型腔内，成型后取出得到第一注塑本体；S3:将第一注塑本体放入第二模具型腔中并固定其位置；S4:将第二塑料材质加温塑化后注入第二模具型腔内，使第二塑料材质的熔体包覆于第一注塑本体的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体、第二塑料材质为包胶的双材质复合注塑件。依此类推…，每次将上一步成型的注塑件放入新的包胶模具型腔内固定，并将第N塑料材质塑化注入该模具型腔内，使在上一步成型的注塑件表面形成新一层包胶，直至完成产品。本发明生产工序简单，产品更安全健康、品质更稳定且档次更高。

Description

一种多色多材料注塑成型方法
技术领域
本发明涉及一种塑料产品成型工艺，尤其涉及用于生产塑胶玩具等塑料制品的一种多色多材料注塑成型方法。
背景技术
现有市场上生产的玩具多数是采用ABS或PVC等为注塑原料，将原料塑化后注入一个模具型腔内进行注塑，一体成型地得到未上色的中间产品，接着再采用喷油、移印等方法对该中间产品根据部位不同进行分别上色，得到美观的、彩色的产品；所用模具型腔的内部空间结构与目标产品的形状尺寸相吻合。例如，塑料卡通人物生产制造过程中，将塑料塑化后注入模具后一体注塑成型得到头发、面部、颈部、衣服等，然后分别对头发喷染黑色、面部颈部喷染肉色、衣服喷染褐色……等等。但是，这样的产品存在如下问题：
1、由于油漆需要稀释，必须用到稀释剂进行稀释。即使油漆是环保无毒的，但稀释剂就很难做到环保无毒。虽然绝大部分稀释剂会挥发掉，但仍然会有一定量的残留，对儿童健康存在隐患。
2、由于油漆是附着在成型产品表面的，但由于生产过程/环境条件的变化，会产生剥落。这对儿童安全存在隐患，产品图案也不能持久。
3、由于上色是由人工单个生产，不仅对操作人员的技术水平和熟练程度要求较高，且这种生产方式的生产效率低下、产品个体间颜色差异较大，品质难以控制、产品的一致性或稳定性较差。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明对注塑模具进行改良、对注塑程序和注塑参数进行优化设计，使得塑料产品(如彩色的塑料玩具)的各种颜色可通过多次包胶注塑来实现，摒弃传统的使用油墨着色的工艺方法，从而彻底解决了环保、健康和安全问题，并使得产品的品质更稳定。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种多色多材料注塑成型方法，所述方法为：
S1:选用至少第一塑料材质和第二塑料材质作为注塑材料，第一塑料材质与第二塑料材质为不同材质；
S2:采用注塑机将第一塑料材质加温塑化后注入第一模具型腔内，成型后取出，得到第一注塑本体；
S3:将第一注塑本体放入第二模具型腔中并固定其位置；
S4:采用注塑机将第二塑料材质加温塑化后注入第二模具型腔内，使第二塑料材质的熔体包覆于第一注塑本体的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二塑料材质为包胶的双材质复合注塑件。
优选地，第一塑料材质的硬度和耐高温性能的材料，耐高于220℃以上的高温，邵氏硬度在80D以上。
根据本发明的一个较佳实施例，还包括第三塑料材质；
在注塑过程中，将所述双材质复合注塑件放入第三模具型腔中并固定其位置；然后采用注塑机将第三塑料材质加温塑化后注入第三模具型腔内，使第三塑料材质的熔体包覆在所述双材质复合注塑件的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二、第三塑料材质为包胶的三材质复合注塑件。
根据本发明的一个较佳实施例，所述第一、第二、第三塑料材质为采用注塑级色母着色的塑胶粒料；或者，所述第一、第二、第三塑料材质分别是采用色粉添加适量粉状分散助剂进行着色的塑胶粒料。
色母由于是对颜料先进行预处理，有较高的着色力，用量可降低且质量稳定，运输、贮存、使用方便、环境污染大为降低。
根据本发明的一个较佳实施例，所述第一塑料材质为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，采用注塑机加温170-200℃进行塑化。
ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。
根据本发明的一个较佳实施例，所述第二塑料材质为PVC(聚氯乙烯),采用注塑机加温150-190℃进行塑化。
根据本发明的一个较佳实施例，所述第三塑料材质为TPE(热塑性弹性体)或TPR(热塑性橡胶),采用注塑机加温180-210℃进行塑化。
根据本发明的一个较佳实施例，所述第一塑料材质为ABS，所用的着色色母的载体为ABS；所述第二塑料材质为PVC，所用的着色色母的载体为PVC。
根据本发明的一个较佳实施例，还包括第N塑料材质，在注塑过程中，将前一步制得的N-1材质复合注塑件放入第N模具型腔中并固定其位置；然后采用注塑机将第N塑料材质加温塑化后注入第N模具型腔内，使第N塑料材质的熔体包覆在前一步制得的N-1材质复合注塑件的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二……第N塑料材质为包胶的N材质复合注塑件；其中N≥4。
优选地，每种塑料材质所用的着色色母的载体均与相应塑料材质为同种树脂。当色母选择与制品树脂相同的树脂作为载体时，色母与被着色树脂两者的相容性最好。
色母是一种塑料、纤维的着色产品，它是把颜料超常量均匀的载附于树脂中而制得的聚合物的复合物。色母主要组成为颜料或染料、载体、分散剂三部分；颜料又分为有机颜料与无机颜料，常用的有机颜料有：酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红等常用的无机颜料有：镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等。载体是色母粒的基体。当色母选择与制品树脂相同的树脂作为载体时，色母与被着色树脂两者的相容性最好。分散剂用于促使颜料均匀分散并不再凝聚；选择分散剂的要求是，熔点应比树脂低，与树脂有良好的相容性，和颜料有较好的亲和力。最常用的分散剂为：聚乙烯低分子蜡、硬脂酸盐。此外，色母中还可以有其他功能性添加剂，如阻燃剂、增亮剂、抗菌剂、抗静电剂、抗氧化剂等品种。
注塑是将塑胶粒料放入注塑机的料筒内，经加热、压缩、剪切、混合和输送，使其均匀熔融(这一过程称为塑化)，然后再借助注塑机的螺杆对熔化好的塑胶熔体施加压力，通过料筒前面的喷嘴和模具的浇道射入预先闭合好的低温型腔中，经冷却定型，开启模具，顶出产品，得到具有一定形状和精度的塑料制品。注塑成型的过程一般分为锁模、射胶、保压、冷却、开模、顶出6个步骤。
本发明可用于制造拥有不同颜色、不同立体图案和不同材质的儿童玩具。
(三)有益效果
用上述方法所生产的多颜色多材料玩具产品，相比现有玩具采用的注塑+喷油+移印的生产方法而言，具有以下优点：
(1)生产操作简单、取消了以往生产工艺中的注塑、喷油、移印等复杂工艺步骤，降低了生产成本。
(2)生产过程中由于没有喷油(喷漆)、移印工序，就不会使用挥发性溶剂，在生产时对环境产生污染，对生产工人健康造成伤害。
(3)生产过程由人工操作转为模具成型，减少人为操作的不稳定因素，使产品品质更稳定、颜色更统一、图案更规则，外形更美观。
(4)杜绝了儿童玩耍过程中，因油墨剥落、有机溶剂残留可能给儿童带来的危害，使玩具产品更加安全。
(5)由于在同一产品上使用了不同的材质，使产品表面不同部位的视觉光泽更多样化、触摸的手感也更多样化且舒适、使产品的档次更高。
附图说明
图1为发明多色多材料注塑成型方法的流程示意图。
图2为本发明实施例1的多色多材料注塑成型方法制作的塑料卡通人物。
图3为本发明实施例1的多色多材料注塑成型方法制作的京剧脸谱。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
结合图1所示，为发明多色多材料注塑成型方法的流程示意图，所述流程包括：
采用注塑机将已着色的第一塑料材质粒料注入第一模具型腔内，冷却成型后，得到第一注塑本体。由于要以该第一注塑本体作为最终产品的基本骨架体；因而优选地，第一塑料材质为高耐温高硬度的材质。更优选地，第一塑料材质的耐高于220℃以上的高温，邵氏硬度在80D以上。
将得到的第一注塑本体放入预先设计开模的第二模具型腔内(包胶模具型腔)，并固定第一注塑本体的位置，防止在注塑过程中移位；接着采用注塑机将已着色的第二塑料材质加温塑化后注入第二模具型腔内，使第二塑料材质的熔体包覆于第一注塑本体的局部表面，冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二塑料材质为包胶的双材质复合注塑件。
将得到的上述双材质复合注塑件放入预先设计开模的第三模具型腔(包胶模具型腔)内，然后采用注塑机将已经着色的第三塑料材质加温塑化后注入第三模具型腔内，使第三塑料材质的熔体包覆在双材质复合注塑件的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二、第三塑料材质为包胶的三材质复合注塑件。
依此类推…，每次都是将上一步注塑成型的注塑件(N-1材质复合注塑件)放入新的模具型腔(第N模具型腔，同样为一种包胶模具型腔)内并进行位置固定，然后将第N塑料材质塑化后注入该模具型腔(第N模具型腔)内，使塑料熔体包覆在上一步注塑成型的注塑件(N-1材质复合注塑件)的表面，冷却固化后形成新一层包胶，直至完成最终的产品。
其中，使用的塑料材质为采用注塑级色母着色的塑胶粒料，或者分别是采用色粉添加适量粉状分散助剂进行着色的塑胶粒料，但优选为前者。更进一步优选地，每种塑料材质所用的着色色母的载体均与相应塑料材质为同种树脂。当色母选择与制品树脂相同的树脂作为载体时，色母与被着色树脂两者的相容性最好。
在一些实施例中，某些塑料材质本身具有颜色(自然色)，若该塑料材质在要制作的塑料制品中的目标颜色与其自然色一致时，则无需预先着色处理。
以下为本发明发明多色多材料注塑成型方法的具体实施例。
实施例1
用注塑机先将米白色的ABS加温到170℃至200℃，塑化后注入模具型腔，冷却成型后形成ABS胶件(如图2的A)，为一个卡通人偶的头脸部和颈部。
然后将成型的ABS胶件放入一个包胶模具型腔内并固定位置，使其不能移动。用注塑机将棕色的PVC加温到150℃至190℃，塑化后注入该包胶模具型腔内，使PVC熔体包覆在ABS胶件的上端局部表面(具体可通过设计包胶模具型腔的结构来实现)，冷却后形成ABS+PVC胶件(如图2的B)。其中PVC熔体冷却后，形成了卡通人偶的棕色头发。
将上述成型的ABS+PVC胶件放入新的包胶模具型腔内，并将其固定，使其不能移动。用注塑机将黑色的TPE加温到180℃至210℃，塑化后注入该新的包胶模具型腔中，使TPE熔体包覆在ABS胶件的下端局部表面，冷却后形成ABS+PVC+TPE胶件(如图2的C)。其中TPE熔体冷却后，形成了卡通人偶的黑色衣服。
实施例2
用注塑机先将蓝色的ABS加温到170℃至200℃，塑化后注入模具型腔，冷却成型后形成ABS胶件，为一个京剧脸谱的基本底色(如图3所示)。
然后将成型的ABS胶件放入一个包胶模具型腔内并固定位置，使其不能移动。用注塑机将白色PVC加温到150℃至190℃，塑化后注入该包胶模具型腔内，使PVC熔体包覆在ABS胶件的局部表面，冷却后形成ABS+PVC胶件，其中PVC熔体冷却后，形成了京剧脸谱的眼睛区域、额头的太极图案的一部分、耳朵、下巴等区域的白色包胶部分(如图3所示)。
将上述成型的ABS+PVC胶件放入新的包胶模具型腔内，并将其固定，使其不能移动。用注塑机将黑色的TPR加温到180℃至210℃，塑化后注入该新的包胶模具型腔中，使TPR熔体包覆在ABS胶件、PVC的白色包胶的局部面上，冷却后形成ABS+PVC+TPR胶件。其中TPR熔体冷却后，形成了京剧脸谱的胡子、眼窝、额头太极图案等的黑色包胶部分(如图3所示)。
将上述ABS+PVC+TPR胶件放入新的包胶模具型腔内，并将其固定，使其不能移动。用注塑机将紫粉色TPE加温到190℃至200℃,塑化后注入包胶模具型腔中，使TPE熔体包覆在PVC的白色包胶的局部面上，冷却后形成ABS+PVC+TPR+TPE胶件。其中TPE熔体冷却后，形成了京剧脸谱的嘴唇(如图3所示)。
用上述方法所生产的多颜色多材料玩具产品，具有以下优点：
(1)生产操作简单、取消了以往生产工艺中的注塑、喷油、移印等复杂工艺步骤，降低了生产成本。
(2)生产过程中由于没有喷油(喷漆)、移印工序，就不会使用挥发性溶剂，在生产时对环境产生污染，对生产工人健康造成伤害。
(3)生产过程由人工操作转为模具成型，减少人为操作的不稳定因素，使产品品质更稳定、颜色更统一、图案更规则，外形更美观。
(4)杜绝了儿童玩耍过程中，因油墨剥落、有机溶剂残留可能给儿童带来的危害，使玩具产品更加安全。
(5)由于在同一产品上使用了不同的材质，使产品表面不同部位的视觉光泽更多样化、触摸的手感也更多样化且舒适、使产品的档次更高。

Claims (10)

1.一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，所述方法为：
S1:选用至少第一塑料材质和第二塑料材质作为注塑材料，第一塑料材质与第二塑料材质为不同材质；
S2:采用注塑机将第一塑料材质加温塑化后注入第一模具型腔内，成型后取出，得到第一注塑本体；
S3:将第一注塑本体放入第二模具型腔中并固定其位置；
S4:采用注塑机将第二塑料材质加温塑化后注入第二模具型腔内，使第二塑料材质的熔体包覆于第一注塑本体的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二塑料材质为包胶的双材质复合注塑件。
2.根据权利要求1所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，所述第一塑料材质的硬度和耐高温性能的材料，耐高于220℃以上的高温，邵氏硬度在80D以上。
3.根据权利要求1所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，还包括第三塑料材质；
在注塑过程中，将所述双材质复合注塑件放入第三模具型腔中并固定其位置；然后采用注塑机将第三塑料材质加温塑化后注入第三模具型腔内，使第三塑料材质的熔体包覆在所述双材质复合注塑件的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二、第三塑料材质为包胶的三材质复合注塑件。
4.根据权利要求3所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，所述第一、第二、第三塑料材质为采用注塑级色母着色的塑胶粒料；或者，所述第一、第二、第三塑料材质分别是采用色粉添加适量粉状分散助剂进行着色的塑胶粒料。
5.根据权利要求1所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，所述第一塑料材质为ABS，采用注塑机加温170-200℃进行塑化；所述第二塑料材质为PVC,采用注塑机加温150-190℃进行塑化。
6.根据权利要求3所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，所述第三塑料材质为TPE或TPR,采用注塑机加温180-210℃进行塑化。
7.根据权利要求4所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，所述第一塑料材质为ABS，所用的着色色母的载体为ABS；所述第二塑料材质为PVC，所用的着色色母的载体为PVC。
8.根据权利要求3所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，还包括第N塑料材质；
在注塑过程中，将前一步制得的N-1材质复合注塑件放入第N模具型腔中并固定其位置；然后采用注塑机将第N塑料材质加温塑化后注入第N模具型腔内，使第N塑料材质的熔体包覆在前一步制得的N-1材质复合注塑件的局部表面；冷却固化成型后取出，得到以第一塑料材质为本体，第二……第N塑料材质为包胶的N材质复合注塑件；其中N≥4。
9.根据权利要求8所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，每种塑料材质所用的着色色母的载体均与相应塑料材质为同种树脂。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种多色多材料注塑成型方法，其特征在于，所述方法用于制造拥有不同颜色、不同立体图案及不同材质的儿童玩具。
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