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手机保护套为例 TPU注塑黑点的解决方法
生产过程中产生黑点直接降低成品率，且不易解决，是注塑行业的一个共同话题。本文将以TPU材料手机保护套注塑成型为例，简要探讨TPU注塑黑点的避免和解决方法。
热塑性聚氨酯弹性体一般被称作TPU（Thermoplastic polyurethanes），TPU具有其它塑料材料所无法比拟的许多优异的功能，因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎。TPU已广泛应用于电子电器、医疗卫生、工业及体育等方面，用于制作手机保护套、医疗器材、健身器材、鞋材、玩具、汽车椅座材料等日常用品。有关数据预测，2013-2017年TPU市场规模年均增长速度达11.2%，2017年消费额预计将达到28.1亿元。
TPU因其低粘度、良好的耐曲挠性、优异的耐磨性、高光泽度的特点，近年已成为注塑厂商生产手机保护套的主要材料，但在实际生产中TPU注塑成型产品出现黑点现象并不罕见。
产生黑点直接降低成品率，且不易解决，是注塑行业的一个共同话题。本文将以TPU材料手机保护套注塑成型为例，简要探讨TPU注塑黑点的避免和解决方法。
从高分子成型过程解释出现黑点的物理原因，是由于TPU含有氨基，氨基活性强，在熔融状态下具有粘性，注塑过程中，与螺杆、料筒接触的那层TPU原料长时间滞留无法被射出料筒外，经过一段时间的受热老化，被烧焦分解，在螺杆、料筒上出现积碳，注塑过程中积碳偶尔被摩擦脱落，混入熔融的原料中注塑成型，导致产品出现黑点。
在实际生产中，加快导致TPU原料注塑成型产生黑点的原因有很多，主要有以下这些：
车间生产环境较差
车间环境脏乱，粉尘和杂质污染了整个生产流程的环节。
TPU原料不纯净
为了降低成本，有些生产厂商在原料中渗入过多“水口”料二次使用，或者不同牌子的原料牌子杂乱混用，原料低档。
注塑机操作不规范
这一点分多个方面，其一是模具方面因素，模具本身的成型品形状、厚度等设计不良。现在的手机保护套的越来越大和越薄，还有生产1出2或更多腔的模具，生产厂商单靠提高原料温度填充模腔，时间长了产品发黄和产生黑点；其二客户选用的注塑机比较低端，或者机器选用不当，机器本身能力不能满足成型条件如压力、射速等参数设定。
与机器使用者的工艺调试水平有关
调机师傅一直使用最普通常规的方法调试机器。
使用者不良好的操作习惯
譬如暂停生产前，没有规划好把料管里面的原料注射完并把机器调到保温状态，原料长期受热，导致发黄。
注塑机缺少清洁保养
一般连续生产TPU原料的注塑机最好每转一次班做一次螺杆和料筒的清洁保养，洗机成本不高，比不洗机造成黑点而浪费料的费用低，但是有些厂商忽略这一点。
还有其它原因导致制品出现黑点，这些情况出现通常多项交错。往往中低端产品生产厂商因节约成本导致这些情况比较常见。高端产品生产厂商因为产品的利润空间较高出现这些情况相对较少，他们会严格管控操作规范，更懂得对注塑机的保养，且用的塑料相对较好。
原料的使用是产生黑点的直接原因。TPU本身的耐温性并不好，原料本身的性质差异影响较为重要。一些产自欧洲（如德国拜耳）和台湾的原料一般比国内生产的好，有的甚至加温至240℃-250℃也不会“糊料”，而国内生产的有些原料加温超过230℃，时间稍长就出现发黄和黑点问题。
而且，生产厂商因接到不同颜色产品的订单，会频繁更换渗入原料中的色粉，对生产优秀的注塑件也提出很大的考验。一些加工师傅应用中总结出经验：更换色粉遵循从浅色到深色的次序，先生产透明、浅色的产品，再到深色，最后黑色，其后清洗一遍机器再打透明颜色制品。不按这种顺序在后续更换制品颜色生产中会浪费大量的原料。同时也要关注色粉的耐温性，一些劣质色粉也是导致黑点也是导致黑点的元凶。
在厂商的生产环境、原料质量、模具等因素无法改变的情况下，伊之密针对注塑机本身设计和使用过程，有专门的应对方法解决客户面对的此类问题。
一、根据产品需要，调整注塑机硬件参数。减少原料在料筒和螺杆内停留的时间，控制过高的生产温度，从而减少原料在机器内的碳化。加大注射装置的注射压力和注射速率，更易成型。具体方法如下：
1、对机器的改装最简单的方法是换一套料管组，适当减小螺杆直径，使原料在料筒中停留的时间变短，如把标准的UN120SK产品的直径38cm的螺杆改为直径35cm的螺杆，同时注射压力提升17%，更利于改善成型薄壁产品，这种特别工程改装的成本相差不大。
2、另一种方法是提高注塑机的射胶速度（加大油泵电机）而把模腔填充满，不用提升原料的温度。但这种特工改装方法会一定程度提高机器的成本。
还有就是改少机器的注射量。生产手机保护套的注射量一般较少，改少注射量使原料在料筒内停留时间减少，既缩小一级射台，也需要改装成本。
二、按使用参数设计生产TPU原料专用螺杆，专用设计的螺杆更适合生产TPU材料。
三、合理使用机器，编制操作规范。
伊之密针对客户的生产情况结合注塑机的性能，编制《TPU专用机操作规范指导书》及《TPU料管组清洗作业指导书》。《指导书》上不建议客户提高温度生产，并建议客户定期对注塑机清机、洗机，避免原料长时间加温碳化分解；对清洗机器的操纵规范列明步骤。
伊之密通过闭环的方式解决问题，在客户选择购买注塑机前了解清楚客户生产什么制品、用什么原料，然后设计部门根据需求选择一款各方面参数最符合条件的注塑机，保证注塑机零部件的质量，还会针对客户状况如生产工艺、模具、操作方法等方面提出整体解决方案。的确，一款性能参数优良的螺杆对生产的适应性会有较大的改善，同时，我们认为注重工艺及操作规范是非常重要的前提，避免制品出现黑点是完全可能的。
目前TPU生产的黑点问题没有一劳永逸的解决方法，再好的机器也需要合理的应用方法。建议客户在选购注塑机前和加工生产前先咨询相关的专业人员，避免人为的选型及操作失误带来的损失，使管理更加规范，生产更加顺畅，成为更加专业的TPU生产配套商。
部分型号部分物性表
| Physical Properties | Metric | English | Comments | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Specific Gravity | 1.65 g/cc | 1.65 g/cc | ASTM D792 | ||
| Density | 1.65 g/cc | 0.0596 lb/in3 | ISO 1183 | ||
| Mechanical Properties | Metric | English | Comments | ||
| Tensile Strength at Break | 205 MPa | 29700 psi | ISO 527-1/-2 | ||
| Tensile Strength | 195 MPa | 28300 psi | ASTM D638 | ||
| Elongation at Break | 2.4 % | 2.4 % | ISO 527-1/-2 | ||
| 2.4 % | 2.4 % | ASTM D638 | |||
| Tensile Modulus | 14.0 GPa | 2030 ksi | ISO 527-1/-2 | ||
| Izod Impact, Unnotched (ISO) | 1180 kJ/m2 | 561 ft-lb/in2 | ASTM D4812 | ||
| Izod Impact Resistance | 10.5 J/cm2 | 50.0 ft-lb/in2 | ASTM D256 | ||
| 11.0 J/cm2 | 52.4 ft-lb/in2 | ASTM D256 | |||
| Charpy Impact Unnotched | 6.50 J/cm2 | 30.9 ft-lb/in2 | ISO 179/1eU | ||
| Thermal Properties | Metric | English | Comments | ||
| Melting Point | 247 °C | 477 °F | 10°C/min; ISO 11357-1/-3 | ||
| Deflection Temperature at 1.8 MPa (264 psi) | 235 °C | 455 °F | ISO 75-1/-2 | ||
| 235 °C | 455 °F | ASTM D648 | |||
| Debive Properties | |||||
| Delivery b | Pellets | ||||
| Processing | Injection Moulding | ||||
| Regional Availability | Asia Pacific | ||||
| Europe | |||||
| Global | |||||
| Near East/Africa | |||||
| North America | |||||
|
South and Central America |
|||||
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /S07-21A/ Turkey Petkim
Uses: other
Important beter: melt flow rate: 0.59 g/10min density: 0.92 g/cm3
Manufacturer: Turkey Petrochemical holding company
LDPE (low density polyethylene LDPE /FB3510/LG chemical #)
Application: film grade
Features: rigidity, transparency and gloss.
Important beters: melt flow rate: 3.5 g/10min density: 0.933 g/cm3 notched impact strength: 60 tensile strength: 8 MPa, elongation at break: 170% VEKA softening point: 107 DEG C embrittlement temperature: -76 DEG C
Manufacturer: Korea LG chemical company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /D015/ Shanghai petrochemical
Uses: other
Characteristics: polymer type: homopolymerization processing b: extrusion
Important beters: melt flow rate: 0.15 g/10min density: 0.92 g/cm3 tensile strength: 14.7 MPa
Manufacturer: Sinopec, Shanghai petrochemical, Limited by Share Ltd
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /D024/ Shanghai petrochemical
Uses: other
Characteristics: polymer type: homopolymerization processing b: extrusion
Important beters: melt flow rate: 0.23 g/10min density: 0.92 g/cm3 tensile strength: 12.7 MPa
Manufacturer: Sinopec, Shanghai petrochemical, Limited by Share Ltd
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /N400/ Shanghai petrochemical
Uses: other
Characteristics: polymer type: homopolymerization processing b: blow molding
Important beters: melt flow rate: 4 g/10min density: 0.92 g/cm3 tensile strength: 11 MPa, elongation at break: 500%
Manufacturer: Sinopec, Shanghai petrochemical, Limited by Share Ltd
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /N401/ Shanghai petrochemical
Uses: other
Characteristics: polymer type: homopolymerization processing b: blow molding
Important beters: melt flow rate: 4 g/10min density: 0.92 g/cm3 tensile strength: 11 MPa, elongation at break: 500%
Manufacturer: Sinopec, Shanghai petrochemical, Limited by Share Ltd
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDF-200YY/ Malaysia daito
Application: film grade
Features: good mechanical properties
Important beters: melt flow rate: 2 g/10min density: 0.922 g/cm3 notched impact strength: 2 tensile strength: 22 MPa, elongation at break: 580% VEKA softening point: 95 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDF-200YZ/ Malaysia daito
Application: film grade
Characteristics: good mechanical properties
Important beters: melt flow rate: 2 g/10min density: 0.922 g/cm3 notched impact strength: 2 tensile strength: 22 MPa, elongation at break: 580% VEKA softening point: 95 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene LDPE #) /FT6273/ Borealis
Application: film grade
Characteristic note: high toughness, transparency and optical properties. Contains no additives
Important beters: melt flow rate: 2 g/10min density: 0.927 g/cm3 tensile strength: 20 MPa elongation at break: 550% VEKA softening point: 101 DEG C
Manufacturer: Nordic Chemical Company Limited
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDF-200GG/ Malaysia daito
Application: film grade
Characteristics: good mechanical properties
Important beters: melt flow rate: 2 g/10min density: 0.922 g/cm3 notched impact strength: 2 tensile strength: 22 MPa, elongation at break: 580% VEKA softening point: 95 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDF-201FG/ Malaysia daito
Application: film grade
Characteristics: good mechanical properties
Important beters: melt flow rate: 3 g/10min density: 0.922 g/cm3 notched impact strength: 2 tensile strength: 20 MPa, elongation at break: 550% VEKA softening point: 95 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDI-300YY/ Malaysia daito
Uses: other
Characteristic note: good hardness and glossiness
Important beters: melt flow rate: 20 g/10min density: 0.92 g/cm3 tensile strength: 9.5 MPa elongation at break: 120% VEKA softening point: 87 DEG C embrittlement temperature: -35 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDF-260JG/ Malaysia daito
Application: film grade
Characteristic note: good processability
Important beters: melt flow rate: 5 g/10min density: 0.922 g/cm3 notched impact strength: 2.5 tensile strength: 25 MPa, elongation at break: 440% VEKA softening point: 93 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDF-204GG/ Malaysia daito
Application: film grade
Characteristic note: good mechanical property
Important beters: melt flow rate: 2 g/10min density: 0.924 g/cm3 notched impact strength: 3 tensile strength: 19 MPa, elongation at break: 500% VEKA softening point: 96 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LDF-204GH/ Malaysia daito
Application: film grade
Characteristic note: good mechanical property
Important beters: melt flow rate: 2 g/10min density: 0.924 g/cm3 notched impact strength: 3 tensile strength: 19 MPa, elongation at break: 500% VEKA softening point: 96 DEG C
Manufacturer: Malaysia daito company
LDPE (low density polyethylene # high-pressure polyethylene) /LD1905FA/ Thailand Siam
Application: film grade
Note: the characteristics of good optical properties without smoothing agent and adhesion
Important beters: melt flow rate: 5 g/10min density: 0.919 g/cm3 tensile strength: 14 MPa elongation at break: 700% VEKA softening point: 92 DEG C embrittlement temperature: -70 DEG C
living
