共注成型(co-injection molding又稱夾芯注射,共注塑成型),是多組分注射中的一種典型情況。注射設備具有兩個以上注射料筒,可以分步或同時注射不同顏色或不同的材料,從而得到具有多層結構、芯殼結構或不同顏色間或透明度不同的製品。要求有相應配套模具,這種模具或者具有大小不同的型腔,不同物料分步注人各型腔或者具有特殊的流道結構,能將不同的物料在不同時間分別引人型腔。
圖1 共注成型技術示意圖
Kortec 公司(於2014年被Milacron公司收購,目前名稱為Milacron Co-injection 公司)是共注成型技術的全球領導企業。該公司生產的共注系統在全球各地被廣泛用於生產高阻隔多層容器,這些容器具有三層分布式結構,可以優化清晰度和強度,並最大限度地延長最終用途產品的保質期。
共注成型的材料需要兼容,這樣才能避免材料脫層已經產生不必要的化學反應,常見的共注應用是在兩層PP之間射入一層EVOH或在PLA之間射入PVOH。
在共注成型工藝中,夾層材料首先會在主注塑單元中被塑化,在輔助單元中塑化表層材料。夾層材料和表層材料在同一個注塑周期中被注入特殊的模具。模具先填充表層材料,表層材料黏附在模腔壁上形成表層,之後夾層材料緊隨著表層材料被注入中心部位,形成夾層。注塑單元如圖2所示。
圖2 共注注塑單元示意圖
共注成型的噴嘴結構非常關鍵,如果結構不夠優良,容易造成填充不均等問題。常見的噴嘴結構示意圖如圖3所示。
圖3 共注成型噴嘴結構示意圖
在填充過程中,一般會按照圖4所示的流程來進行。即表層材料先填充到40%左右,開始填入夾層材料(Barrier),直至100%填滿。在整個填充過程中,速度的控制非常重要,而填充速度在這裡除了和機器的控制能力有關之外,還和噴嘴和模具結構有很大關係。
圖4 填充時序過程
共注成型目前在保障領域的應用非常廣泛,用共注成型的優點包括:
改善產品的質量和性能
能集合多種塑料的特性,有更好的著色效果及軟硬度
相對化學及機械方法,原料結合於共注成型是較容易控制
工件外層得到更好的化學性能,更亮麗的外觀,內面則擁有更好的物理性能
減少塑料成本
減少人力資源
周期時間和單色注塑相當