注塑模内薄膜对冷却过程的影响

摘要

模内贴标技术（IN MOLD LABEL.简称IML)，它能在注塑阶段给产品添加涂层或装饰效果，其基本原理是将事先印刷、模切好的标签放在开放的模具内，在塑料制品成型的过程中，标签和树脂熔为一个整体，成型件的质量关键在于冷却过程以及与片材结合质量。IML注射成型中凹模型腔表面覆盖有塑料薄膜，而传统注射成型过程中聚合物熔体的两边界处是均等的，由于薄膜的存在，对聚合物熔体在型腔内的流动、传热过程均有影响，其中薄膜的厚度与注塑件厚度是关键，薄膜厚度过高，会引起注塑件冷却时温度场分布不均匀造成应力过高，性能下降，注塑件厚度过高，也会影响冷却成型。在新的工艺条件下，薄膜在IML注射成型冷却过程中对模具与注塑件间的传热有滞后的效应。
　　 本研究利用数值模拟手段，考虑结晶型聚合物的比热、导热系数、密度对温度的依赖性，分析了传统注射工艺冷却过程中的温度场，在此基础上，模拟IML注射冷却过程温度场，与传统的模拟结果进行比较，并改变薄膜厚度参数（0.1mm～0.5mm）与注塑件厚度参数（1mm～3mm）进行温度场分析和比较。通过研究发现，IML 过程中薄膜的滞热有达到1 0～20℃的影响，滞热效应在填充完毕的瞬间达到最大，随着冷却过程的进行，滞热温度逐渐减少。当薄膜厚度升高时，冷却速度明显下降，凹凸模间滞热效应增加。当注塑件厚度升高时，薄膜的滞热效应会下降。该项研究为进一步解决IML 膜的热滞后效应造成的注射成形工艺缺陷提供了思路，为面向IML 注塑成形模拟软件的开发做了基础研究，具有一定的意义。