ABS树脂成型品的问题原因及对策
成形不良
银色条纹
缺料
漩纹
波流痕
色纹
熔合纹
溢料
剥离
拉丝
凹痕
翘曲、扭曲
耐候劣化
涂装不良
针眼
龟裂
吸入
反弹
结合不良
一:成形品龟裂
龟裂的种类、简单的原因和解决方法
破坏的种类 |
破坏原因 |
特长及解决方法 |
延展性破坏 |
单纯地由于外力过大 |
断口(裂缝)泛白·排除过大的外力 |
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脆性破坏的种类 |
破坏原因 |
特长及解决方法 |
化学应力龟裂* |
药品与应力 |
明显的情况,断口为镜面。 |
疲劳破坏 |
外力与反复施加负荷的施加方法 |
断口呈现贝壳纹。** |
涂装产品的破坏 |
外力与涂膜的物性差(冲击、延伸) |
·排除外力 |
电镀品的破坏 |
外力与电镀膜的物性差(冲击、延伸) |
·排除外力 |
物性下降(劣化)的破坏 |
外力与成形品的物性下降(劣化) |
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├不同种类原料的混入 |
·消除混入原因 |
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抗冲击性差的材料的破坏 |
外力与成形品的低强度 |
·使用抗冲击性材料 |
低温条件下的破坏 |
外力与成形品的强度下降 |
·使用抗冲击性材料 |
蠕变破坏 |
长期承受负荷 |
·降低初期变形(负荷) |
*:环境应力龟裂 **:贝壳纹
化学应力龟裂
1. |
龟裂的说明及形成过程 |
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2. |
化学应力龟裂的同义词 |
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3. |
龟裂的实例及解决方法 |
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4. |
抗化学性实验(化学应力龟裂的确认实验) |
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1. |
龟裂的说明及形成过程 |
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2. |
化学应力龟裂的同义词 |
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同义词列举如下∶ |
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3. |
龟裂的实例及解决方法 |
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接触软质氯乙烯、软质填料类物质 |
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电线类的产品,是在电线外面加上聚乙烯、硅橡胶、乙烯·丙烯橡胶等护套,或者被覆。 填料类物质包括硅橡胶、乙烯·丙烯橡胶、氟系材料等。如果不能避免接触软质氯乙烯,则改为使用耐药品性等级的树脂。 |
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金属插入成形及金属部件的压入 |
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充分进行金属部件的去油处理。将金属部件进行预加热处理后使用。 |
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拧紧螺丝 |
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请设计不用碟形螺丝的形状。同时使用垫圈。使用适当的扭矩扳手拧紧螺丝。 |
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成形品的螺纹形状 |
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使用适当的扭矩扳手拧紧螺丝。如果即使使用适当的扭矩扳手仍然发生龟裂的情况,则改为使用耐药品性等级的原料。 连接各等级产品的抗化学性一览表 |
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为了清除成形品的尘埃和污垢而使用的清洁剂 |
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清洁剂用水稀释后使用。 |
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厨房用具 |
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改用耐药品性等级原料。 连接各等级产品的抗化学性一览表 |
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卫生间及浴室(浴池)用品 |
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改用耐药品性等级原料。 连接各等级产品的抗化学性一览表 |
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金属部件滑动部位使用的机油、润滑油的附着 |
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使用氟系列的机油、润滑油。 |
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4. |
抗化学性实验(化学应力龟裂的确认实验) |
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疲劳破坏
1. |
龟裂的说明及形成过程 |
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2. |
发生疲劳破坏的部件、部位 |
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3. |
提高耐疲劳性的解决方法 |
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4. |
疲劳实验 |
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1. |
龟裂的说明及形成过程 |
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2. |
发生疲劳破坏的部件、部位 |
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· 键盘用品、各种操作盘开关部位的树脂弹簧部位 · 装卸式滑入配合(snap fit) · 净水器等水压容器及气压容器 · 其它反复承受负荷的所有部位 |
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3. |
提高耐疲劳性的解决方法 |
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· 对于树脂的弹簧部位和滑入配合(snap fit),考虑到弹性特性(弹力)及流动性等要素,力图达到薄形化。 · 由于耐疲劳性与应力值有关,所以减少负荷或者从结构上(设计上)分散负荷可以降低发生应力。 · 为了防止发生作为疲劳破坏起点的龟裂,可以采取以下措施∶ · 由于对树脂具有侵蚀性的油类、清洁剂及其它药品的附着将会严重损坏树脂的耐疲劳性,故此请避免附着上述物质。 · 由于熔合部位容易成为发生疲劳破坏的起点,因此在反复承受荷重的部位不进行熔合。为此,应设计适当的流道浇口。 · 使用具有较好的耐疲劳性的材料。 选择具有耐疲劳性的等级时,请通过电子邮件(左侧)与弊司联系。 |
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4. |
疲劳实验 |
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实验规格及条件 |
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● |
仪器工作原理、实验方法 |
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电镀产品的龟裂
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具有代表性的电镀产品的龟裂
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原因 |
主要原因在于热应力,即∶由于环境温度变化导致电镀层与树脂层的膨胀量或收缩量有所差异, 从而产生了超过各自材料特性(材料强度)的拉伸应力。以进行电镀处理时的温度为基准,高温时在电镀层, 低温时在树脂层发生龟裂。
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解决方法∶ |
最基本的解决方法是除去进行电镀处理的树脂飞边。 高温环境发生的龟裂 低温环境发生的龟裂 为了降低与金属层之间的膨胀差,需要选择线膨胀系数低的等级产品。 应注意树脂部件(特别是隆起部位等)的残留电镀液,根据情况改变设计避免发生化学侵蚀。 此外,降低成形时发生的残留应变也是比较有效的办法。 |
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参考 对于没有除去飞边溢料的圆筒形部件进行电镀处理时,金属层及树脂层发生龟裂的图像如下。
飞边溢料部位∶ 高5mm 顶角60 |
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可以发现∶在金属层,应力集中产生在飞边溢料的外表面(高温时小),隐藏着以该部位为起点发生龟裂的危险性。 |
二:成形不良
在进行ABS树脂成形时出现的各种问题。产品设计、树脂选定、成形条件,其中之一或者复数的原因导致发生问题。
请根据下述目录,根据现象对不良内容加以理解。
· 银色条纹 · 缺料 · 漩纹 · 波流痕 · 色纹 · 熔合线 · 溢料 · 剥离 · 拉丝 · 凹痕 · 翘曲、扭曲 |
银色条纹(SILVER STREAKS)
干燥不充分
发生原因 |
干燥不充分 |
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发生要素 |
干燥设备与干燥条件不合适 |
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发生部位 |
从通过浇口之后的部位乃至成形品全体 |
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发生形态 |
柳条形状,又细又长 |
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解决方法 |
改变干燥条件 |
银色条纹(SILVER STREAKS)
气体混入
发生原因 |
气体混入 |
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发生要素 |
成形条件 |
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发生部位 |
从浇口到较远的部位随机发生 |
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发生形态 |
较宽,但较短 |
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解决方法 |
重新设定成形条件 |
银色条纹(SILVER STREAKS)
热分解、劣化
发生原因 |
热分解、劣化 |
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发生要素 |
在清机(purge)的状态下空射发泡时 |
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发生部位 |
从通过浇口之后的部位乃至成形品全体 |
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发生形态 |
象线香的烟火一样又细又长 |
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解决方法 |
在清机(purge) 的状态下空射发泡时 |
缺料(SHORT-SHOT, SHORT-MOLD)
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缺料(SHORT-SHOT, SHORT-MOLD) |
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缺料时的检查要点和检查项目 |
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树脂流动特性不足(树脂粘度较高)∶检查项目及解决方法 |
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· 模具温度 → 在可以取出产品的温度范围内提高温度。 · 螺杆有问题 → 更换防止逆流环。 · 供料不稳定 · 注射速度 → 提高。 · 注射压力 → 提高。 · 树脂温度 → 在使用可能的范围内提高树脂温度。 · 等级变更 → 改用流动性好的等级产品。 |
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漩流(JETTING)
漩流现象是指通过浇口的树脂没有粘合,在成形品的表面形成流纹的现象。 |
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原因 |
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· 树脂温度较低的情况,溶融树脂的粘度加大,从模具注射的树脂粘度进一步提高,造成 |
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解决方法 |
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· 成形条件 · 模具 |
波流痕(FLOW MARK)
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波流痕是指在模具内部,树脂流过以后以浇口为中心呈现的条纹现象。 经注口和流道冷却的树脂在模具内部进一步被冷却,粘度加大。充模后,与金属面接触的树脂在半固体的状态下被压入, 为此,在成形品的表面形成了与流动方向呈直角的条纹。 |
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波流痕(FLOW MARK)
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厚度不均匀型波流痕 |
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波流痕(FLOW MARK)
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唱片图纹型波流痕 |
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波流痕(FLOW MARK)
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锯齿型波流痕 |
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色纹(COLOR STREAK)
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色纹现象是指成形品的一部分的色调发生变化,或者成形品出现条纹。 |
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原因 |
· 主要是因为着色剂的热稳定性不够,比较容易发生在熔合部位、肋线结构部位等容易发生剪切流动的部位。 |
解决方法 |
· 改用热稳定性良好的着色剂。 · 成形条件最好设定为hot―slow―热而慢(树脂及模具的温度较高,成形速度较低)。 |
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原因 |
· 着色剂的分散不良 · 成形机(模腔内)内部堆积树脂的清洗作用。 |
解决方法 |
· 改善混料时的分散性。 · 充分清洗模腔内部。(请利用弊司的UMG清洁剂) · 检查螺杆头及逆流防止环等是否出现异常。 · 改换成形机。 |
熔合线(WELD LINES)
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原因 熔合线的发生要素 |
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· 成形品的形状 · 树脂 · ·模具温度 · 成形机 |
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解决方法 减少熔合线的成形条件 |
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· 树脂温度 ->高 · 模具温度 ->高 · 注射速度 ->慢 · 保持压力 -高 |
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验证 减轻熔合线最有效的是模具温度 |
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溢料 (FIN、FLASH、SPEW)
指熔融状态的树脂流入模具的间隙(合模面、滑动挤切面、套件等)时产生的多余的树脂。 |
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成形机 |
原因 · 成形机的合模力不足 · 模具的老朽化 解决方法 · 为了解决合模力不足问题,根据以下公式概算合模压力,选择成形机。 |
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模具 |
原因 · 合模力不足。 · 模具合模面精度不够。 · 由于模具设计结构原因,成形品的位置为悬臂型。 解决方法:1.改用合适的成形机 2.原因在于模具面时,需要与模具加工厂家进行研究。 |
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材料 |
原因 :树脂的粘度较低 解决方法:原因在于材料的粘度时,降低树脂的温度、或者改用其它流动性高等级的树脂。 |
剥离( DELAMINATION )
剥离是指成形品呈云母状的薄层进行剥落的现象。严重时,则象剥皮一样在比较大的范围内出现剥落。
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有时在刚成形时就出现剥离现象,但大多数是随着出现龟裂而发生剥离。
原因1) 混入与ABS树脂相溶性差的树脂(PP、PS及其它)。
解决方法 进行清洗
模腔内部进料口内部空气输送线内部干燥机内部
原因2) 树脂温度及模具温度极低的情况下,外壁与流动层之间的温度差造成薄的固化层,导致发生剥离现象。
解决方法 使树脂的温度标准化
提高树脂温度
提高模具温度
拉丝(STRINGINESS)
开模时产生的细树脂丝附着在模具内部,在下一次注料时转印到成形品上, 在成形品的外面留下筋状的凹凸,影响成形品外观的现象称做拉丝。 |
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原因 主要原因在于注口的温度过高 解决方法 |
成形不良现象∶凹痕(SINK MARK、SHRINK MARK)
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指成形品外表出现凹痕的现象。 主要是对于外观要求较高的产品,根据要求水准不同凹痕是否被判断为不良品的情况也有所不同。 有时,根据产品外观要求,被判断为外观不良的情况也时有发生。 |
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部分凹痕(里面形状的影响/流体先端)
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成形品整体的凹痕
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成形不良现象∶翘曲、扭曲(WARP、TWIST)
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例如∶理想的情况是∶成形品的各部位收缩量(率)相同,成形时只要加工与模具形状相似、但尺寸缩小的成形品, 无论使用什么收缩率的树脂,都不会发生翘曲。然而,在实际成形过程中,上述原因错综存在。从模具中取出之后, 为了使内部应力降至最低的成形品(能量最小),总是产生翘曲变形 |
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原因 |
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三:耐候(光)劣化
长期在户外或者室内萤光灯照射下的环境下使用ABS树脂,将造成树脂变色或物性降低。 在此,对于造成耐候(光)劣化的原因加以说明。 ABS树脂的耐候性问题起因于聚丁二烯成分的光劣化问题。光劣化导致橡胶的承受冲击的作用消失。 此外,其特征在于该劣化只发生在表层。 |
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耐候变色的明显事例 (促进劣化实验 光照天气 无雨) |
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对于防止耐候(光)变色,需要考虑颜色材料的劣化问题,为此慎重考虑选用颜色原料是十分重要的。 对于红、蓝、黄、绿等鲜艳的颜色,需要事先选择耐候性良好的原料。混合的颜色材料的退色倾向的不同,可视为颜色变化。 |
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光氧化劣化导致树脂表面的变化(促进劣化实验 光照天气、扫描电镜观察) |
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光氧化劣化导致特性变化的图像 |
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耐候性劣化引起的劣化层厚度大约为一百多微米。光氧化反应使树脂表面形成黄色的薄层劣化层, 阻止氧气在劣化层中扩散渗透,并起到遮光的作用。因此,光氧化反应得到一定的控制,不再继续扩散到深层。 为了控制劣化层的发生,推荐使用耐候性等级产品。 |
四:涂装不良
涂装不良的主要问题现象 <原因和解决方法的详细内容,请参阅左侧的相关网页和以下照片>关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。 |
1.针 眼
尿烷涂装时的常见现象,在涂装产品的表面出现微小的针孔。
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原因1 |
混入空气 |
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涂膜在含有气泡的状态下进行干燥时,气泡膨胀,穿破涂膜表面而造成针眼。此现象与底料无关, 在高温多湿、涂层较厚、涂装时间较短、使用挥发速度较快的速干性稀释剂的情况下,容易发生。 |
解决方法 |
·改善涂装环境 |
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原因2 |
残留应变 |
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涂料溶剂侵蚀到存在内部应变的树脂底材上,产生裂缝。溶剂进一步侵蚀到裂缝中, 在干燥过程中随着溶剂的蒸发、气化,冲破涂膜表面,产生针眼。 |
解决方法 |
·改用侵蚀性较弱的溶剂 |
2.龟裂
与针眼现象一样,由于溶剂侵蚀造成涂装表面产生裂缝。该现象多发生于丙烯涂装。
发生龟裂现象的部位通常是浇口附近、成形品边缘,特别是边缘部位发生较多。
关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。
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例∶使用丙烯涂料 |
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原因 |
涂料中的溶剂侵蚀到树脂底料中残留翘曲较大的部位,引起化学龟裂。 |
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解决方法 |
·改用侵蚀性较弱的溶剂 |
3.吸入
吸入现象是指涂料中的溶剂侵蚀到成形品浇口附近、厚度不均匀部位、熔合部位附近等,造成涂膜光泽不均匀,产生微小裂缝的现象。
关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。
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例∶涂料为金属光泽丙烯涂料 |
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原因 |
浇口白晕、波流痕、漩纹等不良现象容易发生在浇口附近,而且进行回火处理也难以解决。 |
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4.反弹
是指涂装品表面出现直径1mm以上的凹陷的现象,可以透过涂膜看到底层。关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。
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例∶尿烷涂料 |
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原因 |
比涂料的表面张力(涂装力低下)低的污染物质附着在成形品表面时,发生反弹现象。 |
解决方法 |
·改善涂装环境,去除造成上述原因的物质 |
5.结合不良
是指涂装品表面涂膜剥落的现象之一。通常在涂膜性能试验时出现此现象。关于涂装用途,请利用弊司的「 涂装专用等级产品」。
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原因 |
成型品的表面附着油腻、离型剂等污染物质时,容易造成结合不良。 此外,底材和涂料的融和性(溶解性、可涂性等),或者涂装条件(稀释剂、粘度、涂膜厚度)也会造成影响。 |
解决方法 |
·对成型品的表面进行去油处理(使用n-正己脘、IPA等) |