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IMD技术及IMD油墨黏合剂应用技术

2022-04-28 来源:浙江机械信息网

IMD技术及IMD油墨、黏合剂应用技术

IMD(In Mold Decoration)技术,即注塑成型表面装饰技术,是目前风行的表面装饰技术,主要用在手机及一些电器面板、保护显示屏的透明镜片、汽车仪器仪表的表盘、洗衣机面板整饰等,并已发展到装饰大型机壳,如汽车的外壳装潢等方面。由于采用IMD技术,不仅装饰效果美观,而且与其他制造方法相比,使用寿命长,且防尘防潮性好,得到了用户的青睐。

我国在IMD技术的应用方面起步较晚,到2001年下半年少数企业才具有一定的规模,所以从目前国内和国外IMD技术的应用情况看,这项技术在未来的数年里会有非常广阔的发展前景!

IMD的关键技术

1.PC、PET透明片材背面网印专用IMD油墨

1)IMD专用油墨种类

IMD专用油墨有溶剂型宝龙HTR系列高温油墨和紫外光固化型诺固系列专用油墨。

2)对IMD专用油墨的要求

a.与PC和经表面处理过的PET及ABS+PC片材具有良好的附着力;

b.油墨必须具有耐高温(注塑温度)的特性,注塑时,油墨不会产生扩散、流散现象;

c.具有优良的耐磨性能;

d.具有一定的可成型性和柔韧性;

e.光泽性好,同时不受注塑温度的影响;

f.颜色齐全。

2.对成型与注塑的要求

1)控制成型模具的合理深度和转角部位的弧度(R);

2)成型过程中,凹凸模之间的间隙及其均匀性的合理设计;

3)注塑模结构、型腔与成型模形状具有一致性;

4)模腔内的表面质量和光洁度高;

5)合理设计注塑模浇注口的位置、数量、大小、形状和注塑料的流动方向及注塑模的升降温系统,确保塑料浇注过程顺畅,减少注塑温度对IMD网印油墨的影响,提高注塑料和油墨及基材的结合牢度。

IMD油墨的印刷与干燥

1.宝龙系列油墨网印工艺

1)网印宝龙HTR标准色油墨

90~150目/厘米 PET丝网;制版采用耐溶剂型感光膜层;胶刮硬度为HS80;

干燥:三级干燥方式彻底干燥。

2)网印宝龙银色油墨

网印宝龙银墨;120目/厘米PET丝网;网印宝龙粗银墨:77目/厘米PET丝网;耐溶剂型感光膜片;胶刮硬度HS80。

干燥:三级干燥方式彻底干燥。

3)网印镜面油墨

采用宝龙M1和L48591镜面油墨;100目/厘米 PET丝网;耐溶剂型感光膜片;胶刮硬度HS65~70;回墨刀刃口为圆角型,回墨时刮速略低。

干燥:M1镜面油墨干燥温度为80℃,干燥后可获得较好的镜面效果。镜面油墨L48591,在50℃下干燥15分钟左右。

镜面油墨彻底干燥后,在其表面罩印黏合剂会使注塑后的镜面效果更好。

4)网印、注塑过程注意事项

a.网印前,必须清洁PC、PET片材表面,不应潮湿,片材表面最好用无水乙醇清洁处理,若在相对湿度大的环境下,必要时可进行烘干。

为了在注塑后达到镜面效果和提高油墨与片材的结合力,在PC片材上网印L48591镜面油墨时,应加10%左右的L48591稳定剂,对于宝龙M1镜面油墨应加10%的M1稳定剂;若在处理过的PET片材上网印镜面油墨,采用宝龙L48591镜面油墨应加10%左右的L49858附着力牢固剂,对于宝龙M1镜面油墨应加10%的M1附着力牢固剂,油墨加入助剂后要混合均匀。

以上加入的几种助剂都会对镜面效果产生影响,且加助剂后的镜面油墨储存时间约2小时左右,所以一定要控制助剂的用量及混合油墨的总量。

b.网印HTR银色油墨后必须彻底干燥,否则,在注塑时会出现气泡、油墨扩散(被高温注塑料冲散)、与片材的附着力降低及油墨易脱落等现象。

HTR油墨网印后建议采用三区域、隧道式通风干燥形式。

第一区域温度不超过40℃,通过此区域可达到两个目的,一是让油墨中的溶剂由油墨的内层向外挥发,否则,墨迹表面先结膜干燥,把溶剂封闭在墨迹里面,不利于油墨中溶剂的完全挥发;二是溶剂逐步挥发的同时,有利于油墨与基材之间的润湿,提高附着牢度。

第二区域的温度为90℃,即HTR油墨开始干燥的温度,并在90℃恒温4~5小时,有利于油墨中的溶剂完全挥发,是避免注塑时HTR油墨被洗掉的关键。

第三区域为冷却区,经干燥的HTR油墨在90℃下逐步过渡到室温,这一过程,油墨逐步冷却,同时发生收缩,变得更致密,在这个变化过程中溶剂也被逐步排出墨层。

最后需在90℃下恒温通风干燥4~5小时,进一步把剩余溶剂从墨膜中完全挥发掉,从而达到在注塑高温下墨迹内没有溶剂,不会因高温溶剂体积的膨胀而推移片材上的墨迹,使HTR墨内连结料树脂与熔融状态的注塑料固着为一体,解决IMD注塑成型片材上的油墨被洗掉的问题。

为了避免注塑时油墨被洗掉,除油墨要彻底干燥外,注塑料的去湿也不可忽视,注塑前要对注塑料进行预处理,彻底赶走注塑料中的水分,消除注塑过程中出现的气泡。

c.油墨黏度和适性的调整

印刷结果的好坏受多种因素影响,尤其是油墨的黏度调整,若黏度调整不好,则会导致针眼和油墨的流平性差等,为此,宝龙HTR墨的基本色和银色油墨对稀释剂的用量有一定限制,如表1所示。

2.诺固IMD系列光固油墨网印工艺

丝网:120~165TPET丝网(金属色用120T);

网版:耐溶剂型感光胶(膜片),也可用毛细感光膜片,如采用15~25#毛细膜片;

网版张力:大于20N/cm;

胶刮硬度:HS75~80;

固化条件:2支120W/cm中压汞灯,以20米/分的速度进行UV干燥。

同时,还要考虑油墨中颜料吸收UV光的特性和墨层厚度、黏度、色浓度等因素对光固效果的影响,保证IMD光固油墨固化彻底。

诺固IMD专用光固油墨与溶剂型IMD油墨相比,属于无溶剂型油墨,因此墨层固化后几乎不会减薄,印刷后几分之一秒时间内油墨即完全固化,大大提高了生产效率。但是光固化的墨层与注塑料的附着性欠佳,因此,用光固化油墨进行图文印刷后,必须在其上面网印胶黏层,以增强油墨和注塑料的黏合力。

水性黏合剂的应用技术

在IMD专用光固化油墨的应用中,为了增强油墨与注塑树脂的黏合力,油墨固化后,必须在其上面罩印一层水性黏合剂,这是因为光固化油墨完全固化后其表面张力较小,且是封闭的,如同油墨玻璃化一样,不易套印下一色油墨。解决光固化油墨层附着力低的方法有两个,一是前一色墨光固化不能达到100%;二是在光固油墨里添加层间助固剂以提高层间的附着力。但是,在IMD技术中,以上两种办法都不可行,为此UV光固油墨在透明片材上完全固化后,还要再印一层水性黏合剂,其目的是在油墨成型前保护墨层不受损坏,并有利于油墨与注塑树脂的兼容,增强它们之间的黏合力。与IMD专用UV油墨配套使用的水性黏合剂(胶)有AQUATEX SC黏合剂,其工艺要求如下:

1)在印刷黏合剂之前,确保透明片基上的油墨完全干燥;

2)确保透明片基上的油墨表面清洁无残渣;

3)环境潮湿(相对湿度大于50%),印刷效果较好;环境干燥时,应保持网版的润湿;

4)采用77T/cm单丝PET丝网,制作耐水性网版,采用硬度为HS80的胶刮连续印刷,否则会出现堵网等故障;

5)干燥:在80℃的对流热风下干燥约2分钟;

6)网版使用后,立即用温水冲洗干净。

以上所谈的是对IMD专用光固油墨图文表面网印水性黏合剂的工艺。但事实上,在溶剂油墨中,也需要网印水性黏合剂,它有两个作用,一是宝龙镜面油墨L48591和M1对酸、碱溶液及水蒸气敏感,易产生氧化现象而失去镜面效果,同时,镜面油墨属溶剂型油墨,又不能用溶剂墨保护,所以在溶剂墨的IMD技术中,为了防止IMD镜面油墨脱落、分层溶解、氧化,保护镜面油墨只能选用对镜面效果没有影响,不会破坏涂层的水性黏合剂。二是若注塑料为ABS、ABS+PC或PS,由于这些材料与HTR油墨的黏合性欠佳,网印HTR油墨后,再印水性黏合剂,能提高墨层与基材的结合力,同时,具有柔软性和成型性好的特点,减少分层开裂现象的发生。

由于注塑料的不同,注塑温度也有区别,如表2所示。对要求高温注塑的材料,则在网印水性黏合剂前,应加入2%~3%(PC加2%,PET加3%)的L35707或L49858硬化剂,加入硬化剂的水性黏合剂的网印工艺参数如下:

丝网:采用77~100目/厘米 PET丝网;

网版:采用耐水性感光胶(膜片);

胶刮硬度:HS65~70左右;

干燥:在50~90℃烘道中,以3~7米/分速度干燥。

网印水性黏合剂后,若不能及时(2天)注塑或在60℃以上温度下放置,注塑料与PC片的附着性能将降低。

IMD技术涉及的环节较多,片材的特性、网印油墨的性能、黏合剂的质量、模具的结构特征以及注塑料的选配、注塑温度、压力、速度的控制都会影响IMD的成品率和成品质量。笔者希望通过以上介绍,与IMD技术人员共同交流,使IMD技术在我国更加成熟,发挥更大作用。

转载自:印刷技术

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