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IMD油墨黏合劑應用技術

IMD(In Mold Decoration)技術,即注塑成型表面裝飾技術,是目前風行的表面裝飾技術,主要用在手機及一些電器面板、保護顯示屏的透明鏡片、汽車儀器儀表的表盤、洗衣機面板整飾等,并已發展到裝飾大型機殼,如汽車的外殼裝潢等方面。由于采用IMD技術,不僅裝飾效果美觀,而且與其他制造方法相比,使用壽命長,且防塵防潮性好,得到了用戶的青睞。 
我國在IMD技術的應用方面起步較晚,到2001年下半年少數企業才具有一定的規模,所以從目前國內和國外IMD技術的應用情況看,這項技術在未來的數年里會有非常廣闊的發展前景! 
 
IMD的關鍵技術 
1.PC、PET透明片材背面網印專用IMD油墨 
1)IMD專用油墨有溶劑型高溫油墨和紫外光固化型系列專用油墨。 
2)對IMD專用油墨的要求 
a.與PC和經表面處理過的PET及ABS+PC片材具有良好的附著力; 
b.油墨必須具有耐高溫(注塑溫度)的特性,注塑時,油墨不會產生擴散、流散現象; 
c.具有優良的耐磨性能; 
d.具有一定的可成型性和柔韌性; 
e.光澤性好,同時不受注塑溫度的影響; 
f.顏色齊全。

2.對成型與注塑的要求

1)控制成型模具的合理深度和轉角部位的弧度(R); 
2)成型過程中,凹凸模之間的間隙及其均勻性的合理設計; 
3)注塑模結構、型腔與成型模形狀具有一致性; 
4)模腔內的表面質量和光潔度高; 
5)合理設計注塑模澆注口的位置、數量、大小、形狀和注塑料的流動方向及注塑模的升降溫系統,確保塑料澆注過程順暢,減少注塑溫度對IMD網印油墨的影響,提高注塑料和油墨及基材的結合牢度。 
 
IMD油墨的印刷與干燥 
1.油墨網印工藝 
1)標準色油墨 
90~150目/厘米 PET絲網;制版采用耐溶劑型感光膜層;膠刮硬度為HS80; 
干燥:三級干燥方式徹底干燥。 
2)網印銀色油墨 
網印銀墨;120目/厘米PET絲網;網印粗銀墨:77目/厘米PET絲網;耐溶劑型感光膜片;膠刮硬度HS80。 
干燥:三級干燥方式徹底干燥。 
3)網印鏡面油墨 
100目/厘米 
PET絲網;耐溶劑型感光膜片;膠刮硬度HS65~70;回墨刀刃口為圓角型,回墨時刮速略低。 
干燥:M1鏡面油墨干燥溫度為80℃,干燥后可獲得較好的鏡面效果。鏡面油墨L48591,在50℃下干燥15分鐘左右。 
鏡面油墨徹底干燥后,在其表面罩印黏合劑會使注塑后的鏡面效果更好。 
4)網印、注塑過程注意事項 
a.網印前,必須清潔PC、PET片材表面,不應潮濕,片材表面最好用無水乙醇清潔處理,若在相對濕度大的環境下,必要時可進行烘干. 為了在注塑后達到鏡面效果和提高油墨與片材的結合力,在PC片材上網印鏡面油墨時,應加10%左右的穩定劑;若在處理過的PET片材上網印鏡面油墨,采用鏡面油墨應加10%左右的穩定劑附著力牢固劑,對于鏡面油墨應加10%的M1附著力牢固劑,油墨加入助劑后要混合均勻。 
以上加入的幾種助劑都會對鏡面效果產生影響,且加助劑后的鏡面油墨儲存時間約2小時左右,所以一定要控制助劑的用量及混合油墨的總量。 
b.網印HTR銀色油墨后必須徹底干燥,否則,在注塑時會出現氣泡、油墨擴散(被高溫注塑料沖散)、與片材的附著力降低及油墨易脫落等現象。 
HTR油墨網印后建議采用三區域、隧道式通風干燥形式。 
第一區域溫度不超過40℃,通過此區域可達到兩個目的,一是讓油墨中的溶劑由油墨的內層向外揮發,否則,墨跡表面先結膜干燥,把溶劑封閉在墨跡里面,不利于油墨中溶劑的完全揮發;二是溶劑逐步揮發的同時,有利于油墨與基材之間的潤濕,提高附著牢度。 
第二區域的溫度為90℃,即油墨開始干燥的溫度,并在90℃恒溫4~5小時,有利于油墨中的溶劑完全揮發,是避免注塑時油墨被洗掉的關鍵。 
第三區域為冷卻區,經干燥的油墨在90℃下逐步過渡到室溫,這一過程,油墨 逐步冷卻,同時發生收縮,變得更致密,在這個變化過程中溶劑也被逐步排出墨層。 
最后需在90℃下恒溫通風干燥4~5小時,進一步把剩余溶劑從墨膜中完全揮發掉, 從而達到在注塑高溫下墨跡內沒有溶劑,不會因高溫溶劑體積的膨脹而推移片材上 的墨跡,使HTR墨內連結料樹脂與熔融狀態的注塑料固著為一體,解決IMD注塑成型 片材上的油墨被洗掉的問題。 
為了避免注塑時油墨被洗掉,除油墨要徹底干燥外,注塑料的去濕也不可忽視,注塑前要對注塑料進行預處理,徹底趕走注塑料中的水分,消除注塑過程中出現的氣泡。 
c.油墨黏度和適性的調整 
印刷結果的好壞受多種因素影響,尤其是油墨的黏度調整,若黏度調整不好,則會導致針眼和油墨的流平性差等,為此,基本色和銀色油墨對稀釋劑的用量有一定限制, 
 
2.IMD系列光固油墨網印工藝 
絲網:120~165TPET絲網(金屬色用120T); 
網版:耐溶劑型感光膠(膜片),也可用毛細感光膜片,如采用15~25#毛細膜片; 
網版張力:大于20N/cm; 
膠刮硬度:HS75~80; 
固化條件:2支120W/cm中壓汞燈,以20米/分的速度進行UV干燥。 
同時,還要考慮油墨中顏料吸收UV光的特性和墨層厚度、黏度、色濃度等因素對光固效果的影響,保證IMD光固油墨固化徹底。 
IMD專用光固油墨與溶劑型IMD油墨相比,屬于無溶劑型油墨,因此墨層固化后幾乎不會減薄,印刷后幾分之一秒時間內油墨即完全固化,大大提高了生產效率。但是光固化的墨層與注塑料的附著性欠佳,因此,用光固化油墨進行圖文印刷后,必須在其上面網印膠黏層,以增強油墨和注塑料的黏合力。 
水性黏合劑的應用技術 
在IMD專用光固化油墨的應用中,為了增強油墨與注塑樹脂的黏合力,油墨固化后,必須在其上面罩印一層水性黏合劑,這是因為光固化油墨完全固化后其表面張力較小,且是封閉的,如同油墨玻璃化一樣,不易套印下一色油墨。解決光固化油墨層附著力低的方法有兩個,一是前一色墨光固化不能達到100%;二是在光固油墨里添加層間助固劑以提高層間的附著力。但是,在IMD技術中,以上兩種辦法都不可行,為此UV光固油墨在透明片材上完全固化后,還要再印一層水性黏合劑,其目的是在油墨成型前保護墨層不受損壞,并有利于油墨與注塑樹脂的兼容,增強它們之間的黏合力。與IMD專用UV油墨配套使用的水性黏合劑(膠)
SC黏合劑,其工藝要求如下: 
1)在印刷黏合劑之前,確保透明片基上的油墨完全干燥; 
2)確保透明片基上的油墨表面清潔無殘渣; 
3)環境潮濕(相對濕度大于50%),印刷效果較好;環境干燥時,應保持網版的潤濕; 
4)采用77T/cm單絲PET絲網,制作耐水性網版,采用硬度為HS80的膠刮連續印刷,否則會出現堵網等故障; 
5)干燥:在80℃的對流熱風下干燥約2分鐘; 
6)網版使用后,立即用溫水沖洗干凈。 
以上所談的是對IMD專用光固油墨圖文表面網印水性黏合劑的工藝。但事實上,在溶劑油墨中,也需要網印水性黏合劑,它有兩個作用,一是鏡面油墨對酸、堿溶液及水蒸氣敏感,易產生氧化現象而失去鏡面效果,同時,鏡面油墨屬溶劑型油墨,又不能用溶劑墨保護,所以在溶劑墨的IMD技術中,為了防止IMD鏡面油墨脫落、分層溶解、氧化,保護鏡面油墨只能選用對鏡面效果沒有影響,不會破壞涂層的水性黏合劑。二是若注塑料為ABS、ABS+PC或PS,由于這些材料與HTR油墨的黏合性欠佳,網印HTR油墨后,再印水性黏合劑,能提高墨層與基材的結合力,同時,具有柔軟性和成型性好的特點,減少分層開裂現象的發生。 
由于注塑料的不同,注塑溫度也有區別,如表2所示。對要求高溫注塑的材料,則在網印水性黏合劑前,應加入2%~3%(PC加2%,PET加3%)的L35707或L49858硬化劑,加入硬化劑的水性黏合劑的網印工藝參數如下: 
絲網:采用77~100目/厘米 PET絲網; 
網版:采用耐水性感光膠(膜片); 
膠刮硬度:HS65~70左右; 
干燥:在50~90℃烘道中,以3~7米/分速度干燥。 
網印水性黏合劑后,若不能及時(2天)注塑或在60℃以上溫度下放置,注塑料與PC片的附著性能將降低。 
IMD技術涉及的環節較多,片材的特性、網印油墨的性能、黏合劑的質量、模具的結構特征以及注塑料的選配、注塑溫度、壓力、速度的控制都會影響IMD的成品率和成品質量。筆者希望通過以上介紹,與IMD技術人員共同交流,使IMD技術在。


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