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浅谈IMD技术

2025/6/20 5:47:47发布45次查看
随着imd(ims)应用材料的发展,光固油墨生产和制造imd(ims)变得更加方便快捷,且有较高的质量水平,现在我们就光固化油墨在可成型表面装饰imd(ims)技术上的应用为大家做一介绍。
一、imd的组成
1.材料
包括片材、树脂、油墨三部分。
2.设计
(1)图文构架的设计。(2)成型注塑模具的结构设计。(3)注塑模浇注口位置和形状的设计。
设计注塑模浇注口的位置,应考虑在注塑时,使pc注塑料不能直接冲击到印刷油墨的印迹上,从而保证注塑后油墨印迹的完整清晰和挺括性能。如果在注塑后,油墨印迹上出现水纹、流散、扩散、飞油等现象,就应该考虑改进注塑口的位置和形状及注塑模的整体结构。此外,还需调整注塑料的温度,使其达到印刷油墨可以承受,同时又能保证pc料、pc片和印刷油墨具有良好附着力的最佳状态。这一点,不单是对uv油墨,对溶剂型油墨更应该考虑,才能达到最佳效果。
3.生产过程
包括印刷、成型、注塑三部分。
二、imd的印刷及制作流程
1.丝网印刷、覆膜、成型注塑法
制作流程:pc片背面印刷溶剂型或光固化型imd专用油墨→干固→油墨印迹面整体热复合薄膜→高压冷(热)压成型→模切废边→注塑料的预热处理→注塑→完成部件。
2.丝网印刷补助剂成型注塑法
补助剂:用柯图泰公司生产的aquatex sc水性网印粘合胶。
作用:可提高pc片、油墨和注塑料(树脂)之间的结合力。
方法:pc片背面网印imd专用油墨→干固→pc片印墨面整体网印水性补助剂→高压冷(热)压成型→模切废边→注塑料的预热处理→注塑→完成部件。
3.工艺流程
网印imd(ims)油墨→干固→复合pc薄膜→成型→切边→注塑成型→完成。
三、溶剂型油墨和光固化型油墨在imd网印中的区别
1.溶剂型油墨
采用溶剂型油墨网印imd的pc片后,需在遂道式且具有良好通风的三级干燥机中烘干。三级的最后一级干燥,建议在90℃恒温下烘干3-5h。因此,溶剂型油墨的生产周期长,且一旦油墨的干燥程度掌握不好或不佳,就会给最后的注塑成品率带来非常大的影响。因为溶剂型油墨印后干燥不完全、不彻底,在油墨中残留溶剂,此溶剂在注塑模内受热的条件下,溶剂无法跑掉,就会向油墨内外散发,在溶剂蒸气压力大的情况下,油墨就会向四周扩散而造成“飞油”现象,使图文周边模糊,严重者印刷的图文全部扩散、飞溅形成向四周散射性的“花纹”(具体制作工艺,请参阅《丝网印刷》2000年第4期“imd技术及imd技术专用油墨的推广应用”一文)。
2.光固化油墨在imd技术上的应用特点
1)可实行自动化印刷,生产效率高;2)uv油墨光固化只需几秒或十几秒,固化速度非常快;3)可网印更精细的线条,分辨率高,且墨层较薄,印刷面积大;4)注塑前,uv墨印迹上若不覆膜,也不会产生印迹油墨“飞油”现象;5)整个操作系统容易控制,uv油墨因溶剂量较少,故不需长时间蒸发或烘干溶剂过程,因而,注塑时,油墨受热就不会产生“飞油”现象。
四、诺固imd专用光固化油墨的使用
1.印刷参数的选用
丝网目数选用120-165目/cm单丝聚酯丝网,可根据具体情况按图文精细度及下墨量而定。
网版的张力大于20n/cm左右。
胶刮的硬度为70-80°。
采用耐溶剂型的毛细18感光膜片或感光胶制版。
2.uv光固化要求
1)pc薄片在带有ir辐射的uv固化机内,会因受到ir的热辐射而挠曲、变形,为此,对uv固化设备就有更高的要求。
2)诺固imd光固油墨所适应的光谱波长一般在300-400nm之间,其光波峰值为365nm最佳,因为在365nm下光固油墨里的引发剂最活泼。其uv灯的功率为120w/cm或2支80w/cm的uv中压汞灯或金属卤素灯,如果pc片是耐高温的或pc片在高效uv机内较快地通过,可减少ir对pc片的冲击变形。
为什么pc片在uv机内会受ir辐射变形呢?
其原因是:市售uv机的光照系统中,目前的中压汞灯与反射罩有聚焦型和非聚焦型两种,对于这两种结构的反射罩,在反射要求的紫外光波长的同时,也同样将ir热辐射线反射在pc片上,尤其是当过uv机速度慢的情况下和印白色(对光全反射)及黑色(对光全吸收)油墨时,pc片就更容易挠曲变形。
这两种反射罩的结构特点是:聚焦型反射罩所反射的uv光线能量集中,光固化的效率高,有利于厚墨层的油墨固化,可使油墨的深层达到固化,这种聚焦反射罩,尤其是反光白色油墨和吸光黑色油墨适应性更好些,在同功率、同等条件下,聚焦型比非聚焦型的穿透性能更强些。但这两种结构的反射罩都会产生较高的热能,容易使pc片受热挠曲变形。
怎样避免和减少pc片在uv固化过程中受ir热辐射而引起的挠曲变形?
方法有两种。
第一种方法,在uv反射罩的表面涂一层涂料,该涂料层的功能是吸收ir热辐射波,pc片在uv固化的整个过程中,由于ir被吸收掉,pc片上只有uv光照射,所以pc片上不再受ir热辐射,故不会固受热而挠曲变形。这种结构的反射罩,不但适用于imd(ims)的pc片材,同时也适用于其他用uv油墨印刷的塑料片及标牌。
第二种方法,在uv机内,将两只灯稍微远离开,在两只灯当中设置一个能反转的装置,pc片印上油墨后,经过前一个uv灯后,工件走到中间时,pc片就反转180°后再过另一只uv灯,这样用两只低能量、同时也是低辐射能的uv灯,对透明pc片上印刷的油墨正反面两次固化,从而使pc薄片受热减少,温度降低,达到全固化,又不变形。
五、油墨光固化及注塑应用注意事项
1.uv灯管的使用寿命
新的uv灯(中压汞灯)从使用时起,一般1000h后应更换,同时,在1000h内应经常用无水乙醇清洁uv灯管及反射罩的表面,每清洁一次,将uv灯管旋转90°,有利于uv射线全部有效地辐射在uv油墨上,保证一定的穿透能量,使uv能量穿透到油墨底部,使油墨完全固化。
2.uv灯管的辐射能量
能量(功率)不够的uv灯,uv油墨过uv机的次数再多也不能使深部墨层全部固化,相反还会使uv油墨的表面封闭、老化、变脆等。同时油墨的附着力不好会使叠印的层间结合力很差。因此,uv灯的功率一般要求120w/cm或两支80w/cm中压汞灯或效果更好的金属卤素灯。
3.墨层的厚度和油墨的颜色对uv光固化的影响
不同颜色、不同厚度的uv油墨的固化效果略有差别,一般情况下,供应商在生产uv油墨时,利用光引发剂的特点,可以通过选择光引发剂的种类降低颜色密度,使不同颜色的uv油墨在同一固化条件下达到固化参数一致。而uv油墨的厚度,应该通过改变网版的参数、胶刮的硬度和刮印速度等方法调整,从而保证油墨快速固化。
4.注塑成型
(1)几种成型形式的简单比较
热成型由于片材加热可用来深度成型。
机械成型由于冷的片材可使油墨承受较高的压力。
高压成型由于片材稍微加热,可以允许较高的压力,且可深度成型,套位准确,尺寸稳定性高。
(2)值得注意的关键点
注塑成型前pc类材料的预热处理。
预处理即对pc颗粒料进行预热处理,属于去除水分的干燥处理,一般时间较长,为3-4h,才能将pc材料中的水分去掉,从而确保在注塑成型时减少油墨的飞溅和提高注塑料与pc片的密合,避免注塑成型后注塑料与pc片之间产生气泡而影响透明度。至于预热处理的温度,应该按注塑料的不同而有所区别。
避免油墨或片材的开裂。
要有一定有油墨厚度,不能明显地降低颜色的色密度或遮盖性。
成型时,选择最大的成型半径。
温度高将减少油墨被洗掉的面积。
增加注塑树脂温度,可增加附着力。
5.注塑料(树脂)及注塑温度
注塑料可用pc、abs、pc+abs、ps和pmma等。各种注塑料的参考注塑温度见表1。
imd(ims)技术的出现,将会大大推进仪器仪表、电脑、键盘、面板、汽车表盘的网印技术的发展。在不久的将来,多种家用电器、汽车等超大型产品的外壳也将会使用imd(ims)技术完成,使生产完全实行自动化,提高效率。因此,imd(ims)技术是集合特殊pc片材、注塑树脂、耐温油墨、彩色丝网印刷、冲压成型注塑模具的设计、制造及注塑工艺的综合技术,因此imd(ims)的技术含量较高,涉及技术范围广,因此需要有合理的结构设计,再配上先进的器材和合理的工艺,imd(ims)将会得到广泛的应用。
表1 各种注塑料的参考注塑温度
注塑料 pc abs pc+abs ps pmma
温度 >290℃ >270℃ >260℃ >220℃ >240℃
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