IMD技术及制程.doc

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1、IMD技術及制程 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

2、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

3、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

4、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

5、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。2UV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

6、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

7、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1

8、80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 1UV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。2UV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

9、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

10、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

11、（树脂）及注塑温度注塑料可用PC、ABS、PCABS、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

12、种注塑料的参考注塑温度 注塑料 PC ABS PCABS PS PMMA 温度 290 270 260 220 240 IMD技术及IMD技术专用油墨的推广应用 2007-07-26 09:30 IMD技术及IMD技术专用油墨的推广应用 摘要 介绍了一种新的表面装饰技术IMD技术（Inmold Decoration, 可成型表面装饰技术），从它的应用、技术特点、工艺流程几方面做了叙述，同时对IMD专用油墨及其印刷也做了具体介绍。 关键词 表面装饰 油墨 丝网印刷 Abstract The article introduces a new technology of inmold decorat

13、ionIMD technology. It explains its application, characteristics, and the technological process. It also introduces the ink special for IMD and its printing. Key words surface decoration; ink; screen printing 传统的表面装饰是在注塑成型的塑料器件表面印上不同的图案，而这些图案往往会因长时间摩擦(尤其是接触按键)而消失，且不耐划伤，容易产生划痕，即使印在透明按键材料上，这些图案也不会透光，并且

14、对于表面不平整的材料，只能用移印的办法印上图案，给批量生产带来了不便。随着社会的进步，人们对表面装饰的要求也在不断提高，为满足社会的需要，人们研制和开发了新的表面装饰技术IMD技术(Inmold Decoration 可成型表面装饰技术)以及为IMD技术服务的德国宝龙油墨公司生产的HTR专用耐温油墨，下边分五个方面讨论IMD技术。 一、IMD技术应用范围 IMD技术主要用在：手机按键、各种键盘、汽车仪表盘、洗衣机等电子产品的仪表盘、汽车后置灯外壳、安全标记、灭火通道等广泛的表面装饰市场。 二、IMD技术的特点 1.油墨在中间，图案不会因摩擦或时间久而消失； 2.防划伤、划痕，特别是在窗口上；

15、3.背面打光时，光会透过来，不仅可增加图案立体感，而且夜间可提供清楚的图案； 4.对于不规整的工件，以前只能用移印的，现在可用网印的方法； 5.可以制成各种不同的图形和各种不同的颜色图案。 三、IMD技术 1.IMD的结构 PC片+油墨层+注塑层 IMD结构示意图如图1： PC片 HTR系列油墨 注塑料 剖面图 主视图 图1 IMD结构示意图 2.IMD生产工艺流程 PC片背面印刷HTR系列油墨干燥模压成型剪切废边 注塑后处理(见图2) 印刷 HTR系列油墨 干燥 PC片 成型 成型模 卸模后的成型工件 剪切废边 PC片 HTR系列油墨 浇口 注塑模 加热 注塑剖面图 图2 IMD生产工艺流程

16、 3.主要工步的说明及注意事项 印刷：选用90150目/cm聚酯网，在耐高温的特殊PC片的背面印上耐高温、附着力好且柔软性好的德国宝龙油墨公司HTR系列油墨。 干燥：是在隧道式具有良好通风的干燥机中进行，干燥分三个阶段，先在40下干燥，再进入80温区，最后室温冷却，在4080温区的烘烤时间为38min，以防叠印时色的互渗，冷却长度长一点较好，当所有的颜色都印好后，最后在90下烘烤15h，以彻底排除残留的溶剂，这一点相当重要，若油墨中残留的溶剂没有排除干净，容易在注塑时油墨向四周扩散，造成飞油或气泡，而且成型时易掉墨，影响油墨的耐候性、耐高温性及其它最终性能 。 模压成型：彻底干燥的印品，既可马

17、上成型，也可存放几个月再去成型。 1.成型的方法有机械成型、液压成型、热压成型和高压成型。机械成型是公模与母模通过机械力量成型，此种方法设备投资小，但成型时模具的边缘容易划伤墨层，目前国内大多使用；高压成型是公模采用高压气体，依靠气体压力成型，这种成型方法解决了锐利的模具边缘划伤墨层的现象，成型效果好，但设备价格高，日本、韩国、台湾大多使用此种方法，其它方法目前很少使用。 2.成型效果及其影响的因素：a.成型半径、深度、距离、宽度会影响效果；b.宽深之比会影响成型效果；c.油墨的厚度对成型的影响；d.油墨与片的对比度影响效果。 剪切：将几何图形以外不需要的部分切去。 注塑：将切好的已成型的图片

18、放进模具中进行注塑，注塑时，浇口的位置应远离油墨图案，否则，容易造成飞油，注塑后去掉浇口，就是一个完整的工件。这里特别强调的是注塑模具形状、尺寸必须与模压成型模一致。 四、IMD技术专用油墨 随着IMD技术的出现，德国宝龙公司经过多年精心研制的IMD技术专用油墨Noriphan HTR，此系列油墨满足IMD技术的要求，它是溶剂单组分网印油墨，含有抗高温的热塑树脂，具有高光和良好的耐摩擦性，柔软性好，与PC片延伸率一致，粘附力强，在PC片上印刷后可成形，另外，此系列油墨不含重金属颜料(符合EN71,part 3)且基本色由高鲜艳度的透明颜料组成。 宝龙HTR油墨基本色系列：颜色 色号 光油 09

19、3 黄色 112和171 橙色 212 红色 308和318 紫色 412和472 蓝色 566 绿色 669 棕色 812 白色 945 黑色 952 四色油墨 黄色 156 品红 357 青色 557 黑色 949 光油 099 稀释剂 Noriphan HTR090 缓干剂 Noriphan HTR097 慢干剂 Noriphan HTR097/001 五、印刷工艺参数 1.丝网为有色聚酯丝网90150目/cm，耐溶剂型网版感光涂层； 2.所提供的HTR系列溶剂可以按不同比率混合以达到理想干燥速度； 3.刮刀硬度为7080； 4.印刷粘度调节不当会导致针眼和流平性差，一般彩色油墨稀释剂加

20、入量为油墨重量的20%，093光油，黑、白色油墨，稀释剂加入量为油墨重量的15%； 5.承印物表面需进行去污处理，若软片太潮，应先用无水酒精清洁软片后干燥； 6.可用Aquapress(水性)复印其上，增加与注塑材料的结合力； 7.丝网及器材可用PROLLUNIREIN清洗； 8.干燥系统为物理干燥系统，可通过溶剂在烘道的蒸发实现快速干燥，注意即使数目较少的印刷测试也必须在专用通道中干燥，在干燥时必须有空气调节步骤，晾架上干燥是不当的 ，因为溶剂接触PC软片表面会腐蚀。另外在注塑前一定要彻底干燥，因为残留溶剂会影响注 塑效果，基于多种因素对最终干燥的影响，对必要的条件须分别进行测试。 9.软片

21、/油墨/树脂的附着力会因许多不同因素而不同(如产品、过程和产品设计)。因此，对每一产品都须经分别测试。 10.NORIPHAN HTR油墨虽不易燃，但网印场所不要吸烟，网印场地注意清洁，不要让灰尘等 进入油墨及注塑成型系统中。 IMD注塑成型時出現的問題及注意要點 2007-07-11 17:28 1IMD射出成型注意要點： 因IMD油墨所能承受的溫度為250260,34秒,所以在設計射出模時,需考量射壓,射出時間,澆口大小數量及射料之物性。為達到射壓低，射出時間短,可考量方法如下: a. 澆道設計愈短愈好,採用熱澆道最佳. b. 澆口面積可加大或採多點澆口. c. 射料選擇: 流動性愈高愈好

22、,射出溫度愈低愈好. d. 射出壓力愈低及射出溫度愈低,則油墨可承受的時間會愈長. e. 在澆口位置可加防止沖墨的油墨,寶龍公司(PROELL)有提供. f. IMD注塑模的結構，型腔與成型模形狀的一致性； g. 在射料會交點，盡量不要選擇拉伸最高的位置（大多時候在四角的位置，因其地方較 薄，熱漲冷縮更為嚴重，會出現皺折。 h. 一模多穴的情況，比傳統更為嚴格 ， 因為射出，保壓時間，溫度要一致 i. 射出條件在IMD工藝中可變性較少，所以建議選擇半閉式，或者全閉式射 出機 j. 因IMFFILM熱漲冷縮的特性，其模具溫度不能太高成型，所以建議使用模溫機。 k. 因為內置薄膜，越厚的地方越容易

23、產生縮水，所以縮水的解決辦法不能用傳統的保壓， 過壓的方法來處理，只能通過減料，掏空的方法來處理。 2。IMD射出成型常出現的問題及解決方法： (1)IMD注塑中花樣油墨被沖散(洗)掉的主要原因如下： IMD油墨乾燥不透，存在殘留溶劑，且還會產生氣泡，注塑時油墨擴散並與片材附著力下降等； IMD銀色墨需要更長些時間烘乾； IMD片材厚度的影響，油墨被沖散的面積隨片材厚度的增加而加大； 與注塑口設計的結構、形狀以及分佈是否合理有關； 與注塑料的溫度有關，注塑樹脂溫度加高，則被沖散的面積減小。溫度設定與注塑料品種及注塑模結構有關； IMD油墨層印刷得太薄； IMD油墨本身不耐高溫； 注塑料在注塑前未去濕，導致注塑時出現氣泡； 網印前油墨的黏度調節不合適，導致墨層出現針孔以及流平性差的問題。 (2)IMD附著力不強，片材易分離的原因： 油墨中有殘留溶劑； 注塑機的溫度、壓力及其冷卻系統控制不當； 銀墨中，色料含量太高，或與注塑工藝不匹配； 油墨本身與基材的結合牢度欠佳； 沒有印IMD水性黏合劑； 鏡面油墨離彎邊太近； 注塑料有水分； HTR油墨的附著力與注塑樹脂的溫度有關係。