IMD技术及IMD油墨和黏合剂应用技术

        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。

信息来源：印刷技术