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塑胶表面处理


塑胶产品表面处理
Peter.Lai

塑胶产品表面处理
? 印刷(丝网印刷、曲面印刷、渗透印刷、蚀 刻印刷 ) ? 喷涂(PU,UV,喷漆,喷粉等) ? 表面硬化 ? 激光印字(镭雕) ? 金属效果(电镀、喷镀、金属喷涂、电化铝 烫印)

印刷
? 丝网印刷 1.简介 丝网印刷是一种古老,而又应用很广的印

刷 方法。根据印刷对象材料的不同可以分为: 织物印刷,塑料印刷,金属印刷,陶瓷印刷, 玻璃印刷,彩票丝印,广告板丝印,不锈钢 制品丝印,丝印版画以及漆器丝印等。

塑料丝网印刷
塑料件的丝印,是塑料制品的二次机工(或 称再加工)中的一种。 塑料制品的种类繁多,但就印刷的方法而言, 片材及平面体用平面丝印法;可展开成平面 的弧面体用曲面丝印法;异形制品则用间接 丝印法。塑料制品固树脂、添加剂及成型方 法的不同,其表面性能的差别很大,尤其是 表面的平滑性、极性及静电等问题。

塑料丝网印刷的应用范围:
1.ABS塑料的丝网印刷。ABS树脂塑料,是一种工程塑料。近年来 广泛应用于电视机、计算器等产品以及国民经济许多领域。 2.电子产品塑料部件的外观面的丝网印刷。电子产品特别是数码相 机、MP4、电视机等,对于外观的要求很高的。塑料丝印开发 以后,为电子产品的装饰带来了方便。 3.塑料标牌的丝网印刷。近年来,塑料标牌及塑料成型后进行丝印 图形文字的装饰部件发展很快。 4.软质、硬质塑料件的丝网印刷。 5.仪器面板的丝网印刷。 6.彩色涤纶标牌的丝网印刷。

丝网印刷原理
其印刷的基本原理是:丝网印版的部分网孔能够透过油墨,漏 印至承印物上;印版上其余部分的网孔堵死,不能透过油墨, 在承印物上形成空白。传统的制版方法是手工的,现代普遍使 用的是光化学制版法。这种制版方法,以丝网为支撑体,将丝 网绷紧在网框上,然后在网上涂布感光胶,形成感光版膜,再 将阳图底版密合在版膜上晒版,经曝光、显影,印版上不需过 墨的部分受光形成固化版膜,将网孔封住 ,印刷时不透墨;印 版上要过墨的部分的网孔不封闭,印刷时油墨透过,在承印物 上形成墨迹,印刷时在丝网印版的一端倒入油墨,油墨在无外 力的作用下不会自行通过网孔漏在承印物上,当用刮墨板以一 定的倾斜角度及压力刮动油墨时,油墨通过网版转移到网版下 的承印物上,从而实现图像复制。

丝网印刷的特点
1、成本低、见效快。 2、适应不规则承印物表面的印刷。 3、附着力强、着墨性好。 4、墨层厚实、立体感强。 5、耐旋旋旋旋光性强、成色性好。 6、印刷对象材料广泛。 7、印刷幅面大。

曲面印刷(移印)
1.简介 作为在塑料成型品的表面进行文字或图案的 印刷方法,曲面印刷法常常被采用。曲面印 刷是指用一块柔性橡胶,将需要印刷的文字、 图案,印刷至含有曲面或略为凹凸面的塑料 成型品的表面。

曲面印刷的原理
? 曲面印刷是先将油墨放入雕刻有文字或图案 凹版内,随后将文字或图案复印到橡胶上, 再利用橡胶将文字或图案转印至塑料成型品 表面,最后通过热处理或紫外线光照射等方 法使油墨固化。

曲面印刷工艺:
? ? ? ? ? 成型品的脱脂 成型品的表面处理(必要时) 印刷 油墨的固化处理 涂布过多等后处理(必要时)

印刷流程
? ? ? ? ? 将油墨放入凹版内 刮去过量的油墨 挤压曲面取得油墨 将曲面的油墨转印到成型品的表面 清洗曲面、版面(必要时)

移印机图片:

前处理工艺
? 目的: 要想得到美观、耐久性的印刷品,则有必要对成型品进行前处 理。前处理包括成型品表面的油脂及垃圾的清洗,以及为了改 善油墨的润湿性和粘合性的表面处理。 ? 前清洗(脱脂): 采用有机溶剂清洗成型品表面渗出的油污。因为成型品的表面 易受模具防锈剂、脱模剂、人的油脂,树脂的添加剂等的污染, 导致油墨开裂,降低了油墨与成型品的密接性。特别是当出现 印刷不均匀问题时,则表明成型品表面受污染的可能性极高。 ? 表面处理: 绝大多数的合成树脂与油墨的密接性不如金属和纸。为此有必 要对成型品的表面进行适性处理。

油墨固化处理
目的: 在多数情况下,采用某些方法使油墨固化。特别是 工程塑料,为了防止受油或溶剂等的污染,仅靠单 纯的干燥不能得到良好的印刷效果。为此,使用反 应性的油墨可以提高树脂与油墨的密接性。 方法: 硬化处理方法则有热硬化处理与UV硬化处理二种。 无论采用何种方法,都利用了油墨的化学反应性能, 请务必选用合适的油墨

热固化处理:
? 将印刷后的成型品放入恒温槽内,使印刷品 被远红外线照射或热风加热,因热反应使油 墨固化。通常温度控制在60~100℃左右, 有时温度也会达到150℃左右。一般来说, 固化的温度高,则可得到良好的印刷效果。 但是,承印物为塑料成型品时,如果采用高 温处理的话,则会引起成型品的收缩及变形。 此外,印刷后干燥不充分的话,加热会造成 溶剂起泡。

UV固化处理:
? 被印刷的成型品在特定波长的紫外线(UV) 照射下,利用光化学反应使油墨固化的方法。

烫印
1.简介 烫印是利用专用箔,在一定的温度下将文字 及图案转印到塑料制品的表面。 其优点在于该方法不需要对表面进行处理, 使用简单的装置即可进行彩印。此外,还可 以印刷出具有金、银等金属光泽的制品。

烫印方法
? 模压印: 利用热的模版将箔压印在成型品光洁的表面上(平面、曲面), 从而得到精美的文字及图案的方法。 如图所示,将金属模版放在电热板上加热后使箔转移到成型品 的表面。模印所用材料为不因加热而被氧化且热传导性较大的 金属材料。 标准的模压印条件如下: 热板温度 : 160~220 oC 压力: 0.39~0.58Mpa 加压时间: 0.6~1.0秒

模压示意图

橡胶压印
由橡胶等所制成的箔加热后压印至凸面的方法。 如图所示,将耐热橡胶板(硅胶)贴在加热板上, 加热后将箔转印到成型品表面。在选用橡胶压印时, 必须对箔的种类、压箔条件进行选择。 此外,由于与箔相接触部分是选用热传导性较低的 橡胶,故电热板的设定温度要高于模压印,一般为 230~240℃左右。我们必须依照不同的模压材料 相应地提高温度。 在对凸部进行电化铝烫印时,对温度、加压条件的 控制比较困难,有时不一定能得到精美的制品。

橡胶压印示意图

渗透印刷
特点: 1,渗透印刷是采用具有升华性能的特殊油墨, 使油墨渗透到成型品内部的印刷方法,故比 较适用于有耐磨损要求的场合。 2,采用的是特殊的油墨,所以在转印方法上 没有问题。转印方法可分为直接法及热转印 法二种。无任采用何种方法,印刷后通过加 热处理使油墨渗透至成型品内部 30~ 50μm。

选择油墨
升华性油墨与一般油墨不同,且在种类与颜 色上均受限制,目前仅有黑、红、黄、蓝四 种颜色。但没有白色,请务必注意

转印方法及工艺
a) 直接法 象曲面印刷一样,采用普通的油墨及印刷方 法。加热后使其冷却,并必须用溶剂清洗表 面上过多的油墨。

b) 热转印法 事先用升华性油墨将图案印刷于特殊的离型 纸上,而后再将图案转印到塑料薄膜上,印 刷图案在离型纸的印刷时已被确定,这时还 可以使用彩印。

热转印
优点: 热印转写纸是从英文HEAT TRANSFER PAPER 翻译过来;原理是用热力把图案或 花纹从胶膜或纸膜转印到工作表面。转印或 烫印过程,只需对被印物烫印一次,便可把 多种颜色图案转印在胶件上。这样可以减低 胶件不良率

水转印
? 转贴方法: A,将图形剪下,撕去离性膜,浸入温水中 B,20秒后发现图案可以在纸面上滑动时,用拖 拉方式将图形贴在产品表面。对准位置后用 擦胶皮均匀刮掉图形水分,再用干净吸水纸 擦干水分 C,充分干燥后,喷光油

水转印示意图

激光印字(镭雕)
? 定义: 激光印字技术是利用激光所持有的高能源,直接将 文字、图案打印至材料表面的印刷方法。我们可以 依据所使用的激光种类(波长)或打印方式,分成 数种类型。与一般的油墨印刷相比较,由于不需要 周边设备,所以也就不需要使用溶剂,因此,激光 印字技术是属于环保型的装饰技术。此外,它利用 制品本身的质变进行雕刻,印刷品因不易被磨损而 备受瞩目。

? 特点: 1,由于不使用油墨与溶剂,也不需要进行清洗或表面处理,故 不需要周边设备、保管设备、废溶剂等处理设备,成本低。 2,由于使用激光进行打印,因此可描绘出精致的图案与细小文 字。但不适用于涂布或粗体字。 3,特别是扫描式,由于受电脑的控制,可自由描绘,并可针对 每一种产品的不同文字进行自动打印。 4,色彩与清晰度会受激光种类(波长)与印字材料的组合所影 响,可印刷的颜色也是有限的。由于其印刷原理与黑白印刷相 似,因此无法进行多色或彩色印刷。 5,目前的激光印字设备价格昂贵,成本高。 6,由于是雕刻印刷,耐磨损性好。

? 原理: 激光印字是利用下列工序进行配色、雕刻,将图案 或文字印刷在承印物上激光会被照射物所吸收。 被吸收的激光能量会转为热能或引起光化学反应. 被照射部分会因受热或化学反应,而分解、蒸发、 碳化、变色、发泡。由于周边及颜色与表面状态不 同,因此我们可以清晰地看到文字或图样。激光所 产生的作用,会因激光波长或照射物质而异。有时 也会因激光波长与照射物质不相吻合,不发生任何 变化

? 激光机的种类: 1,依据激光发光装置的不同而分类 ? 二氧化碳激光机 ? 钇铝石榴石激光机 ? 激太原子激光机 ? 高频钇铝石榴石激光机

2,依据打印方式的不同分类 ? 扫描式激光机 ? 屏蔽式激光机 ? 常用扫描式激光印字的机理 扫描式激光机是采用相当于X轴与Y轴的2 块镜片来控制激光的光线,在承印物上打印 出所要图案或文字的方法。

? 扫描式的优点 1,善长打印细小文字。 2,绘图数据由电脑控制,适用于少批量生产。 也可在每一个产品上分别打印文字或符号。 3,以划线或细小文字为主进行打印时,可采 用高速打印。 4,与屏蔽式相比较,可打印的面积较大

? 扫描式的缺点 遇到粗体字或涂布图形时,打印所需的时间 较长。

? 屏蔽式激光印字的机理 使用屏蔽式激光机时,必须事先将要印刷的 图案、文字制作在模板,然后使激光透过模 板,根据其投影进行雕刻的方法。

? 屏蔽式的优点 1,每一次打印所需时间极短,适用于量产。 2,因采用屏蔽式,可提高打印图案及文字的清晰度。 3,与扫描式相比较,可高速打印粗体字与涂布图形。 ? 屏蔽式的缺点 1,进行其他图案的打印作业时,必须更换模板。 2,制作模板时需要一定的费用。 3,由于激光是通过透镜分散的,在进行大面积的印刷 时,会因无法完全获得激光能源,而无法获得反差 (contrast)

PU漆
? 定义: PU漆又叫 双组分聚氨酯漆,皮革漆是PU漆 的一种 ? 化学组分: 甲组分(固化剂)的异氰酸酯基(-NCO) +乙组分(漆)的羟基(-OH)=聚氨酯高 聚物(漆膜) ? 稀释剂(天那水): 起调节年度,便于稀释的作用

? PU漆的性能特点: 1,漆膜较薄,硬度最高能达到2H 2,耐黄变 3,漆膜附着力很强,漆面不容易开裂脱落 4,光泽匀称,但看上去不是很亮 5,具有很强的渗透性和柔韧性,能渗透到基材的表层里面 6,抗重击能力和耐磨性很强 7,兼具保护性和装饰性 ,可用于高级工艺品、高级木器、钢琴、 大型客机等的涂装 8,漆膜具有优良的耐化学药品性,耐酸、碱、盐、石油产品 9,能烘干,也能常温或低温固化。

? PU烤漆操作流程

PU漆配比: ? 主剂:P790 ? 硬化剂: H-300-50UN ? 稀释剂:C27917 ? 稀释比率:主剂:硬化剂:稀释剂=4:1:2~4(重量比) ? 膜厚:15~20um ? 干燥条件:静放5分钟后,70℃×30分钟以上烘干 ? (达到完全硬化,还需在20 ℃ 环境下放置7天左右) 注:有些厂商采取强制干燥的办法,只要3~6小时即可完成完 全硬化,缩短了时间

UV涂料
? 定义: UV就是紫外线(Ultra-Violet Ray)的英文 简称. 工业用的UV波长以200nm 到450 nm为其应用范围. 用UV 来照射"UV 照射 可硬化的材料" 而使它硬化的制程, 我们称 之为"UV Curing Process"

?

UV的优点: 1,硬度高。最高硬度可达5~6H,但手机、相机产品一般不会做到太 高的硬度,因为硬度太高,势必其它的物性会降低,比如柔韧性等。 2,时间长了会泛黄,因此,在产品外观要求纯白时,一般不使用UV上 光。 3,固化速度快,生产效率高,固化机理属一种自由基的链式反应,交 联固化在瞬间完成,所设计生产流水线速度最高可达100米/分钟,工 件下线即可包装,属于绿色环保型涂料,与传统烘干型涂料相比使用 UV涂料的效率是其15倍以上; 4,常温固化,很适合于塑料工件,不产生热变形; 5,涂层性能优异,UV涂料固化后的交联密度大大高于热烘型涂料,故 涂层在硬度、耐磨、耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等溶剂各方面的性能指 标均很高;特别是其漆膜丰满、光泽尤为突出; 6,Uv漆所采用的光固化工艺在淋刷油漆时无污染,是公认的绿色环保 产品比PU漆更环保

? UV的缺点: 涂料对灰尘敏感,因而对施工环境要求严格 UV喷漆操作流程:

UV应用:
? UV光固化丝印上光油 可用于印刷局部上光,也可以满版上光,上光印刷表面色彩鲜 艳光亮透明,具有照片效果,耐磨,不起层,不卷曲的特点, 用与高档包装的表面装饰及保护。 ? UV塑料上光油(可烫金) ? UV塑料上光油主要用于PE,PP、PC,适用于数码产品塑胶件 表面上光。 产品特点:耐黄变,低气味,耐磨擦,高光泽,柔韧好。本系 列还有UV磨砂光油。 ? 光盘保护UV光油 光盘保护胶是光盘生产的关健材料,对光盘的质量是至关重要, 要求与光盘的反射金属层粘接好,对油墨适应性强,高低温性能 好,抗磨损性能佳。

PU漆、UV漆的比较
? UV漆和PU漆之间主要的区别是其工艺处理 过程的不同。UV漆所采用的光固化工艺在 淋刷油漆时无污染,比PU漆更环保,从工 厂加工的工艺上说,对工人的健康及环境的 保护有好处,从生产角度看,它是一种更新 换代的产品。PU漆正逐渐被UV漆所取代。

PU漆、UV漆的比较列表:
项目 加工方式 硬化时间、可否返工 硬度 附着力 价格 光泽度

PU漆

烤箱

硬化反应需七天;可 返工

漆膜较薄不是 很硬最高能达 到2H

特别好

低于UV漆

光泽匀称看上去 不是很亮

UV漆

UV灯固 化

硬化30分钟;不可以 返工

漆膜硬度高, 最高硬度可达 5~6H

不如 PU漆

成本高

光泽度高可为亚 光 半亚光和亮光

PU漆正逐渐被UV漆所取代,很多厂商基 本不再使用PU烤漆,原因如下:
? UV烤漆的干燥时间更短,只要过一遍光固机就基本可以了,因此 加工速度更快 ? UV漆光泽度高 ? UV漆外观更为饱满 ? Uv漆所采用的光固化工艺在淋刷油漆时无污染,比PU漆更环保 ? 只有在以下情况选择使用PU漆: ? 产品为纯白色时,因为UV漆有随时间泛黄的缺点,此时一般使用 PU漆 ? 在地板制漆中,因为PU漆有很强的渗透性和柔韧性,能渗透到木 材的表层里面,给地板的涨缩起到了控制作用,使其不易开裂和 漆面脱落。PU面漆的抗重击能力和耐磨性都比UV漆强。含油脂 较高的地板如柚木 ,只能使用PU漆。

表面硬化 Hard Coating
? 塑胶表面硬化有两种技术:在塑胶表面喷涂硬化层和使用化学 药剂将塑件浸泡烘干硬化. ? 现在的一般手机厂都是使用在塑胶表面喷涂硬化层的方法。一 般需要表面硬化的零件是液晶屏部位,因为其表面有透明,防 刮及硬度的要求。(表面耐磨为RCA 50 CYCLES,硬度需于铅 笔测试3H以上)。使用的材质是压克力(PMMA)其硬度达3H 以上硬度,而PC则达不到3H之硬度。 ? 其缺点:其表面易沾油污表面经硬化后非为光滑而有毛细现象, 且表面印刷油膜不易附着,成品之不良率亦随之升高。 ? 工艺:在一块大的压克力板上经过硬化处理,然后按照产品设 计的要求切割。

金属效果处理
? 电镀 定义: 电镀(electroplating)被定义为一种电沉积 过程(electrodepos- ition process),就 是利用电解的方式使金属附着于物体表面, 以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的。 简单的理解,是物理和化学的变化或结合。 其目的是在改变物体表面之特性或尺寸。例 如赋予产品以金属光泽而美观大方

? 电镀之目的: 电镀的目的是在基材上镀上金属镀层 (deposit),改变基材表面性质或尺寸。例 如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨 耗、提高 导电度、润滑性、强度、耐热性、 耐候性、热处理之防止渗碳、氮化 、尺寸 错误或磨耗之另件之修补。

? 电镀件的结构设计注意点: 1) 基材最好采用电镀级ABS材料,ABS电镀后覆膜的 附着力较好,同时价格也比较低廉。 2) 塑件表面质量一定要非常好,电镀无法掩盖注射的 一些缺陷,而且通常会使得这些缺陷更明显。 3) 电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响 电镀件的厚度按照理想的条件会控制在0.02mm 左右,但是在实际的生产中,可能最多会有 0.08mm的厚度,所以在有滑动配合的位置上,单 边的间隙要控制在0.3mm以上,才能达到满意的 效果,这是我们对电镀件配合时需要作的关注。

4) 表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm,尽量没有尖锐的边 缘。 5) 如果有盲孔的设计,盲孔的深度最好不超过孔径的一半,负责 不要对孔的底部的色泽作要求。 6) 要采用适合的壁厚防止变形,最好在1.5mm以上4mm以下, 如果需要作的很薄的话,要在相应的位置作加强的结构来保证 电镀的变形在可控的范围内。 7) 在设计中要考虑到电镀件变形,由于电镀的工作条件一般在60 度~70度的温度范围下,在吊挂的条件下,结构不合理,变形 的产生难以避免,所以在塑件的设计中对水口的位置要作关注, 同时要有合适的吊挂的位置,防止在吊挂时对有要求的表面带 来伤害。另外最好不要在塑件中有金属嵌件存在,由于两者的膨 胀系数不同,在温度升高时,电镀液体会渗到缝隙中,对塑件结构 造成一定的影响。

8) 要避免采用大面的平面。 塑料件在电镀之后反光率提高,平面上的凹坑、局部的轻微凹凸不平都变 得很敏感,最终影响产品效果。这种零件可采用略带弧形的造型。 9) 要避免直角和尖角。 初做造型和结构的设计人员往往设计出棱角的造型。但是,这样的棱角部 位很容易产生应力集中而影响镀层的结合力。而且,这样的部位会造 成结瘤现象。因此,方形的轮廓尽量改为曲线形轮廓,或用圆角过渡。 造型上一定要要求方的地方,也要在一切角和棱的地方倒圆角 R=0.2~0.3 mm。 10) 不要有过深的凹部, 不要有小孔和盲孔,这些部位不仅电镀困难,而且容易残存溶液污染下道 工序的溶液。像旋钮和按钮不可避免的盲孔,应从中间留缝。 11) 要考虑留有时装挂的结点部位.结点部位要放在不显眼的位置。可以用 挂钩、槽、缝和凸台等位置作接点。

12)厚度不应太薄,也不要有突变。 太薄的零件在电镀过程中受热或受镀层应力的影响容易变形.厚度 的突变容易造成应力集中,一般来说厚度差不应超过两倍。 13)标记和符号要采用流畅的字体,如:圆体、琥珀、彩云等。因 多棱多角不适于电镀。流畅的字体容易成形、电镀后外观好。 文字凸起的高度以0.3~0.5为宜,斜度65度。 14)如果能够采用皮纹、滚花等装饰效果要尽量采用,因为降低电 镀件的反光率有助于掩盖可能产生的外观缺陷。 15)尽量不要采用螺纹和金属嵌件,以免电镀时为保护螺纹、嵌件 而增加工序。

电镀效果

塑胶电镀
? 真空电镀与水电镀比较:

真空电镀与水电镀比较:

电镀效果介绍
? .高光电镀 高光电镀的效果的实现通常要求模具表面良 好抛光,注射出的塑件采用光铬处理后得到 的效果。

? 亚光电镀 亚光电镀的效果的实现通常要求模具表面良 好抛光,注射出的塑件采用亚铬处理后得到 的效果。

? 珍珠铬 珍珠铬电镀的效果的实现通常要求模具表 面良好抛光,注射出的塑件采用珍珠铬处理 后得到的效果。

? 蚀纹电镀 蚀纹电镀的效果的实现通常要求模具表面处 理出不同效果的蚀纹方式后,注射出的塑件 采用光铬处理后得到的效果

? 局部电镀 通过采用不同的方式使得成品件的表面局部 没有电镀的效果,与有电镀的部分形成反差, 形成独特的设计风格。

? 彩色电镀 通过采用不同的电镀溶液,在电镀后塑件表 面沉积的金属会反射出不同的光泽,形成独 特的效果。


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