塑胶之表面处理技术

行動電話塑膠之表面處理技術 摘要 行動電話目前已成為個人之標準配備 其重要性已超越手錶等之個人隨身攜帶之物件 因而於產品之新技術開發及應用非常之快 且新穎 於製程更加減少 產品可靠度高 更為滿足求新求變之需求 全球廠商均全力投入開發新技術應用 在此專題即提出行動電話之塑膠表面處理演進及不同之新技術 1 電鍍 彩色電鍍2 噴漆3 曲面印刷 水轉印 熱轉印4 表面硬化5 InsertMolding IML IMD IMF 製作工法 最先為防止EMI 電磁干擾 及ESD 靜電防護 於設計時以薄鋁板或薄不鏽鋼板等 將產生干擾源或被干擾物以金屬物質包覆隔離 以免影響其他電子元件之正常動作 其缺點為包覆有其死角 且於曲面之產品利用板金折型有其困難點 因其缺點有開發者使用電鍍技術應用於塑膠表面 因電鍍層為金屬物質具有導電 電磁波之阻隔效果 更加有產品輕量化等之優點而大量使用於電子產品 最初之電鍍材為使用電鍍銅 電鍍鎳 而工法則有真空電鍍 水電鍍 真空濺鍍 以上工法為其功能 並無法應用至外觀 因其表面易產生氧化作用且表面粗糙並不適合於外觀處 電鍍Coating 真空濺鍍 水電鍍 電鍍作業流程 前處理 前處理功能在於將原本不導電的塑膠素材 變成導電的塑膠素材 其作業流程如下 塑膠底材 掛釣 整面脫脂 去除表面油污物 粗化使表面粗化 中和除去及還原表面之鉻酸 水洗 回收 水洗 水洗 水洗 敏化吸著PD SV之錯化物 水洗 加速化除去鍚使PD活化 水洗 化學鎳 水洗 完成 電鍍作業流程Processing 彩色電鍍Colorcoating 彩色電鍍 採用水電鍍方式 一切作業均在水中進行 不怕灰塵 毛屑 因採用離子化電鍍方式 可得均勻細膩良好的膜層 除了可提升商品價值外 可改善塑膠之物理性質 如耐濕 耐溶劑 油類 耐磨度 提高衡擊性 增加抗張力 增加熱變形溫度 防止塑膠腐蝕老化 此外 彩色電鍍具備0 EMI功能 防止靜電 手痕及PC板短路功能 彩鍍作業流程 噴漆Painting 噴漆塗裝為目前電子產品最為廣泛應用技術 其創新及演進如下 當塑膠材料尚未流行噴漆塗裝時 塑膠成型注重於成型之合膠線 但因受制於塑膠之基本特性雖有改善 但始終未儘理想 而有於素材表面輕噴塗同為素材顏色之塗料以解決流痕線及合膠線之問題 但其雖解決某些產品之問題 但確無法滿足如行動電話如影隨行之產品規格 而最早使用噴塗技術應用於產品線為行動電話大廠Nokia 技術經由另一廠商Motorola發揚光大 其定制規格而始全球製造商將之內部規則成為噴塗甚至使用其他非噴漆工法 亦適用其規格 塑膠表面之塗裝規格既由此得之 PUPainting 噴漆噴塗因受制於塑膠材質 而因應材質有不同底漆使其與素材緊密結合 之後再噴塗面漆 面漆為透明漆料兩液型 化學反應型 主要為防止漆面受化學藥劑 磨擦 刮傷作用 為能爭取全球手機噴塗之用漆 全球漆廠掀起一場革命 使其開發之新漆種能附合噴塗規格且其價格具有優勢之競爭力 但因其技術之困難度並非想像之輕易 目前緊有兩大廠其漆品附合此規格 一為日本CashewASCOAT及法國AKZONOBELEgyptian可以通過測試 但其底漆 basecoating 技術略有不同法國AKZONOBELEgyptian因歐洲對於環保規格較嚴而為一液型非反應型可於微生物反應槽被分解 而日本系列之底漆為兩液型但具有快乾之特性噴塗容易而較受噴塗廠之使用 即便如此其它漆廠亦尋求其他管道 市場上90 以上之換殼面板均為其它漆廠塗料所瓜分因其不能達到也無法達到規格而轉戰戰場 但其獲利並未必比兩大品牌漆廠低 UVPainting 另一方面另類噴塗技術正於研發中 雖未被手機三大廠承認中但其產品以於市場中可以看見 為UVCOATTING相較前段介紹之PUCOATTING最大不同為其面漆為UV紫外線照射才能達硬化但其硬化速度只需30分鐘較PU硬化反應需七天 來得有效率但其目前尚有其困難其表面無法達到PU類似金屬之感覺 相信在廠商之不斷創新開發不久將來即可見到 曲面印刷 水轉印 熱轉印 曲面印刷最早應用於汽車之飾板 如核桃木紋之中央控制面板 門把飾板 其利用印刷將木紋或其他紋飾印刷於一PVC薄膜 利用PVC之高可塑性將其表面印刷紋路轉印於塑膠材質上 於轉印素材噴塗適當媒介以利油膜附著 經高溫烘烤完成成品 但其因工件大容易於表面產生皺折 印刷良品不高 而開發利用水壓之平均壓力 治具簡易而以水轉印取代之 目前之水轉印技術為日本傳入 但及表面易因薄膜拉伸而使紋路變粗 第二代之水轉技術為克服此缺點由臺灣廠商 正清國際 發展出可得細緻紋路 更新穎但其表面抗耐磨 及抗化學性均無法達到 世界級大廠為能使其機殼能有更換性而發展出熱轉印技術 有名之例子為瑞典易利信 ERICSSON 所推出之 熱轉印 水轉印 表面硬化HardCoating 表面硬化之技術一為噴塗硬化層及使用化學藥劑將成品浸泡烘乾硬化 以手機大廠使用之方式為前者 一般使用之狀況為透明視窗因其表面為外觀及可視於LCD而要求其表面具防刮及硬度 表面耐磨為RCA50CYCLES 硬度需於鉛筆測試3H以上 以噴塗技術於PC之塑材將無法達到 而必需使用壓克力 PMMA 材質才能達3H以上硬度 其表面噴塗為類似PUCOATTING之面漆硬化層 但以化學藥劑將成品浸泡烘乾其化學藥劑為一矽化物 此工法大大降低硬化成本亦即國內業者開發之替代法 其缺點為其表面易沾油污表面經硬化後非為光滑而有毛細現象 且表面印刷油膜不易附著 成品之不良率亦隨之升高 IML InsertMoldingLabel IML IMF其原理均相同 分別於製程上之加工上不同 其基材及表面PC薄膜材質應用並無太大差異 其製作過程如下圖所示 模內印刷技術為最近之兩三年之技術 IMF InsertMoldingForming IML IMF其原理均相同 分別於製程上之加工上不同 其基材及表面PC薄膜材質應用並無太大差異 IMF PC FILM經由熱室法或真空FORMING成型後於射出模具一體成型 但成品所受限制還相當多 期待將來有更新之技術解決 IMFKEYPAD IMFCOVER IMD InsertMoldingDeliver IMD其原理為將表面外觀印刷於一薄膜利用此薄膜於成品模內成型時 同時印刷油墨轉印於透明基材上 再經由UV照射燈照射使UV印刷層硬化具有3H之硬度及表面耐磨一次達成 因其薄膜之表面處理具有多樣性 金色銀色等之金屬特殊顏色可以利用真空蒸著技術附著於薄膜上再轉印於成品上 技術性高目前全世界只有日本SHNISHA及德國CURWZ擁有此工法之專利技術 IMDLENS IMFKEYPAD Processing Stage1 Laminate Remove2ndsurfacelaminate Processing Stage2 IMDFilm Printgraphicsinks drythoroughly Processing Stage3 optional PrintanddryAquatexSC AquatexSC Processing Stage4 IMDFilm Remove1stsurfacelaminate Processing Stage5 optional Print dryAquatexFPH Processing Stage6a Forming Niebling Processing Stage6b Vacuum Vacuum Forming Thermoforming Processing Stage7 optional UVCuring UVLight AftercuringthehardcoatsurfaceisscratchresistantXtraFormandAquatexneedUVcureAutoFormandHiFormdonot Process Injected moldopened Takethepartandfoilmove Registratethefoil Clampthefoil ClosemoldI ClosemoldII ClosemoldIV ClosemoldIII Process Process Robotsforgoodsandsprue GoodsontheRobots Blackregistrationmarkonthefoil 結論 以目前行動電話之普遍 可謂 大小通吃 年輕人手機比酷 比炫 中層年齡者則重實用 沈穩 因此行動電話之表面處理更是日新月異 不斷演進 創新 以期滿足各階層消費者的需求 產品外觀如同人之裝扮 可以展示個人品味 行動電話塑膠之表面處理技術亦同服裝設計 不斷的推陳出新 讓使用者可以展現不同的風貌 因本人從事手機設計 從中了解到每一項技術