塑料件表面处理工艺水平

塑料之表面处理第一部份喷漆(Painting)现有厂商喷漆制程简介批次式喷漆

线(BatchPaintingLine):喷枪采活动式

连续式喷漆

…线(ContinuousPaintingLine):喷枪采固定式喷漆制程布局

喷涂线流线示意图涂料的组成涂料构成四要素树脂.溶剂.颜料.其它添加剂.涂料用树脂的种类酸醇树脂?酚树脂胺基树脂?丙烯树脂环(碳)氧树脂?聚胺基甲酸乙酯矽氧树脂?氟树脂涂料用颜料的种类涂料用颜料，让涂膜显现所想要的颜色主要分类如下：体质颜料著色颜料特殊颜料涂料用助剂涂料中添加例如安定剂、分散剂、防沉剂等助剂；增加涂料的稳定性。稀释剂及用途顾名思义就是要稀释涂料，使涂料稀释到可以作业的浓度并可以降低涂料的成本。……..稀释剂及用途稀释剂主要用於稀释涂料中树脂，但由於树脂的种类不同，所以稀释剂种类不同；主要成分有机溶剂中的酮类、酯类、醚酯类。利用有机溶剂各成分沸点的不同，乾燥速度也不同，可以制作成适合各种喷涂设备、作业方法及涂膜不同的表现。涂料乾燥的的种类挥发乾燥(利用稀释剂剂蒸发乾燥燥)融合乾燥(分子与分子子因挥发而而相聚合)氧化乾燥(不饱和脂肪肪酸与空气气中氧结合合)利用架桥反反应而乾燥燥(利用架桥剂剂即所谓硬硬化剂形成成架桥而硬硬化)紫外线硬化化(不饱和聚脂脂类加入增增感剂後由由紫外线波波长300～400nm照射後分子子聚合而硬硬化)作业条件之之比较(一)膜厚通过测试规规格所需之之膜厚CASHEW10～15μmAKZONOBEL20～25μm大世纪20～25μm膜厚的增加加会增加涂涂料使用量量，成本的的增加作业条件之之比较(二)作业时乾燥燥时间及所所使用涂料料种类CASHEW60℃×20分压压克力力矽涂料AKZONOBEL80℃××40分PU系列涂料大世纪80℃×30分PU系列涂料乾燥时间的的增长会使使涂膜於(化学反应)进行高分子子聚合反应应中增加一一些不确定定变数，容容易造成涂涂膜的聚合合失败或涂涂膜不良的的表现。现有机种在在喷漆上所所遇到的问问题点(１)喷漆层过厚厚(２)喷漆粒子过过粗(３)喷漆均匀度度差(４)耐磨性差(５)喷漆有死角角(６)喷漆底材的的运用问题题(７)喷漆影响材材质的强度度(８)喷漆表面的的脏点第二部分IMD(In-MoldDecoration)(模内射出装装饰)所谓IMD即为模内射射出装饰之之统称，目目前依制程程不同可分分为IMF及IML两种，其概概要程序如如下：薄膜印刷(IMF,IMR)高压真空成成型(IMF)精密3D裁切加工(IMF)薄膜射出成成型加工(IMF,IMR)IMF(In-MoldbyFilm)此制程是先先将油墨印印刷在一层层厚度约0.18m/m的Film上(材质为PC或PET)，经过forming之後，於射射出机台上上，靠著模模具定位机机构定位，，在模内与与基材一同同成型。IMF成形步骤(一)PolycarbonateHardCoatLaminateLaminateRemove2ndsurfacelaminateIMF成形步骤(二)IMDFilmPrintgraphicsinks&drythoroughlyIMF成形步骤(三)IMDFilmRemove1stsurfacelaminateIMF成形步骤(四)HOTAIRHOTAIRHOTAIRForming-NieblingIMF成形步骤(五)VacuumVacuumForming-ThermoformingIMF成形步骤(六)(Optional)UVCuringUVLightAftercuringthehardcoatsurfaceisscratchresistantFilm的材质选用用PC–最佳的底材材PMMA-较易脆裂、、但透明度度较高Polyester-成形性及硬硬度均佳FormablePET––Furtherdevelopment使用PC的优缺点BenefitsClarityEaseofcutting/printingCompatibilitywithmouldingresinDisadvantagesFormprecision(±±0.3mm)Flexibility(embossedswitches)NotinherentlyweatherableChemicalresistancePoorpencilhardness使用PMMA的优缺点BenefitsClarityGoodformingbehaviour(±±0.15mm)ExcellentweatheringPencilhardnessDisadvantagesBrittle(cuttinghandlingproblems)PotentialadhesionproblemstoresinFormcanrelaxinmouldingtoolChemicalresistance使用FormablePET的优缺点BenefitsExcellentflexresistanceExcellentchemicalresistanceImprovedformability(formprecisionnotyetdetermined)DisadvantagesCost.CompatibilitywithmouldingresinRelaxationinmouldLimitedsupplierchoiceNotyetcommercial铅笔硬度测测试比较PMMA最最佳PET次次之PC最差差………Stressv.Temp@100%Strain-variouspolymers现有机种在在IMF上所遇到的的问题点．Film的定位问题题．油墨选用用的问题（（shining、separate等….）．外观变化化性的问题题．Forming的Diecut问题（毛边边）．Forming抽深不能过过深(建议小於0.5mm)．翘曲的问问题IMR(In-MoldbyRoller)此制程是是先以滚滚桶印刷刷方式，，将film印制成一一卷以roller方式运送送。通常常一卷长长度大约约是1000m，以一般般LCDcover的大小来来看，大大约是65,000pcs。射出厂使使用传统统射出机机搭配feeder做模内射射出的动动作。IMR制程简介介(一)印刷层(离型层、、硬化层层、油墨墨层、金金属蒸著著层、结结合层)Foil去除使用自动动送料系系统作定定位点射射出清洗、检检验、包包装1.选择薄膜膜2.印刷3.射出成型型4.表面处理理6.成品可作到有有如相片片般鲜艳艳的高画画质表现现IMR制程简介介(二)IMR制程简介介(三)使用IMR可能发生生的问题题点耐磨性较较差的问问题曲面变化化不能过过大目前技术术使用PC较不成熟熟开发时间间比较1.IML的薄膜,模具由日日本或德德国供应应,时间较长长但将逐逐渐以台湾制制造取代代,缩短开发发时程2.2D/3D检讨,确认时可可以决定定交期之之长短使用IMF的优点印刷为网网印，变变更artwork速度快（（约一周周）使用PC材质，适适合latch等要求机机械强度度的成品品目前国内内已有成成熟的厂厂商，供供货及机机动性均均不成问问题使用IMF的缺点由於制程程无连续续性，产产能无法法明显提提升由於film的材质为为PC或PET，对於scratchtest较PMMA为差由於目前前无法克克服油墨墨问题，，以致无无法做出出较具金金属感的的外观稍有控制制不良，，易造成成film剥离的现现象由於目前前为”阶阶段性市市场垄断断”，致致使成本本(指UnitPrice)居高不下下使用IMR的优点色彩变化化丰富，，无shining油墨剥离离的问题题连线式送送料，可可自动化化，大大大提高产产能表面亦可可依喜好好不同，，做局部部咬花处处理由於产能能提高，，单位成成本亦下下降，UnitPrice约为IMF之1/2使用IMR的缺点模具费昂昂贵，约约IMF的2-3倍变更artwork的时间长长，约需需45工作天油墨的耐耐磨性较较差目前film及印刷knowhow掌握在日日本及德德国手里里，台湾湾只能射射出，机机动性差差目前较成成熟的技技术只用用PMMA材质，PC尚未成熟熟，仍面面临一些些技术上上的问题题目前国内内厂商投投入IMD状况(一)目前国内内厂商投投入IMD状况(二)第三部份份印印刷(Printing)目前印刷刷制程应应用在手手机制造造上有以以下数种种：网印(Silkscreenprinting)移印(Movableprinting)热转印(Hotstamping)什么是网网印?网印的印印刷历史史可以追追溯到远远古时代代，可能能在还没没文字产产生时就就有人发发明了这这项技术术，它的的优点是是实用，，人们还还可以重重覆使用用，并且且操作简简易。网版印刷刷的原理理1.使用刮刀刀把油墨墨涂在网网版上。。2.再用刮胶胶以固定定角度，，将油墨墨平整的的划向一一边，此此时油墨墨会依照照网版制制造时的的图案，，因渗透透而印在在被印物物上，而而且可以以重覆印印刷3.而印刷网网版在洗洗版後还还可以继继续保存存使用。。什么是移移印?移印的原原理是把把所需印印刷的图图案先利利用照像像制版的的方法，，把钢版版制成凹凹版再经经由特制制矽胶印印头转印印在被印印物上，，并且可可依产品品的材质质不同，，调制专专用的油油墨，以以使品质质得到保保证。移印的流流程1.由毛刷将将油墨均均匀覆盖盖在钢版版上。2.由刮墨钢钢刀将多多余油墨墨刮除。。3.由印头下下降到钢钢版将图图案内的的油墨沾沾起。4.由印头移移位下降降至产品品将图案案盖上。。转印及烫烫金热印转写写纸是从从英文HEATTRANSFERPAPER翻译过来来；原理理是用热热力把图图案或花花纹从胶胶膜或纸纸膜转印印到工作作表面。。转印或或烫印过过程，只只需对被被印物烫烫印一次次，便可可把多种种颜色图图案转印印在胶件件上。这这样可以以减低胶胶件不良良率。而而烫金的的原理与与热转印印雷同，，最大不不点为：：热转印印的图案案是先印印在胶模模上。而而烫金则则是将图图案刻在在印头上上。目前机种种印刷曾曾发生之之问题印刷字体体位偏字体体或或窗窗框框边边缘缘呈呈锯锯齿齿状状印刷刷油油墨墨溢溢出出外外框框油墨墨附附著著性性不不良良，，百百格格测测试试不不过过(以以字字体体与与底底色色部部分分较较受受争争议议)第四四部部份份咬咬花花(Texture)咬花花系系指指将将所所需需花花色色以以化化学学蚀蚀刻刻的的技技术术，，将将模模仁仁(大多多为为母母模模面面)进行行蚀蚀刻刻的的动动作作。。与与其其他他部部分分较较大大的的差差异异是是，，咬咬花花是是对对模模具具的的加加工工，，而而其其他他部部分分则则是是直直接接对对半半成成品品加加工工。。咬花花作作业业流流程程模具具入入厂厂清洗洗模模具具(整块块模模仁仁清清洗洗乾乾净净)模具具喷喷漆漆(保护护作作用用)晾乾乾(时间间约约6~8小时时)修割割胶胶带带(欲咬咬花花处处割割开开)蚀刻刻咬咬花花(控制制时时间间及及深深度度)喷砂砂(控制制光光泽泽度度)咬花花拔拔模模角角度度建建议议值值目前前机机种种咬咬花花面面曾曾发发生生之之问问题题拉花花现现象象，，不不易易脱脱模模配合合件件花花纹纹及及光光泽泽度度不不同同所咬咬花花纹纹规规格格与与预预期期差差异异过过大大咬花花不不均均匀匀第五五部部分分电电镀镀(Electroplating)电镀镀(electroplating)被定定义义为为一一种种电电沈沈积积过过程程(electrodepos-itionprocess)，是是利利用用电电极极(electrode)通过过电电流流，，使使金金属属附附著著於於物物体体表表面面上上，，其其目目的的是是在在改改变变物物体体表表面面之之特特性性或或尺尺寸寸电镀镀的的目目的的电镀镀的的目目的的是是在在基基材材上上镀镀上上金金属属镀镀层层(deposit)，改改变变基基材材表表面面性性质质或或尺尺寸寸。。例例如如赋赋予予金金属属光光泽泽美美观观、、物物品品的的防防锈锈、、防防止止磨磨耗耗、、提提高高导导电电度度、、润润滑滑性性、、强强度度、、耐耐热热性性、、耐耐候候性性、、热热处处理理之之防防止止渗渗碳碳、、氮氮化化、、尺尺寸寸错错误误或或磨磨耗耗之之另另件件之之修修补补。。电镀镀的的基基本本构构成成元元素素外部部电电路路阴极极、、或或镀镀件件(work)、挂挂具具(rack)。电镀镀液液(bathsolution)。阳极极(anode)。镀槽槽(platingtank)加热热或或是是冷冷却却器器(heatingorcollingcoil)非导导体体金金属属化化方方法法(MethodofMetalizingNonconductors)非导导体体金金属属化化除除了了电电镀镀(Electroplating)方法法外外还还有有如如真真空空电电镀镀(vacuummetalizing)、阴阴极极溅溅射射法法(cathodesputtering)及金金属属喷喷射射法法(metalspraying)。非非导导体体电电镀镀法法须须先先将将非非导导体体表表面面形形成成导导电电化化,其过过程程是是将将物物件件用用机机械械或或化化学学方方法法粗粗化化(roughening)得到到内内锁锁表表面面(interlockingsurface)然後後披披覆覆上上导导电电镀镀层层电镀镀前前处处理理流流程程分类上架架(依素材外外观选择择适合挂挂具)脱脂清洗洗(温度.浓度.时间)粗化(温度.浓度.时间)中和(温度.浓度.时间)水洗(自来水连连续循环环)敏化(温度.浓度.时间)水洗(自来水连连续循环环)活化(温度.浓度.时间)水洗(自来水连连续循环环)化学镍完完成电镀处理理流程(一)上架(选择合适适挂具)超音波清清洗(时间.电流)镀铜(温度.浓度.时间.电流.电压.大小)水洗(自来水连续续循环)镀镍(温度.浓度.时间.电流.电压.大小.PH值)选择以下六六种不同电电镀镍层色色泽及功能能性半光泽镍?高流镍全光泽镍?微孔镍沙丁镍(雾镍)?镍合金(古铜)电镀处理流流程(二)水洗镍层後可视视颜色及功功能性.镀以下四种种不同色泽泽铬(装饰性)青铜感(青古铜)锡镍合金(黑镍)黄金(K金)纯水洗净烘乾OQC检验目前公司对对塑胶件外外观的测试试规范硬度测试(HardnessTest)黏著力测试试(AdhesionTest)耐磨测试(AbrasionTest)抗化学测试试(ChemicalResistanceTest)抗ＵＶ测试试(UVTest)硬度测试负荷：：１Ｋｇｆｆ作用角度：：４５°使用器具：：Mitsubishi2H铅笔合格标准：：没有刮痕痕黏著力测试试非破坏性测测试测试方法：：使用3M#595胶带5cm长度贴於表表面後急拉拉合格标准：：表面涂料料成coating层不能被拉拉起破坏性测试试测试方法：：以刀片在在表面划出出方格(热固性1mm*1mm,热塑性2mm*2mm)，再用3M#595胶带贴上後後急拉合格标准：：可容许在在方格中15%以下的涂料料或coating层被移除耐磨测试测试方法：：RCA测试机台，，使用11/16“宽的带状白白纸，每分分钟17cycles荷重：：175g合格标准：：不见磨痕痕抗化学测试试测试方法：：酸性测试–55°C，曝露时间间24,48,72小时硷性测试–60°C，曝露时间间24,48,72小时合格标准：：表面经测测试後无任任何改变抗ＵＶ测试试测试方法：：在60°C，200小时的UV光照射(波长313nm)合格标准：：表面经测测试後无任任何改变行动电话塑塑料之表面面处理技术术摘要行动电话目目前已成为为个人之标标准配备,其重要性已已超越手表表等之个人人随身携带带之对象,因而于产品品之新技术术开发及应应用非常之之快,且新颖,于制程更加加减少,产品可靠度度高,更为满足求求新求变之之需求,全球厂商均均全力投入入开发新技技术应用.在此专题即即提出行动动电话之塑塑料表面处处理演进及及不同之新新技术.1.电镀,彩色电镀2.喷漆3.曲面印刷,水转印,热转印4.表面硬化5.InsertMolding(IML,IMD,IMF)制作工法最先为防止止EMI(电磁干扰)及ESD(静电防护),于设计时以以薄铝板或或薄不锈钢钢板等,将产生干扰扰源或被干干扰物以金金属物质包包覆隔离,以免影响其其它电子组组件之正常常动作.其缺点为包包覆有其死死角,且于曲面之之产品利用用板金折型型有其困难难点,因其缺点有有开发者使使用电镀技技术应用于于塑料表面面,因电镀层为为金属物质质具有导电电,电磁波之阻阻隔效果,更加有产品品轻量化等等之优点而而大量使用用于电子产产品.最初之电镀镀材为使用用电镀铜,电镀镍,而工法则有有真空电镀镀,水电镀,真空溅镀,以上工法为为其功能.并无法应用用至外观,因其表面易易产生氧化化作用且表表面粗糙并并不适合于于外观处.电镀Coating真空溅镀水电镀电镀作业流流程(前处理)前处理功能能在于将原原本不导电电的塑料素素材，变成成导电的塑塑料素材，，其作业流流程如下塑料底材挂钓整面脱脂(去除表面油油污物)粗化使表面粗化化中和除去及及还原表面面之铬酸水洗回收水洗水洗水洗敏化吸着PD-SV之错化物水洗加速化除去去钖使PD活化水洗化学镍水洗完成电镀作业流流程Processing彩色电镀Colorcoating彩色电镀,采用水电镀镀方式,一切作业均均在水中进进行,不怕灰尘、、毛屑,因采用离子子化电镀方方式,可得均匀细细腻良好的的膜层,除了可提升升商品价值值外,可改善塑料料之物理性性质,(如耐湿、耐耐溶剂、油油类、耐磨磨度)提高衡击性性,增加抗张力力,增加热变形形温度,防止塑料腐腐蚀老化。。此外,彩色电镀具具备0ΩEMI功能,防止静电,手痕及PC板短路功能能。彩镀作业流流程喷漆Painting喷漆涂装为为目前电子子产品最为为广泛应用用技术,其创新及演演进如下,当塑料材料料尚未流行行喷漆涂装装时,塑料成型注注重于成型型之合胶线线,但因受制于于塑料之基基本特性虽虽有改善,但始终未尽尽理想,而有于素材材表面轻喷喷涂同为素素材颜色之之涂料以解解决流痕线线及合胶线线之问题.但其虽解决决某些产品品之问题,但确无法满满足如行动动电话如影影随行之产产品规格,而最早使用用喷涂技术术应用于产产品线为行行动电话大大厂Nokia,技术经由另另一厂商Motorola发扬光大,其定制规格格而始全球球制造商将将之内部规规则成为喷喷涂甚至使使用其它非非喷漆工法法,亦适用其规规格.塑料表面之之涂装规格格既由此得得之.PUPainting喷漆漆喷喷涂涂因因受受制制于于塑塑料料材材质质,而因因应应材材质质有有不不同同底底漆漆使使其其与与素素材材紧紧密密结结合合,之后后再再喷喷涂涂面面漆漆,面漆漆为为透透明明漆漆料料两两液液型型(化学学反反应应型型),主要要为为防防止止漆漆面面受受化化学学药药剂剂,磨擦擦,刮伤伤作作用用.为能能争争取取全全球球手手机机喷喷涂涂之之用用漆漆,全球球漆漆厂厂掀掀起起一一场场革革命命,使其其开开发发之之新新漆漆种种能能附附合合喷喷涂涂规规格格且且其其价价格格具具有有优优势势之之竞竞争争力力.但因因其其技技术术之之困困难难度度并并非非想想象象之之轻轻易易,目前前紧紧有有两两大大厂厂其其漆漆品品附附合合此此规规格格,一为为日日本本CashewASCOAT及法法国国AKZONOBELEgyptian可以以通通过过测测试试,但其其底底漆漆(basecoating)技术术略略有有不不同同法法国国AKZONOBELEgyptian因欧欧洲洲对对于于环环保保规规格格较较严严而而为为一一液液型型非非反反应应型型可可于于微微生生物物反反应应槽槽被被分分解解,而日日本本系系列列之之底底漆漆为为两两液液型型但但具具有有快快干干之之特特性性喷喷涂涂容容易易而而较较受受喷喷涂涂厂厂之之使使用用.即便便如如此此其其它它漆漆厂厂亦亦寻寻求求其其它它管管道道,市场场上上90%以上上之之换换壳壳面面板板均均为为其其它它漆漆厂厂涂涂料料所所瓜瓜分分因因其其不不能能达达到到也也无无法法达达到到规规格格而而转转战战战战场场,但其其获获利利并并未未必必比比两两大大品品牌牌漆漆厂厂低低.UVPainting另一一方方面面另另类类喷喷涂涂技技术术正正于于研研发发中中,虽未未被被手手机机三三大大厂厂承承认认中中但但其其产产品品以以于于市市场场中中可可以以看看见见,为UVCOATTING相较较前前段段介介绍绍之之PUCOATTING最大大不不同同为为其其面面漆漆为为UV紫外外线线照照射射才才能能达达硬硬化化但但其其硬硬化化速速度度只只需需30分钟钟较较PU硬化化反反应应需需七七天天,来得得有有效效率率但但其其目目前前尚尚有有其其困困难难其其表表面面无无法法达达到到PU类似似金金属属之之感感觉觉,相信信在在厂厂商商之之不不断断创创新新开开发发不不久久将将来来即即可可见见到到.曲面面印印刷刷,水转转印印,热转转印印曲面面印印刷刷最最早早應應用用於於汽汽車車之之飾飾板板,如核核桃桃木木紋紋之之中中央央控控制制面面板板,門把把飾飾板板,其利利用用印印刷刷將將木木紋紋或或其其他他紋紋飾飾印印刷刷於於一一PVC薄膜膜,利用用PVC之高高可可塑塑性性將將其其表表面面印印刷刷紋紋路路轉轉印印於於塑塑膠膠材材質質上上,於轉轉印印素素材材噴噴塗塗適適當當媒媒介介以以利利油油膜膜附附著著,經高高溫溫烘烘烤烤完完成成成成品品,但其其因因工工件件大大容容易易於於表表面面產產生生皺皺折折,印刷良良品不不高,而開發發利用用水壓壓之平平均壓壓力,治具簡簡易而而以水水轉印印取代代之,目前之之水轉轉印技技術為為日本本傳入入,但及表表面易易因薄薄膜拉拉伸而而使紋紋路變變粗,第二代代之水水轉技技術為為克服服此缺缺點由由臺灣灣廠商商(正清國國際)發展出出可得得細緻緻紋路路,更新穎穎但其其表面面抗耐耐磨,及抗化化學性性均無無法達達到,世界級級大廠廠為能能使其其機殼殼能有有更換換性而而發展展出熱熱轉印印技術術,有名之之例子子為瑞瑞典易易利信信(ERICSSON)所推出出之热转印印水转印印表面硬硬化HardCoating表面硬硬化之之技术术一为为喷涂涂硬化化层及及使用用化学学药剂剂将成成品浸浸泡烘烘干硬硬化,以手机机大厂厂使用用之方方式为为前者者,一般使使用之之状况况为透透明窗窗口因因其表表面为为外观观及可可视于于LCD而要求求其表表面具具防刮刮及硬硬度,表面耐耐磨为为RCA50CYCLES,硬度需需于铅铅笔测测试3H以上,以喷涂涂技术术于PC之塑材材将无无法达达到,而必需需使用用压克克力(PMMA)材质才才能达达3H以上硬硬度,其表面面喷涂涂为类类似PUCOATTING之面漆漆硬化化层.但以化化学药药剂将将成品品浸泡泡烘干干其化化学药药剂为为一硅硅化物物,此工法法大大大降低低硬化化成本本亦即即国内内业者者开发发之替替代法法,其缺点点为其其表面面易沾沾油污污表面面经硬硬化后后非为为光滑滑而有有毛细细现象象,且表面面印刷刷油膜膜不易易附着着,成品之之不良良率亦亦随之之升高高.IML(InsertMoldingLabel)IML,IMF其原理理均相相同,分别于于制程程上之之加工工上不不同,其基材材及表表面PC薄膜材材质应应用并并无太太大差差异,其制作作过程程如下下图所所示.模内印印刷技技术为为最近近之两两三年年之技技术.IMF(InsertMoldingForming)IML,IMF其原理理均相相同,分别于于制程程上之之加工工上不不同,其基材材及表表面PC薄膜材材质应应用并并无太太大差差异,IMF(PC-FILM经由热热室法法或真真空FORMING成型后后于射射出模模具一一体成成型)但成品品所受受限制制还相相当多多,期待将将来有有更新新之技技术解解决IMFKEYPADIMFCOVERIMD(InsertMoldingDeliver)IMD其原理理为将将表面面外观观印刷刷于一一薄膜膜利用用此薄薄膜于于成品品模内