表面装饰技术.docx

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表面装饰技术

表面装饰技术

第一节印字

若需在工程塑料的表面上印字或图案时，有以下几种方法。

一．曲面印刷

前言

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树脂成型品的表面。

1．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曲面上，再利用曲面将文字或图案转印至成型品表面，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：

1.  成型品的脱脂

2.  成型品的表面处理（必要时）

3.  印刷

4.  油墨的固化处理

5.  涂布过多等后处理（必要时）

　印刷流程

1.  将油墨放入凹版内

2.  刮去过量的油墨

3.  挤压曲面取得油墨

4.  将曲面的油墨转印到成型品的表面

5.  清洗曲面、版面（必要时）

2．前处理工艺

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。

　特别是“夺钢”，必须事先采用电晕放电处理方法对表面进行处理。

3．油墨固化处理

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。

　硬化处理方法则有热硬化处理与UV硬化处理二种。

无任采用何种方法，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。

4．后处理工艺

为了提高印刷品的耐久性，有时会实施表面涂布等后处理。

　表面涂布方法，一般以涂布热固化性或UV固化性的透明涂布液最为常见。

二．丝网印刷

三．渗透印刷

    由于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。

由于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。

    1．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。

2.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。

 各材料的加热时间如下：

　夺钢：

150、5分钟左右

　Duranex：

150、10分钟左右

   　Fortron．Vectra：

无使用范例

    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。

将离型纸粘贴在印刷表面后，于纸面上加热并适当加压，离型纸上的染料会渗透至成型品的内部。

           四．蚀刻印刷

五．电化铝烫印

前言

电化铝烫印是利用专用箔，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。

其缺点是印刷品不耐磨损，且树脂与箔的相溶性会影响其的印刷适性。

1.电化铝烫印方法

适用于成型品形状的电化铝烫印方法有以下二种。

A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：

                  热板温度夺钢　160～180

                                  Duranex　180～220

                   压力0.39～0.58Mpa

                   加压时间0.6～1.0秒

   B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。

为此，用铝箔来替代橡胶箔是一种比较有效的方法。

所以，在对凸部进行电化铝烫印，必须做好充分讨论。

电化铝烫所用的专用箔

电化铝烫所用的专用箔，通常是有不同种材料叠加组成的。

目前箔的种类繁多，请根据自行需求向箔的生产厂家提出谘询。

六．激光印字

1．何谓激光印字

　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。

2.激光印字的特徵

激光印字法有以下几种特徵。

·  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。

·  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。

·  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。

·  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。

·  目前的激光印字设备价格昂贵，成本高。

·  由于是雕刻印刷，耐磨损性好。

3.激光印字原理

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

1.  激光会被照射物所吸收。

2.  被吸收的激光能量会转为热能或引起光化学反应。

3.  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。

4.  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。

4.激光机的种类

激光印字装置（激光机）有以下几种方式。

1.  依据激光发光装置的不同而分类

o  二氧化碳激光机

o  钇铝石榴石激光机

o  激太原子激光机

o  高频钇铝石榴石激光机

2.  依据打印方式的不同分类

o  扫描式激光机

o  屏蔽式激光机

5.标准激光印字条件

利用扫描式Nd；YAG激光机打印时的印刷条件。

第二节着色

若需在成型品上着色时，有以下几种方法。

一.喷涂

二.染色

前言

利用分散染料很容易对夺钢进行染色。

夺钢的染色适用于下列范围：

·  用于组装生产线上各零件的识别

·  切削加工品的染色（为了得到与制品相似的颜色）

·  要求淡色批量产品的染色

1.染料

采用分散染料进行染色。

（以下为代表例）

 适用材料  类型  产品名称  使用方法  制造商

粉体  SPRColor  在40℃左右的纯水中使其分散在80～95℃的条件下进行染色  三井BASF染料（株）POM,PBT,PA等

POM，PBT  液体  Reomin  在70～80的条件下进行染色用6～7倍的水进行稀释成后再使用（使用前请摇晃原液）  （株）户谷染料商店

2.调整染色剂

制作染料水溶剂时，添加少量的非离子型活性剂则可防止气泡等的粘附。

注）为切削品染色时，则必须提高染料的浓度。

3.染色工艺

1.  成形品或者是切削品

2.  脱脂

3.  水洗

4.  浸渍在染色液中

5.  水洗

6.  乾燥

7.  染色品

4.染色方法：

用丙酮或丙酮等对制品进行脱脂后水洗，然后将制品放入990℃左右的染色液中浸渍30--60分钟，随后从染色液中取出制品用水冲洗，烘干。

染色的深浅，受染色液浓度、温度、时间等的影响，一般染色深度为0.1mm左右。

5.染色时的注意事项

1.  在染色前请对制品进行脱脂，然后用水洗净

2.  为切削品染色时，则必须提高染料浓度

3.  为了防止气泡等的粘附，在染料水溶剂中添加少量的非离子型活性剂

4.  不要将染料液煮沸

第三节金属光泽

如表面需有金属光泽时，有以下几种方法。

一．真空蒸镀

前言

真空蒸镀法是在高真空下为金属加热，使其熔融、蒸发，冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法。

　加热金属的方法：

有利用电阻产生的热能，也有利用电子束的。

　在对树脂实施蒸镀时，为了确保金属冷却时所散发出的热量不使树脂变形，有必须对蒸镀时间进行调整。

此外，熔点、沸点太高的金属或合金不适合于蒸镀。

1.真空蒸镀工程

１脱脂处理

用丙酮或酒精进行清洗

２表面处理（必要时）

电晕放电处理，紫外线照射处理等

３底面涂布／硬化处理（必要时）

４真空蒸镀工艺

蒸镀用金属为铝、金等

５表面涂布／硬化处理（必要时）

2.脱脂与表面处理的必要性

在真空蒸镀的工艺中，真如以后要说的那样，在许多情况下都必须实施底面涂布处理。

底面涂布及硬化处理只是为涂布做准备。

特别是象夺钢这样与涂料的密接性较差的材料，通过表面处理可以使材料的润湿性得到改善。

3.底面涂布的必要性

为了得到精美的蒸镀膜，有时必须进行底面涂布处理。

进行底面涂布处理可以得到以下的效果

1.  改善树脂与蒸镀膜之间的密接性

2.  将成形品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面

无任是为了得到反射镜作用而实施真空蒸镀，还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时，都必须进行底面涂布处理。

本公司的产品中Fortron与金属膜的密接性较高，若不需要制品的表面如镜面一样时，则可省去底面涂布处理。

（这时，蒸镀表面会依存于成形品的表面）

底面涂布工艺基本与涂布工艺相似。

如一般的涂料一样，可以使用喷枪进行喷涂。

4．表面涂布（topcoat）的必要性

由真空蒸镀所产生的金属薄膜相当的薄，为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理（或过量涂布）。

　表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。

二．喷镀

前言

喷镀象电镀或蒸镀一样，是在树脂等表面涂布金属薄膜的手法之一。

　尽管喷镀与蒸镀在技术上非常相似，但蒸镀是在减压容器内，使加热、蒸发的金属蒸气附着在树脂表面；而喷镀是让加速离子与金属发生碰撞，在反作用力的作用下使释放出的金属原子附着在树脂的表面。

　由于金属原子的能量低于蒸镀能量，即使是耐热性较差的树脂材料，在其表面亦可生成稳定性良好的金属薄膜。

此外，还可生成合金、高熔点的金属膜。

　因需要大型中间电极，故，极少看到喷镀金、银这样高价金属的范例。

要想得到如低价黄金一样的外观，请游览表面涂布范例。

1.喷镀工艺

１.脱脂处理

用丙酮或酒精进行清洗

２.表面处理（必要时）

电晕放电处理，紫外线照射处理等

３.底面涂布／硬化处理（必要时）

藤仓化成（株）EXP1440A等

４.喷镀工艺

电极所用材料为Al、SUS304，其他等

５.表面涂布／硬化处理（必要时）

藤仓化成（株）EXP1506、ET5406A等

2.脱脂与表面处理的必要性

在喷镀的工艺中，真如以后要说的那样，在许多情况下都必须实施底面涂布处理。

底面涂布及硬化处理只是为涂布做准备。

特别是象夺钢这样与涂料的密接性较差的材料，通过表面处理可以使材料的润湿性得到改善。

3.底面涂布的必要性

为了得到精美的喷镀膜，有时必须进行底面涂布处理。

进行底面涂布处理可以得到以下的效果

1.  改善树脂与喷镀膜之间的密接性

2.  将成形品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面

无任是为了得到反射镜作用而实施喷镀，还是对密接性较低的夺钢进行喷镀时，都必须进行底面涂布处理。

本公司的产品中Fortron与金属膜的密接性较高，若不需要制品的表面如镜面一样时，则可省去底面涂布处理。

（这时喷镀表面会依存于成形品的表面）

底面涂布工艺基本与涂布工艺相似。

如一般的涂料一样，可以使用喷枪进行喷涂。

4.表面涂布的必要性

采用喷镀方法得到的金属薄膜相当的薄，此外，因金属氧化等化学反应引起金属薄膜生锈或变色，最终导致金属薄膜的损坏。

特别是想铝这样比较软的金属，因磨损等原因导致金属薄膜受伤，严重时会出现剥离。

为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理（或过量涂布）。

表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。

    5.喷镀例

表面涂布的应用例。

在银色铝喷镀膜上涂布黄色，即可得到如黄金一样的外观。

样本：

脚踏车变速机链轮

标的物：

镍铬合金

三．电镀

四．金属喷涂

五．电化铝烫印

工程树脂之表面改性技术

在塑胶等成形品表面上实施涂装或印刷等表面加工时，为了改善涂料、墨水与树脂之间的密合性，都会实施表面处理作业。

尤其象（聚甲醛树脂）这类高结晶化、耐溶剂性的树脂，由于它的涂装或印刷性不是很好，故在加工时就需要此项工程了。

　虽然有各种表面处理方法，但以下仅介绍适用于本公司产品的表面处理方法。

一。

清洗溶剂（脱脂）

用有机溶剂清洗，可说是最普遍的表面处理方式。

（有时则不含於表面处理工程）

一般而言，用射出成型等所成形的树脂制品的表面，会附着许多油脂或尘埃等，因无法获得优美的表面。

树脂表面油脂的由来有以下几种：

*来自於模具  ------  防锈剂或脱模剂等

*来自於树脂　  ------  树脂内所调配的润滑剂或分解物的渗出

*来自於外界  ------  成形後所附着的油脂、尘埃、异物

　当这些异物附着於树脂表面後，涂料、墨水、黏合剂就无法顺利密合於成形品表面，而产生排拒的现象。

在执行表面涂装或密合时，最好能执行清洗作业。

A清洗溶剂例

1异丙醇（IPA）分子量：

60.1，沸点：

80

　会溶解多种油脂或有机化合物。

与甲醇或丙酮相较之下，需要多花点挥发时间。

乾燥时，会因汽化热而结露珠，附着水份

　2丙酮分子量：

58.1，沸点：

56.2

　会溶解多种油脂或树脂。

虽然不会侵害到Duracon，Duranex，Fortron，但会溶解某些泛用塑胶或部份等级的Duranex。

此外，会因高发挥性、汽化热而结露珠，已溶解的污垢会浓缩成丙酮滴，经过汽化後就会产生凝结现象。

由於引火点低，使用时必须注意。

3己烷分子量：

86.2，沸点：

68.7

　属於非极性溶剂，会溶解矽胶或石蜡等非极性化合物。

被用於无法用酒精或丙酮等极性溶剂去除时之用。

虽然不会溶解高分子量的树脂，但具有膨润聚乙烯的作用。

4醋酸乙基分子量：

88.1，沸点：

76.7

　会溶解油脂或树脂。

由於也含有稀释剂成份，因此会溶解涂料。

但不可混入水中。

5甲苯分子量：

92.1，沸点：

110.6

　用来溶解油类，此外也含有稀释剂成份。

由於蒸气属於可燃性，也具毒性，因此使用时需注意换气。

　6稀释剂

　属於有机溶剂的混和物，有各种成份种类与配方。

能溶解多种油脂。

B清洗时之注意事项

·  用於清洗之用的有机溶剂几乎都属於可燃性。

由於沸点、引火点低而容易引火，因此必须注意换气、远离火源。

·  有机溶剂中含有许多带有毒性的物质。

尤其是使用稀释剂或其成份时，会引起中毒。

因此使用时请注意换气，并视其需要准备保护用具（防毒面罩等），以注意操作上的安全。

·  有机溶剂中也含有如同丙酮般可溶解某些树脂的溶解力。

有部份等级的Duranex，会因强烈溶解力的有机溶剂而造成部份表面遭受侵蚀，因此需注意。

·  使用高挥发性溶剂时，会因汽化热而冷却成形品表面，残留溶於溶剂的水份，而造成成形品结露珠的现象。

由於水份也是阻碍黏接性、涂装、印刷性的主因，因此清洗过後要彻底乾燥。

要防止结露珠的有效乾燥方法则有，喷雾乾燥氮气等方式。

·  用蒸发速度快的溶剂清洗时，若清洗溶剂遭受污染、清洗的不够充分时，污垢就会浓缩在成形品表面上所附着的液滴上，当溶剂汽化後就会残留析出物，因此必须随时保持清洗溶剂的清洁，乾燥时必须沥乾水滴。

二．利用超音波清洗装置

为了有效执行清洗作业，有时也会用到超音波清洗装置。

注意渗出配方剂的现象

　由厂商所出货的合成树脂，有时会为了稳定或提

啤件常用的几种后处理工艺

1．溶浸冲亮

Ø  将热塑性塑料制品在一种可溶的有机溶剂中浸约一分钟再在一种不溶的液体中浸少许时间，以去除其表面上附着的溶剂，则制品表面上的细小不规则物，如机械加工的刀痕等。

就能借此而除去。

这种处理方法称为溶浸冲亮。

Ø  好处：

不仅可以增添啤件表面的光泽，同时还因为细小不规则物已被去除，其表面的染污和吸湿能力均有所减少，使制品的介电性能得到提高。

Ø  对环境应力开裂敏感受的塑料，如PS、PC等最好不要采用此种方法。

2．透明涂层

Ø  多溶浸冲亮出发，工汪上又将它改进成为喷涂透明涂层，即直接将树脂溶济瞌睡接喷涂于制品表面。

如果树脂脂溶剂被涂啤件具有溶解用用，则它与溶浸冲亮并无多太的区别，不过它还可用于不能为树脂溶剂溶解的塑料制品。

Ø  除聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯没有有效的表面涂料，使用透明涂层最多的玻璃纤维基的聚酯环氧和二聚氰胺层压塑料，喷涂须有一定的喷涂技术，且喷侨汇好后应用热空气干燥，并避免灰尘。

3．喷油

Ø  对要求花纹或图案情致的场合不宜。

Ø  被处理的啤件表面起伏过多，亦不相宜。

Ø  喷油——通过一种截花板对模塑产品进行部分的上漆，上漆部分的外形正是设计上要求的花纹或图案。

4．丝印

  广用于模塑制品平面和曲面上的印花。

  其本工具：

橡皮辊和丝网。

  橡皮辊是推挤油墨通过丝网的一种工具，辊的主体用耐油橡胶制成，并附有操作

  用的把手或夹持器。

      丝网是作为印花底板用的，其作用和油印中刻文汇报蜡纸相同，丝网的材料（蚕

  丝、尼龙、钢丝、不锈钢丝及合成纤维等）将其绷在一定的木柜或金属框上。

  丝网上贴有精心设计的模绘板，以划出能使油墨通过和不通过的区域，在印刷

  时构成应有的花纹或图案，模绘板用水粘性的尊膜制造。

  如要求花纹或图案同时具备几种颜色进，应分几次用不同的丝网上不同的颜色，

  称为套印。

  花纹或图案的质量依赖于油墨的质量和对油墨的选取择。

  油墨可分为真漆（树脂、色料的挥发性溶剂配成的溶液）和瓷漆（热固性树脂、

  色料和挥发性溶剂配成的溶液）。

  瓷漆是在耐久、柔油、光泽和耐腐蚀方面较好，但印刷后须往热处理，而在热固

  性上印花，表面上应再涂一层清漆。

5．移印

  先由版而将花纹或图案印在胶板或胶辊上，再也胶板或胶辊将花纹或图案转印到

  啤件表面上。

  优点：

能在一次操作中施用几种色彩。

  缺点：

生产率较低和不能取得不透明性较强的印痕，如何先择合适的胶板或胶辊

  及油量等。

6.烫金：

利用彩箔和刻有花纹或字体的热模，在控制温度和压力下，对啤件表面制

  造彩包浮凸花纹或字体的方法，其操作只须用装在固定压机上的热模隔着

  彩箔对制品需要的区域施加压力即可。

7.电镀：

①、先须使制品表面取得导电的银层，如：

喷雾镀银法。

  ②、放在碱性铜墙铁壁浴内初步电镀，再转入正常的酸性彩用浴在进一步

  电镀，理由是厚的导电银层在酸性溶器中常有剥落的危险。

  ③、清洗后再按寻常在步同制品电镀金、银、铂等。