Tłoczenie na gorąco (dekorowanie folią)

Tłoczenie na gorąco (dekorowanie folią)

Najważniejsze informacje

• Proces suchy — bez farby, rozpuszczalnika i utwardzania; części można przenosić, gdy tylko matryca się podniesie.
• Temperatura, nacisk i czas przetrzymania tworzą wiązanie; odrywanie kształtuje krawędź.
• Folia musi pasować do żywicy. ABS, PS, PC i PMMA przyjmują folie standardowe; PP wymaga gatunku poliolefinowego lub obróbki wstępnej.
• Brak danych zmiennych. Numery seryjne należą do znakowania laserowego lub druku atramentowego.

Tłoczenie na gorąco (dekorowanie folią)

Tłoczenie na gorąco to suchy proces zdobienia, w którym podgrzana matryca dociska wielowarstwową folię do części z tworzywa sztucznego, tak że warstwa barwna lub metalizowana wraz z aktywowanym termicznie klejem przenosi się z folii nośnej na podłoże tylko tam, gdzie styka się z nią matryca. Nazywa się je też tłoczeniem folią na gorąco; dekorowanie transferem cieplnym przenosi natomiast kompletną, wcześniej zadrukowaną grafikę.

Jego niszą jest lustrzane wykończenie metaliczne w cyklu trwającym od jednej do trzech sekund, bez suszenia i dotwardzania.

Budowa folii i rodzaje folii

Folia to powlekana rolka, zwykle z poliestru o grubości 12–19 µm, zbudowana z czterech warstw: nośnika PET, odrzucanego po transferze; warstwy woskowej lub żywicznej uwalniającej, która puszcza w ustalonej temperaturze (odrywanie na gorąco lub na zimno); warstwy barwnej lub metalicznej, czyli pigmentowanego lakieru albo lakieru ochronnego na napylonym próżniowo aluminium o grubości dziesiątek nanometrów; oraz warstwy kleju, czyli termoplastycznej żywicy, która płynie w temperaturze matrycy i decyduje o zgodności z podłożem, dlatego folie określa się według rodziny żywic, a nie koloru.

Parametry procesu i warianty

Warstwa kleju musi się stopić, zwilżyć część i ponownie zestalić, zanim nośnik zostanie oderwany. Ustawienia wzajemnie na siebie wpływają; karta ustawień innego przetwórcy jest punktem wyjścia, a nie specyfikacją.

Formaty: tłoczenie płaskie na prasie pionowej; rolkowe (roll-on), gdzie podgrzewany silikonowy wałek przesuwa się po zamknięciach i długopisach; obwodowe, gdy część obraca się względem zakrzywionej matrycy, tworząc pas 360°; pionowe i owijające dla części zbieżnych i kopułkowych; etykiety termotransferowe, czyli wcześniej zadrukowana wielobarwna grafika w jednym suwie; oraz folia na gorąco na etykietach in-mold, tłoczona przed formowaniem, tak że metalik znajduje się pod skórką.

Przydatność podłoży

Warstwa kleju musi zwilżyć część: żywice amorficzne o energii powierzchniowej powyżej ok. 38 dyne/cm tłoczą się łatwo; półkrystaliczne żywice o niskiej energii — nie.

Zasady konstrukcji części tłoczonych na gorąco

Większość uszkodzeń eksploatacyjnych jest zaprojektowana, zanim wybrano prasę.

• Powierzchnie płaskie lub o stałym promieniu. Matryca obciąża równomiernie tylko płaszczyznę lub pojedynczy promień; krzywizny złożone wymuszają miękką matrycę i tracą szczegóły.
• Pochylenie i wyniesiona podkładka. 1–2°, aby część powtarzalnie się osadzała; podkładka 0,1–0,3 mm daje matrycy ogranicznik i odsuwa jej ramiona od części.
• Minimalna szerokość linii. 0,5 mm pozytyw i 0,75 mm negatyw z silikonem; 0,2–0,3 mm z metalem na połysku.
• Unikać linii podziału, wlewów i zapadnięć. Przesunięcie unosi matrycę; zapadnięcie zostawia wgłębienie, do którego nie sięga.
• Tekstura formy. Połysk do lekkiej tekstury (SPI A-1 do B-3) tłoczy się czysto; grube tekstury wypełniają się tylko na szczytach.

Wady i rozwiązywanie problemów

Określanie i weryfikacja dekoracji tłoczonej na gorąco

Zapis „tłoczenie na gorąco, złoto” niczego nie określa. Rysunek powinien zawierać producenta i numer folii, kwalifikowany gatunek żywicy, położenie obrazu i bazy oraz testy akceptacyjne z terminami ich wykonania. Warstwa kleju zyskuje wytrzymałość przez ok. 24 godziny; test wykonany przy prasie przepuszcza części, które zawiodą później.

• Przyczepność: ASTM D3359 metoda B po 24 godz.; należy podać taśmę i minimalną klasę, zwykle 4B.
• Ścieranie: Taber (ASTM D4060, koła CS-10) lub crockmetr do podanej liczby cykli; folie metaliczne zawodzą jako pierwsze.
• Odporność chemiczna: testy plamkowe wg ASTM D1308 z płynami, z którymi produkt się styka; filtry przeciwsłoneczne i DEET dla części ręcznych i motoryzacyjnych.
• Starzenie pogodowe: ASTM G154 lub G155 dla części zewnętrznych; pigmenty blakną, a metaliki matowieją przez porowaty lakier.

Tampondruk ma tańsze oprzyrządowanie i drukuje wielobarwnie na głębszych krzywiznach, ale wymaga suszenia i nie daje lustrzanego metalu; znakowanie laserowe jest trwałe i drukuje dane zmienne bez materiałów eksploatacyjnych, ale nie daje koloru ani metalu; druk atramentowy drukuje zmienne dane w pełnym kolorze, ale wymaga obróbki wstępnej i utwardzania UV; dekorowanie in-mold jest najtrwalsze i najdroższe w oprzyrządowaniu. Tłoczenie na gorąco wygrywa efektami metalicznymi i kosztem części przy dużych wolumenach, a przegrywa, gdy grafika zmienia się z części na część.

Powiązane terminy i lektura

• Usługi zdobienia i wykańczania
• Porównanie metod dekorowania tworzyw sztucznych
• Badania odporności na ścieranie i chemikalia
• Tampondruk
• Test taśmą ASTM D3359

Zastosowanie w produkcji

The Sabreen Group zapewnia niezależne wsparcie inżynieryjne w zakresie kwalifikacji tłoczenia na gorąco, doboru folii i rozwiązywania problemów z przyczepnością dekoracji. Jeśli określają Państwo proces, kwalifikują materiał lub rozwiązują problem produkcyjny, nasz zespół usług inżynieryjnych może pomóc. Skontaktuj się z nami, aby omówić Państwa zastosowanie.

Najczęściej zadawane pytania

Jaką temperaturę matrycy stosować przy tłoczeniu na gorąco ABS?

Zacząć od 150 °C, czasu przetrzymania 1 s i matrycy silikonowej 70 Shore A; temperaturę zmieniać co 10 °C, zanim zmieni się nacisk lub czas przetrzymania. Większość części z ABS ustala się między 120 a 160 °C. Mostkowanie i aureola oznaczają zbyt wysoką temperaturę; otwory punktowe i łuszczenie oznaczają, że klej nie popłynął.

Dlaczego tłoczenie na gorąco przechodzi test taśmą przy prasie, a łuszczy się po tygodniach?

Test przy prasie jest wykonywany zbyt wcześnie. Warstwa kleju buduje przyczepność przez ok. 24 godziny, a natychmiastowe oderwanie nie ujawni migracji plastyfikatora, wykwitów środka antyadhezyjnego ani działania filtrów przeciwsłonecznych, które pojawia się w eksploatacji. Test należy wykonać po 24 godz., ponownie po ekspozycji na chemikalia i potwierdzić, że gatunek folii odpowiada żywicy.

Czy polipropylen można tłoczyć na gorąco?

Tak, pod pewnymi warunkami. Należy użyć folii w gatunku poliolefinowym, opracowanej dla niskiej energii powierzchniowej, albo poddać część obróbce płomieniowej lub koronowej do 40 dyne/cm lub więcej i zastosować folię standardową. Okno jest wąskie, ponieważ PP mięknie blisko zakresu temperatur matrycy 160–200 °C. Przyczepność należy weryfikować dla każdej partii żywicy.

Czy matryca powinna być z gumy silikonowej, czy z metalu?

Z gumy silikonowej w większości zastosowań: wybacza teksturę, krzywiznę i błąd równoległości, a 60–80 Shore A obejmuje powierzchnie płaskie, podczas gdy miększe gatunki opływają kontury. Mosiądz lub stal należy wybrać, gdy linie są cieńsze niż 0,3 mm lub negatywowy tekst się zlewa; metal utrzymuje ostrzejsze krawędzie na połysku, ale szybciej znaczy część.

---