Dekorowanie w formie (IMD) i etykietowanie w formie (IML)

Dekorowanie w formie (IMD) i etykietowanie w formie (IML)

Najważniejsze wnioski

• IMD polega na obtryskiwaniu uformowanej wstępnie folii zadrukowanej od strony drugiej, dzięki czemu grafika znajduje się pod warstwą polimeru o grubości 125–500 µm.
• IML polega na wprowadzeniu płaskiej zadrukowanej etykiety do formy opakowaniowej, utrzymywanej ładunkiem elektrostatycznym lub podciśnieniem w cyklu 4–8 s.
• Wypłukanie farby jest charakterystyczną wadą IMD; decyduje o nim położenie wlewu i prędkość wypełniania, a nie sama farba.
• Najsłabszym ogniwem jest połączenie folii z żywicą. Należy określić parę żywic, warstwę wiążącą i test przyczepności, a nie tylko grafikę.

Dekorowanie w formie (IMD) i etykietowanie w formie (IML)

Dekorowanie w formie (IMD) to proces, w którym zadrukowaną, zwykle uformowaną wstępnie folię polimerową umieszcza się w formie wtryskowej i wtryskuje żywicę z jej tyłu, tak aby folia wraz z grafiką stała się gotową powierzchnią elementu; etykietowanie w formie (IML) polega na umieszczeniu w formie płaskiej zadrukowanej etykiety, która łączy się z wypraską, zwykle pojemnikiem z polipropylenu. Obie metody przenoszą dekorację do cyklu wtrysku, dlatego opisuje się je łącznie, choć różnią się foliami, żywicami i ekonomią.

IMD nazywane jest też formowaniem z wkładką foliową (FIM). Rozszerzeniem jest elektronika w formie (IME): ścieżki przewodzące, pola dotykowe i diody LED nanosi się na folię przed formowaniem, dzięki czemu dekorowana powierzchnia jest zarazem układem elektrycznym.

IMD a IML: gdzie leży granica

Konstrukcje folii i etykiet

Folia IMD jest układem warstw, w którym każda pełni określoną funkcję:

• Folia nośna. Domyślnie poliwęglan o grubości 125–500 µm; współwytłaczane folie PC z warstwą PMMA zapewniają odporność na warunki atmosferyczne w elementach zewnętrznych; PET nadaje się do elementów płaskich; folia PP jest standardem etykiet IML.
• Powłoka twarda. Warstwa pierwszej powierzchni, utwardzana UV lub termicznie, 3–10 µm, zapewniająca odporność na zarysowania i chemikalia; gatunki formowalne są w pełni utwardzane dopiero po formowaniu.
• Grafika. Nadruk sitowy lub cyfrowy na drugiej powierzchni, często z kolorem tła i warstwą blokującą światło dla projektów podświetlanych.
• Klej lub warstwa wiążąca. Nadrukowane spoiwo aktywowane ciepłem, dobrane do żywicy obtryskiwanej; PC na PC może łączyć się bez niego, ABS i PMMA zwykle go wymagają.

Ścieranie atakuje więc powłokę twardą, a nie farbę, natomiast połączenie, które zawodzi w eksploatacji, to niemal zawsze połączenie folia–żywica, zależne od zgodności żywic i temperatury formy.

Etapy procesu i kluczowe parametry

Ścieżka IMD obejmuje: druk, suszenie, wykrawanie, formowanie, przycinanie, wkładanie, wtrysk. Formowanie to termoformowanie powyżej temperatury zeszklenia folii albo formowanie wysokociśnieniowe (HPF) poniżej niej przy 100–300 bar, które lepiej zachowuje rejestr i ostre promienie. IML pomija formowanie.

Zasady projektowania folii, grafiki i wlewu

• Głębokość tłoczenia i promienie. Głębokość tłoczenia utrzymywać poniżej ok. 30 mm, a promienie narożników na poziomie 2–3 mm dla folii termoformowanej; HPF osiąga 0,5–1 mm, ale folia ścieńcza się w narożnikach, więc nie należy tam umieszczać grafiki.
• Położenie wlewu. Wlew od strony tylnej, nigdy przez zadrukowany obszar, aby czoło płynącego tworzywa przechodziło po grafice jako arkusz, a nie strumień.
• Rejestr. Grafikę należy wstępnie zdeformować z uwzględnieniem rozciągnięcia przy formowaniu; należy spodziewać się ±0,1–0,3 mm w HPF i ±0,5 mm w termoformowaniu; półfabrykat pozycjonować na elementach uformowanych, a nie na grafice.
• Zmarszczki i pęcherze. Unikać gwałtownych zmian głębokości tłoczenia, łagodzić ostre narożniki, suszyć folię i odpowietrzać miejsca styku folii z żywicą.

Wady i rozwiązywanie problemów

Określanie i weryfikacja elementu dekorowanego w formie

IMD i IML wymieniają dane zmienne i niski koszt oprzyrządowania na trwałość i wolumen. Tampondruk i gorące tłoczenie mają niższy koszt oprzyrządowania i nadają się do krótkich serii, ale pozostawiają farbę na powierzchni; znakowanie laserowe i druk atramentowy obsługują numery seryjne, których stała folia nie może zawierać. Tam, gdzie grafika musi przetrwać lata kontaktu z dłonią i środkami czyszczącymi, wygrywa dekorowanie w formie; zob. porównanie metod dekorowania tworzyw sztucznych.

Specyfikacja podaje konstrukcję folii (nośnik, grubość, powłoka twarda, farba, warstwa wiążąca), gatunek żywicy obtryskiwanej, położenie wlewu oraz testy, które element musi przejść. Sama grafika nie jest specyfikacją.

Przyczepność należy badać po ekspozycjach, a nie tylko na świeżych elementach, i zapisywać, która granica uległa zniszczeniu: farba–folia, folia–żywica czy powłoka twarda. Metody opisano w artykule o badaniach odporności na ścieranie i chemikalia dekorowanych tworzyw sztucznych.

Powiązane pojęcia i lektura uzupełniająca

• Usługi zdobienia i wykańczania
• Energia powierzchniowa
• Przyspieszone starzenie
• Pomiar przyczepności i odporności na ścieranie
• Znakowanie laserowe a druk atramentowy

Zastosowanie w produkcji

The Sabreen Group zapewnia niezależne wsparcie inżynieryjne w zakresie kwalifikacji i rozwiązywania problemów w dekorowaniu w formie oraz etykietowaniu w formie. Jeżeli określają Państwo proces, kwalifikują materiał lub rozwiązują problem produkcyjny, pomoże nasz zespół usług inżynieryjnych. Skontaktuj się z nami, aby omówić Państwa zastosowanie.

Najczęściej zadawane pytania

Czym różni się dekorowanie w formie od etykietowania w formie?

IMD umieszcza w formie zadrukowaną, uformowaną wstępnie folię o grubości 125–500 µm i obtryskuje ją z tyłu PC, PC/ABS, ABS lub PMMA, dzięki czemu folia staje się zewnętrzną powierzchnią elementu. IML umieszcza w formie opakowaniowej płaską zadrukowaną etykietę, zwykle z polipropylenu o grubości 50–100 µm, i wypełnia ją tym samym polimerem.

Dlaczego farba wypłukuje się w pobliżu wlewu na elemencie IMD?

Przez ścinanie czoła stopu na farbie drugiej powierzchni. Zwykłe przyczyny to wlew zbyt blisko grafiki, prędkość wypełniania ustawiona dla elementu niedekorowanego i stop o temperaturze z górnego zakresu. Należy przesunąć wlew, zwolnić wypełnianie na grafice i nadrukować ochronne spoiwo na farbie.

Jak etykieta IML jest utrzymywana w położeniu wewnątrz formy?

Robot umieszcza etykietę na rdzeniu lub w gnieździe, a następnie ładunek elektrostatyczny przypina ją do uziemionej stali albo przytrzymują ją otwory podciśnieniowe w powierzchni formy. Ładunek statyczny nadaje się do szybkich cykli; podciśnienie stosuje się tam, gdzie etykieta nie może się przesunąć podczas długiego wypełniania.

Jakie żywice można obtryskiwać na folię IMD?

Folia poliwęglanowa łączy się bezpośrednio z PC i PC/ABS, a przez nadrukowaną warstwę wiążącą z ABS i PMMA. Polipropylen i polietylen nie łączą się z folią PC; w IML tworzą parę wyłącznie z etykietami PP lub PE. Gatunki wypełnione szkłem wymagają nieprzezroczystego nadruku od spodu; każdą parę należy kwalifikować testem siatki nacięć po cyklach termicznych i wilgotnościowych.

---