熱燙印(燙印箔裝飾)
重點摘要
- 屬乾式製程——無需油墨、溶劑或固化;模具抬起時即可取件。
- 溫度、壓力與停留時間決定鍵結,剝離則決定邊緣品質。
- 燙印箔必須與樹脂相配。ABS、PS、PC 與 PMMA 適用標準燙印箔;PP 則需要聚烯烴等級或前處理。
- 無法列印變動資料。序號應交由雷射或噴墨處理。
熱燙印(燙印箔裝飾)
熱燙印是一種乾式裝飾製程:加熱的模具將多層燙印箔壓向塑膠零件,使含顏料或金屬化的層及其熱活化黏著層從載體膜轉印到基材上,且僅限於模具接觸之處。又稱為熱箔燙印;熱轉印裝飾則是轉移整幅預先印好的圖案。
其利基在於:在一至三秒的週期內,無需乾燥或後固化,即可獲得鏡面金屬質感。
燙印箔的結構與類型
燙印箔是一種塗佈過的捲材,通常為 12–19 µm 的聚酯,由四層構成:PET 載體,轉印後即丟棄;蠟質或樹脂離型層,於設定溫度下釋放(熱剝離或冷剝離);顏色層或金屬層,即含顏料的漆,或覆於數十奈米厚真空蒸鍍鋁層上的保護漆;以及黏著層或膠層,為在模具溫度下流動的熱塑性樹脂,決定與基材的相容性,因此燙印箔是依樹脂系列而非顏色來指定。
製程參數與變化形式
膠層必須在載體剝離之前熔融、潤濕零件並重新固化。各項設定相互影響;其他成型廠的設定表只是起點,並非規格。
形式包括:在立式壓機上進行的平面燙印;滾壓式,以加熱的矽膠滾輪橫越瓶蓋與筆身;環繞式,零件對著弧形模具旋轉,形成 360° 的環帶;用於錐形與圓頂零件的立式與包覆式;熱轉印標籤,一次衝程即完成預先印好的多色圖案;以及模內標籤上的熱燙印,在成型前先行燙印,使金屬層位於表皮之下。
基材適用性
膠層必須能潤濕零件:表面能高於約 38 dyne/cm 的非晶性樹脂容易燙印;低表面能的半結晶性樹脂則不然。
熱燙印零件的設計原則
多數現場失效,在選定壓機之前的設計階段就已埋下。
- 平面或等半徑面。 模具只有在平面或單一半徑上才能均勻受力;複合曲面會迫使使用軟質模具而損失細節。
- 拔模與凸台。 1–2° 的拔模角可使零件重複定位;0.1–0.3 mm 的凸台為模具提供止擋,並使模具肩部不接觸零件。
- 最小線寬。 矽膠模具正向為 0.5 mm、反白為 0.75 mm;金屬模具在亮面上為 0.2–0.3 mm。
- 避開分模線、澆口與縮痕。 錯位會使模具浮起;縮痕留下的凹陷則是模具無法到達之處。
- 模具紋理。 亮面至淺紋理(SPI A-1 至 B-3)可乾淨燙印;粗紋理僅在凸峰處上箔。
缺陷與故障排除
熱燙印裝飾的規格訂定與驗證
「熱燙印,金色」並沒有規定任何事項。圖面應載明燙印箔製造商與料號、適用的樹脂等級、圖案位置與基準,以及驗收測試及其測試時機。膠層約在 24 小時內持續增強附著力;在壓機旁當場測試,會讓日後會失效的零件通過。
- 附著:24 小時後依 ASTM D3359 方法 B;載明膠帶與最低等級,通常為 4B。
- 耐磨:Taber(ASTM D4060,CS-10 磨輪)或摩擦試驗機,達到規定的循環次數;金屬燙印箔最先失效。
- 耐化學:依 ASTM D1308 以產品會接觸的液體進行點滴測試;手持式與汽車零件須加測防曬乳與 DEET。
- 耐候:外觀零件適用 ASTM G154 或 G155;顏料會褪色,金屬層則會透過多孔的漆層而失去光澤。
移印的模具成本較低,可在較深的曲面上印出多色,但需要乾燥,且無法呈現鏡面金屬質感;雷射打標為永久性,不需耗材即可列印變動資料,但沒有顏色或金屬質感;噴墨可列印變動的全彩圖案,但需要前處理與 UV 固化;模內裝飾最為耐用,模具成本也最高。熱燙印在金屬效果與量產單件成本上勝出,在圖案每件都不同時則居於劣勢。
相關術語與延伸閱讀
- 裝飾與表面加工服務
- 塑膠裝飾方法比較
- 耐磨與耐化學測試
- 移印
- ASTM D3359 膠帶測試
實際應用於生產
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常見問題
熱燙印 ABS 時,模具溫度應設為多少?
從 150 °C、停留 1 秒、70 Shore A 的矽膠模具開始;在調整壓力或停留時間之前,先以 10 °C 為級距調整溫度。多數 ABS 零件落在 120 至 160 °C 之間。出現橋接與暈邊表示溫度過高;出現針孔與剝落則表示黏著層未能流動。
為什麼熱燙印在壓機旁通過膠帶測試,數週後卻剝落?
壓機旁的測試進行得太早。膠層約需 24 小時來建立附著力,立即拉扯無法顯示塑化劑遷移、脫模劑析出,或使用中出現的防曬乳侵蝕。請在 24 小時後測試,並在化學接觸後再次測試,同時確認燙印箔等級與樹脂相符。
聚丙烯可以熱燙印嗎?
可以,但有條件。請使用針對低表面能配製的聚烯烴等級燙印箔,或將零件以火焰或電暈處理至 40 dyne/cm 以上,再使用標準燙印箔。由於 PP 在接近 160–200 °C 的模具溫度範圍時即軟化,因此時間窗很窄。每個樹脂批次都應驗證附著力。
模具該用矽膠還是金屬?
多數情況用矽膠:它能容許紋理、曲度與平行度誤差,60–80 Shore A 適用於平面,較軟的等級則可包覆輪廓。當線寬低於 0.3 mm,或反白文字出現橋接時,請選用黃銅或鋼模;金屬在亮面上能保持更銳利的邊緣,但也會較快在零件上留下壓痕。
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