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水披覆转印工艺

作者: 来源: 日期:2017/8/11 10:13:34 人气:174 加入收藏 评论:0 标签:

水披覆转印工艺

1. 前言

水披覆转印工艺是将印有图案的经特殊处理的高分子薄膜放在水中展平活化,在水压的作用下薄膜上的图案转印在喷好底漆或没有喷底漆的工件上,薄膜自动溶解后,将印有图案的工件清洗、烘干,然后在其表面再喷一遍透明面漆进行保护。该工艺的诞生, 填补了人类历史上立体曲面印刷装饰的空白。

水披覆转印技术具有很多优点,如彩色图案与物体表面有良好的附着力,涂膜均匀,质量稳定,耐腐蚀性好;图纹与网点清晰,层次感丰富,美感强,图案效果逼真;工艺简单快捷,可操作性好,生产效率高,成本低。无论是简单的平面,还是复杂的凹凸立体面、圆弧形内侧等不规则部位都可用水披覆转印工艺处理。水披覆转印膜纸的图案品种多,常用色样就达 1 000 多种,可根据不同客户的要求制作所需图案。目前该工艺已经在塑胶(ABSPPPCPUPSPVCTPUPETPREVA、尼龙等)、金属、玻璃、陶瓷、碳纤、木材等材质表面获得了广泛的应用,并在汽车、摩托车、电子、日用精品、工艺品、居室用品、五金建材、鞋材用品等方面得到推广。笔者经与当地十几家外资家具厂沟通后,把艺术造型部件由木材更换为ABSPP 等易压铸的塑胶材质,其表面经过各种高档木纹的水披覆转印处理后,图案效果逼真,同原木质部件相差无几,获得了国内外消费者的认可与青睐。

2水披覆转印工艺流程

前处理─上夹具─喷底漆─烘干─转印─水洗─ 烘干─补膜─喷面漆─烘干─静置─下夹具─品检─ 包装─出货。

3各工序注意事项

3.1   前处理

由于工件在进行各种机械加工和热处理过程中, 不可避免地会粘附一些油污、灰尘等污垢,必须把这些污垢彻底除净,否则会影响水披覆转印膜的质量, 造成涂膜的附着力差,涂膜表面有颗粒等不良现象。对于不同材质的工件,其前处理方式不同。钢铁件一般采用除油、除锈与磷化的处理方式;塑料件可在稀释剂或丙酮中浸泡,并用毛刷刷净表面的污垢,自然晾干或用压缩空气吹干。要获得理想的清除效果,最好采用超声波清洗或阴极电解除油处理钢铁件,用去静电除尘与火焰处理法处理塑料件。钢铁件前处理设备一般采用浸渍式槽子,其中除油与除锈槽可采用硬聚氯乙烯材质,磷化槽最好采用钢铁板内衬不锈钢板;塑料工件一般采用钢铁槽装稀释剂浸泡,若有可能最好使用超声波清洗机或电解除油整流器、去静电除尘柜与火焰处理设备。

3.2   上夹具

夹具一般由固定板与弹性挂钩两部分组成。固定板用于支撑工件,使其平放时不易翻倒,其材料一般采用厚木板或三角铁。挂钩部分采用弹簧钢丝制造, 挂钩的型状据产品类型灵活选择,一般采用三点或四点接触形式。上夹具时,应注意工件转印的方位,便于喷漆与水洗。在水披覆转印过程中,夹具的主要作用是固定与周转工件,因此,其设计和制造至关重要。水披覆转印夹具在设计、制造及使用时应注意以下几点:

可固定大量的工件,并且容易装卸,工作时能保证被装挂工件牢固不易掉落。

能使工件之间保持适当的距离和角度。所装的夹具可适合各道工序的要求,操作时不用再次更换,避免重复装卸工件带来的麻烦。

夹具有足够的强度,不易变形,且重量轻、体积小、坚固耐用、成本低。

制作通用夹具,适用于各种常用的、大批量的工件。对于结构与几何形状较复杂的工件应设计制作专用夹具。

3. 3   喷底漆

喷底漆时应考虑底漆与印刷图案的配合性、底漆与工件的附着力。首先,底漆的颜色应与图案相搭配,图案不同,所用的底漆也不相同,如迷彩纹一般使用暗绿色,木纹一般使用棕色、咖啡色等。其次,底漆与工件要有良好的附着力。底漆一般采用硝基底漆, 因其成本较低,而且漆膜坚硬,耐磨性、耐油性、漆膜光泽、结合力等也较好。

喷底漆常在水帘式喷漆室进行,其结构特点是室体正面方向的内壁为光滑的淌水板,水在板顶喷射或溢流,从而在板面上形成瀑布式的水帘。喷漆时,漆雾一撞到水帘,就会被水吸附,冲至下部水槽中积存。这样室壁几乎不被污染,大大减少了清理工作量。为了更好的捕集漆雾,一般在排风道吸口处装上水洗喷头(又称水洗幕帘式喷漆室)。尽管该法室壁不容易污染,处理漆雾效果好,但是用水量较大,有较多的废水产生。故现也有使用干式喷漆室、喷淋式喷漆室、无泵式喷漆室、水旋式喷漆室、射流式喷漆室等。

3. 4 烘 干

涂层经过干燥以后才能与工件表面紧密粘连、不致脱落。同时,干燥后的涂层具有一定的硬度、强度和耐磨性,达到保护、装饰工件、防止金属腐蚀的目的。另外,底漆必须彻底干燥后才能进行水披覆转印处理,否则会产生漆膜剥落、麻点、水转印图案撕裂不完整等缺陷。

烘干可采用热风对流、热远红外线辐射与热风对流加辐射 3 种方式。热风对流加热均匀、温度控制精度高,不受工件形状和结构复杂程度影响,加热温度范围宽,适用于高质量涂层。但该烘干方式升温速度较慢,设备占地面积较大,容易造成涂层针孔、气泡和起皱等弊病。热远红外线辐射加热升温速度快、热效率高,涂层质量高,烘干室短,占地面积小,但温度不均匀,仅适用于形状简单的工件。热风对流加辐射加热可充分发挥两者的优点,保证烘干质量。

为了确保漆层质量,应使烘干室内部温度均匀。因此,最好采用对流式烘干设备,以提高热传导的效果,并在烘干设备顶部设废气排放管、蝶阀及止间阀或者设计成自拔风筒的形式,随时把烘干过程中产生的废气排出烘干室外。另外,为了防止烘箱内壁铁锈和室外灰尘进入烘箱污染漆膜,建议烘箱内壁采用不锈钢板加工。为保证漆膜的烘干质量,采用热电偶测量温度时,热电偶应当设在工件的位置,必要的话直接采用温度计测量。

在出入工件时为减少热量损失,烘干设备可设计为两面开门敞开式,炉内及炉外应当铺设导轨,配备两辆烘干小车交替使用。小车的底部应铺设钻有许多孔的钢板,防止烘干时工件掉入烘干室内不易取出。加热元件应采用 316 不锈钢电加热管,不宜采用电阻丝。电加热管应铺设在烘箱的底部及两侧壁上,以使其炉内温度均匀。

3. 5 转 印

将水披覆转印膜纸平放在水面上,图案面朝上。为防止其在水中晃动,其四周可采用铝合金框固定。将膜纸表面均匀地喷上活化剂,10 ~ 15 s 后,图案层与膜纸分离,此时手持工件按一定方向下降,在水压的作用下将膜纸上的图案转印在工件表面上。当膜溶解后,及时用网或专用工具捞取水中的杂质颗粒,以便保持水体清洁并基本处于中性状态,否则影响产品质量。

水披覆转印槽一般采用硬聚氯乙烯塑料、钢铁板内衬不锈钢板焊接而成,糟体的大小由工件与产量来决定。在槽体的两恻通常设有溢流槽(沉渣槽),在水转印工作时,通过专用工具清除水中的杂质颗粒,并设循环过滤、加热与温度控制装置。

为了达到预期效果,必须根据不同的产品决定最佳转印条件,同时,考虑转印的方向、角度、速度、时间等。

3. 6   水洗及烘干

水洗的目的是清除残留油墨与未溶解的残余薄膜。水洗需用专用的清洗机,且洗涤必须彻底,否则会产生颗粒杂质、污垢等缺陷。

水洗处理设备一般采用自动喷淋式水洗处理机。通过式自动喷淋式水洗处理机的传动输送原理是滚子一端带有链轮,通过传动链作用带动滚子传动达到输送的目的。喷射系统包括喷管装置与水泵装置,可采用莲蓬头喷嘴。并设有过滤除渣装置,以便及时除去残留油墨与未溶解的残余薄膜所造成的沉渣。

水洗后烘干的目的是除去水分及残留的活化剂, 使图案和物体形成紧密的结合力。烘干机设有摇动夹具装置,使水分流出,并用压缩空气吹去残留水分, 或采用软质碎布辅以热风吹干水转膜内所存的水分, 以防转印后残存水分导致气泡产生。烘干时必须确保热量均匀分布在工件上,并检查盲孔或凹洞内是否存在水分,因为残留的水分会使烘烤后产生水痕的缺陷。

3. 7 补 膜

涂膜修整方法为:(1)准备与不良品图案相同的水披覆转印膜纸与稀释剂。(2)准备与不良部位大小类似的小毛笔。(3)不良品准备。(4)用一点稀释剂让水转印膜纸的油墨溶解。(5)在水转印膜纸上找到与不良部位色调相近的地方,用小毛笔沾少许油墨后涂上。(6)用海绵轻抹修整好的部位,以防止其凸起。(7)重新上面漆。

3. 8   喷面漆

喷面漆的目的是保护图案的完整性,在面漆中加入光泽剂、透明剂或颜料,可以增加产品外观的美感, 从而进一步增加产品的附加值。面漆选择时必须考虑面漆与油墨及材料间的粘着性,且易于生产,然后再从产品价格、供应保障和售后服务 3 个方面进行考虑。如汽车与摩托车用品、日用精品等高档产品宜采用国外较高档的面漆,其他低档产品可采用国内较便宜的面漆。

喷面漆之前要检查前道转印情况是否良好(对于不良品即不用喷面漆),转印膜表面是否含有水分,表面是否干净(若不干净,喷面漆前应先除尘,并采用锯条或小刀修理工件棱角处的残留油墨等)。

喷面漆设备与喷底漆设备相同,在此不再重述。

3. 9 静 置

为了进一步增加漆层结合力、防腐蚀性等性能, 应将烘干后的工件连同夹具一起放在钢铁焊接架子或铁架台上静置 24 h 以上。

3.10 品检

品检项目包括检查工件表面是否存在颗粒、流痕、露底、斑印、起皱、涂膜剥落、裂痕等涂膜缺陷,并根据不同客户的不同标准进行品质检查。

4转印膜的影响因素

4.1   转印膜纸

水披覆转印膜纸为高分子膜,在水转印过程中, 其主要用途是固定印刷图案。膜纸的优点是基材的伸缩率高,容易紧密地贴附于整个物体表面。缺点是在印刷和转印过程中,膜纸表面的图案容易变形,若转印过程处理不好,膜纸会破裂。当把转印膜纸放在水转印槽中时,膜纸会逐渐被水所溶解,而膜纸上的印刷图案的主要成份为油墨,故不会与水互溶而浮在水面上。在短时间内,图案会在水转印槽中保持固定的样式。图案一旦膨胀后,膜纸依赖水压力与吸力包覆在复杂形状的物体上。水转印完成后,残余的胶膜须立即除去。

水转印膜纸在运输与储存过程中必须密封保存, 否则会因受潮而丧失功能。并根据工件的形状与大小来裁剪膜纸。

4. 2   活化剂

活化剂是一种以芳香烃为主的有机混合溶剂,它含有树脂、溶剂与可塑剂。活化剂的作用是迅速溶解并破坏聚乙烯醇薄膜,使图案恢复到原始的“湿”的并具有较高附着力的状态,有利于水披覆转印的进行。活化剂应具备下列功能:(1)协助油墨膨胀与湿润,从而软化油墨(若活化不足,则油墨太硬会导致针孔的形成),使其与水披覆转印膜同步伸展。(2)含有溶剂但不会在水披覆转印过程中干掉,使图案延时破裂与扩散。(3)增加油墨与被印物间的结合力,且在加工过程中不会脱离。活化剂的喷涂必须均匀、适量。若过量,则油墨被溶解掉,使水披覆转印膜流动导致图案变形,直接影响转印的质量。

4. 3   工作环境

由于水披覆转印膜纸具有高度的吸水性,很容易受温度与湿度的影响。在较低的温度与湿度下,水转印膜纸会变脆、硬而容易撕破,导致活化不良及膨胀瑕疵(如皱纹等);相反,在较高的温度与湿度下,水转印膜纸会变软,在膨胀时易变形、卷曲与活化瑕疵。同时,工作室内必须清洁卫生、无灰尘污染。因为灰尘对每个生产步骤都会造成损坏。由此可见,在披覆水转印过程中应设有密闭的工作室,以便控制温度与湿度,以及防止外界灰尘的渗入。

4. 4   转印温度

转印槽内水的温度直接影响膜纸的溶解性。水温过低,膜纸溶解性下降;水温过高,易对图案造成伤害,引起图案变形。若水温没有控制,则水披覆转印生产不稳定。通常,温度控制在 40 ~ 50 °C 之间。

另外,在转印过程中,水披覆转印膜纸应平放在水中,以避免膜纸与水面形成气泡。因为存有气泡的部位其膜纸得不到较好的活化,从而造成图案缺损、皱褶等缺陷。

5结束语

虽然水披覆转印技术在工业生产上的应用仅有近10 年的历史,但是,它突出的优点使其在产品的表面精饰、防腐方面得到了广泛的应用,而且在功能性涂装及环境保护方面也发挥着重要作用。但其设备的自动化程度不高,目前的操作过程基本是手工操作,不能完成精确的多色定位,在水披覆转印过程中使用的一些化学物质对人体有一定伤害,这些问题在一定程度上阻碍了该技术的发展。但是,由于水披覆转印产品一般应用于劳动密集型产品,而劳动密集型产品则是我国的优势所在,因此,我国将会大大增加对水披覆转印产品的需求量。同时,随着大家对水披覆转印产品的逐渐接受与青睐,加上相关工作者坚持不懈的努力与创新,相信水披覆转印技术将会显出旺盛的生命力。



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