硅膠制品表面處理工藝教材2023/5/27硅膠制品表面處理工藝教材第一部份噴漆(Painting)現有廠商噴漆制程簡介批次式噴漆線(BatchPaintingLine):噴槍采活動式連續式噴漆線(ContinuousPaintingLine):噴槍采固定式硅膠制品表面處理工藝教材噴漆制程布局

硅膠制品表面處理工藝教材噴涂線流線示意圖硅膠制品表面處理工藝教材涂料的組成涂料構成四要素樹脂溶劑顏料其它添加劑硅膠制品表面處理工藝教材涂料用樹脂的種類酸醇樹脂?酚樹脂胺基樹脂?丙烯樹脂環(碳)氧樹脂?聚胺基甲酸乙酯矽氧樹脂?氟樹脂硅膠制品表面處理工藝教材涂料用顏料的種類涂料用顏料，讓涂膜顯現所想要的顏色主要分類如下：體質顏料著色顏料特殊顏料硅膠制品表面處理工藝教材涂料用助劑涂料中添加例如安定劑、分散劑、防沉劑等助劑；增加涂料的穩定性。硅膠制品表面處理工藝教材稀釋劑及用途顧名思義就是要稀釋涂料，使涂料稀釋到可以作業的濃度并可以降低涂料的成本。硅膠制品表面處理工藝教材稀釋劑及用途稀釋劑主要用於稀釋涂料中樹脂，但由於樹脂的種類不同，所以稀釋劑種類不同；主要成分有機溶劑中的酮類、酯類、醚酯類。利用有機溶劑各成分沸點的不同，乾燥速度也不同，可以制作成適合各種噴涂設備、作業方法及涂膜不同的表現。硅膠制品表面處理工藝教材涂料乾燥的種類揮發乾燥(利用稀釋劑蒸發乾燥)融合乾燥(分子與分子因揮發而相聚合)氧化乾燥(不飽和脂肪酸與空氣中氧結合)利用架橋反應而乾燥(利用架橋劑即所謂硬化劑形成架橋而硬化)紫外線硬化(不飽和聚脂類加入增感劑後由紫外線波長300～400nm照射後分子聚合而硬化)硅膠制品表面處理工藝教材作業條件之比較(一)膜厚通過測試規格所需之膜厚CASHEW10～15μmAKZONOBEL20～25μm大世紀20～25μm膜厚的增加會增加涂料使用量，成本的增加硅膠制品表面處理工藝教材作業條件之比較(二)作業時乾燥時間及所使用涂料種類CASHEW60℃×20分壓克力矽涂料AKZONOBEL80℃×40分PU系列涂料大世紀80℃×30分PU系列涂料乾燥時間的增長會使涂膜於(化學反應)進行高分子聚合反應中增加一些不確定變數，容易造成涂膜的聚合失敗或涂膜不良的表現。硅膠制品表面處理工藝教材現有機種在噴漆上所遇到的問題點(１)噴漆層過厚(２)噴漆粒子過粗(３)噴漆均勻度差(４)耐磨性差(５)噴漆有死角(６)噴漆底材的運用問題(７)噴漆影響材質的強度(８)噴漆表面的臟點硅膠制品表面處理工藝教材第二部分IMD(In-MoldDecoration)(模內射出裝飾)所謂IMD即為模內射出裝飾之統稱，目前依制程不同可分為IMF及IML兩種，其概要程序如下：薄膜印刷(IMF,IMR)高壓真空成型(IMF)精密3D裁切加工(IMF)薄膜射出成型加工(IMF,IMR)硅膠制品表面處理工藝教材IMF(In-MoldbyFilm)此制程是先將油墨印刷在一層厚度約0.18m/m的Film上(材質為PC或PET)，經過forming之後，於射出機臺上，靠著模具定位機構定位，在模內與基材一同成型。硅膠制品表面處理工藝教材IMF成形步驟(一)PolycarbonateHardCoatLaminateLaminateRemove2ndsurfacelaminate硅膠制品表面處理工藝教材IMF成形步驟(二)IMDFilmPrintgraphicsinks&drythoroughly硅膠制品表面處理工藝教材IMF成形步驟(三)IMDFilmRemove1stsurfacelaminate硅膠制品表面處理工藝教材IMF成形步驟(四)HOTAIRHOTAIRHOTAIRForming-Niebling硅膠制品表面處理工藝教材IMF成形步驟(五)VacuumVacuumForming-Thermoforming硅膠制品表面處理工藝教材IMF成形步驟(六)(Optional)UVCuringUVLightAftercuringthehardcoatsurfaceisscratchresistant硅膠制品表面處理工藝教材Film的材質選用PC–最佳的底材PMMA-較易脆裂、但透明度較高Polyester-成形性及硬度均佳FormablePET–Furtherdevelopment硅膠制品表面處理工藝教材使用PC的優缺點BenefitsClarityEaseofcutting/printingCompatibilitywithmouldingresinDisadvantagesFormprecision(±0.3mm)Flexibility(embossedswitches)NotinherentlyweatherableChemicalresistancePoorpencilhardness硅膠制品表面處理工藝教材使用PMMA的優缺點BenefitsClarityGoodformingbehaviour(±0.15mm)ExcellentweatheringPencilhardnessDisadvantagesBrittle(cuttinghandlingproblems)PotentialadhesionproblemstoresinFormcanrelaxinmouldingtoolChemicalresistance硅膠制品表面處理工藝教材使用FormablePET的優缺點BenefitsExcellentflexresistanceExcellentchemicalresistanceImprovedformability(formprecisionnotyetdetermined)DisadvantagesCostCompatibilitywithmouldingresinRelaxationinmouldLimitedsupplierchoiceNotyetcommercial硅膠制品表面處理工藝教材鉛筆硬度測試比較PMMA最佳PET次之PC最差硅膠制品表面處理工藝教材Stressv.Temp@100%Strain

-variouspolymers硅膠制品表面處理工藝教材現有機種在IMF上所遇到的問題點．Film的定位問題．油墨選用的問題（shining、separate等….）．外觀變化性的問題．Forming的Diecut問題（毛邊）．Forming抽深不能過深(建議小於0.5mm)．翹曲的問題硅膠制品表面處理工藝教材IMR(In-MoldbyRoller)此制程是先以滾桶印刷方式，將film印制成一卷以roller方式運送。通常一卷長度大約是1000m，以一般LCDcover的大小來看，大約是65,000pcs。射出廠使用傳統射出機搭配feeder做模內射出的動作。硅膠制品表面處理工藝教材IMR制程簡介(一)印刷層(離型層、硬化層、油墨層、金屬蒸著層、結合層)Foil去除使用自動送料系統作定位點射出清洗、檢驗、包裝1.選擇薄膜2.印刷3.射出成型4.表面處理6.成品可作到有如相片般鮮艷的高畫質表現硅膠制品表面處理工藝教材IMR制程簡介(二)硅膠制品表面處理工藝教材IMR制程簡介(三)硅膠制品表面處理工藝教材使用IMR可能發生的問題點耐磨性較差的問題曲面變化不能過大目前技術使用PC較不成熟硅膠制品表面處理工藝教材開發時間比較1.IML的薄膜,模具由日本或德國供應,時間較長但將逐漸以臺灣制造取代,縮短開發時程2.2D/3D檢討,確認時可以決定交期之長短硅膠制品表面處理工藝教材使用IMF的優點印刷為網印，變更artwork速度快（約一周）使用PC材質，適合latch等要求機械強度的成品目前國內已有成熟的廠商，供貨及機動性均不成問題硅膠制品表面處理工藝教材使用IMF的缺點由於制程無連續性，產能無法明顯提升由於film的材質為PC或PET，對於scratchtest較PMMA為差由於目前無法克服油墨問題，以致無法做出較具金屬感的外觀稍有控制不良，易造成film剝離的現象由於目前為”階段性市場壟斷”，致使成本(指UnitPrice)居高不下硅膠制品表面處理工藝教材使用IMR的優點色彩變化豐富，無shining油墨剝離的問題連線式送料，可自動化，大大提高產能表面亦可依喜好不同，做局部咬花處理由於產能提高，單位成本亦下降，UnitPrice約為IMF之1/2硅膠制品表面處理工藝教材使用IMR的缺點模具費昂貴，約IMF的2-3倍變更artwork的時間長，約需45工作天油墨的耐磨性較差目前film及印刷knowhow掌握在日本及德國手里，臺灣只能射出，機動性差目前較成熟的技術只用PMMA材質，PC尚未成熟，仍面臨一些技術上的問題硅膠制品表面處理工藝教材目前國內廠商投入IMD狀況(一)硅膠制品表面處理工藝教材目前國內廠商投入IMD狀況(二)硅膠制品表面處理工藝教材第三部份印刷(Printing)目前印刷制程應用在手機制造上有以下數種：網印(Silkscreenprinting)移印(Movableprinting)熱轉印(Hotstamping)硅膠制品表面處理工藝教材什么是網印?網印的印刷歷史可以追溯到遠古時代，可能在還沒文字產生時就有人發明了這項技術，它的優點是實用，人們還可以重覆使用，并且操作簡易。硅膠制品表面處理工藝教材網版印刷的原理1.使用刮刀把油墨涂在網版上。2.再用刮膠以固定角度，將油墨平整的劃向一邊，此時油墨會依照網版制造時的圖案，因滲透而印在被印物上，而且可以重覆印刷3.而印刷網版在洗版後還可以繼續保存使用。硅膠制品表面處理工藝教材什么是移印?移印的原理是把所需印刷的圖案先利用照像制版的方法，把鋼版制成凹版再經由特制矽膠印頭轉印在被印物上，并且可依產品的材質不同，調制專用的油墨，以使品質得到保證。硅膠制品表面處理工藝教材移印的流程1.由毛刷將油墨均勻覆蓋在鋼版上。2.由刮墨鋼刀將多余油墨刮除。3.由印頭下降到鋼版將圖案內的油墨沾起。4.由印頭移位下降至產品將圖案蓋上。硅膠制品表面處理工藝教材轉印及燙金熱印轉寫紙是從英文HEATTRANSFERPAPER翻譯過來；原理是用熱力把圖案或花紋從膠膜或紙膜轉印到工作表面。轉印或燙印過程，只需對被印物燙印一次，便可把多種顏色圖案轉印在膠件上。這樣可以減低膠件不良率。而燙金的原理與熱轉印雷同，最大不點為：熱轉印的圖案是先印在膠模上。而燙金則是將圖案刻在印頭上。硅膠制品表面處理工藝教材目前機種印刷曾發生之問題印刷字體位偏字體或窗框邊緣呈鋸齒狀印刷油墨溢出外框油墨附著性不良，百格測試不過(以字體與底色部分較受爭議)硅膠制品表面處理工藝教材第四部份咬花(Texture)咬花系指將所需花色以化學蝕刻的技術，將模仁(大多為母模面)進行蝕刻的動作。與其他部分較大的差異是，咬花是對模具的加工，而其他部分則是直接對半成品加工。硅膠制品表面處理工藝教材咬花作業流程模具入廠清洗模具(整塊模仁清洗乾凈)模具噴漆(保護作用)晾乾(時間約6~8小時)修割膠帶(欲咬花處割開)蝕刻咬花(控制時間及深度)噴砂(控制光澤度)硅膠制品表面處理工藝教材咬花拔模角度建議值硅膠制品表面處理工藝教材目前機種咬花面曾發生之問題拉花現象，不易脫模配合件花紋及光澤度不同所咬花紋規格與預期差異過大咬花不均勻硅膠制品表面處理工藝教材第五部分電鍍(Electroplating)電鍍(electroplating)被定義為一種電沈積過程(electrodepos-itionprocess)，是利用電極(electrode)通過電流，使金屬附著於物體表面上，其目的是在改變物體表面之特性或尺寸硅膠制品表面處理工藝教材電鍍的目的電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit)，改變基材表面性質或尺寸。例如賦予金屬光澤美觀、物品的防銹、防止磨耗、提高導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐候性、熱處理之防止滲碳、氮化、尺寸錯誤或磨耗之另件之修補。硅膠制品表面處理工藝教材電鍍的基本構成元素外部電路陰極、或鍍件(work)、掛具(rack)。電鍍液(bathsolution)。陽極(anode)。鍍槽(platingtank)加熱或是冷卻器(heatingorcollingcoil)硅膠制品表面處理工藝教材非導體金屬化方法(MethodofMetalizingNonconductors)非導體金屬化除了電鍍(Electroplating)方法外還有如真空電鍍(vacuummetalizing)、陰極濺射法(cathodesputtering)及金屬噴射法(metalspraying)。非導體電鍍法須先將非導體表面形成導電化,其過程是將物件用機械或化學方法粗化(roughening)得到內鎖表面(interlockingsurface)然後披覆上導電鍍層硅膠制品表面處理工藝教材電鍍前處理流程分類上架(依素材外觀選擇適合掛具)脫脂清洗(溫度.濃度.時間)粗化(溫度.濃度.時間)中和(溫度.濃度.時間)水洗(自來水連續循環)敏化(溫度.濃度.時間)水洗(自來水連續循環)活化(溫度.濃度.時間)水洗(自來水連續循環)化學鎳完成硅膠制品表面處理工藝教材電鍍處理流程(一)上架(選擇合適掛具)超音波清洗(時間.電流)鍍銅(溫度.濃度.時間.電流.電壓.大小)水洗(自來水連續循環)鍍鎳(溫度.濃度.時間.電流.電壓.大小.PH值)選擇以下六種不同電鍍鎳層色澤及功能性半光澤鎳?高流鎳全光澤鎳?微孔鎳沙丁鎳(霧鎳)?鎳合金(古銅)硅膠制品表面處理工藝教材電鍍處理流程(二)水洗鎳層後可視顏色及功能性.鍍以下四種不同色澤鉻(裝飾性)青銅感(青古銅)錫鎳合金(黑鎳)黃金(K金)純水洗凈烘乾OQC檢驗硅膠制品表面處理工藝教材目前公司對塑膠件外觀的測試規范硬度測試(HardnessTest)黏著力測試(AdhesionTest)耐磨測試(AbrasionTest)抗化學測試(ChemicalResistanceTest)抗ＵＶ測試(UVTest)硅膠制品表面處理工藝教材硬度測試負荷：１Ｋｇｆ作用角度：４５°使用器具：Mitsubishi2H鉛筆合格標準：沒有刮痕硅膠制品表面處理工藝教材黏著力測試非破壞性測試測試方法：使用3M#595膠帶5cm長度貼於表面後急拉合格標準：表面涂料成coating層不能被拉起破壞性測試測試方法：以刀片在表面劃出方格(熱固性1mm*1mm,熱塑性2mm*2mm)，再用3M#595膠帶貼上後急拉合格標準：可容許在方格中15%以下的涂料或coating層被移除硅膠制品表面處理工藝教材耐磨測試測試方法：RCA測試機臺，使用11/16“寬的帶狀白紙，每分鐘17cycles荷重：175g合格標準：不見磨痕硅膠制品表面處理工藝教材抗化學測試測試方法：酸性測試–55°C，曝露時間24,48,72小時鹼性測試–60°C，曝露時間24,48,72小時合格標準：表面經測試後無任何改變硅膠制品表面處理工藝教材抗ＵＶ測試測試方法：在60°C，200小時的UV光照射(波長313nm)合格標準：表面經測試後無任何改變硅膠制品表面處理工藝教材行動電話硅膠之表面處理技術硅膠制品表面處理工藝教材摘要行動電話目前已成為個人之標準配備,其重要性已超越手表等之個人隨身攜帶之對象,因而于產品之新技術開發及應用非常之快,且新穎,于制程更加減少,產品可靠度高,更為滿足求新求變之需求,全球廠商均全力投入開發新技術應用.在此專題即提出行動電話之塑料表面處理演進及不同之新技術.

硅膠制品表面處理工藝教材1.電鍍,彩色電鍍2.噴漆3.曲面印刷,水轉印,熱轉印4.表面硬化5.InsertMolding(IML,IMD,IMF)制作工法硅膠制品表面處理工藝教材最先為防止EMI(電磁干擾)及ESD(靜電防護),于設計時以薄鋁板或薄不銹鋼板等,將產生干擾源或被干擾物以金屬物質包覆隔離,以免影響其它電子組件之正常動作.其缺點為包覆有其死角,且于曲面之產品利用板金折型有其困難點,因其缺點有開發者使用電鍍技術應用于塑料表面,因電鍍層為金屬物質具有導電,電磁波之阻隔效果,更加有產品輕量化等之優點而大量使用于電子產品.最初之電鍍材為使用電鍍銅,電鍍鎳,而工法則有真空電鍍,水電鍍,真空濺鍍,以上工法為其功能.并無法應用至外觀,因其表面易產生氧化作用且表面粗糙并不適合于外觀處.

電鍍Coating真空濺鍍水電鍍硅膠制品表面處理工藝教材電鍍作業流程(前處理)前處理功能在于將原本不導電的塑料素材，變成導電的塑料素材，其作業流程如下塑料底材

掛釣

整面脫脂(去除表面油污物)粗化使表面粗化中和除去及還原表面之鉻酸

水洗回收

水洗水洗水洗敏化吸著PD-SV之錯化物水洗加速化除去钖使PD活化水洗化學鎳水洗完成硅膠制品表面處理工藝教材電鍍作業流程Processing硅膠制品表面處理工藝教材彩色電鍍Colorcoating彩色電鍍,采用水電鍍方式,一切作業均在水中進行,不怕灰塵、毛屑,因采用離子化電鍍方式,可得均勻細膩良好的膜層,除了可提升商品價值外,可改善塑料之物理性質,(如耐濕、耐溶劑、油類、耐磨度)提高衡擊性,增加抗張力,增加熱變形溫度,防止塑料腐蝕老化。此外,彩色電鍍具備0ΩEMI功能,防止靜電,手痕及PC板短路功能。

硅膠制品表面處理工藝教材彩鍍作業流程硅膠制品表面處理工藝教材噴漆Painting噴漆涂裝為目前電子產品最為廣泛應用技術,其創新及演進如下,當塑料材料尚未流行噴漆涂裝時,塑料成型注重于成型之合膠線,但因受制于塑料之基本特性雖有改善,但始終未盡理想,而有于素材表面輕噴涂同為素材顏色之涂料以解決流痕線及合膠線之問題.但其雖解決某些產品之問題,但確無法滿足如行動電話如影隨行之產品規格,而最早使用噴涂技術應用于產品線為行動電話大廠Nokia,技術經由另一廠商Motorola發揚光大,其定制規格而始全球制造商將之內部規則成為噴涂甚至使用其它非噴漆工法,亦適用其規格.塑料表面之涂裝規格既由此得之.硅膠制品表面處理工藝教材PUPainting噴漆噴涂因受制于塑料材質,而因應材質有不同底漆使其與素材緊密結合,之后再噴涂面漆,面漆為透明漆料兩液型(化學反應型),主要為防止漆面受化學藥劑,磨擦,刮傷作用.為能爭取全球手機噴涂之用漆,全球漆廠掀起一場革命,使其開發之新漆種能附合噴涂規格且其價格具有優勢之競爭力.但因其技術之困難度并非想象之輕易,目前緊有兩大廠其漆品附合此規格,一為日本CashewASCOAT及法國AKZONOBELEgyptian可以通過測試,但其底漆(basecoating)技術略有不同法國AKZONOBELEgyptian因歐洲對于環保規格較嚴而為一液型非反應型可于微生物反應槽被分解,而日本系列之底漆為兩液型但具有快干之特性噴涂容易而較受噴涂廠之使用.即便如此其它漆廠亦尋求其它管道,市場上90%以上之換殼面板均為其它漆廠涂料所瓜分因其不能達到也無法達到規格而轉戰戰場,但其獲利并未必比兩大品牌漆廠低.

硅膠制品表面處理工藝教材UVPainting另一方面另類噴涂技術正于研發中,雖未被手機三大廠承認中但其產品以于市場中可以看見,為UVCOATTING相較前段介紹之PUCOATTING最大不同為其面漆為UV紫外線照射才能達硬化但其硬化速度只需30分鐘較PU硬化反應需七天,來得有效率但其目前尚有其困難其表面無法達到PU類似金屬之感覺,相信在廠商之不斷創新開發不久將來即可見到.

硅膠制品表面處理工藝教材曲面印刷,水轉印,熱轉印

曲面印刷最早應用於汽車之飾板,如核桃木紋之中央控制面板,門把飾板,其利用印刷將木紋或其他紋飾印刷於一PVC薄膜,利用PVC之高可塑性將其表面印刷紋路轉印於塑膠材質上,於轉印素材噴塗適當媒介以利油膜附著,經高溫烘烤完成成品,但其因工件大容易於表面產生皺折,印刷良品不高,而開發利用水壓之平均壓力,治具簡易而以水轉印取代之,目前之水轉印技術為日本傳入,但及表面易因薄膜拉伸而使紋路變粗,第二代之水轉技術為克服此缺點由臺灣廠商(正清國際)發展出可得細緻紋路,更新穎但其表面抗耐磨,及抗化學性均無法達到,世界級大廠為能使其機殼能有更換性而發展出熱轉印技術,有名之例子為瑞典易利信(ERICSSON)所推出之

熱轉印水轉印硅膠制品表面處理工藝教材表面硬化HardCoating表面硬化之技術一為噴涂硬化層及使用化學藥劑將成品浸泡烘干硬化,以手機大廠使用之方式為前者,一般使用之狀況為透明窗口因其表面為外觀及可視于LCD而要求其表面具防刮及硬度,表面耐磨為RCA50CYCLES,硬度需于鉛筆測試3H以上,以噴涂技術于PC之塑材將無法達到,而必需使用壓克力(PMMA)材質才能達3H以上硬度,其表面噴涂為類似PUCOATTING之面漆硬化層.但以化學藥劑將成品浸泡烘干其化學藥劑為一硅化物,此工法大大降低硬化成本亦即國內業者開發之替代法,其缺點為其表面易沾油污表面經硬化后非為光滑而有毛細現象,且表面印刷油膜不易附著,成品之不良率亦隨之升高.硅膠制品表面處理工藝教材IML(InsertMoldingLabel)IML,IMF其原理均相同,分別于制程上之加工上不同,其基材及表面PC薄膜材質應用并無太大差異,其制作過程如下圖所示.模內印刷技術為最近之兩三年之技術.硅膠制品表面處理工藝教材IMF(InsertMoldingForming)IML,IMF其原理均相同,分別于制程上之加工上不同,其基材及表面PC薄膜材質應用并無太大差異,IMF(PC-FILM經由熱室法或真空FORMING成型后于射出模具一體成型)但成品所受限制還相當多,期待將來有更新之技術解決IMF

KEYPADIMF

COVER硅膠制品表面處理工藝教材IMD(InsertMoldingDeliver)IMD其原理為將表面外觀印刷于一薄膜利用此薄膜于成品模內成型時,同時印刷油墨轉印于透明基材上,再經由UV照射燈照射使UV印刷層硬化具有3H之硬度及表面耐磨一次達成,因其薄膜之表面處理具有多樣性,金色銀色等之金屬特殊顏色可以利用真空蒸著技術附著于薄膜上再轉印于成品上,技術性高目前全世界只有日本SHNISHA及德國CURWZ擁有此工法之專利技術.IMD