人們過去對產品的要求重點放在功能上,隨著生活水準的提高,消費市場也逐漸向高品質發展,消費者對產品的外觀甚至質感有了更高要求,這就顯得外觀包裝尤其重要。目前在包裝容器類製品上表達容器內所盛物品的功能、成分、製造商、保質期、商標及廣告詞等標貼在製作流程上是分開的,即首先製成產品,再在外觀上進行加工,常見的方法有網印刷、熱轉印、移印、真空電鍍、塗裝等,這些方法不僅在流程上加多了工序,使程序複雜,也因額外的工序所需的機器、人工及工作時間,使產品的生產成本提高。隨著射出成型設備自動化程度的提高,一種新型的模內標貼(IML)技術正在國內外流行。
模內貼標產品以清晰度高、立體感好、表面耐刮、增加包裝容器的美觀、提高經濟效益、環保、增強防偽等方面具有獨特優勢而被業內普遍看好。以下主要介紹射出成型模內貼標的製程、模具設計要點及成型薄壁外殼製品常見缺陷及改善方法。
01、模內貼標成型工藝
模內貼標有2種貼標成型方式:吹塑成型及射出成型。對注射成型模內貼標而言,自動化機械手將標籤貼附在模具內壁上,合模後注射充模,借助樹脂高溫熔化模內標籤背面熱熔粘合樹脂,從而使標籤和容器融為一體,歐洲80%的模內貼標是透過注射成型的。
02、模內貼標成型影響因素
在模內貼標此技術中,主要的影響因素包括標籤、模具、機械手、成型設備,其中最重要的當屬射出生產設備。
1、標籤
標籤在生產上是一個非常重要的環節,標籤的好壞直接關係到了產品的質量,對標籤影響最重要的就是印刷了,如果標籤的著墨性不好,容易造成油墨對模具的污染,從而導致產品的品質不良。
(a)組成。標籤大致可分為3層,片材(一般為聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯)、油墨、黏合劑(多為一種特殊的膠)。當注塑完成後,薄膜和塑膠融為一體,片材在最外面,片材表面一般經過硬化。
(b) 片材成型。片材是模內貼標模具成敗的關鍵,一般片材的材質為對苯二甲酸乙二醇酯,也有有機玻璃(PMMA)、聚碳酸酯。但聚對苯二甲酸乙二醇酯的成型及加工都較優良,表面光澤度、耐磨性也能達到客戶要求,因此應用廣泛,厚度125μm的對苯二甲酸乙二醇酯片材最為常用。在片材熱定型環節,溫度控制很重要,否則易變形,廢品率高。熱定型機的上、下模都有加熱板,在工作期間保持恆定的溫度。移動式加熱板放入片材後,移動片材頂部對片材進行預熱,使其變軟,才可合模進行熱定型處理。片材尺寸要比最終零件尺寸小一點,一般片材尺寸比零件尺寸單邊小0.02~0.03 mm,片材不僅置入型腔內容易,而且能完全伸展開來。
(c)油墨。油墨對模內標籤也很重要,在選用油墨之前,應根據最終應用的要求,對油墨在標籤材料上的附著力、耐刮擦性、抗化學性等性能進行測試。首先必須確保良好的印刷適應性,其次滿足各階段(印刷、貼標和最後使用)的性能要求,最後要求成本低、環保。標籤對墨層的耐磨性要求較高,UV油墨同溶劑型的相比具有較高的墨層強度,且比較適合模內標籤。注射成型用的標籤由於注射成型時所需的壓力大,因此不需材料背面的壓紋或磨砂表面便可排出標籤與瓶體間的空氣。注射成型用的標籤在模具中一般採用靜電吸標工藝,因為注射成型時產生的壓力很大,如果採用真空吸標工藝,標籤將會被擊穿,從而影響生產的連續性。
2、模具
模具設計的好壞直接關係到產品的產量、品質及壽命,因為模具在整個IML的投資中佔據了很大的一部分。
(a) 薄膜成型模具設計。成型模具尺寸設計公式:陽模成型配母模注塑或陰模成型配公模注塑時成型模具尺寸等於注塑模具尺寸、注塑模具60~80℃的熱膨脹、膜收縮之和減去成型模具在工作溫度下的熱膨脹和薄膜厚度;陽模成型配公模注塑或陰模成型配母模注塑時成型模具尺寸等於注塑模具尺寸、注塑模具60~80℃熱膨脹、薄膜收縮之和減去成型模具在工作溫度下的熱膨脹。當成型模具和注塑模具使用的是相同的材料並且在相類似的溫度下工作,注塑模具60~80℃的熱膨脹和成型模具在工作溫度下的熱膨脹可以相互抵消。成型後的薄膜圓角必須同註塑模具的圓角相匹配或薄膜稍小的圓角被伸展以匹配注塑模具圓角。
(b) 射出模具設計。一般丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、PMMA的縮水率為0.5%,如做模內貼標模具,因產品表面覆蓋一層聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜,兩者顯然熱收縮率不同。模內貼標射出塑模具成型產品的縮水率較一般模具小些,取0.3%比較適合。因為,注射成型時塑膠底材被片材包裹,對塑膠的收縮起了阻礙作用。為減少成型中振動、變形等問題,模具製造常選用高剛性金屬材料,如H-13,但成本要高於標準模具的20%,也可採用適合的加強筋和模板厚度提高模具剛性。
3、機械手
在整個生產中,機械手也起到了很重要的作用,機械手在放置標籤時要確保標籤被放於正確的位置,以避免產品出現重標。其中自動化機械手與射出成型機訊號通訊的協調一致性及電氣連鎖安全保護功能尤其重要,關係到模具和機械手安全和整個生產線的效率。同時模內貼標製程要求機械手將標籤嵌入模具的準確率大約在(±0.2)mm以內,也要求運行精度高、穩定性好。
4、注塑設備
注塑設備在模內貼標生產中扮演了至關重要的角色。由於貼標系統是一個全自動化的系統,它對成型設備的要求是注射速度快、成型週期短、注射壓力高、開模行程要大,以及生產要穩定,其中尤以注塑機的精確性和穩定性、短的生產週期和低磨損率最為重要。如機器穩定性不好,就會使開模位置精確度下降,造成不良品增多。由於模內貼標容器的壁厚一般為1.0 mm以下,因此註塑機的最低要求是注射速度達到450 mm/s,同時注射壓力達到300 MPa。
注塑機一般採用伺服閉環控制,提升控制精度,同時增加蓄壓器提高注射速度。模板的開合必須快速且穩定,採用比例閥進行開合模,可發揮煞車功能。
思為客十餘年聚焦注塑模內貼標系統設備的研發與製造,自2009年進入模內貼標領域以來,已成功地為國內外客戶交付了超過1000+套模內貼標解決方案,並廣泛應用於食品飲料、化學塗料、日化醫藥等產品的包裝領域,為許多國內外知名品牌包裝供應商提供了高效的模內貼標一站式系統解決方案。
思為客專注於注塑模內貼標一站式解決方案,掌握核心科技。多年來,思為客充分發揮自身優勢,積極迭代優化細分產品,整合相關係統(模具、標紙、CCD檢測、注塑機等)可為客戶根據不同產品類型提供全套注塑模內貼標一站式解決方案,可完美應對各類產品模內貼標需求,從模內貼標到檢測、噴碼、堆疊、裝袋、裝盒等工序都擁有豐富的自動化技術積累和行業應用經驗,可為客戶大幅提升生產效率,創造價值。
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