ＣＨＩＮＡＳＹＮＴＨＥＴＩＣＲＥＳＩＮＡＮＤＰＬＡＳＴＩＣＳ加工与应用合成树脂及塑料，２０１５，３２（６）：59模内贴标注塑模具的设计及成型要点黄朝华，孙筱（新疆工程学院机械工程系，新疆尔自治区乌鲁木齐市８３００９１）摘要：综述了模内帖标（IML）技术的基础原理，并对IML注塑模具的制品结构、模具分型面、浇口等设计与普通注塑模具的设计进行了对比。根据结果得出：用IML注塑模具生产的制品要求脱模角度更大，外轮廓圆角半径至少0.2mm，制品收缩率比较小，取0.3％为宜；为防止注射时将标签上的油墨冲开，IML注塑模具的浇口处进料采用潜伏式；标签拾取主要是采用静电吸附，并选择与制品收缩率相近的标签材料。最后总结了IML注塑模具的成型要点，并给出了成型标签的技术方面的要求。关键词：模内贴标注塑成型模具设计标签中图分类号：TQ320.662文献标识码：B文章编号：1002－1396（2015）06－0059－03Designandmoldingofinjectionmouldforin－moldlabelingHuangChaohua,SunXiao（XinjiangInstituteofEngineering,Urumqi830091,China）Abstract：Thebasicmechanismofin－moldlabeling（IML）technologywassummarized,andthedesignsofproductstructure,moldjoint,spur,etc.oftheinjectionmouldwerealsocomparedwiththoseofgeneralinjectionmould.TheresultsindicatethattheproductpreparedwithIMLinjectionmouldhaslargerdraftangleandthefilletradiusoftheouterprofileisatleast0.2mm，andtheshrinkagerateoftheproductissmallerthan0.3％.ThefeedingmethodinthespurofIMLinjectionmouldissubmarinetopreventburstingthroughtheinkonthelabelwheninjecting.Thepickupmethodofthelabeltakeselectrostaticadsorption.Thelabelmaterialandtheproductshouldhavesimilarshrinkagerate.Finally,themoldingemphasesoftheIMLinjectionmouldissummarizedandthetechnicalrequirementsformoldingthelabelisdetermined.Keywords：in－moldlabeling；injectionmould；moldingdesign；label收稿日期：2015－05－27；修回日期：2015－08－26。作者简介：黄朝华，男，1970年生，硕士，现主要是做机械结构研究工作。E－mail：1621710338@qq；联系电线。基金项目：新疆尔自治区2013年科技援疆项目（2013911035）。随着时下人们生活水平的提高，要求容器包装更加精美与环保。模内贴标（IML）技术是一种高效率的生产技术，将标签先放置在模具中，并在注射成型时，将塑胶原料与标签一体成型，避免了复杂的二次工艺流程[1－2]。IML技术在多色印刷领域应用广泛，其印刷效果优于不干胶标签，彩色图文如同直接印刷在容器表面上，印刷颜色可达12色，适合再现画面细腻，层次丰富的图案色彩。用IML技术生产的制品品质佳，表面十分光滑无缝，手感极佳，且能提高制品档次，烘托制品价值。IML技术不仅生产效率高，能大大降低生产所带来的成本，而且具有一定的防伪作用[3－4]。IML系统由注塑成型机、模具、自动化机械手及标签组成，要求各设备具备了良好的相互匹配性，才能顺利完成IML的整一个完整的过程[5]。目前，IML系统采用的机械手主要是侧取式。机械手先从IML系统中取出标签等待信号指令，成型制品冷却开模后，机械手沿模具开模方向垂直进入模具放置标签，同时取出已成型制品，然后模具闭合。合成树脂及塑料2015年第32卷.60.1IML模具设计及成型要点模具设计的好坏与制品产量、质量直接相关，在IML系统的总投资中，模具所占比例很大。采用IML技术能加工平面、曲面、包边及复杂三维图案立体成型，还能制作按键制品，并可将集成芯片镶嵌在塑料制品里。注塑成型前，需对材料来预热处理，不仅减少了注射成型时油墨飞溅，还可改善制品与标签的黏合，避免注塑制品和标签之间产生气泡导致透明度下降。1.1制品结构设计设计IML注塑模具时，应注意制品结构是不是合理，制品厚度应大于1.0mm，制品结构示意见图1，设计参数见表1。胶位边拉出，而IML模具是继续向下拉出3.0~5.0mm，α在2°以上，再顺延作分型面，从而形成擦穿的分型面。因为标签形状与型腔不完全一致，比型腔边小0.02mm。无论用机械还是手工将标签放入模具型腔内，都会有一定误差，而擦穿分型面（见图2）可以把标签罩住，起到非常好的定位作用。图1通用塑料制品的结构示意Fig.1Structureschematicofgeneralplasticproduct注：h是制品高度，α是脱模角度，R是圆角半径，β是制品角度。Rαhβ表1制品结构设计参数Tab.1Designparametersoftheproductstructureh/mmα/（°）R/mmβ/（°）0~10.050.290~10511.0~20.040.3106~12020.0~30.030.4121~13531.0~40.020.5136~150图2典型IML模具的分型面 Fig.2 Mold joint of typical IML mould  在模具型腔中，标签的定位很重要。对于 IML模具的碰穿面，定模插两根镶针到动模，标签 上留些余料，并在对应模具上做两个定位孔。在定 模放入标签时，标签固定到镶针上，从而可把标签 定位在定模腔内。模具合模时，碰穿面变为擦穿 面，定模就像刀具一样把标签多余的定位料切除。 1.4 浇口 对于IML模具浇口的设计，分型面处一般采 用潜伏式进料，因为在分型面处一般都有标签， 直接进胶会把标签冲开，导致标签被冲起皱，使 制品在浇口四周出现气纹，印刷的图案也会被冲 开。IML模具的浇口一般为多浇口进料，主要是由 于模具浇口处塑料熔体射入温度高、速度快，容 易破坏薄膜，而多个浇口的设计，能够降低注射压 力，避免薄膜、油墨被热熔体冲散、破坏。浇口要 设计在没有标签的地方，或至少距标签20.0 mm。 浇口的形式一般都会采用顶针潜浇口的方式，或牛角 潜浇口的方式。同时，IML模具的浇口比普通模 具浇口宽，避免了注射时将标签上油墨冲开的现 象。另外模具设计中还应考虑冷却系统的布局， 排气系统的位置，并制定合理的注塑工艺。 1.5 排气系统 为使IML模具型腔中的气体排出顺畅，IML 模具的排气槽比普通模具深。因为标签会阻塞排 气槽，排气不畅会导致注射不满等缺陷，将严重影 响制品质量；同时型芯和型腔尽量用多个镶件拼 起来，利用镶件与镶件组装的间隙排气。 1.6 模具中标签定位 IML生产系统最重要的是将标签放置在注塑 IML注塑模具的α比普通模具大，脱模更顺 利。对于圆角的设计，IML注塑模具的成形美观性 与普通注塑件相似，注塑件不能有尖锐的外观，制 品的外轮廓必须有一个圆角（R至少为0.2 mm）。 1.2 制品缩水 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚物、聚甲基 丙烯酸甲酯（PMMA）的缩水率一般为0.5％，使用 IML模具时，由于制品表面要覆盖一层不一样的材料 的薄膜，因而其缩水率比较小。根据材料性能， 通常设计要求收缩率取0.3％为宜。这是因为注塑 时塑胶底材被片材包裹，对塑胶的收缩起到了阻 碍作用。 1.3 分型面及碰穿面 对于分型面的设计，普通注塑模具直接从 第 6 期 . 61 . 模具内合适位置。在众多IML生产系统中，标签拾 取主要有线] 。真空吸附的步 骤是：机械手抓取标签后，放到经特殊设计和加 工的模具中，开启真空，即可合模生产。在进行复 杂形状制品的预制卷标时，或当塑料制品和标签 表面都有对应纹理的需要时，使用真空吸附具有 特别的优势。线）模具要经 过专门设计和加工，要安设气阀，增加模具的成 本。2）如果标签硬度不够，经真空吸附，会导致制 品表面图像变形。3）真空通道会导致模具内温度 不均匀，将影响模具寿命。 静电吸附的步骤是：机械手抓取标签后，靠 近模具表面时，在卷标上加上静电荷，则卷标会被 静电吸引到接地模具金属面，放置好标签后等待 注塑成型。静电吸附的特点是：1）因每一制品均 须有专用的模芯，且外围须配合调整，故为包装经 济性，适合大量生产的制品。2）因厚度、卷曲度和 表面纹理会影响模具的附着力，故卷标应为合适 的材料和结构，其表面须是良好的绝缘体，以接受 和保持静电荷。总的来说，静电吸附是一种可靠、 经济、高效的方法，能代替真空吸附。使用静电 吸附，一般会选用与制品收缩率接近的材料。 2 标签 标签质量的好坏必然的联系到制品质量，对标 签影响最重要的就是印刷。如果标签的着墨性不 好，易引起油墨污染模具，因此导致制品质量 差。标签大致可分为底材、连接层、黏胶层，注塑 完成后，标签和塑料融为一体，底材在最外面，底 材表面一般经过硬化处理。 注塑成型的过程中，标签边缘平整度较差，所以 在制品的设计上将标签边缘用塑胶件包住。不同 底材的标签性能差别较大，尤其对于成型温度影 响较大，常用底材性能见表2。 中，PET的成型性、可加工性优良，表面光泽度、 耐磨性也能满足规定的要求，因而被大范围的应用，而0.125 mm厚的PET片材销量最大。片材热定型时，温度 控制是关键，否则易变形，造成高废品率。通常热 定型机上下模都有加热板，便于在热定型时保持 温度恒定。使用移动式加热板，对片材进行预热， 使片材变软后，再合模进行热定型处理。片材尺 寸要比最终制品尺寸单边小0.020～0.030 mm，这 样就可以将片材完全伸展地置入模具型腔内。 2.2 油墨 标签上的油墨对模内标签也很重要，选用油 墨时，根据制品使用上的要求，从油墨的附着力、耐刮 擦性、耐化学药品腐蚀性等方面做考虑：1）油 墨与片材需要有良好的附着力；2）注塑成型时， 油墨与注塑件非间接接触，因此油墨必须耐高温； 3）耐候性和稳定能力好，在使用中不随温度等变化 发生变质、褪色。 3 结语 IML技术属于模内装饰技术，可使制品达到 集装饰性与功能性于一体的效果。采用IML技术 能加工平面、曲面、包边及复杂三维图案立体成 型，还可制作按键制品，并可将集成芯片镶嵌在塑 料制品里。IML技术中模具设计的好坏必然的联系 到制品产量、质量及寿命。随着IML技术在智能汽 车内饰、智能家居、机器人等领域的发展，其对应 的模具也将越来越智能化。 4 参考文献 [1] 王权,瞿金平,谭树发. 影响注塑模内贴标成型因素及产品设 计探讨[J].现代塑料加工应用，2008，20（5）：48－51. [2] 吴松琪，刘斌. 塑件表面模内装饰技术应用现状分析[J]. 塑