
薄膜开关表面(尤其是印刷字符、图标和电路层)的耐磨性直接决定了产品的使用寿命,特别是在工业控制面板和户外设备等高频操作场景中。不同的印刷工艺在油墨附着力、薄膜密度和表面硬度方面存在明显差异,这进一步导致了耐磨性能的不同。下面详细分析了常见印刷工艺对薄膜开关耐磨性的影响及其适用场景。
薄膜开关的常见印刷工艺
薄膜开关印刷主要集中在两个核心部分:表面图形层(字符/图标)和内部电路层(导电银浆),这两个部分的耐磨性要求不同。最常用的印刷工艺包括丝网印刷、凹版印刷、柔性版印刷和喷墨印刷。
2.不同印刷工艺对耐磨性的影响
(1) 丝网印刷:高耐磨性,适用于核心功能层
工艺原理:使用带有图案模板的网筛,通过挤压橡皮滚筒将油墨转移到基材表面,形成均匀的油墨层。
对耐磨性的影响:
油墨层特性:油墨层厚度可控(一般为10-30μm),油墨固化后可完全渗透到基材(PET/PC薄膜)的微间隙中,具有很强的附着力(附着力等级≥4B,采用横切法测试)。
耐磨性能:UV固化后,油墨膜形成致密的交联结构,表面硬度为2-3H。对于表面图形层,它可以承受5000-10000次摩擦测试(负载500g,使用棉布或橡皮擦)而不会褪色或剥落。对于导电银浆电路,丝网印刷可以形成厚而均匀的银浆层,可以抵抗长期按键造成的磨损,避免电路损坏。
适用场景:工业级薄膜开关的表面图形印刷、内部导电电路印刷以及需要高频操作的场景。
优点:耐磨性高,性能稳定,对各种油墨适应性强。
缺点:生产效率低,不适合批量生产精细图案。
(2) 凹版印刷:中等耐磨性,适合大规模生产图形层
工艺原理:使用带有雕刻单元的凹版滚筒吸收油墨,通过压力将油墨转移到基材表面,形成薄而均匀的油墨层。
对耐磨性的影响:
油墨层特性:油墨层薄而均匀(厚度3-8μm),表面光滑,但对基材的附着力弱于丝网印刷(附着力等级3B-4B)。
耐磨性能:油墨层薄导致耐磨性有限,在相同载荷下只能承受1000-3000次摩擦测试。当受到高频摩擦或尖锐物体刮擦时,很容易出现模糊的字符。
适用场景:批量生产低频运行、无严格耐磨要求的消费级薄膜开关(如家电控制面板)。
优点:生产效率高,图案清晰,适合卷对卷连续生产。
缺点:耐磨性差,制版成本高,不适合厚墨层印刷。
(3) 柔版印刷:低至中等耐磨性,适用于简单图案
工艺原理:使用柔性凸版将油墨转移到基材表面,油墨转移依赖于印版和基材之间的压力。
对耐磨性的影响:
油墨层特性:油墨层厚度为2-5μm,比凹版印刷薄,油墨大多为水性,附着力和固化密度较低(附着力等级2B-3B)。
耐磨性能:四种工艺中耐磨性最差,仅适用于低频运行场景(≤500次摩擦测试)。当接触到摩擦或水分时,它很容易褪色或剥落。
适用场景:打印具有简单图案的低端薄膜开关,如家用遥控面板。
优点:制版成本低,水性油墨环保,生产效率高。
缺点:耐磨性差,不适合高要求的应用。
(4) 喷墨打印:中等耐磨性,适合定制小批量生产
工艺原理:使用数字喷嘴将墨滴喷射到基材表面,无需印版即可形成图案。
对耐磨性的影响:
油墨层特性:油墨层厚度为5-12μm,附着力取决于油墨类型。UV固化油墨的附着力(3B–4B)优于水性油墨(1B–2B)。
耐磨性能:UV固化喷墨印刷可承受2000-4000次摩擦测试,优于凹版印刷和柔性版印刷,但弱于丝网印刷。缺点是油墨膜不够致密,遇到尖锐物体时容易划伤。
适用场景:定制小批量生产薄膜开关,如个性化仪表板。
优点:无需制版,图案定制灵活,生产周期短。
缺点:生产效率低于凹版印刷和柔性版印刷,UV油墨成本较高。
