IML (In Mold Labeling) i IMD (In Mold Decorating) to nowoczesne techniki dekorowania wyrobów i opakowań z tworzyw sztucznych. W procesie IMD mają zastosowanie specjalne filmy, na które można nanieść obrazy o dowolnym stopniu skomplikowania. Obrazy są nanoszone jeszcze wtedy kiedy film jest płaski, za pomocą konwencjonalnych metod nadruku. Film jest zadrukowywany od dołu, co automatycznie chroni go przed zakurzeniem bądź starciem. Zadrukowany film jest dokładnie dopasowywany do formy za pomocą procesu wykorzystującego próżnię, wodę lub powietrze- w zależności od rodzaju formy. Wszystkie pozostałe części materiału wystające poza formę są odcinane. Tak przygotowana forma jest następnie umieszczana we wtryskarce, gdzie następuje wtrysk polimeru. Korzyści dla wtryskowni korzystających z takiego rozwiązania jest bardzo dużo: produkują produkty bardzo atrakcyjne dla klienta finalnego, a dodatkowo – następuje skrócenie czasu cyklu produkcyjnego, ponieważ nie ma konieczności naklejania w późniejszym etapie etykiet na gotowy wyrób, wyrób jest w całości zrobiony z jednego materiału i łatwiejszy do recyklingu. Jednak najbardziej atrakcyjna jest możliwość ograniczenia kosztów produkcji, jaką niesie za sobą nowa technologia. Z badań wynika, że możliwa jest redukcja kosztów nawet o 40 procent w stosunku do stosowania konwencjonalnych metod. Proces IMD jest niezrównany jeśli chodzi o uniwersalność dekoracji pierwszej/drugiej powierzchni, możliwość uzyskania efektów specjalnych, czy szybkości zmiany serii (metoda doskonale sprawdza się przy krótkich seriach), która jest po prostu nie do osiągnięcia przez inne warianty. Możliwość dostosowania się do długości serii i duża elastyczność jeśli chodzi o głębokości formy, sprawia , że technologia IMD znacznie przewyższa pozostałe metody dekoracji. Zalety IMD: 1) Fotograficznej jakości grafika, możliwe do zastosowania nawet tak małe czcionki jak 6pt., 2) Możliwość pokrycia całej powierzchni bocznej pojemnika, 3) Odporność grafiki na zarysowania, otarcia, odklejanie i starzenie się, 4) Brak konieczności naklejania etykiet w kolejnym etapie procesu - skrócenie cyklu wytwarzania.
Opakowania znakowane w ten sposób są w 100% możliwe do recyklingu. IMD stosuje się w znakowaniu zabawek, artykułów biurowych, narzędzi elektrycznych, kosiarek, oraz w bardzo szeroko pojętym rynku opakowań finalnych dla produktów żywnościowych i chemii użytkowej. Proces ten gwarantuje powstanie bardzo atrakcyjnych wizualnie opakowań, które doskonale pomagają sprzedać produkt finalny. Jest najefektowniejszym dotychczasowo znanym i bardzo efektywnym sposobem przenoszenia grafiki pełnokolorowej na trójwymiarowe elementy plastikowe.
Metoda próżniowa czy elektrostatyczna?
Pytania, na które powinno się odpowiedzieć jeszcze przed podjęciem decyzji o rodzaju zastosowanej metody IML: Jak wiele etykiet znajdować się będzie w jednej formie? Jaki materiał będzie wtryskiwany? Jaki jest prześwit formy? Na którą stronę formy będziemy nakładać etykietę (męską czy żeńską)? Czy forma ma teksturę, czy będzie ją miała? Czy etykieta jest usytuowana blisko gniazda formy? Jak dokładnie musi być umiejscowiona etykieta (czy możliwe są jej minimalne przesunięcia)? Czy możemy tak zmodyfikować formę, by uwzględnić uchwyty dla ramienia robota, jeśli zajdzie się taka potrzeba? Jakim rodzajem robota dysponujemy, czy jest on w pełni zautomatyzowany? Czy robot może używać siły ssącej do podnoszenia etykiet? Jakie dodatkowe wyposażenie jest wymagane?
W metodzie próżniowej etykieta może zostać umieszczona we wskazanym miejscu formy za pomocą specjalnie zaprojektowanych i zmechanizowanych portów próżniowych. Sekwencja taka wygląda następująco: robot unosi etykietę z magazynku, umieszczając ją we właściwej pozycji, wytwarzana jest próżnia i następuje wtrysk.Koszt zaprojektowania i wytworzenia formy do współpracy z systemem próżniowym jest bardzo często znacznie większy niż produkcji ‘zwykłej’ formy. Etykieta musi być wystarczająco wytrzymała, by nie została zassana przez porty próżniowe, co skutkowałoby zdeformowanym obrazkiem lub bąbelkami na powierzchni gotowego opakowania. Małe kanaliki służące wytworzeniu próżni w formie mogą również skutkować powstaniem niejednorodnych temperatur wewnątrz formy. W dodatku bardzo ważne jest, by robot nie ominął etykiety. Wtrysk bez włożonej etykiety może skutkować bardzo czasochłonnym i drogim przestojem, w trakcie którego trzeba będzie wyjąć formę i wyczyścić wszystkie porty ciśnieniowe i kanaliki. Aby tego uniknąć należy zastosować środki wykrywające brak etykiety i w przypadku wykrycia- blokujące wtrysk polimeru. Zastosowanie metody próżniowej wydaje się być najbardziej zasadne w wypadku, gdy kształt wypraski wymaga bardzo złożonych, wcześniej uformowanych etykiet lub gdy wypraska i/lub forma ma mieć teksturę.
Zastosowanie technologii elektrostatycznej eliminuje konieczność zakupu jednostek próżniowych, które stanowią jednak istotny koszt wytworzenia i utrzymania w ruchu narzędzia. IML proces jest znany od około 25 lat, ale prawdziwy boom na jego zastosowanie i wykorzystanie panuje od około 3-4 lat. Nakładanie etykiety już w trakcie wtrysku tworzywa eliminuje konieczność robienia tego w dalszej części cyklu wytwarzania. Co najważniejsze- uzyskany rezultat jest trwały. Sprawia to, że taki sposób etykietowana jest atrakcyjny z punktu widzenia wiarygodności produktu, trwałości informacji zawartych na opakowaniu, czyli: kodów kreskowych czy też instrukcji obsługi, ostrzeżeń i uwag, widoczności logo oraz innych, graficznych elementów dekoracyjnych. Technologia IML pozwala na zachowanie higieny i sterylności przy wytwarzaniu (mniej etapów dalszego przetwarzania opakowania). Jest również czystsza, zdecydowanie lepsza dla środowiska- nie trzeba używać klejów, etykiety są wykonane z tego samego materiału co opakowanie, co sprawia, że łatwiej jest je recyklingować. Jednakże najważniejsze jest to, by etykietę bardzo dokładnie i precyzyjnie umieścić we wskazanym miejscu formy. Jest na to wiele sposobów. Jednym z nich, relatywnie tanim (tańszym niż technologia próżniowa) jest metoda elektrostatyczna. Metoda elektrostatyczna jest bardziej efektywna pod względem kosztowym, ponieważ eliminuje konieczność uwzględniania elementów systemu próżniowego. Kiedy część elektrostatyczna jest umieszczana na etykietce wykonanej a odpowiedniego materiału i o odpowiedniej budowie, etykietka zostanie elektrostatycznie przytwierdzona do metalowej, uziemionej powierzchni formy i może tam pozostać (nadal doskonale przylegając) nawet do kilku minut. W procesie elektrostatycznym robot podnosi etykietkę z magazynku, używając siły ssącej. Końcówka elektrostatyczna jest również przytwierdzana do etykiety gdy etykieta dotknie już powierzchni formy. Robot umieszcza etykietę we właściwym miejscu i wyłącza ssanie. Etykieta jest przytwierdzona do powierzchni formy. Nie jest potrzebne ani ssanie ani nacisk na etykietę, aby pozostała ona we właściwym miejscu. Niektórzy producenci ręcznie wkładają etykiety do form, jednak jak pokazuje doświadczenie- jest to bardzo pracochłonne i niesolidne, co dodatkowo zwalnia cały proces. Wykorzystanie metody elektrostatycznej i czerpanie z niej wszystkich korzyści wymaga zastosowania następujących komponentów: Robot z narzędziem (dyszą) o odpowiednim kształcie zamocowanym na końcu ramienia, Magazynek z etykietami, Generator wysokiego napięcia prądu stałego z końcówką - ładowarki o mocy 30-kV.
Jakkolwiek włączenie do procesu specjalnych końcówek ładujących umieszczonych na końcu ramienia robota gwarantuje wysoką niezawodność i powtarzalność, jest ono również sporym wyzwaniem dla projektanta. Końcówka może być zwykłą ładującą statycznie sztabką o określonej długości, z rzędem emitujących punktów. Może być także całym zespołem indywidualnych emitujących modułów. Oczywiście rodzaj końcówki i ilość emiterów zależy od rozmiaru i kształtu etykiety, a także konturów formy, w której etykieta ma zostać umieszczona. Z tego właśnie powodu każda dysza umieszczona na końcu ramienia robota będzie potrzebowała swojej własnej ładowarki o charakterystycznym dla niej kształcie. Kiedy etykieta sjest utrzymywana za pomocą ssania na końcu dyszy jednostka ładująca jest umieszczona dokładnie za etykietą.
(...) Fizyczne i elektryczne własności etykiety są kluczową sprawą jeśli ma zostać zastosowana elektrostatyczna metoda ‘mocowania’ etykiet do formy. Powierzchnia etykiety, którą ma ona przywierać do formy musi być dobrym izolatorem, by dała się dobrze naelektryzować. Idealnie byłoby gdyby opór właściwy materiału etykiety wynosił 1012 om/m2 lub więcej. Im większy opór tym łatwiej naelektryzować etykietę. Jeśli ładunek nie będzie przejęty przez etykietę i utrzymany przez nią podczas kontaktu z formą – przyczepność zostanie utracona i etykieta zsunie się z właściwej pozycji. Do pomiaru oporności materiałów służą specjalne urządzenia, dostępne na rynku.
Jeśli w etykiecie używane są przewodzące prąd tusze, powłoki, folie muszą się one znaleźć na tylniej stronie etykiety (na tej, która nie ma bezpośredniego kontaktu z formą). W takim wypadku należy zastosować ładowarki zewnętrzne, nie umieszczone na ramieniu robota, tak, by punkty ładujące i wytwarzane przez nie pole elektryczne znajdowały się od tej strony etykiety, która ma styczność z formą. Jeśli ładowarka zostanie zamontowana za etykietą (od strony materiałów przewodzących prąd) - etykieta nie zdoła przejąć wystarczającej ilości ładunku i nie przywrze do formy.
(...) Inne własności etykiety takie jak jej tekstura, grubość, również mają wpływ na jej przyleganie. Również tekstura na formie wtryskowej może zmniejszać zdolności przylegania etykiet.
Najlepszym rozwiązaniem w przypadku metody elektrostatycznej jest zastosowanie cienkich, nie teksturowanych etykiet o dobrych własnościach elektrostatycznych i formy wtryskowej, która również nie ma tekstury. Należy jednak pamiętać, że przy wyborze metody pod rozwagę trzeba wziąć również inne warunki, takie jak: temperatura wtrysku, kompatybilność polimeru z materiałem, z którego wykonana jest etykieta, przepływ materiału w trakcie wtrysku i rozmieszczenie gniazd w formie. Aby zaoszczędzić sobie dużo kłopotów i czasu zalecane jest skonsultowanie się i skorzystanie z doradztwa doświadczonej firmy dostarczającej etykiety do IML.
