Przegląd przyczepności atramentu w druku na opakowaniach szklanych
Szkło to obok wyrobów plastikowych i papierowych jeden z najczęściej stosowanych materiałów opakowaniowych w kosmetykach. Druk na szkle wymaga użycia tuszu o silnej przyczepności do szklanego podłoża, co gwarantuje, że zadrukowana warstwa farby nie odklei się ani nie rozpuści podczas codziennego użytkowania.
I. Przegląd
1. Definicja
Metoda druku, w której głównym produktem jest szkło.
2. Podłoże
Różne wyroby i wyroby szklane.
3. Metoda drukowania
Sitodruk (metoda podstawowa).
Powody:
Szklana powierzchnia jest gładka, twarda i delikatna; nie można zastosować nadmiernego nacisku podczas drukowania, dlatego-miękki druk kontaktowy jest jedyną odpowiednią opcją.
Szkło często wymaga wypalenia po zadrukowaniu, co wymaga określonej grubości warstwy farby i odporności na ciepło, co najlepiej zapewnia sitodruk.
Charakterystyka:Stosowanie specjalnych farb, odpowiednich technik sitodruku i niezbędnej obróbki-podruku (wypalanie).
II. Materiał podłoża
1. Podłoże
Szkło to amorficzne ciało stałe powstające w wyniku ogrzewania surowców do stanu stopionego, a następnie chłodzenia. Nie ma ustalonej proporcjonalnej zależności pomiędzy składowymi składnikami chemicznymi. Głównymi surowcami są tlenki niektórych pierwiastków, takich jak: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, PbO, B₂O₃, P₂O₅ itp.
Zatem podstawowym wyzwaniem w druku na szkle jest poprawa przyczepności farby do powierzchni szkła. Kluczem do osiągnięcia-wysokiej jakości druku na wyrobach szklanych jest właściwy dobór specjalnych atramentów, przeprowadzenie niezbędnej-obróbki końcowej i zastosowanie odpowiednich metod sitodruku.
2. Drukowalność powierzchni szklanej
Powierzchnia szkła jest gładka i hydrofilowa, co powoduje słabą drukowność. Wymaga obróbki oleofilowej w celu zwiększenia drukowalności.
Obróbka przed prasą-:Powierzchniowa obróbka oleofilowa → Zwiększona lipofilowość → Poprawiona drukowalność.
3. Atrament drukarski
Aby drukować na szkle, istotnym warunkiem jest to, aby zastosowana farba charakteryzowała się dużą przyczepnością do szkła. Ponadto warstwa atramentu na drukowanych produktach szklanych nie może się odklejać ani rozpuszczać podczas codziennego użytkowania, co oznacza, że atrament musi charakteryzować się dobrą trwałością chemiczną i fizyczną. Dlatego należy wybierać specjalne farby do druku na szkle, zwane także emaliami szklanymi lub frytami barwiącymi szkło.
1) Skład
Farba do druku na szkle nazywana jest także frytą kolorową. Otrzymuje się go przez zmieszanie i zmielenie barwnika z nisko-topliwym-proszkiem fryty szklanej, a następnie dokładne wymieszanie go ze spoiwem (żywicą syntetyczną) i rozpuszczalnikami organicznymi w celu utworzenia kolorowej fryty. Ten rodzaj atramentu nie posiada kolorów pośrednich; wszystkie kolory są kolorami dodatkowymi.
Barwnik:Barwnik należy wypalić w temperaturze co najmniej 500 stopni z udziałem topnika. Dlatego barwnik nie powinien rozkładać się w niskich temperaturach i powinien być substancją, która nie wchodzi łatwo w reakcję chemiczną z topnikiem.
Typowe barwniki obejmują:
Zielony: tlenek chromu lub tlenek miedzi rozpuszczony w topniku.
Niebieski: Błękit kobaltowy lub tlenek kobaltu rozpuszczony w topniku.
Żółty: sole uranu, siarczek kadmu.
Brązowy: tlenek żelaza, sole manganu.
Czerwony: chromian ołowiu, tlenek żelaza, stały siarczek selenu i kadmu (6% -7%).
Czarny: Mieszany chromian żelaza lub sole kobaltu i manganu lub tlenek irydu.
Biały: tlenek cyny, tlenek cyrkonu, kaolin.
Strumień:Topnik obniża temperaturę topnienia fryty kolorowej, umożliwiając jej penetrację mięknącego szkła podczas wypalania, zapewniając silną przyczepność. Powszechnie stosowane topniki obejmują tlenek ołowiu i tlenek boru (dobra wodoodporność w niskich temperaturach), tlenek tytanu (-odporny na kwasy), tlenek cyrkonu (odporny na- zasady) itp. Najważniejszymi właściwościami topnika jest to, że jego temperatura topnienia i współczynnik rozszerzalności cieplnej powinny być zbliżone do temperatur drukowanego szkła. Znaczne niedopasowanie może powodować łuszczenie się po wypaleniu.
Spoiwo:Ponieważ emalia szklana jest sypka, miesza się ją z „olejem do wyciskania”, tworząc pastę do drukowania. Aby ułatwić drukowanie i zapobiec rozmyciu linii po wydrukowaniu, należy zminimalizować użycie oleju raklowego. Zanim zadrukowane wyroby szklane trafią do pieca w celu wypalenia, część oleju raklowego odparowuje, a pozostała część powinna całkowicie odparować przed osiągnięciem temperatury wypalania. Spoiwo atramentu składa się głównie z żywic syntetycznych i rozpuszczalników organicznych. Podstawowym wymaganiem dla spoiwa jest możliwość całkowitego odparowania, sublimacji i spalania w niskich temperaturach, aby uniknąć pozostałości po stopieniu fryty szklanej. W przeciwnym razie zadrukowana powierzchnia może powodować powstawanie pęcherzy i utratę gładkości.
Przygotowanie polega najpierw na równomiernym wymieszaniu topnika i barwnika (topnik: 85%-94%, barwnik: 6%-15%), następnie powolnym dodaniu do mieszaniny odpowiedniej ilości spoiwa i wymieszaniu na pastę o lepkości odpowiedniej do druku.
2) Klasyfikacja
Dwuskładnikowy-tusz reaktywny:Składa się z dwóch oddzielnie przechowywanych składników, zmieszanych przed użyciem. Nadaje się do butelek kosmetycznych.
Fryty w kolorze szkła:Klasyfikacja według temperatury wypalania:
Fryta w niskiej-temperaturze(temp. wypalania ~550 stopni): Stosowany do cienkich wyrobów szklanych i wyrobów szklanych o niższych wymaganiach dotyczących jakości druku.
Fryta średnio-temperaturowa(temperatura wypalania ~580 stopni): Szeroko stosowany do kubków, zastawy stołowej, butelek kosmetycznych i ogólnego drukowania na szkle. Zapewnia lepszą odporność chemiczną niż fryty-niskotemperaturowe.
Fryta-wysokotemperaturowa(temperatura wypalania ~600 stopni): Posiada większą odporność na kwasy, zasady i siarkowodór, dzięki czemu najlepiej nadaje się do butelek na napoje.
Klasyfikacja według formy:
Pasta z frytkami:Może osadzać się i twardnieć podczas długiego przechowywania, przez co staje się bezużyteczny.
Fryta w proszku:Można go przekształcić w pastę do druku natryskowego. Umożliwia swobodną regulację ilości i tonu, unikając marnotrawstwa.
Fryta termoplastyczna:Stały i woskowy w temperaturze pokojowej, staje się pastą po podgrzaniu do 75–80 stopni i zestala się natychmiast po wydrukowaniu. Drukowane po podgrzaniu i stopieniu.
Fryta emaliowana z połyskiem (glazura spękana):Tworzy na wzorze-efekt trzaskania lodu.
Klasyfikacja według cech druku:
Atrament termoplastyczny:Zawiera żywice termoplastyczne lub wosk w spoiwie; stały w temperaturze pokojowej, podgrzany do pasty do drukowania.
Złoto, srebrne płyny i złota pasta:Wytwarzany poprzez dodanie różnych związków organicznych metali do spoiwa atramentu.
Pigment połyskujący emalią:Po wydrukowaniu na szkle i wysuszeniu-na powietrzu nadmiar pigmentu jest usuwany za pomocą siły zewnętrznej, zanim fryta całkowicie wyschnie.
Opalizująca fryta:Atrament wytwarzany przez dodanie pigmentów szklanych zawierających cynę, bizmut itp., Substancje organiczne do ciekłego spoiwa.
3) Wymagania jakościowe
① Odpowiednia temperatura wypalania (topnienia).
② Po wypaleniu warstwa emalii powinna mieć wystarczającą odporność i nierozpuszczalność w kwasach, zasadach i wodzie.
③ Kolorowa fryta powinna mieć odpowiednią lepkość, aby ułatwić drukowanie.
④ Po wypaleniu zadrukowana kolorowa fryta nie powinna się łuszczyć ani tworzyć pęcherzy.
III. Proces drukowania
1. Kluczowe punkty
Przechowuj atrament w temperaturze pokojowej (20-23 stopni), aby zapobiec sedymentacji.
Dostosuj lepkość, dodając rozcieńczalnik i używając mieszadła o niskiej-obrotowości.
Zmierz lepkość w standardowej temperaturze (21 stopni).
Po rozcieńczeniu i wymieszaniu odstawić tusz (zawiesinę) na 30 minut, aby wyeliminować pęcherzyki powstałe podczas mieszania.
Szkło musi być czyste, suche i mieć tę samą temperaturę co w drukarni.
Zawsze drukuj po tej samej stronie szkła (strona cynowana lub-niecynowana), aby uniknąć różnic w kolorach.
Zmierz grubość druku, aby zapewnić spójność; różnice mogą powodować zmiany koloru.
Wysuszyć natychmiast po wydrukowaniu, aby zapobiec przyleganiu kurzu.
W przypadku nadruku poczekaj, aż szkło ostygnie do temperatury pokojowej przed wydrukowaniem drugiego koloru.
2. Typowe problemy
Słaba przyczepność po wypaleniu
Przyczyna: niedostateczne-wystrzelenie.
Środek zaradczy: Zwiększ temperaturę/czas trwania wypalania.
Otworki
Przyczyna: Zatkanie ekranu.
Środek zaradczy: dodaj rozcieńczalnik, zmień-wolniej schnący rozpuszczalnik.
Przyczyna: Zanieczyszczenie.
Środek zaradczy: Utrzymuj szkło w czystości.
Bąbelki
Przyczyna: Mieszanie bez osiadania, zmiana rozpuszczalnika.
Niskie krycie
Przyczyna: Cienka warstwa druku.
Środek zaradczy: Zwiększ grubość druku.
Przyczyna: Niewystarczająca zawartość fryty w farbie.
Środek zaradczy: Dodaj mniej rozcieńczalnika.
Przyczyna: Za mało pigmentu w tuszu.
Środek zaradczy: Zmień atrament.
Zmatowiony tusz po wypaleniu
Przyczyna: niedostateczne-wystrzelenie.
Środek zaradczy: Zwiększ temperaturę/czas trwania wypalania; przejdź na atrament o niższej-wypalaniu-temperaturze.
Wyśmienity
Przyczyna: Niedopasowanie współczynnika rozszerzalności cieplnej szkła i atramentu.
Środek zaradczy: Zmień atrament lub szkło.
Zmiana koloru
Przyczyna: Atrament wydrukowany na stronie cyny; inny skład szkła.
Środek zaradczy: nadruk po stronie powietrza; użyj szkła o identycznym składzie.
Przyczyna: Różnice w temperaturze wypalania.
Środek zaradczy: Utrzymuj stałą temperaturę.
Przyczyna: Problem z atmosferą pieca.
Środek zaradczy: Popraw wentylację.
3. Druk na szkle
Dotyczy głównie drukowania na przedmiotach o kształcie cylindrycznym i stożkowym, głównie przy użyciu maszyn do sitodruku o zakrzywionych powierzchniach. Do produkcji płyt wykorzystuje się przede wszystkim metody bezpośrednie i pośrednie, często przy użyciu metalowych sit. W przypadku średniego/wysokiego-druku wielokolorowego- preferowana jest metoda pośrednia. Szablony grubowarstwowe są zwykle używane do wyrobów szklanych, z wyjątkiem nadruków w kolorze złota, gdzie preferowane są cienkie szablony.
Podłoże:Obiekty formowane cylindrycznie i stożkowo przy użyciu maszyn do sitodruku o zakrzywionych powierzchniach.
1) Obróbka powierzchni szkła
Szkło to materiał nieorganiczny o dobrej stabilności chemicznej, gładkiej, twardej powierzchni i przeważnie przezroczysty. Ma minimalną siłę wiązania ze spoiwami z organicznej żywicy syntetycznej w tuszu, nie spełniając podstawowych wymagań dotyczących przyczepności i trwałości.
Zamiar:Po pierwsze, aby usunąć powłoki powierzchniowe i zanieczyszczenia; po drugie, modyfikacja aktywności powierzchniowej, aby sprzyjać zwilżaniu i wiązaniu.
2) Wykonywanie płyt:
Stosuje metody fotomechaniczne (bezpośrednie i pośrednie).
Wybierz siatkę ekranu w oparciu o wybraną farbę i obiekt drukowania.
W oparciu o kształt podłoża i wymagania dotyczące drukowania wybierz sprzęt drukujący i wyprodukuj specjalistyczne ramy sitowe oraz urządzenia podtrzymujące podłoże.
3) Sprzęt drukarski
Wybierz odpowiedni sprzęt do sitodruku w oparciu o kształt podłoża. Podłoża szklane występują w wersjach płaskich i zakrzywionych.
Zakrzywione przedmioty szklane są głównie cylindryczne i stożkowe.
Dlacylindrycznyobiekty: Wybierz sitodrukarki o cylindrycznej zakrzywionej powierzchni, które są podzielone na typy z napędem ciernym i napędem dodatnim w oparciu o mechanizm napędowy między ekranem a podłożem.
Dlastożkowyobiekty: Wybierz drukarki sitodrukowe o stożkowych zakrzywionych powierzchniach.
4. Metoda wyrównywania uchwytu i równoległości ściągaczki
Po upewnieniu się, że uchwyt jest wypoziomowany, wyreguluj ściągaczkę w pozycji niemal stykającej się z uchwytem.
Umieść kawałek papieru ksero (o tej samej szerokości co uchwyt) pomiędzy uchwytem a ściągaczką. Lekko dociśnij i powoli pociągnij papier obiema rękami w kierunku ruchu rakla.
Jeśli podczas ciągnięcia zostanie wykryta nierówna siła ciągnięcia, wyreguluj śruby i powtarzaj krok 2, aż siła ciągnięcia będzie równa.
5. Metoda ustawiania odstępu pomiędzy uchwytem ekranu a uchwytem
Przesuń uchwyt pod uchwyt ekranu.
Umieść podkładkę o żądanej grubości szczeliny po prawej stronie elementu mocującego. Wyreguluj wysokość dolnej powierzchni uchwytu ekranu tak, aby była zrównana z górną częścią podkładki.
Podobnie, umieść podkładkę po lewej stronie oprawy i odpowiednio wyreguluj wysokość uchwytu ekranu.
Powtórz kroki 2-3 w celu weryfikacji.
6. Punkty weryfikacji atramentu
Upewnij się, że przyczepność-jest bezproblemowa, sprawdzając strukturę warstw gotowego produktu.
Czy krycie tuszu zostało potwierdzone?
Czy lepkość po rozcieńczeniu atramentu uwzględniła wpływ na urabialność i wygląd?
Czy temperaturę suszenia ustala się biorąc pod uwagę urabialność procesu i przyczepność?
Czy żywica i materiały atramentowe zostały wybrane z uwzględnieniem wydajności?
Czy sprawdzono konieczność i czas trwania naturalnego suszenia?
Czy żywica i materiały atramentowe spełniają wymagania klienta (wolne od substancji szkodliwych)?
Podczas mieszania tuszu należy zwrócić uwagę na trwałość po otwarciu, rozcieńczeniu, efekcie skórki pomarańczy, porów i innych wadach wyglądu.
Weź pod uwagę średnicę cząstek atramentu i sprawdź konieczność filtracji.
IV. Procesy sitodruku
1. Sitodruk na płaskim szkle
2. Proces sitodruku na gorąco
Spoiwo stosowane w farbie do sitodruku na gorąco jest stałe w temperaturze pokojowej. Podczas drukowania podgrzewanie sita topi spoiwo, równomiernie rozprowadzając proszek koloru fryty do stanu płynnego. Po przeniesieniu na szkło atrament natychmiast zestala się i tworzy błonę.
W przypadku sitodruku na gorąco ekran można podgrzewać za pomocą prądu elektrycznego lub podczerwieni.
Sita ze stali nierdzewnej do druku na gorąco na szkle są cieńsze niż te do druku na zimno i zwykle mają wielkość oczek 200–250.
Przed rozpoczęciem drukowania na gorąco atrament należy stopić w-piecu elektrycznym o kontrolowanej temperaturze. Roztopiony atrament należy równomiernie wymieszać przed nałożeniem na ekran. Aby uzyskać optymalne rezultaty, temperatura w warsztacie nie powinna być niższa niż 10 stopni, a szkło powinno mieć tę samą temperaturę, być czyste i suche.
3. Drukowanie naklejek na szkle-o nieregularnych kształtach
1) Zwykłe codzienne-Używaj naklejek z sitodrukiem na szkle
W przypadku takich przedmiotów proces obejmuje formowanie i wypalanie kalkomanii. Dopiero po wypaleniu uzyskuje się efekt dekoracyjnego wzoru.
Ponieważ kalkomanię nakłada się na powierzchnię-już uformowanego wyrobu szklanego, aby zapobiec deformacji podczas wypalania, temperatura wypalania pigmentów kalkomanii nie może przekraczać temperatury mięknienia wyrobu szklanego, zazwyczaj 550–600 stopni.
Wyroby szklane są przezroczyste. Cienka zadrukowana warstwa farby daje słaby efekt kolorystyczny, natomiast gruba, solidna warstwa pozwala uzyskać żywe,-przykuwające wzrok i błyszczące kolory. Dzięki sitodrukowi powstają naklejki posiadające tę cechę. Gruba warstwa druku-zawiera więcej pigmentu. W przypadku tuszu udział spoiwa jest mniejszy, a pigmentu większy. Pigmenty do sitodruku mają dobre właściwości wiążące, tworząc po wypaleniu gęstą szklistą strukturę, w wyniku czego powstają jasne, błyszczące naklejki.
Proces wypalania naklejek na zwykłe-szklane wyroby codziennego użytku obejmuje najpierw nałożenie kalkomanii, a następnie wypalenie w piecu. Po wyschnięciu kalkomanii wyroby można załadować do pieca i wypalić w wymaganej temperaturze. Na etapie wstępnego podgrzewania/karbonizacji wzrost temperatury nie powinien być zbyt szybki.
2) Specjalne codzienne-Użyj naklejek na wyroby
Kalkomanie te stosuje się na płaskich taflach szkła przed formowaniem. Wypalanie wzoru kalkomanii odbywa się jednocześnie z formowaniem szkła, co kończy się w jednym etapie. Kiedy płaska tafla szkła mięknie w wysokiej temperaturze i zatapia się w formie, tworząc kształtowany wyrób, wypalany jest również wzór dekoracyjny.
W przeciwieństwie do zwykłych naklejek, temperatura wypalania pigmentów musi odpowiadać temperaturze mięknienia szkła.
V. Strzelanie
1. Cel
Aby mieć pewność, że atrament mocno przylega do szklanej powierzchni, dzięki czemu warstwa atramentu jest gładka, ma żywe kolory i jest błyszcząca.
2. Czynniki wpływające
Temperatura, rozkład, czas wypalania. Temperatura i czas wypalania zależą przede wszystkim od temperatury topnienia fryty szklanej i temperatury mięknienia produktu szklanego.
Typowa krzywa temperatury wypalania:
20–100 stopni: Po wejściu do pieca fryta szklana pozostaje w dużej mierze niezmieniona.
100–200 stopni: Lotne składniki rozpuszczalnika zaczynają odparowywać.
200–500 stopni: Rozpuszczalnik odparowuje dalej, ulega spalaniu/karbonizacji i zgazowuje, znikając całkowicie.
500–580 stopni: nisko-topliwe szkło w frycie zaczyna się topić, a powierzchnia podłoża szklanego lekko mięknie.
580–600 stopni: nisko{{2}topliwa fryta szklana całkowicie się topi, pigment barwiący nabiera koloru, powierzchnia podłoża szklanego mięknie i wiąże się z kolorową frytą szklaną, a kolor staje się bardzo żywy.
620–520 stopni: Temperatura odprężania produktu szklanego.
520–20 stopni: Wyrób szklany stopniowo ochładza się, kończąc proces wypalania.
4. Kluczowe punkty procesu
Kontroluj temperaturę wewnątrz pieca do wypalania, czas nagrzewania i szybkość chłodzenia.
Temperatura wypalania:Około 600 stopni, prawie równa temperaturze mięknienia produktu szklanego.
Czas wypalania:Nie krócej niż 1 godzinę, zapewniając całkowite spalenie rozpuszczalnika przed stopieniem atramentu pigmentowego szklanego.
Prędkość chłodzenia:Powinien nadawać się do prawidłowego wyżarzania.
5. Środki ostrożności
Fryty szklane zawierają tlenki metali ciężkich (ołowiu, chromu, kadmu, arsenu, boru itp.). Aby zapobiec wypłukiwaniu, należy kontrolować zawartość metali ciężkich w farbie. W przypadku drukowania na szkle do żywności/napojów przepisy często zabraniają drukowania na powierzchni wewnętrznej oraz w pewnym obszarze poniżej otworu pojemnika/kubka.
6. Sprzęt
Piec do wypalania
Komponenty: Źródło ciepła, zawór sterujący gazem, komora ogrzewania/wypalania, automatyczne urządzenie do kontroli temperatury i taśma przenośnika produktu.