Преглед на адхезията на мастило при печат на стъклени съдове
Стъклото е един от най-често използваните опаковъчни материали в козметиката, наред с пластмасовите и хартиените продукти. Печатът върху стъклария изисква използването на мастило със силна адхезия към стъкления субстрат, което гарантира, че отпечатаният мастилен слой няма да се отлепи или разтваря по време на ежедневна употреба.
I. Преглед
1. Определение
Метод на печат, при който стъклото е основният продукт.
2. Субстрат
Различни изделия от стъкло и стъклария.
3. Метод на печат
Ситопечат (основен метод).
Причини:
Стъклената повърхност е гладка, твърда и крехка; не може да се приложи прекомерен натиск при печат, което прави мекия{0}}ситопечат единствената подходяща опция.
Стъклото често изисква изпичане след отпечатване, което изисква определена дебелина на слоя мастило и устойчивост на топлина, което ситопечатът осигурява най-добре.
Характеристики:Използване на специални мастила, подходящи техники за ситопечат и необходимата обработка след{0}}печат (изпичане).
II. Материал на субстрата
1. Субстрат
Стъклото е аморфно твърдо вещество, получено чрез нагряване на суровините до разтопено състояние и след това охлаждане. Няма фиксирана пропорционална връзка между съставните му химични компоненти. Основните суровини са оксиди на някои елементи, като: SiO₂, Al2O₃, Fe2O₃, CaO, MgO, Na2O, K₂O, PbO, B₂O₃, P₂O₅ и др.
По този начин основното предизвикателство при печата на стъкло е подобряването на адхезията на мастилото към стъклената повърхност. Ключът към постигането на високо{1}}качествен печат върху стъклария се крие в правилния избор на специални мастила, извършването на необходимата последваща-обработка и използването на подходящи методи за ситопечат.
2. Възможност за печат на стъклената повърхност
Стъклената повърхност е гладка и хидрофилна, което води до лоша печатаемост. Изисква олеофилно третиране, за да се подобри печатаемостта.
Пред{0}}обработка за печат:Повърхностна олеофилна обработка → Подобрена липофилност → Подобрена печатаемост.
3. Мастило за печат
За да печатате върху стъклария, решаващото условие е използваното мастило да има силна адхезия към стъклото. Освен това мастиленият слой върху отпечатаните стъклени продукти не трябва да се отлепва или разтваря по време на ежедневна употреба, което означава, че мастилото трябва да притежава добра химическа и физическа устойчивост. Затова трябва да се изберат специални мастила за стъклен печат, известни още като стъклени емайли или стъклени цветни фрити.
1) Състав
Мастилото за печат на стъкло се нарича още цветна фрита. Произвежда се чрез смесване и смилане на оцветител с прах от стъклена фрита с ниска -точка на топене-, след което се смесва старателно със свързващо вещество (синтетична смола) и органични разтворители, за да се образува цветната фрита. Този тип мастило няма междинни цветове; всички цветове са спот цветове.
оцветител:Оцветителят трябва да се изпича при температури най-малко 500 градуса с участието на флюс. Следователно оцветителят не трябва да се разлага при ниски температури и трябва да бъде вещество, което не реагира лесно химически с потока.
Обичайните оцветители включват:
Зелено: Хромов оксид или меден оксид, разтворен във флюс.
Синьо: Кобалтово синьо или кобалтов оксид, разтворен във флюс.
Жълто: Уранови соли, кадмиев сулфид.
Кафяв: Железен оксид, манганови соли.
Червено: Оловен хромат, железен оксид, твърд селен-кадмиев сулфид (6%-7%).
Черно: Смесени железни хромати или кобалтови и манганови соли или иридиев оксид.
Бяло: калаен оксид, циркониев оксид, каолин.
Поток:Флюсът понижава точката на топене на цветната фрита, позволявайки й да проникне в омекотяващото стъкло по време на изпичане за стабилно залепване. Често използваните флюси включват оловен оксид и борен оксид (добра водоустойчивост при ниски температури), титанов оксид (киселинно-устойчив), циркониев оксид (алкало-устойчив) и т.н. Най-важните свойства на флюса са, че неговата точка на топене и коефициент на топлинно разширение трябва да са близки до тези на стъклото, което се отпечатва. Значително несъответствие може да причини отлепване след изпичане.
Класьор:Тъй като стъкленият емайл е прахообразен, той се смесва с "squeeqee oil", за да се образува паста за печат. За да се улесни печатането и да се предотврати размазването на линиите след печатане, използването на масло за чистачки трябва да се сведе до минимум. Преди отпечатаните стъклени изделия да влязат в пещта за изпичане, част от маслото на чистачката се изпарява, а останалото трябва да се изпари напълно, преди да достигне температурата на изпичане. Свързващото вещество за мастило се състои главно от синтетични смоли и органични разтворители. Основното изискване за свързващото вещество е то да може да завърши изпаряването, сублимацията и изгарянето при ниски температури, за да се избегнат остатъци, когато стъклената фрита се стопи. В противен случай отпечатаната повърхност може да се образува на мехури и да загуби гладкост.
Подготовката включва първо равномерно смесване на флюса и оцветителя (флюс: 85%-94%, оцветител: 6%-15%), след това бавно добавяне на подходящо количество свързващо вещество към сместа и разбъркване в паста с подходящ вискозитет за печат.
2) Класификация
Дву{0}}компонентно реактивно мастило:Състои се от два отделно съхранявани компонента, смесени преди употреба. Подходящ за козметични шишенца.
Стъклени цветни фрити:Класифицирани по температура на изпичане:
Ниско{0}}температурна фрита(температура на изпичане ~550 градуса): Използва се за тънки стъклени изделия и стъклени продукти с по-ниски изисквания за качество на печат.
Средно{0}}температурна фрита(температура на изпичане ~580 градуса): Широко използван за чаши, сервизи, козметични бутилки и общ печат на стъкло. Предлага по-добра химическа устойчивост от фритите при ниски-температури.
Високотемпературна фрита-(температура на изпичане ~600 градуса): Притежава по-силна устойчивост на киселини, основи и сероводород, което го прави най-подходящ за бутилки за напитки.
Класификация по форма:
паста фрита:Може да се утаи и да се втвърди при дълго съхранение, ставайки неизползваем.
Фрита на прах:Може да се направи на паста за печат със спрей. Позволява свободно регулиране на количеството и тона, като избягва загубата.
Термопластична фрита:Твърд и восъчен при стайна температура, става паста при нагряване до 75–80 градуса и се втвърдява веднага след отпечатване. Отпечатано при нагряване и разтопяване.
Емайл гланц фрита (Crackle глазура):Създава ефект на ледено{0}}пукане върху шарката.
Класификация по печатни характеристики:
Термопластично мастило:Съдържа термопластични смоли или восък в свързващото вещество; твърд при стайна температура, нагрят до паста за печат.
Злато, сребърни течности и златна паста:Произведено чрез добавяне на различни метални органични съединения към свързващото вещество на мастилото.
Пигмент за блясък на емайла:След печат върху стъкло и изсушаване-на въздух, излишният пигмент се отстранява чрез външна сила, преди фритата да изсъхне напълно.
Ирисцентна фрита:Мастило, получено чрез добавяне на стъклени пигменти, съдържащи калай, бисмут и др., органични вещества към течно свързващо вещество.
3) Изисквания за качество
① Подходяща температура на изпичане (топене).
② След изпичане емайловият слой трябва да има достатъчна устойчивост и неразтворимост в киселина, основи и вода.
③ Цветната фрита трябва да има подходящ вискозитет за лесен печат.
④ След изпичане отпечатаната цветна фрита не трябва да се лющи или да образува мехури.
III. Процес на печат
1. Ключови моменти
Съхранявайте мастилото при стайна температура (20-23 градуса), за да предотвратите утаяване.
Регулирайте вискозитета, като добавите разредител и използвате бъркалка с ниска{0}}скорост.
Измерете вискозитета при стандартна температура (21 градуса).
След разреждане и разбъркване оставете мастилото (суспензията) да престои 30 минути, за да елиминирате мехурчетата, генерирани по време на смесването.
Стъклото трябва да е чисто, сухо и със същата температура като помещението за печат.
Винаги печатайте от една и съща страна на стъклото (страна с калай или не-страна), за да избегнете разлики в цвета.
Измерете дебелината на печата, за да осигурите последователност; вариациите могат да причинят промени в цвета.
Изсушете веднага след отпечатване, за да предотвратите полепването на прах.
За надпечатване оставете стъклото да се върне до стайна температура, преди да отпечатате втория цвят.
2. Често срещани проблеми
Лоша адхезия след изпичане
Причина: Под-стрелба.
Противодействие: Увеличете температурата/продължителността на изпичане.
дупки
Причина: Запушване на екрана.
Противодействие: Добавете разредител, преминете към по-бавно{0}}съхнещ разтворител.
Причина: Замърсяване.
Противодействие: Поддържайте стъклото чисто.
Мехурчета
Причина: Разбъркване без утаяване, смяна на разтворителя.
Ниска непрозрачност
Причина: Тънък печатен слой.
Противодействие: Увеличете дебелината на печата.
Причина: Недостатъчно съдържание на фрита в мастилото.
Противодействие: Добавете по-малко разредител.
Причина: Недостатъчен пигмент в мастилото.
Противодействие: Сменете мастилото.
Мътно мастило след изпичане
Причина: Под-стрелба.
Противодействие: Увеличете температурата/продължителността на изпичане; превключете към мастило с по-ниска-изпичане-температура.
Напукване
Причина: Несъответствие в коефициента на топлинно разширение между стъкло и мастило.
Противодействие: Сменете мастилото или стъклото.
Промяна на цвета
Причина: Мастило, отпечатано върху тенекиената страна; различен състав на стъклото.
Противодействие: Печат върху въздушната страна; използвайте стъкло с идентичен състав.
Причина: Промяна в температурата на изпичане.
Противодействие: Поддържайте постоянна температура.
Причина: Проблем с атмосферата на пещта.
Противодействие: Подобрете вентилацията.
3. Печат на стъклария
Основно се отнася за печат върху цилиндрични и конусовидни обекти, най-вече с помощта на машини за ситопечат с извита повърхност. Производството на плочи използва предимно директни и индиректни методи, често използвайки метални сита. За среден/висок-клас много-цветен печат индиректният метод е за предпочитане. Шаблоните с дебел филм обикновено се използват за стъклария, с изключение на златен печат, където се предпочитат тънки шаблони.
Субстрат:Обекти с цилиндрична и конусовидна форма, с помощта на ситопечатни машини с извита повърхност.
1) Обработка на стъклена повърхност
Стъклото е неорганичен материал с добра химическа стабилност, гладка, твърда повърхност и е предимно прозрачно. Има минимална сила на свързване със свързващите вещества от органична синтетична смола в мастилото, като не отговаря на основните изисквания за адхезия и издръжливост.
Цел:Първо, за отстраняване на повърхностни покрития и замърсители; второ, за модифициране на повърхностната активност, за да благоприятства овлажняването и свързването.
2) Изработка на плочи:
Използва фотомеханични методи (директни и индиректни).
Изберете екранна мрежа въз основа на избраното мастило и обект за печат.
Въз основа на формата на субстрата и изискванията за печат, изберете оборудване за печат и изработете специализирани рамки за сито и поддържащи устройства за субстрат.
3) Печатарско оборудване
Изберете подходящо оборудване за ситопечат въз основа на формата на субстрата. Стъклените субстрати се предлагат в плоски и извити типове.
Извитите стъклени предмети са предимно цилиндрични и конични.
Зацилиндричнаобекти: Изберете ситопринтери с цилиндрична извита повърхност, които са разделени на типове задвижване с триене и положително задвижване въз основа на задвижващия механизъм между екрана и субстрата.
Закониченобекти: Изберете ситопринтери с конична извита повърхност.
4. Метод за подравняване на успоредността на приспособлението и чистачката
След като се уверите, че приспособлението е нивелирано, регулирайте чистачката до позиция, която е на път да се докосне до приспособлението.
Поставете парче хартия за копиране (със същата ширина като приспособлението) между приспособлението и чистачката. Приложете лек натиск и бавно издърпайте хартията в посоката на движение на чистачката с две ръце.
Ако бъде открита неравномерна теглителна сила по време на теглене, регулирайте винтовете и повторете стъпка 2, докато теглителната сила стане равномерна.
5. Метод за задаване на разстоянието между държача на екрана и приспособлението
Преместете приспособлението под държача на екрана.
Поставете подложка с желаната дебелина на междината от дясната страна на приспособлението. Регулирайте височината на долната повърхност на държача на екрана, така че да е наравно с горната част на подложката.
По същия начин поставете подложка от лявата страна на приспособлението и регулирайте съответно височината на държача на екрана.
Повторете стъпки 2-3 за проверка.
6. Точки за проверка на мастилото
Потвърдете, че адхезията е-безпроблемна, като проверите структурата на слоя на крайния продукт.
Потвърдена ли е непрозрачността на мастилото?
Вискозитетът на разреждането на мастилото отчита ли въздействието върху обработваемостта и външния вид?
Температурата на сушене зададена ли е предвид обработваемостта и адхезията на процеса?
Смолата и материалите за мастило избрани ли са с оглед на производителността?
Проверена ли е необходимостта и продължителността на естественото сушене?
Смолата и материалите за мастило отговарят ли на изискванията на клиента (без вредни вещества)?
Когато смесвате мастило, обърнете внимание на срока на годност след отваряне, разреждане, ефект на портокалова кора, дупчици и други дефекти на външния вид.
Помислете за диаметъра на частиците на мастилото и проверете необходимостта от филтриране.
IV. Процеси на ситопечат
1. Ситопечат с плоско стъкло
2. Процес на горещ ситопечат
Свързващото вещество, използвано в мастилото за горещ ситопечат на стъкло, е твърдо при стайна температура. По време на печат нагряването на ситото разтопява свързващото вещество, разпръсквайки цветния прах от фрита равномерно до течно състояние. Веднъж прехвърлено върху стъклото, мастилото веднага се втвърдява във филм.
За горещ ситопечат, ситото може да се нагрее чрез електрически ток или инфрачервена връзка.
Ситата от неръждаема стомана за горещ печат на стъкло са по-фини от тези за студен печат, обикновено 200–250 меша.
Преди да започне горещият печат, мастилото трябва да се разтопи в-електрическа пещ с контролирана температура. Разтопеното мастило трябва да се разбърка равномерно, преди да се нанесе върху екрана. За оптимални резултати температурата на работилницата не трябва да е под 10 градуса, а стъклото трябва да е със същата температура, чисто и сухо.
3. Отпечатване на лепенки за стъклария с неправилна-форма
1) Обикновена ежедневна-Използвайте стъклени стикери със ситопечат
За такива предмети процесът включва формоване и изпичане на декали. Едва след изпичане се постига ефектът на декоративната шарка.
Тъй като декалът се нанася върху повърхността на вече-формованите стъклени изделия, за да се предотврати деформация по време на изпичане, температурата на изпичане на пигментите за декали не трябва да надвишава температурата на омекване на стъклените изделия, обикновено 550–600 градуса.
Стъклените изделия са прозрачни. Тънкият отпечатан филм с мастило води до лош цветен ефект, докато дебелият плътен слой създава живи,-привличащи вниманието и лъскави цветове. Ситопечатът произвежда стикери с тази характеристика. Дебелият сито{4}}отпечатан слой съдържа повече пигмент. Във формулировката на мастилото делът на свързващото вещество е по-малък, а пигментът - по-голям. Пигментите за ситопечат имат добри свързващи свойства, образувайки плътна стъклена структура след изпичане, което води до ярки, лъскави ваденки.
Процесът на изпичане за обикновени стикери за стъклария-за ежедневна употреба включва първо нанасяне на стикера, след което изпичане в пещ. След като ваденката изсъхне, изделията могат да бъдат заредени в пещта и изпечени при необходимата температура. По време на етапа на предварително загряване/карбонизация повишаването на температурата не трябва да бъде твърде бързо.
2) Специални стикери за ежедневно-използване
Тези стикери се използват върху плоски стъклени листове преди оформяне. Изпичането на модела на декалата става едновременно с оформянето на стъкларията, като и двете се завършват на една стъпка. Когато плоският стъклен лист омекне при висока температура и потъне във форма, за да образува оформено изделие, декоративният модел също се изпича.
За разлика от обикновените декали, температурата на изпичане на пигментите трябва да съответства на температурата на омекване на стъклото.
V. Изстрелване
1. Цел
За да се гарантира, че мастилото прилепва здраво към стъклената повърхност, което прави слоя мастило гладък, жив на цвят и лъскав.
2. Влияещи фактори
Температура, разпределение, време на изпичане. Температурата и продължителността на изпичане зависят основно от температурата на топене на стъклената фрита и температурата на омекване на стъкления продукт.
Типична температурна крива на изпичане:
20–100 градуса: След като влезе в пещта, стъклената фрита остава до голяма степен непроменена.
100–200 градуса: Летливите компоненти в разтворителя започват да се изпаряват.
200–500 градуса: Разтворителят се изпарява допълнително, претърпява изгаряне/карбонизация и се газифицира, изчезвайки напълно.
500–580 градуса: Ниско{2}}топящото се стъкло във фритата започва да се топи и повърхността на стъкления субстрат леко се размеква.
580–600 градуса: Стъклената фрита с ниска- топене се разтапя напълно, оцветяващият пигмент развива цвета си, повърхността на стъкления субстрат омекотява и се свързва с цветната стъклена фрита и цветът става много жив.
620–520 градуса: Температура на освобождаване на напрежението за стъкления продукт.
520–20 градуса: Стъкленият продукт постепенно се охлажда, завършвайки процеса на изпичане.
4. Ключови точки на процеса
Контролирайте температурата вътре в пещта за изпичане, времето за нагряване и скоростта на охлаждане.
Температура на изпичане:Около 600 градуса, почти равно на температурата на омекване на стъкления продукт.
Време на изпичане:Не по-малко от 1 час, като се гарантира пълното изгаряне на разтворителя, преди стъкленото пигментно мастило да се разтопи.
Скорост на охлаждане:Трябва да е подходящ за правилно отгряване.
5. Предпазни мерки
Стъклените фрити съдържат оксиди на тежки метали (олово, хром, кадмий, арсен, бор и др.). Съдържанието на тежки метали в мастилото трябва да се контролира, за да се предотврати излугване. За печатане върху стъклария за храни/напитки, разпоредбите често забраняват печата върху вътрешната повърхност и в определен диапазон под гърлото на контейнери/чаши.
6. Оборудване
Пещ за изпичане
Компоненти: Източник на топлина, газов контролен клапан, нагревателна/изпичаща камера, автоматично устройство за контрол на температурата и транспортна лента за продукти.