مروری بر چسبندگی جوهر در چاپ ظرف شیشه ای

مروری بر چسبندگی جوهر در چاپ ظرف شیشه ای

شیشه یکی از پرکاربردترین مواد بسته بندی در لوازم آرایشی و بهداشتی در کنار محصولات پلاستیکی و کاغذی است. چاپ بر روی ظروف شیشه ای مستلزم استفاده از جوهر با چسبندگی قوی به زیرلایه شیشه است که اطمینان حاصل می کند که لایه جوهر چاپ شده در طول استفاده روزمره پوسته نمی شود یا حل نمی شود.

I. نمای کلی

1. تعریف
یک روش چاپ که در آن شیشه محصول اولیه است.

2. بستر
انواع محصولات شیشه ای و ظروف شیشه ای.

3. روش چاپ
چاپ صفحه (روش اولیه).

دلایل:

سطح شیشه صاف، سخت و شکننده است. فشار چاپ بیش از حد را نمی توان اعمال کرد، بنابراین چاپ صفحه تماسی نرم تنها گزینه مناسب است.

شیشه اغلب پس از چاپ نیاز به پخت دارد و ضخامت لایه جوهر و مقاومت حرارتی خاصی را می طلبد که چاپ روی صفحه به بهترین وجه فراهم می کند.

خصوصیات:استفاده از جوهرهای ویژه، تکنیک‌های مناسب چاپ روی صفحه، و درمان ضروری پس از چاپ (شعله‌کاری).

II. مواد بستر

1. بستر
شیشه یک جامد بی شکل است که از حرارت دادن مواد خام به حالت مذاب و سپس سرد شدن به دست می آید. هیچ رابطه تناسبی ثابتی بین اجزای شیمیایی تشکیل دهنده آن وجود ندارد. مواد اولیه اصلی اکسیدهای برخی از عناصر مانند: SiO2، Al2O3، Fe2O3، CaO، MgO، Na2O، K2O، PbO، B2O3، P2O5 و غیره هستند.

بنابراین، چالش اساسی در چاپ شیشه، بهبود چسبندگی جوهر به سطح شیشه است. کلید دستیابی به چاپ با کیفیت-روی ظروف شیشه ای در انتخاب صحیح جوهرهای خاص، انجام مراحل{2}}پردازش لازم و به کارگیری روش های مناسب چاپ روی صفحه نهفته است.

2. قابلیت چاپ سطح شیشه ای
سطح شیشه صاف و آبدوست است و در نتیجه قابلیت چاپ ضعیفی دارد. برای افزایش قابلیت چاپ به درمان اولئوفیلیک نیاز دارد.
قبل از-درمان فشاری:درمان اولئوفیلیک سطح ← افزایش چربی دوستی → قابلیت چاپ بهبود یافته.

3. جوهر چاپ
برای چاپ روی ظروف شیشه ای، شرط اساسی این است که جوهر استفاده شده باید چسبندگی قوی به شیشه داشته باشد. علاوه بر این، لایه جوهر روی محصولات شیشه ای چاپ شده نباید در طول استفاده روزانه پوسته شود یا حل شود، به این معنی که جوهر باید دوام شیمیایی و فیزیکی خوبی داشته باشد. بنابراین باید جوهرهای مخصوص چاپ شیشه که به لعاب شیشه یا فریت های رنگ شیشه نیز معروف هستند انتخاب شوند.

1) ترکیب
جوهر چاپ شیشه را فریت رنگی نیز می گویند. این ماده با مخلوط کردن و آسیاب کردن یک ماده رنگی با پودر شیشه ای با نقطه ذوب کم- و سپس مخلوط کردن آن با یک چسب (رزین مصنوعی) و حلال های آلی برای تشکیل فریت رنگی ساخته می شود. این نوع جوهر رنگ میانی ندارد. همه رنگ ها رنگ های نقطه ای هستند

رنگ دهنده:رنگ باید در دمای حداقل 500 درجه با مشارکت یک شار شلیک شود. بنابراین ماده رنگی نباید در دمای پایین تجزیه شود و باید ماده ای باشد که به راحتی با شار واکنش شیمیایی نشان ندهد.
رنگ های رایج عبارتند از:

سبز: اکسید کروم یا اکسید مس حل شده در شار.

آبی: آبی کبالت یا اکسید کبالت حل شده در شار.

زرد: نمک های اورانیوم، سولفید کادمیوم.

قهوه ای: اکسید آهن، نمک های منگنز.

قرمز: کرومات سرب، اکسید آهن، سلنیوم جامد سولفید کادمیوم (6 تا 7 درصد).

سیاه: مخلوط کرومات آهن یا کبالت و نمک منگنز یا اکسید ایریدیوم.

سفید: اکسید قلع، اکسید زیرکونیوم، کائولن.

شار:شار نقطه ذوب فریت رنگ را کاهش می دهد و به آن اجازه می دهد در حین پخت برای چسبندگی محکم به شیشه نرم کننده نفوذ کند. فلاکس‌های رایج شامل اکسید سرب و اکسید بور (مقاومت در برابر آب خوب در دماهای پایین)، اکسید تیتانیوم (مقاوم در برابر اسید)، اکسید زیرکونیوم (مقاوم در قلیایی{{2})) و غیره هستند. عدم تطابق قابل توجه می تواند باعث پوسته پوسته شدن پس از شلیک شود.

کلاسور:از آنجایی که مینای شیشه پودری است، آن را با "روغن قیچی" مخلوط می کنند تا خمیری برای چاپ در بیاید. برای سهولت در چاپ و جلوگیری از محو شدن خطوط پس از چاپ، استفاده از روغن اسکاج باید به حداقل برسد. قبل از اینکه ظروف شیشه ای چاپ شده برای پخت وارد کوره شوند، بخشی از روغن اسکاج تبخیر می شود و باقیمانده باید قبل از رسیدن به دمای پخت کاملاً تبخیر شود. چسب جوهر عمدتاً از رزین های مصنوعی و حلال های آلی تشکیل شده است. نیاز اساسی برای بایندر این است که بتواند تبخیر، تصعید و احتراق را در دماهای پایین کامل کند تا در هنگام ذوب شدن خرده شیشه از باقی مانده ها جلوگیری شود. در غیر این صورت، سطح چاپ شده ممکن است تاول زده و صافی خود را از دست بدهد.
آماده سازی ابتدا شامل مخلوط کردن شار و رنگ به طور یکنواخت (شار: 85٪ - 94٪، رنگ: 6٪ - 15٪) می شود، سپس به آرامی مقدار مناسبی از چسب را به مخلوط اضافه می کنیم و به خمیری با ویسکوزیته مناسب برای چاپ هم می زنیم.

2) طبقه بندی

جوهر راکتیو دو جزیی-:شامل دو جزء ذخیره شده جداگانه است که قبل از استفاده مخلوط شده اند. مناسب برای بطری های لوازم آرایشی

فرهای رنگی شیشه:طبقه بندی بر اساس دمای پخت:

فریت با دمای پایین-(دمای پخت ~ 550 درجه): برای ظروف شیشه ای نازک و محصولات شیشه ای با کیفیت چاپ پایین تر استفاده می شود.

فریت با دمای متوسط-(دمای پخت ~ 580 درجه): به طور گسترده برای لیوان، ظروف غذاخوری، بطری های لوازم آرایشی و چاپ شیشه ای استفاده می شود. مقاومت شیمیایی بهتری نسبت به فرهای{3}}در دمای پایین دارد.

فریت-دمای بالا(دمای پخت ~600 درجه): دارای مقاومت قوی تری در برابر اسید، قلیایی و سولفید هیدروژن است که آن را برای بطری های نوشیدنی مناسب تر می کند.

طبقه بندی بر اساس فرم:

رب فریت:می تواند در انبارهای طولانی رسوب کند و سخت شود و غیرقابل استفاده شود.

پودر سرخ شده:قابل تهیه خمیر برای چاپ اسپری امکان تنظیم رایگان مقدار و لحن را فراهم می کند و از هدر رفتن جلوگیری می کند.

فریت ترموپلاستیک:در دمای اتاق جامد و مومی است، با حرارت دادن به 75 تا 80 درجه تبدیل به خمیر می شود و بلافاصله پس از چاپ جامد می شود. چاپ در حالی که گرم و مذاب است.

مینا براق فریت (لعاب ترق):یک جلوه-ترق یخ روی الگو ایجاد می‌کند.

طبقه بندی بر اساس مشخصات چاپ:

جوهر ترموپلاستیک:حاوی رزین های ترموپلاستیک یا موم در بایندر است. جامد در دمای اتاق، برای چاپ حرارت داده می شود تا خمیر شود.

طلا، مایعات نقره و خمیر طلا:با افزودن ترکیبات آلی فلزی مختلف به چسب جوهر ساخته شده است.

رنگدانه براق کننده مینا:پس از چاپ روی شیشه و خشک شدن در هوا، رنگدانه اضافی قبل از خشک شدن کامل با نیروی خارجی حذف می‌شود.

سرخ کردنی رنگین کمانی:جوهر ساخته شده با افزودن رنگدانه های شیشه ای حاوی قلع، بیسموت و غیره، مواد آلی به یک چسب مایع.

3) الزامات کیفیت
① دمای مناسب پخت (ذوب).
② پس از پخت، لایه مینا باید مقاومت کافی و نامحلول بودن در اسید، قلیایی و آب داشته باشد.
③ فریت رنگی باید دارای ویسکوزیته مناسب برای چاپ آسان باشد.
④ پس از پخت، فریت رنگ چاپ شده نباید پوست کنده یا تاول بزند.

III. فرآیند چاپ

1. نکات کلیدی

جوهر را در دمای اتاق (20-23 درجه) برای جلوگیری از رسوب نگه دارید.

ویسکوزیته را با افزودن تینر و استفاده از همزن با سرعت کم- تنظیم کنید.

ویسکوزیته را در دمای استاندارد (21 درجه) اندازه گیری کنید.

پس از رقیق شدن و هم زدن، اجازه دهید جوهر (تعلیق) به مدت 30 دقیقه بماند تا حباب های ایجاد شده در حین اختلاط از بین برود.

شیشه باید تمیز، خشک و هم دما با اتاق چاپ باشد.

همیشه در همان سمت شیشه (سمت حلبی یا غیرقلعی) چاپ کنید تا از تفاوت رنگ جلوگیری کنید.

اندازه گیری ضخامت چاپ برای اطمینان از سازگاری؛ تغییرات می تواند باعث تغییر رنگ شود.

بلافاصله پس از چاپ برای جلوگیری از چسبندگی گرد و غبار خشک کنید.

برای چاپ بیش از حد، قبل از چاپ رنگ دوم، اجازه دهید شیشه به دمای اتاق بازگردد.

2. مسائل مشترک

چسبندگی ضعیف پس از شلیک

علت: زیر- شلیک.

اقدام متقابل: دما/ مدت شلیک را افزایش دهید.

سوراخ های سوراخ

علت: گرفتگی صفحه نمایش

اقدام متقابل: رقیق کننده را اضافه کنید، به حلال خشک{0} کندتر تبدیل کنید.

علت: آلودگی

اقدام متقابل: شیشه را تمیز نگه دارید.

حباب ها

علت: هم زدن بدون ته نشینی، تغییر حلال.

کدورت کم

علت: لایه نازک چاپ.

اقدام متقابل: ضخامت چاپ را افزایش دهید.

علت: مقدار ناکافی فریت در جوهر.

اقدام متقابل: کمتر رقیق کننده اضافه کنید.

علت: رنگدانه ناکافی در جوهر.

اقدام متقابل: جوهر را تغییر دهید.

جوهر مات پس از پخت

علت: زیر- شلیک.

اقدام متقابل: افزایش دما/مدت شلیک. جوهر را به دمای پایین‌تر-پخش- تغییر دهید.

ترک خوردن

علت: عدم تطابق در ضریب انبساط حرارتی بین شیشه و جوهر.

اقدام متقابل: جوهر یا شیشه را عوض کنید.

تغییر رنگ

علت: جوهر چاپ شده در سمت قلع. ترکیب شیشه ای متفاوت

اقدام متقابل: چاپ در سمت هوا. از شیشه ای با ترکیب یکسان استفاده کنید.

علت: تغییر دمای پخت.

اقدام متقابل: دمای ثابت را حفظ کنید.

علت: مشکل جو کوره.

اقدام متقابل: بهبود تهویه

3. چاپ ظروف شیشه ای
عمدتاً به چاپ بر روی اشیاء استوانه ای و مخروطی شکل، عمدتاً با استفاده از دستگاه های چاپ صفحه نمایش منحنی اشاره دارد. ساخت صفحات عمدتاً از روش‌های مستقیم و غیرمستقیم استفاده می‌کند که اغلب از صفحات فلزی استفاده می‌کنند. برای چاپ چند رنگی-چند رنگ- متوسط/بالا، روش غیر مستقیم ترجیح داده می‌شود. شابلون های فیلم ضخیم معمولا برای ظروف شیشه ای استفاده می شود، به جز برای چاپ طلا که در آن شابلون های نازک ترجیح داده می شود.

بستر:اجسام استوانه ای و مخروطی شکل، با استفاده از دستگاه های چاپ صفحه منحنی.

1) درمان سطح شیشه ای
شیشه یک ماده معدنی با پایداری شیمیایی خوب، سطح صاف و سخت و عمدتاً شفاف است. این ماده دارای حداقل نیروی پیوند با بایندرهای رزین مصنوعی آلی موجود در جوهر است که نیازهای اساسی چسبندگی و دوام را برآورده نمی کند.
هدف:اول، برای حذف پوشش های سطحی و آلاینده ها؛ دوم، برای اصلاح فعالیت سطحی به نفع خیس شدن و پیوند.

2) ساخت بشقاب:
از روش های فوتومکانیکی (مستقیم و غیر مستقیم) استفاده می کند.
مش صفحه را بر اساس جوهر انتخابی و شی چاپ انتخاب کنید.
بر اساس شکل زیرلایه و الزامات چاپ، تجهیزات چاپ را انتخاب کنید و قاب های صفحه نمایش تخصصی و دستگاه های پشتیبانی بستر را بسازید.

3) تجهیزات چاپ
تجهیزات چاپ صفحه مناسب را بر اساس شکل زیرلایه انتخاب کنید. زیرلایه های شیشه ای در انواع مسطح و منحنی هستند.
اجسام شیشه ای منحنی عمدتاً استوانه ای و مخروطی هستند.

برایاستوانه ایاشیاء: چاپگرهای صفحه منحنی استوانه ای را انتخاب کنید که بر اساس مکانیسم درایو بین صفحه و زیرلایه به انواع درایو اصطکاکی و درایو مثبت تقسیم می شوند.

برایمخروطیاشیاء: چاپگرهای صفحه منحنی مخروطی را انتخاب کنید.

4. روش برای تراز کردن فیکسچر و موازی سازی Squeeqee

پس از تأیید تراز بودن فیکسچر، گیره را در موقعیتی تنظیم کنید که درست در آستانه تماس با فیکسچر است.

یک تکه کاغذ کپی (به همان عرض فیکسچر) بین فیکسچر و اسکاج قرار دهید. کمی فشار وارد کنید و کاغذ را به آرامی با دو دست در جهت حرکت اسکاج بکشید.

اگر در حین کشش نیروی کشش ناهموار تشخیص داده شد، پیچ ها را تنظیم کنید و مرحله 2 را تکرار کنید تا نیروی کشش یکنواخت شود.

5. روش برای تنظیم فاصله بین نگهدارنده صفحه و فیکسچر

فیکسچر را زیر نگهدارنده صفحه حرکت دهید.

یک شیم با ضخامت شکاف مورد نظر را در سمت راست فیکسچر قرار دهید. ارتفاع سطح پایین نگهدارنده صفحه نمایش را طوری تنظیم کنید که با بالای شیم همسطح باشد.

به طور مشابه، یک شیم را در سمت چپ فیکسچر قرار دهید و ارتفاع نگهدارنده صفحه را بر اساس آن تنظیم کنید.

مراحل 2-3 را برای تأیید تکرار کنید.

6. نقاط تأیید جوهر

با بررسی ساختار لایه محصول نهایی، تأیید کنید که چسبندگی مشکلی ندارد-.

آیا تیرگی جوهر تایید شده است؟

آیا ویسکوزیته رقیق شدن جوهر تأثیر آن را بر کارایی و ظاهر در نظر گرفته است؟

آیا دمای خشک کردن با توجه به کارایی فرآیند و چسبندگی تنظیم شده است؟

آیا رزین جوهر و مواد با توجه به بهره وری انتخاب شده اند؟

آیا ضرورت و مدت زمان خشک شدن طبیعی تایید شده است؟

آیا رزین جوهر و مواد مطابق با نیاز مشتری (بدون مواد مضر) هستند؟

هنگام مخلوط کردن جوهر، به ماندگاری پس از باز کردن، رقیق شدن، اثر پوست پرتقال، سوراخ های سوزنی و سایر عیوب ظاهری توجه کنید.

قطر ذرات جوهر را در نظر بگیرید و ضرورت فیلتراسیون را بررسی کنید.

IV. فرآیندهای چاپ روی صفحه

1. چاپ صفحه شیشه ای تخت

2. فرآیند چاپ روی صفحه داغ
چسب مورد استفاده در جوهر چاپ صفحه داغ شیشه ای در دمای اتاق جامد است. در حین چاپ، حرارت دادن صفحه، بایندر را ذوب می کند و پودر رنگ سرخ شده را به طور یکنواخت در حالت مایع پخش می کند. پس از انتقال به شیشه، جوهر بلافاصله به صورت یک فیلم جامد می شود.
برای چاپ روی صفحه داغ، صفحه را می توان از طریق جریان الکتریکی یا مادون قرمز گرم کرد.
صفحه های فولادی ضد زنگ برای چاپ گرم شیشه ای ریزتر از صفحه های چاپ سرد هستند، معمولا مش 200-250.
قبل از شروع چاپ داغ، جوهر باید در یک کوره الکتریکی{0}}با دمای کنترل شده ذوب شود. جوهر مذاب باید قبل از اعمال روی صفحه به طور یکنواخت هم زده شود. برای نتایج مطلوب، دمای کارگاه نباید زیر 10 درجه باشد و شیشه باید در همان دما، تمیز و خشک باشد.

3. چاپ برگردان برای ظروف شیشه ای با شکل نامنظم-

1) روزانه معمولی{1}}از برگردان های چاپ شده روی صفحه شیشه ای استفاده کنید
برای چنین مواردی، فرآیند شامل شکل‌دهی و شلیک برگردان است. تنها پس از شلیک، اثر الگوی تزئینی حاصل می شود.
از آنجایی که برگردان روی سطح{0} ظروف شیشه‌ای که قبلاً ساخته شده اعمال می‌شود، برای جلوگیری از تغییر شکل در حین پخت، دمای پخت رنگدانه‌های برگردان نباید از دمای نرم شدن ظروف شیشه‌ای، معمولاً 550 تا 600 درجه تجاوز کند.
ظروف شیشه ای شفاف هستند. یک فیلم جوهر چاپی نازک باعث ایجاد جلوه رنگ ضعیف می شود، در حالی که یک لایه ضخیم و جامد رنگ های پر جنب و جوش،-چشمگیر و براق تولید می کند. چاپ صفحه نمایش برگردان هایی با این ویژگی تولید می کند. صفحه ضخیم{4}}لایه چاپ شده حاوی رنگدانه بیشتری است. در فرمولاسیون جوهر، نسبت بایندر کوچکتر و رنگدانه بزرگتر است. رنگدانه های چاپ روی صفحه خاصیت چسبندگی خوبی دارند و پس از پخت یک ساختار شیشه ای متراکم را تشکیل می دهند که در نتیجه برگردان های روشن و براق ایجاد می شود.
فرآیند پخت برای برگردان‌های{0}}شیشه‌ای معمولی روزانه شامل استفاده از برگردان ابتدا و سپس پختن در کوره است. پس از خشک شدن برگردان، ظروف را می توان در کوره بارگذاری کرد و در دمای مورد نیاز پخت کرد. در مرحله پیش گرم کردن/کربنیزاسیون، افزایش دما نباید خیلی سریع باشد.

2) روزانه ویژه{1}}از برگردان های ظروف استفاده کنید
این برگردان ها قبل از شکل گیری بر روی ورق های شیشه ای تخت استفاده می شوند. شلیک الگوی برگردان همزمان با شکل گیری ظروف شیشه ای اتفاق می افتد و هر دو را در یک مرحله تکمیل می کند. هنگامی که ورق شیشه‌ای تخت در دمای بالا نرم می‌شود و در قالب فرو می‌رود و به شکل یک ماده شکل می‌گیرد، الگوی تزئینی نیز پخته می‌شود.
برخلاف برگردان های معمولی، دمای پخت رنگدانه ها باید با دمای نرم شدن شیشه مطابقت داشته باشد.

V. شلیک

1. هدف
برای اطمینان از اینکه جوهر محکم به سطح شیشه می‌چسبد و لایه جوهر را صاف، رنگ پر جنب و جوش و براق می‌کند.

2. عوامل تأثیرگذار
دما، توزیع، زمان پخت. درجه حرارت و مدت پخت در درجه اول به دمای ذوب شیشه فریت و دمای نرم شدن محصول شیشه ای بستگی دارد.

منحنی دمای شلیک معمولی:

20 تا 100 درجه: پس از ورود به کوره، فریت شیشه ای تا حد زیادی بدون تغییر باقی می ماند.

100-200 درجه: اجزای فرار در حلال شروع به تبخیر می کنند.

200-500 درجه: حلال بیشتر تبخیر می شود، تحت احتراق/کربنیزاسیون قرار می گیرد و به گاز تبدیل می شود و به طور کامل ناپدید می شود.

500-580 درجه: لیوان ذوب کم-در فریت شروع به ذوب شدن می‌کند و سطح زیرلایه شیشه کمی نرم می‌شود.

580-600 درجه: ذوب ذوب کم- فریت شیشه کاملاً ذوب می‌شود، رنگدانه رنگ‌آمیزی رنگ خود را توسعه می‌دهد، سطح زیرلایه شیشه نرم می‌شود و با فریت شیشه‌ای رنگی می‌پیوندد و رنگ بسیار زنده می‌شود.

620-520 درجه: دمای کاهش استرس برای محصول شیشه ای.

520-20 درجه: محصول شیشه ای به تدریج خنک می شود و فرآیند پخت را تکمیل می کند.

4. نکات کلیدی را پردازش کنید
دمای داخل کوره پخت، زمان گرمایش و سرعت سرمایش را کنترل کنید.

دمای پخت:حدود 600 درجه، تقریبا برابر با دمای نرم شدن محصول شیشه ای.

زمان شلیک:نه کمتر از 1 ساعت، تا اطمینان حاصل شود که حلال قبل از ذوب شدن جوهر رنگدانه شیشه کاملاً می‌سوزد.

سرعت خنک کننده:باید برای بازپخت مناسب مناسب باشد.

5. اقدامات احتیاطی
فرت های شیشه ای حاوی اکسیدهای فلزات سنگین (سرب، کروم، کادمیوم، آرسنیک، بور و غیره) هستند. محتوی فلزات سنگین در جوهر باید کنترل شود تا از شسته شدن جلوگیری شود. برای چاپ روی ظروف شیشه ای غذا/نوشیدنی، مقررات اغلب چاپ را روی سطح داخلی و در محدوده معینی زیر دهانه ظروف/فنجان ممنوع می کند.

6. تجهیزات

کوره شلیک
اجزای سازنده: منبع گرما، شیر کنترل گاز، محفظه گرمایش / شلیک، دستگاه کنترل دمای خودکار و تسمه نقاله محصول.