Überblick über die Tintenhaftung beim Glasbehälterdruck
Glas ist neben Kunststoff- und Papierprodukten eines der am häufigsten verwendeten Verpackungsmaterialien für Kosmetika. Das Drucken auf Glaswaren erfordert die Verwendung von Tinte mit starker Haftung auf dem Glassubstrat, um sicherzustellen, dass sich die gedruckte Tintenschicht im täglichen Gebrauch nicht ablöst oder auflöst.
I. Übersicht
1. Definition
Eine Druckmethode, bei der Glas das Hauptprodukt ist.
2. Untergrund
Verschiedene Glasprodukte und Glaswaren.
3. Druckmethode
Siebdruck (primäre Methode).
Gründe:
Die Glasoberfläche ist glatt, hart und zerbrechlich; Es kann kein übermäßiger Druckdruck ausgeübt werden, sodass der Siebdruck mit weichem{0}}Kontakt die einzig geeignete Option ist.
Glas muss nach dem Drucken häufig gebrannt werden, was eine bestimmte Farbschichtdicke und Hitzebeständigkeit erfordert, die der Siebdruck am besten bietet.
Eigenschaften:Verwendung spezieller Tinten, geeigneter Siebdrucktechniken und der notwendigen Nachbehandlung (Brennen) nach dem Drucken.
II. Substratmaterial
1. Untergrund
Glas ist ein amorpher Feststoff, der durch Erhitzen von Rohstoffen in einen geschmolzenen Zustand und anschließendes Abkühlen hergestellt wird. Es gibt keine feste proportionale Beziehung zwischen den chemischen Bestandteilen, aus denen es besteht. Die Hauptrohstoffe sind Oxide bestimmter Elemente, wie zum Beispiel: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, PbO, B₂O₃, P₂O₅ usw.
Daher besteht die grundlegende Herausforderung beim Glasdruck darin, die Tintenhaftung auf der Glasoberfläche zu verbessern. Der Schlüssel zum Erreichen einer qualitativ hochwertigen Bedruckung von Glaswaren liegt in der richtigen Auswahl spezieller Tinten, der Durchführung der erforderlichen Nachbearbeitung und der Verwendung geeigneter Siebdruckverfahren.
2. Bedruckbarkeit der Glasoberfläche
Die Glasoberfläche ist glatt und hydrophil, was zu einer schlechten Bedruckbarkeit führt. Zur Verbesserung der Bedruckbarkeit ist eine oleophile Behandlung erforderlich.
Vor-Druckvorbereitung:Oleophile Oberflächenbehandlung → Verbesserte Lipophilie → Verbesserte Bedruckbarkeit.
3. Druckfarbe
Beim Bedrucken von Glaswaren ist die entscheidende Voraussetzung, dass die verwendete Tinte eine starke Haftung auf dem Glas haben muss. Darüber hinaus darf sich die Tintenschicht auf bedruckten Glasprodukten im täglichen Gebrauch nicht ablösen oder auflösen, sodass die Tinte eine gute chemische und physikalische Beständigkeit aufweisen muss. Daher müssen spezielle Glasdruckfarben, auch Glasemails oder Glasfarbfritten genannt, ausgewählt werden.
1) Zusammensetzung
Glasdruckfarbe wird auch Farbfritte genannt. Es wird durch Mischen und Mahlen eines Farbstoffs mit Glasfrittenpulver mit niedrigem -Schmelzpunkt- und anschließendem gründlichen Mischen mit einem Bindemittel (Kunstharz) und organischen Lösungsmitteln hergestellt, um die Farbfritte zu bilden. Diese Art von Tinte hat keine Zwischenfarben; Alle Farben sind Sonderfarben.
Farbstoff:Der Farbstoff muss bei Temperaturen von mindestens 500 Grad unter Mitwirkung eines Flussmittels gebrannt werden. Daher sollte sich der Farbstoff bei niedrigen Temperaturen nicht zersetzen und eine Substanz sein, die nicht leicht chemisch mit dem Flussmittel reagiert.
Zu den gängigen Farbstoffen gehören:
Grün: Im Flussmittel gelöstes Chromoxid oder Kupferoxid.
Blau: Kobaltblau oder im Flussmittel gelöstes Kobaltoxid.
Gelb: Uransalze, Cadmiumsulfid.
Braun: Eisenoxid, Mangansalze.
Rot: Bleichromat, Eisenoxid, festes Selen-Cadmiumsulfid (6 %–7 %).
Schwarz: Gemischte Eisenchromat- oder Kobalt- und Mangansalze oder Iridiumoxid.
Weiß: Zinnoxid, Zirkonoxid, Kaolin.
Fluss:Das Flussmittel senkt den Schmelzpunkt der Farbfritte, sodass diese beim Brennen in das erweichende Glas eindringen und eine feste Haftung erzielen kann. Zu den häufig verwendeten Flussmitteln gehören Bleioxid und Boroxid (gute Wasserbeständigkeit bei niedrigen Temperaturen), Titanoxid (säurebeständig), Zirkoniumoxid (alkalibeständig) usw. Die wichtigsten Eigenschaften des Flussmittels bestehen darin, dass sein Schmelzpunkt und sein Wärmeausdehnungskoeffizient nahe denen des zu druckenden Glases liegen sollten. Eine erhebliche Abweichung kann nach dem Brennen zum Abblättern führen.
Bindemittel:Da Glasemail pulverförmig ist, wird es mit „Rakelöl“ zu einer Paste zum Drucken vermischt. Um das Drucken zu erleichtern und ein Verwischen der Linien nach dem Drucken zu verhindern, sollte die Verwendung von Rakelöl auf ein Minimum beschränkt werden. Bevor die bedruckten Glaswaren zum Brennen in den Ofen gelangen, verdunstet ein Teil des Rakelöls, der Rest sollte vollständig verdunsten, bevor die Brenntemperatur erreicht wird. Das Tintenbindemittel besteht hauptsächlich aus Kunstharzen und organischen Lösungsmitteln. Grundvoraussetzung für das Bindemittel ist, dass es bei niedrigen Temperaturen vollständig verdampfen, sublimieren und verbrennen kann, um Rückstände beim Schmelzen der Glasfritte zu vermeiden. Andernfalls kann die bedruckte Oberfläche Blasen bilden und ihre Glätte verlieren.
Bei der Zubereitung werden zunächst Flussmittel und Farbstoff gleichmäßig gemischt (Flussmittel: 85 %–94 %, Farbstoff: 6 %–15 %), dann langsam eine entsprechende Menge Bindemittel zu der Mischung hinzufügen und zu einer Paste mit geeigneter Viskosität zum Drucken verrühren.
2) Klassifizierung
Reaktive Tinte mit zwei-Komponenten:Besteht aus zwei getrennt gelagerten Komponenten, die vor der Verwendung gemischt werden. Geeignet für Kosmetikflaschen.
Glasfarbfritten:Eingeteilt nach Brenntemperatur:
Niedrig-Temperaturfritte(Brenntemperatur ~550 Grad): Wird für dünne Glaswaren und Glasprodukte mit geringeren Anforderungen an die Druckqualität verwendet.
Fritte bei mittlerer-Temperatur(Brenntemperatur ~580 Grad): Wird häufig für Becher, Geschirr, Kosmetikflaschen und den allgemeinen Glasdruck verwendet. Bietet eine bessere chemische Beständigkeit als Fritten bei niedrigen Temperaturen.
Hochtemperaturfritte(Brenntemperatur ~600 Grad): Besitzt eine stärkere Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und Schwefelwasserstoff und ist daher am besten für Getränkeflaschen geeignet.
Klassifizierung nach Formular:
Fritte einfügen:Kann bei längerer Lagerung sedimentieren, aushärten und unbrauchbar werden.
Pulverfritte:Kann für den Sprühdruck zu einer Paste verarbeitet werden. Ermöglicht die freie Anpassung von Menge und Ton und vermeidet so Abfall.
Thermoplastische Fritte:Bei Raumtemperatur fest und wachsartig, wird beim Erhitzen auf 75–80 Grad pastös und verfestigt sich sofort beim Drucken. Gedruckt im erhitzten und geschmolzenen Zustand.
Emaille-Glanzfritte (Crackle-Glasur):Erzeugt einen Eisknistereffekt auf dem Muster.
Klassifizierung nach Druckeigenschaften:
Thermoplastische Tinte:Enthält thermoplastische Harze oder Wachs im Bindemittel; Bei Raumtemperatur fest, zum Drucken zu einer Paste erhitzt.
Gold, Silberflüssigkeiten und Goldpaste:Hergestellt durch Zugabe verschiedener metallorganischer Verbindungen zum Tintenbindemittel.
Emaille-Glanzpigment:Nach dem Drucken auf Glas und dem Trocknen an der Luft wird überschüssiges Pigment durch äußere Krafteinwirkung entfernt, bevor die Fritte vollständig trocken ist.
Irisierende Fritte:Tinte, die durch Zugabe von Glaspigmenten, die Zinn, Wismut usw. oder organische Stoffe enthalten, zu einem flüssigen Bindemittel hergestellt wird.
3) Qualitätsanforderungen
① Angemessene Brenntemperatur (Schmelztemperatur).
② Nach dem Brennen sollte die Emailschicht eine ausreichende Beständigkeit und Unlöslichkeit in Säuren, Laugen und Wasser aufweisen.
③ Die Farbfritte sollte für ein einfaches Drucken eine geeignete Viskosität haben.
④ Nach dem Brennen sollte sich die gedruckte Farbfritte nicht ablösen oder Blasen bilden.
III. Druckprozess
1. Wichtige Punkte
Lagern Sie die Tinte bei Raumtemperatur (20–23 Grad), um Sedimentation zu verhindern.
Passen Sie die Viskosität an, indem Sie Verdünner hinzufügen und einen Rührer mit niedriger -Geschwindigkeit verwenden.
Messen Sie die Viskosität bei Standardtemperatur (21 Grad).
Lassen Sie die Tinte (Suspension) nach dem Verdünnen und Rühren 30 Minuten lang stehen, um beim Mischen entstehende Blasen zu entfernen.
Das Glas muss sauber und trocken sein und die gleiche Temperatur wie der Druckraum haben.
Drucken Sie immer auf derselben Seite des Glases (Zinnseite oder Nicht{0}}-Seite), um Farbunterschiede zu vermeiden.
Messen Sie die Druckdicke, um die Konsistenz sicherzustellen. Abweichungen können zu Farbveränderungen führen.
Sofort nach dem Drucken trocknen, um Staubanhaftungen zu vermeiden.
Lassen Sie beim Überdrucken das Glas auf Raumtemperatur kommen, bevor Sie die zweite Farbe drucken.
2. Häufige Probleme
Schlechte Haftung nach dem Brennen
Ursache: Unter-Beschuss.
Gegenmaßnahme: Brenntemperatur/-dauer erhöhen.
Nadellöcher
Ursache: Verstopfung des Bildschirms.
Gegenmaßnahme: Verdünner hinzufügen, auf langsamer-trocknendes Lösungsmittel umsteigen.
Ursache: Kontamination.
Gegenmaßnahme: Glas sauber halten.
Blasen
Ursache: Rühren ohne Absetzen, Lösungsmittelwechsel.
Geringe Deckkraft
Ursache: Dünne Druckschicht.
Gegenmaßnahme: Druckstärke erhöhen.
Ursache: Unzureichender Frittengehalt in der Tinte.
Gegenmaßnahme: Weniger Verdünner zugeben.
Ursache: Zu wenig Pigment in der Tinte.
Gegenmaßnahme: Tinte wechseln.
Nach dem Brennen ist die Tinte stumpf
Ursache: Unter-Beschuss.
Gegenmaßnahme: Brenntemperatur/-dauer erhöhen; Wechseln Sie zu Tinte mit niedrigerer-Brenntemperatur-.
Knacken
Ursache: Nichtübereinstimmung des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Glas und Tinte.
Gegenmaßnahme: Tinte oder Glas wechseln.
Farbwechsel
Ursache: Tinte auf der Blechseite aufgedruckt; unterschiedliche Glaszusammensetzung.
Gegenmaßnahme: Luftseitig bedrucken; Verwenden Sie Glas mit identischer Zusammensetzung.
Ursache: Schwankung der Brenntemperatur.
Gegenmaßnahme: Temperatur konstant halten.
Ursache: Problem mit der Ofenatmosphäre.
Gegenmaßnahme: Belüftung verbessern.
3. Glaswarendruck
Bezieht sich hauptsächlich auf das Drucken auf zylindrisch und konisch geformten Objekten, meist unter Verwendung von Siebdruckmaschinen mit gekrümmten Oberflächen. Bei der Plattenherstellung kommen hauptsächlich direkte und indirekte Methoden zum Einsatz, häufig unter Verwendung von Metallsieben. Für den Mehrfarbendruck im mittleren/gehobenen -Endbereich- ist die indirekte Methode vorzuziehen. Dickschichtschablonen werden typischerweise für Glaswaren verwendet, mit Ausnahme des Golddrucks, wo dünne Schablonen bevorzugt werden.
Untergrund:Zylindrisch und konisch geformte Objekte mit Siebdruckmaschinen mit gekrümmter Oberfläche.
1) Glasoberflächenbehandlung
Glas ist ein anorganisches Material mit guter chemischer Stabilität, einer glatten, harten Oberfläche und größtenteils transparent. Die Bindungskraft mit den in der Tinte enthaltenen organischen Kunstharzbindemitteln ist minimal, sodass die grundlegenden Anforderungen an Haftung und Haltbarkeit nicht erfüllt werden.
Zweck:Erstens, um Oberflächenbeschichtungen und Verunreinigungen zu entfernen; Zweitens, um die Oberflächenaktivität zu modifizieren, um die Benetzung und Bindung zu begünstigen.
2) Plattenherstellung:
Verwendet fotomechanische Methoden (direkt und indirekt).
Wählen Sie das Siebgewebe basierend auf der gewählten Tinte und dem Druckobjekt aus.
Wählen Sie basierend auf der Substratform und den Druckanforderungen Druckgeräte aus und stellen Sie spezielle Siebrahmen und Substratstützvorrichtungen her.
3) Druckausrüstung
Wählen Sie je nach Substratform die geeignete Siebdruckausrüstung aus. Glassubstrate gibt es in flacher und gebogener Ausführung.
Gebogene Glasobjekte sind überwiegend zylindrisch und konisch.
FürzylindrischObjekte: Wählen Sie Siebdrucker mit zylindrischer gekrümmter Oberfläche, die je nach Antriebsmechanismus zwischen Sieb und Substrat in Friktionsantriebs- und Zwangsantriebstypen unterteilt werden.
FürkonischObjekte: Wählen Sie Siebdrucker mit konischer gekrümmter Oberfläche.
4. Methode zum Ausrichten der Parallelität von Vorrichtung und Rakel
Nachdem Sie sichergestellt haben, dass die Halterung eben ist, stellen Sie den Rakel so ein, dass er die Halterung gerade berührt.
Legen Sie ein Stück Kopierpapier (gleiche Breite wie die Halterung) zwischen Halterung und Rakel. Üben Sie leichten Druck aus und ziehen Sie das Papier mit beiden Händen langsam in die Bewegungsrichtung des Rakels.
Wenn beim Ziehen eine ungleichmäßige Zugkraft festgestellt wird, stellen Sie die Schrauben ein und wiederholen Sie Schritt 2, bis die Zugkraft gleichmäßig ist.
5. Methode zum Einstellen des Abstands zwischen Siebhalter und Vorrichtung
Bewegen Sie die Halterung unter den Bildschirmhalter.
Platzieren Sie eine Unterlegscheibe mit der gewünschten Spaltstärke auf der rechten Seite der Vorrichtung. Stellen Sie die Höhe der Unterseite des Siebhalters so ein, dass sie bündig mit der Oberseite der Unterlegscheibe abschließt.
Platzieren Sie in ähnlicher Weise eine Unterlegscheibe auf der linken Seite der Halterung und passen Sie die Höhe des Bildschirmhalters entsprechend an.
Wiederholen Sie die Schritte 2–3 zur Überprüfung.
6. Tintenüberprüfungspunkte
Stellen Sie sicher, dass die Haftung problemlos-ist, indem Sie die Schichtstruktur des fertigen Produkts überprüfen.
Wurde die Deckkraft der Tinte bestätigt?
Wurden bei der Tintenverdünnungsviskosität die Auswirkungen auf die Verarbeitbarkeit und das Erscheinungsbild berücksichtigt?
Ist die Trocknungstemperatur unter Berücksichtigung der Prozessdurchführbarkeit und Haftung eingestellt?
Wurden das Tintenharz und die Materialien unter Berücksichtigung der Produktivität ausgewählt?
Wurde die Notwendigkeit und Dauer der natürlichen Trocknung überprüft?
Entsprechen das Tintenharz und die Materialien den Kundenanforderungen (schadstofffrei)?
Achten Sie beim Mischen der Tinte auf Haltbarkeit nach dem Öffnen, Verdünnung, Orangenhauteffekt, Nadellöcher und andere optische Mängel.
Berücksichtigen Sie den Durchmesser der Tintenpartikel und prüfen Sie, ob eine Filterung erforderlich ist.
IV. Siebdruckverfahren
1. Flachglas-Siebdruck
2. Heißsiebdruckverfahren
Das in der Glas-Heißsiebdruckfarbe verwendete Bindemittel ist bei Raumtemperatur fest. Während des Druckens schmilzt das Sieb beim Erhitzen das Bindemittel und verteilt das Frittenfarbpulver gleichmäßig in einen flüssigen Zustand. Nach der Übertragung auf das Glas verfestigt sich die Tinte sofort zu einem Film.
Beim Heißsiebdruck kann das Sieb über elektrischen Strom oder Infrarot erhitzt werden.
Edelstahlsiebe für den Glas-Heißdruck sind feiner als die für den Kaltdruck, typischerweise 200–250 Mesh.
Bevor der Heißdruck beginnt, sollte die Tinte in einem temperaturgesteuerten Elektroofen geschmolzen werden. Die geschmolzene Tinte muss gleichmäßig gerührt werden, bevor sie auf das Sieb aufgetragen wird. Für optimale Ergebnisse sollte die Werkstatttemperatur nicht unter 10 Grad liegen und das Glas sollte die gleiche Temperatur haben, sauber und trocken sein.
3. Aufkleberdruck für unregelmäßig-geformte Glaswaren
1) Gewöhnlich täglich-Verwenden Sie Siebdruckaufkleber für Glaswaren
Für solche Artikel umfasst der Prozess das Formen und das Brennen des Abziehbilds. Erst nach dem Brennen entsteht der dekorative Mustereffekt.
Da das Abziehbild auf die Oberfläche der bereits geformten Glaswaren aufgebracht wird, darf die Brenntemperatur der Abziehbildpigmente die Erweichungstemperatur der Glaswaren, typischerweise 550–600 Grad, nicht überschreiten, um Verformungen während des Brennens zu verhindern.
Glaswaren sind transparent. Ein dünner gedruckter Tintenfilm führt zu einem schlechten Farbeffekt, während eine dicke, feste Schicht lebendige, auffällige und glänzende Farben erzeugt. Durch Siebdruck entstehen Abziehbilder mit dieser Eigenschaft. Die dicke Siebdruckschicht enthält mehr Pigmente. Bei der Tintenformulierung ist der Bindemittelanteil kleiner und der Pigmentanteil größer. Siebdruckpigmente haben gute Bindungseigenschaften und bilden nach dem Brennen eine dichte Glasstruktur, was zu hellen, glänzenden Abziehbildern führt.
Der Brennvorgang für gewöhnliche Abziehbilder für Glaswaren für den täglichen{0}}Gebrauch umfasst zunächst das Anbringen des Abziehbilds und dann das Brennen im Ofen. Nachdem der Aufkleber getrocknet ist, kann die Ware in den Ofen geladen und bei der erforderlichen Temperatur gebrannt werden. Während der Vorwärm-/Karbonisierungsphase sollte der Temperaturanstieg nicht zu schnell erfolgen.
2) Spezielle tägliche-Verwenden Sie Ware-Aufkleber
Diese Abziehbilder werden vor dem Formen auf flachen Glasscheiben angebracht. Das Brennen des Abziehbildmusters erfolgt gleichzeitig mit der Formung der Glaswaren, sodass beides in einem Schritt erledigt wird. Wenn die flache Glasscheibe bei hoher Temperatur weich wird und in eine Form sinkt, um einen geformten Artikel zu bilden, wird auch das dekorative Muster gebrannt.
Im Gegensatz zu gewöhnlichen Abziehbildern muss die Brenntemperatur der Pigmente mit der Erweichungstemperatur des Glases übereinstimmen.
V. Brennen
1. Zweck
Um sicherzustellen, dass die Tinte fest auf der Glasoberfläche haftet und die Tintenschicht glatt, leuchtend und glänzend wird.
2. Einflussfaktoren
Temperatur, Verteilung, Brennzeit. Die Brenntemperatur und -dauer hängen in erster Linie von der Schmelztemperatur der Glasfritte und der Erweichungstemperatur des Glasprodukts ab.
Typische Brenntemperaturkurve:
20–100 Grad: Nach dem Einlaufen in den Ofen bleibt die Glasfritte weitgehend unverändert.
100–200 Grad: Flüchtige Bestandteile im Lösungsmittel beginnen zu verdampfen.
200–500 Grad: Das Lösungsmittel verdampft weiter, wird verbrannt/karbonisiert, vergast und verschwindet vollständig.
500–580 Grad: Das niedrigschmelzende Glas in der Fritte beginnt zu schmelzen und die Oberfläche des Glassubstrats wird leicht weich.
580–600 Grad: Die niedrig schmelzende Glasfritte schmilzt vollständig, das Farbpigment entwickelt seine Farbe, die Glassubstratoberfläche wird weich und verbindet sich mit der farbigen Glasfritte, und die Farbe wird sehr lebendig.
620–520 Grad: Spannungsabbautemperatur für das Glasprodukt.
520–20 Grad: Das Glasprodukt kühlt allmählich ab und schließt den Brennvorgang ab.
4. Verarbeiten Sie wichtige Punkte
Kontrollieren Sie die Temperatur im Brennofen, die Aufheizzeit und die Abkühlgeschwindigkeit.
Brenntemperatur:Etwa 600 Grad, fast gleich der Erweichungstemperatur des Glasprodukts.
Brennzeit:Mindestens 1 Stunde, um sicherzustellen, dass das Lösungsmittel vollständig verbrennt, bevor die Glaspigmenttinte schmilzt.
Kühlgeschwindigkeit:Sollte zum ordnungsgemäßen Glühen geeignet sein.
5. Vorsichtsmaßnahmen
Glasfritten enthalten Schwermetalloxide (Blei, Chrom, Cadmium, Arsen, Bor usw.). Der Schwermetallgehalt in der Tinte muss kontrolliert werden, um ein Auslaugen zu verhindern. Beim Bedrucken von Lebensmittel-/Getränkegläsern verbieten Vorschriften häufig das Bedrucken der Innenfläche und innerhalb eines bestimmten Bereichs unterhalb der Öffnung von Behältern/Bechern.
6. Ausrüstung
Brennofen
Komponenten: Wärmequelle, Gasregelventil, Heiz-/Brennkammer, automatisches Temperaturregelgerät und Produktförderband.