Descripción general de la adherencia de la tinta en la impresión de envases de vidrio
El vidrio es uno de los materiales de embalaje más utilizados en cosmética, junto con el plástico y el papel. La impresión sobre cristalería requiere el uso de tinta con una fuerte adhesión al sustrato de vidrio, lo que garantiza que la capa de tinta impresa no se desprenda ni se disuelva durante el uso diario.
I. Descripción general
1. Definición
Un método de impresión donde el vidrio es el producto principal.
2. sustrato
Productos varios de vidrio y cristalería.
3. Método de impresión
Serigrafía (método primario).
Razones:
La superficie del vidrio es lisa, dura y frágil; No se puede aplicar una presión de impresión excesiva, por lo que la serigrafía de contacto-suave es la única opción adecuada.
El vidrio a menudo requiere cocción después de la impresión, lo que exige un cierto espesor de capa de tinta y resistencia al calor, que la serigrafía proporciona mejor.
Características:Utilizando tintas especiales, técnicas de serigrafía adecuadas y el tratamiento post-impresión necesario (cocción).
II. Material de sustrato
1. sustrato
El vidrio es un sólido amorfo que se obtiene calentando materias primas hasta un estado fundido y luego enfriándolas. No existe una relación proporcional fija entre sus componentes químicos constituyentes. Las principales materias primas son óxidos de determinados elementos, como: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, PbO, B₂O₃, P₂O₅, etc.
Por tanto, el desafío fundamental en la impresión de vidrio es mejorar la adhesión de la tinta a la superficie del vidrio. La clave para lograr una impresión de alta-calidad en cristalería reside en seleccionar correctamente tintas especiales, realizar el pos-procesamiento necesario y emplear métodos de serigrafía adecuados.
2. Imprimibilidad de la superficie del vidrio
La superficie del vidrio es lisa e hidrófila, lo que da como resultado una mala imprimibilidad. Requiere tratamiento oleofílico para mejorar la imprimibilidad.
Tratamiento de pre-impresión:Tratamiento oleofílico de superficie → Lipofilicidad mejorada → Imprimibilidad mejorada.
3. Tinta de impresión
Para imprimir sobre cristalería, la condición crucial es que la tinta utilizada tenga una fuerte adherencia al vidrio. Además, la capa de tinta de los productos de vidrio impresos no debe desprenderse ni disolverse durante el uso diario, lo que significa que la tinta debe poseer una buena durabilidad química y física. Por lo tanto, se deben seleccionar tintas especiales para impresión de vidrio, también conocidas como esmaltes de vidrio o fritas de color de vidrio.
1) Composición
La tinta de impresión sobre vidrio también se llama frita de color. Se elabora mezclando y moliendo un colorante con polvo de frita de vidrio de bajo-punto de fusión-y luego mezclándolo bien con un aglutinante (resina sintética) y disolventes orgánicos para formar la frita de color. Este tipo de tinta no tiene colores intermedios; todos los colores son colores planos.
Colorante:El colorante debe cocerse a temperaturas de al menos 500 grados con la participación de un fundente. Por lo tanto, el colorante no debe descomponerse a bajas temperaturas y debe ser una sustancia que no reaccione químicamente fácilmente con el fundente.
Los colorantes comunes incluyen:
Verde: óxido de cromo u óxido de cobre disuelto en fundente.
Azul: azul cobalto u óxido de cobalto disuelto en fundente.
Amarillo: Sales de uranio, sulfuro de cadmio.
Marrón: Óxido de hierro, sales de manganeso.
Rojo: cromato de plomo, óxido de hierro, sulfuro de selenio y cadmio sólido (6%-7%).
Negro: Mezcla de cromato de hierro o sales de cobalto y manganeso, u óxido de iridio.
Blanco: Óxido de estaño, óxido de circonio, caolín.
Flujo:El fundente reduce el punto de fusión de la frita de color, permitiéndole penetrar el vidrio suavizado durante la cocción para lograr una adhesión firme. Los fundentes comúnmente utilizados incluyen óxido de plomo y óxido de boro (buena resistencia al agua a bajas temperaturas), óxido de titanio (resistente a los ácidos-), óxido de circonio (resistente a los álcalis-), etc. Las propiedades más importantes del fundente son que su punto de fusión y coeficiente de expansión térmica deben ser cercanos a los del vidrio que se está imprimiendo. Un desajuste importante puede provocar que se pele después de la cocción.
Aglutinante:Dado que el esmalte de vidrio es en polvo, se mezcla con "aceite exprimidor" para formar una pasta para imprimir. Para facilitar la impresión y evitar que las líneas se vean borrosas después de la impresión, se debe minimizar el uso de aceite de rasero. Antes de que la cristalería impresa entre al horno para su cocción, parte del aceite de la escobilla de goma se evapora y el resto debe evaporarse por completo antes de alcanzar la temperatura de cocción. El aglutinante de tinta se compone principalmente de resinas sintéticas y disolventes orgánicos. El requisito básico del aglutinante es que pueda completar la evaporación, sublimación y combustión a bajas temperaturas para evitar residuos cuando la frita de vidrio se derrita. De lo contrario, la superficie impresa podría ampollarse y perder suavidad.
La preparación implica primero mezclar uniformemente el fundente y el colorante (fundente: 85%-94%, colorante: 6%-15%), luego agregar lentamente una cantidad adecuada de aglutinante a la mezcla y agitar hasta obtener una pasta con una viscosidad adecuada para imprimir.
2) Clasificación
Tinta reactiva de dos-componentes:Consta de dos componentes almacenados por separado mezclados antes de su uso. Adecuado para botellas de cosméticos.
Fritas color vidrio:Clasificados por temperatura de cocción:
Fritada de baja-temperatura(temperatura de cocción ~550 grados): se utiliza para cristalería delgada y productos de vidrio con requisitos de calidad de impresión más bajos.
Frita de temperatura media-(temperatura de cocción ~580 grados): ampliamente utilizado para vasos, vajillas, botellas de cosméticos e impresión de vidrio en general. Ofrece una mejor resistencia química que las fritas-de baja temperatura.
Fritada de alta-temperatura(temperatura de cocción ~600 grados): Posee una mayor resistencia al ácido, álcali y sulfuro de hidrógeno, lo que lo hace más adecuado para botellas de bebidas.
Clasificación por forma:
Pasta frita:Puede sedimentarse y endurecerse tras un almacenamiento prolongado, quedando inutilizable.
Frita en polvo:Se puede convertir en pasta para impresión por pulverización. Permite ajustar libremente cantidad y tono, evitando desperdicios.
Frita termoplástica:Sólido y ceroso a temperatura ambiente, se convierte en pasta cuando se calienta a 75-80 grados y se solidifica inmediatamente después de imprimir. Impreso mientras se calienta y se funde.
Frita esmaltada brillante (Esmalte craquelado):Produce un efecto de crujido de hielo-en el patrón.
Clasificación por características de impresión:
Tinta termoplástica:Contiene resinas termoplásticas o cera en el aglutinante; Sólido a temperatura ambiente, calentado hasta obtener una pasta para imprimir.
Oro, plata líquida y pasta de oro:Se elabora añadiendo varios compuestos orgánicos metálicos al aglutinante de tinta.
Pigmento de brillo de esmalte:Después de imprimir sobre vidrio y secar-al aire, el exceso de pigmento se elimina mediante fuerza externa antes de que la frita esté completamente seca.
Frita iridiscente:Tinta que se obtiene añadiendo pigmentos de vidrio que contienen estaño, bismuto, etc., compuestos orgánicos a un aglutinante líquido.
3) Requisitos de calidad
① Temperatura de cocción (fusión) adecuada.
② Después de la cocción, la capa de esmalte debe tener suficiente resistencia e insolubilidad en ácidos, álcalis y agua.
③ La frita de color debe tener la viscosidad adecuada para facilitar la impresión.
④ Después de la cocción, la frita de color impresa no debe pelarse ni ampollarse.
III. Proceso de impresión
1. Puntos clave
Guarde la tinta a temperatura ambiente (20-23 grados) para evitar la sedimentación.
Ajuste la viscosidad agregando diluyente y usando un agitador de baja-velocidad.
Mida la viscosidad a temperatura estándar (21 grados).
Después de diluir y agitar, dejar reposar la tinta (suspensión) durante 30 minutos para eliminar las burbujas generadas durante la mezcla.
El vidrio debe estar limpio, seco y a la misma temperatura que la sala de impresión.
Imprime siempre en el mismo lado del vidrio (lado estañado o no-estaño) para evitar diferencias de color.
Mida el grosor de la impresión para garantizar la coherencia; Las variaciones pueden provocar cambios de color.
Seque inmediatamente después de imprimir para evitar la adhesión de polvo.
Para sobreimprimir, deje que el vidrio vuelva a la temperatura ambiente antes de imprimir el segundo color.
2. Problemas comunes
Mala adherencia después de la cocción.
Causa: Bajo-disparo.
Contramedida: aumentar la temperatura/duración de la cocción.
Poros
Causa: Obstrucción de la pantalla.
Contramedida: agregue diluyente y cambie a un solvente de secado-más lento.
Causa: Contaminación.
Contramedida: Mantenga el vidrio limpio.
Burbujas
Causa: Agitar sin sedimentar, cambio de disolvente.
Baja opacidad
Causa: Capa de impresión delgada.
Contramedida: Aumente el grosor de la impresión.
Causa: Contenido insuficiente de frita en la tinta.
Contramedida: agregue menos diluyente.
Causa: pigmento insuficiente en la tinta.
Contramedida: Cambie la tinta.
Tinta opaca después de la cocción.
Causa: Bajo-disparo.
Contramedida: aumentar la temperatura/duración de la cocción; cambie a tinta con temperatura de-disparo-más baja.
Agrietamiento
Causa: Falta de coincidencia en el coeficiente de expansión térmica entre el vidrio y la tinta.
Contramedida: Cambiar tinta o cristal.
cambio de color
Causa: Tinta impresa en el lado de estaño; diferente composición de vidrio.
Contramedida: Imprimir en el lado aéreo; Utilice vidrio de idéntica composición.
Causa: Variación de la temperatura de cocción.
Contramedida: Mantener la temperatura constante.
Causa: Problema con la atmósfera del horno.
Contramedida: Mejorar la ventilación.
3. Impresión de cristalería
Se refiere principalmente a la impresión de objetos con formas cilíndricas y cónicas, utilizando principalmente máquinas de serigrafía de superficie curva. La fabricación de placas emplea principalmente métodos directos e indirectos, a menudo utilizando pantallas metálicas. Para la impresión multicolor-de gama media/alta-, es preferible el método indirecto. Las plantillas de película gruesa se utilizan normalmente para cristalería, excepto para la impresión dorada, donde se prefieren las plantillas finas.
Sustrato:Objetos de formas cilíndricas y cónicas, utilizando máquinas de serigrafía de superficie curva.
1) Tratamiento de superficies de vidrio
El vidrio es un material inorgánico con buena estabilidad química, una superficie lisa y dura y es mayoritariamente transparente. Tiene una fuerza de unión mínima con los aglutinantes de resina sintética orgánica de la tinta, por lo que no cumple con los requisitos básicos de adhesión y durabilidad.
Objetivo:Primero, eliminar revestimientos superficiales y contaminantes; en segundo lugar, modificar la actividad superficial para favorecer la humectación y la unión.
2) Fabricación de placas:
Utiliza métodos fotomecánicos (directos e indirectos).
Seleccione la malla de la pantalla según la tinta elegida y el objeto de impresión.
Según la forma del sustrato y los requisitos de impresión, seleccione el equipo de impresión y fabrique marcos de pantalla especializados y dispositivos de soporte de sustrato.
3) Equipo de impresión
Seleccione el equipo de serigrafía adecuado según la forma del sustrato. Los sustratos de vidrio vienen en tipos planos y curvos.
Los objetos de vidrio curvo son principalmente cilíndricos y cónicos.
Paracilíndricoobjetos: elija impresoras de serigrafía de superficie curva cilíndrica, que se dividen en tipos de accionamiento por fricción y de accionamiento positivo según el mecanismo de accionamiento entre la pantalla y el sustrato.
ParacónicoObjetos: Elija impresoras de pantalla de superficie curva cónica.
4. Método para alinear el paralelismo del accesorio y del Squeeqee
Después de confirmar que el accesorio está nivelado, ajuste la escobilla de goma a una posición que esté a punto de hacer contacto con el accesorio.
Coloque una hoja de papel de copia (del mismo ancho que el accesorio) entre el accesorio y la escobilla de goma. Aplique una ligera presión y tire lentamente del papel en la dirección del movimiento de la escobilla de goma con ambas manos.
Si se detecta una fuerza de tracción desigual durante el tirón, ajuste los tornillos y repita el paso 2 hasta que la fuerza de tracción sea uniforme.
5. Método para establecer el espacio entre el soporte de la pantalla y el accesorio
Mueva el dispositivo debajo del soporte de la pantalla.
Coloque una cuña del espesor de espacio deseado en el lado derecho del accesorio. Ajuste la altura de la superficie inferior del soporte de la pantalla para que quede al ras con la parte superior de la cuña.
De manera similar, coloque una cuña en el lado izquierdo del dispositivo y ajuste la altura del soporte de la pantalla en consecuencia.
Repita los pasos 2 y 3 para la verificación.
6. Puntos de verificación de tinta
Confirme que la adhesión esté libre de problemas- verificando la estructura de capas del producto terminado.
¿Se ha confirmado la opacidad de la tinta?
¿La viscosidad de la dilución de la tinta ha considerado el impacto en la trabajabilidad y la apariencia?
¿La temperatura de secado se establece considerando la trabajabilidad y adherencia del proceso?
¿Se han seleccionado la resina de tinta y los materiales teniendo en cuenta la productividad?
¿Se ha verificado la necesidad y duración del secado natural?
¿La resina de tinta y los materiales cumplen con los requisitos del cliente (libres de sustancias nocivas)?
Al mezclar tinta, preste atención a la vida útil después de la apertura, la dilución, el efecto de piel de naranja, los poros y otros defectos de apariencia.
Considere el diámetro de las partículas de tinta y verifique la necesidad de filtración.
IV. Procesos de serigrafía
1. Serigrafía de vidrio plano
2. Proceso de serigrafía en caliente
El aglutinante utilizado en la tinta de serigrafía en caliente para vidrio es sólido a temperatura ambiente. Durante la impresión, calentar la pantalla derrite el aglutinante, dispersando el polvo de color de frita uniformemente en un estado fluido. Una vez transferida al vidrio, la tinta se solidifica inmediatamente formando una película.
Para la serigrafía en caliente, la pantalla se puede calentar mediante corriente eléctrica o infrarrojos.
Las mallas de acero inoxidable para la impresión en caliente de vidrio son más finas que las de la impresión en frío, normalmente con una malla de 200 a 250.
Antes de comenzar la impresión en caliente, la tinta debe derretirse en un horno eléctrico de temperatura controlada-. La tinta fundida debe agitarse uniformemente antes de aplicarse a la pantalla. Para obtener resultados óptimos, la temperatura del taller no debe ser inferior a 10 grados y el vidrio debe estar a la misma temperatura, limpio y seco.
3. Impresión de calcomanías para cristalería con formas-irregulares
1) Uso diario ordinario-Calcomanías serigrafiadas para cristalería
Para tales artículos, el proceso implica el conformado y la cocción de calcomanías. Sólo después de la cocción se consigue el efecto decorativo.
Dado que la calcomanía se aplica a la superficie de la cristalería ya-formada, para evitar la deformación durante la cocción, la temperatura de cocción de los pigmentos de la calcomanía no debe exceder la temperatura de ablandamiento de la cristalería, generalmente entre 550 y 600 grados.
La cristalería es transparente. Una fina película de tinta impresa produce un efecto de color deficiente, mientras que una capa gruesa y sólida produce colores vibrantes,-llamativos y brillantes. La serigrafía produce calcomanías con esta característica. La gruesa capa serigrafiada-contiene más pigmento. En la formulación de tinta, la proporción de aglutinante es menor y el pigmento mayor. Los pigmentos de serigrafía tienen buenas propiedades de unión, formando una estructura vítrea densa después de la cocción, lo que da como resultado calcomanías brillantes y brillantes.
El proceso de cocción de las calcomanías de cristalería de uso diario-normal implica aplicar primero la calcomanía y luego la cocción en el horno. Después de que la calcomanía se seque, la vajilla se puede cargar en el horno y cocer a la temperatura requerida. Durante la etapa de precalentamiento/carbonización, el aumento de temperatura no debe ser demasiado rápido.
2) Calcomanías de artículos de uso diario especial-
Estas calcomanías se utilizan en láminas de vidrio planas antes de formarlas. La cocción del patrón de calcomanía ocurre simultáneamente con la formación de la cristalería, completando ambas en un solo paso. Cuando la lámina de vidrio plana se ablanda a alta temperatura y se hunde en un molde para formar un artículo moldeado, el patrón decorativo también se cuece.
A diferencia de las calcomanías ordinarias, la temperatura de cocción de los pigmentos debe coincidir con la temperatura de reblandecimiento del vidrio.
V. Disparo
1. Propósito
Para garantizar que la tinta se adhiera firmemente a la superficie del vidrio, haciendo que la capa de tinta sea suave, de color vibrante y brillante.
2. Factores que influyen
Temperatura, distribución, tiempo de cocción. La temperatura y la duración de la cocción dependen principalmente de la temperatura de fusión de la frita de vidrio y de la temperatura de reblandecimiento del producto de vidrio.
Curva típica de temperatura de cocción:
20-100 grados: Después de entrar en el horno, la frita de vidrio permanece prácticamente sin cambios.
100–200 grados: los componentes volátiles del disolvente comienzan a evaporarse.
200-500 grados: el disolvente se evapora aún más, sufre combustión/carbonización y se gasifica, desapareciendo por completo.
500–580 grados: el vidrio de bajo punto de fusión-en la frita comienza a derretirse y la superficie del sustrato de vidrio se ablanda ligeramente.
580–600 grados: la frita de vidrio de bajo punto de fusión-se derrite por completo, el pigmento colorante desarrolla su color, la superficie del sustrato de vidrio se suaviza y se adhiere a la frita de vidrio coloreada y el color se vuelve muy vibrante.
620–520 grados: temperatura de alivio de tensión para el producto de vidrio.
520–20 grados: el producto de vidrio se enfría gradualmente, completando el proceso de cocción.
4. Puntos clave del proceso
Controle la temperatura dentro del horno de cocción, el tiempo de calentamiento y la velocidad de enfriamiento.
Temperatura de cocción:Alrededor de 600 grados, casi igual a la temperatura de ablandamiento del producto de vidrio.
Tiempo de disparo:No menos de 1 hora, asegurando que el solvente se queme completamente antes de que la tinta del pigmento de vidrio se derrita.
Velocidad de enfriamiento:Debe ser adecuado para un recocido adecuado.
5. Precauciones
Las fritas de vidrio contienen óxidos de metales pesados (plomo, cromo, cadmio, arsénico, boro, etc.). Se debe controlar el contenido de metales pesados en la tinta para evitar la lixiviación. Para imprimir en cristalería para alimentos/bebidas, las regulaciones a menudo prohíben la impresión en la superficie interior y dentro de un cierto rango debajo de la boca de recipientes/vasos.
6. Equipo
Horno de cocción
Componentes: Fuente de calor, válvula de control de gas, cámara de calentamiento/combustión, dispositivo de control automático de temperatura y cinta transportadora de producto.