Visão geral da adesão de tinta na impressão de recipientes de vidro
O vidro é um dos materiais de embalagem mais utilizados em cosméticos, ao lado de produtos de plástico e papel. A impressão em vidro requer o uso de tinta com forte adesão ao substrato de vidro, garantindo que a camada de tinta impressa não descasque ou se dissolva durante o uso diário.
I. Visão geral
1. Definição
Um método de impressão onde o vidro é o produto principal.
2. Substrato
Vários produtos de vidro e artigos de vidro.
3. Método de impressão
Serigrafia (método principal).
Razões:
A superfície do vidro é lisa, dura e frágil; pressão de impressão excessiva não pode ser aplicada, tornando a serigrafia com-contato macio a única opção adequada.
O vidro muitas vezes requer queima após a impressão, exigindo uma certa espessura da camada de tinta e resistência ao calor, que a serigrafia melhor oferece.
Características:Utilização de tintas especiais, técnicas apropriadas de serigrafia e tratamento pós{0}}impressão necessário (queima).
II. Material de substrato
1. Substrato
O vidro é um sólido amorfo produzido pelo aquecimento de matérias-primas até o estado fundido e depois pelo resfriamento. Não existe uma relação proporcional fixa entre seus componentes químicos constituintes. As principais matérias-primas são óxidos de certos elementos, tais como: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, PbO, B₂O₃, P₂O₅, etc.
Assim, o desafio fundamental na impressão em vidro é melhorar a adesão da tinta à superfície do vidro. A chave para obter impressão de alta-qualidade em vidros está na seleção correta de tintas especiais, na condução do pós{2}}processamento necessário e no emprego de métodos de serigrafia apropriados.
2. Imprimibilidade da superfície de vidro
A superfície do vidro é lisa e hidrofílica, resultando em baixa capacidade de impressão. Requer tratamento oleofílico para melhorar a capacidade de impressão.
Tratamento pré-de impressão:Tratamento oleofílico de superfície → Lipofilicidade aprimorada → Melhor capacidade de impressão.
3. Tinta de impressão
Para imprimir em vidro, a condição crucial é que a tinta utilizada tenha forte aderência ao vidro. Além disso, a camada de tinta nos produtos de vidro impressos não deve descascar ou dissolver durante o uso diário, o que significa que a tinta deve possuir boa durabilidade química e física. Portanto, tintas especiais para impressão em vidro, também conhecidas como esmaltes de vidro ou fritas coloridas de vidro, devem ser selecionadas.
1) Composição
A tinta de impressão em vidro também é chamada de frita colorida. É feito misturando e triturando um corante com pó de frita de vidro de baixo-ponto de fusão- e, em seguida, misturando-o completamente com um aglutinante (resina sintética) e solventes orgânicos para formar a frita colorida. Esse tipo de tinta não possui cores intermediárias; todas as cores são cores especiais.
Corante:O corante deve ser queimado em temperaturas de pelo menos 500 graus com a participação de um fluxo. Portanto, o corante não deve se decompor em baixas temperaturas e deve ser uma substância que não reaja quimicamente facilmente com o fluxo.
Os corantes comuns incluem:
Verde: Óxido de cromo ou óxido de cobre dissolvido em fluxo.
Azul: Azul cobalto ou óxido de cobalto dissolvido em fluxo.
Amarelo: Sais de urânio, sulfeto de cádmio.
Marrom: Óxido de ferro, sais de manganês.
Vermelho: Cromato de chumbo, óxido de ferro, sulfeto de selênio e cádmio sólido (6%-7%).
Preto: mistura de cromato de ferro ou sais de cobalto e manganês ou óxido de irídio.
Branco: Óxido de estanho, óxido de zircônio, caulim.
Fluxo:O fluxo reduz o ponto de fusão da frita colorida, permitindo que ela penetre no vidro amolecido durante a queima para uma adesão firme. Os fluxos comumente usados incluem óxido de chumbo e óxido de boro (boa resistência à água em baixas temperaturas), óxido de titânio (resistente a ácidos-), óxido de zircônio (resistente a álcalis-), etc. As propriedades mais importantes do fluxo são que seu ponto de fusão e coeficiente de expansão térmica devem ser próximos aos do vidro que está sendo impresso. Uma incompatibilidade significativa pode causar descascamento após a queima.
Fichário:Como o esmalte de vidro é pulverulento, ele é misturado ao “óleo de rodo” para formar uma pasta para impressão. Para facilitar a impressão e evitar borrões nas linhas após a impressão, o uso de óleo para rodo deve ser minimizado. Antes da vidraria impressa entrar no forno para queima, parte do óleo do rodo evapora e o restante deve evaporar completamente antes de atingir a temperatura de queima. O aglutinante de tinta consiste principalmente em resinas sintéticas e solventes orgânicos. O requisito básico para o aglutinante é que ele possa completar a evaporação, sublimação e combustão em baixas temperaturas para evitar resíduos quando a frita de vidro derreter. Caso contrário, a superfície impressa poderá formar bolhas e perder suavidade.
A preparação envolve primeiro misturar o fluxo e o corante uniformemente (fluxo: 85%-94%, corante: 6%-15%), depois adicionar lentamente uma quantidade apropriada de aglutinante à mistura e misturar até formar uma pasta com viscosidade adequada para impressão.
2) Classificação
Tinta reativa de dois{0}}componentes:Consiste em dois componentes armazenados separadamente e misturados antes do uso. Adequado para frascos de cosméticos.
Fritas de cor de vidro:Classificado por temperatura de queima:
Frita-de baixa temperatura(temperatura de queima ~550 graus): Usado para vidros finos e produtos de vidro com requisitos de qualidade de impressão mais baixos.
Frita de-temperatura média(temperatura de queima. ~580 graus): Amplamente utilizado para copos, talheres, frascos de cosméticos e impressão em vidro em geral. Oferece melhor resistência química do que fritas-de baixa temperatura.
Frita-de alta temperatura(temperatura de queima. ~600 graus): Possui maior resistência a ácidos, álcalis e sulfeto de hidrogênio, tornando-o mais adequado para garrafas de bebidas.
Classificação por formulário:
Colar frita:Pode sedimentar e endurecer durante um armazenamento prolongado, tornando-se inutilizável.
Frita em pó:Pode ser transformado em pasta para impressão em spray. Permite ajuste livre de quantidade e tonalidade, evitando desperdícios.
Frita termoplástica:Sólido e ceroso à temperatura ambiente, torna-se pastoso quando aquecido a 75–80 graus e solidifica imediatamente após a impressão. Impresso enquanto aquecido e fundido.
Frita brilhante de esmalte (esmalte Crackle):Produz um efeito-de gelo no padrão.
Classificação por características de impressão:
Tinta termoplástica:Contém resinas termoplásticas ou cera no aglutinante; sólido à temperatura ambiente, aquecido até formar pasta para impressão.
Ouro, líquidos prateados e pasta de ouro:Feito adicionando vários compostos orgânicos metálicos ao aglutinante de tinta.
Pigmento de brilho de esmalte:Após a impressão em vidro e a secagem-ao ar, o excesso de pigmento é removido por força externa antes que a frita esteja completamente seca.
Frita iridescente:Tinta feita pela adição de pigmentos de vidro contendo estanho, bismuto, etc., orgânicos a um aglutinante líquido.
3) Requisitos de qualidade
① Temperatura apropriada de queima (derretimento).
② Após a queima, a camada de esmalte deve ter resistência suficiente e insolubilidade em ácidos, álcalis e água.
③ A frita colorida deve ter viscosidade apropriada para facilitar a impressão.
④ Após a queima, a frita colorida impressa não deve descascar ou formar bolhas.
III. Processo de impressão
1. Pontos-chave
Armazene a tinta em temperatura ambiente (20-23 graus) para evitar sedimentação.
Ajuste a viscosidade adicionando diluente e usando um agitador-de baixa velocidade.
Meça a viscosidade à temperatura padrão (21 graus).
Após diluição e agitação, deixar a tinta (suspensão) repousar por 30 minutos para eliminar as bolhas geradas durante a mistura.
O vidro deve estar limpo, seco e na mesma temperatura da sala de impressão.
Sempre imprima no mesmo lado do vidro (lado de estanho ou não) para evitar diferenças de cores.
Meça a espessura da impressão para garantir consistência; variações podem causar alterações de cor.
Seque imediatamente após a impressão para evitar a adesão de poeira.
Para sobreimpressão, deixe o vidro retornar à temperatura ambiente antes de imprimir a segunda cor.
2. Problemas comuns
Má adesão após a queima
Causa: falta-de disparo.
Contramedida: Aumente a temperatura/duração do disparo.
Buracos
Causa: obstrução da tela.
Contramedida: adicione diluente e mude para solvente de-secagem mais lenta.
Causa: Contaminação.
Contramedida: Mantenha o vidro limpo.
Bolhas
Causa: Agitação sem sedimentação, mudança de solvente.
Baixa opacidade
Causa: Camada de impressão fina.
Contramedida: Aumente a espessura da impressão.
Causa: Conteúdo insuficiente de frita na tinta.
Contramedida: Adicione menos diluente.
Causa: Pigmento insuficiente na tinta.
Contramedida: Troque a tinta.
Tinta opaca após a queima
Causa: falta-de disparo.
Contramedida: Aumentar a temperatura/duração do disparo; mude para tinta com temperatura de-disparo-mais baixa.
Rachadura
Causa: Incompatibilidade no coeficiente de expansão térmica entre o vidro e a tinta.
Contramedida: Troque a tinta ou o vidro.
Mudança de cor
Causa: Tinta impressa no lado do estanho; composição de vidro diferente.
Contramedida: Imprimir no lado aéreo; use vidro de composição idêntica.
Causa: Variação na temperatura de queima.
Contramedida: Mantenha a temperatura constante.
Causa: Problema na atmosfera do forno.
Contramedida: Melhore a ventilação.
3. Impressão de artigos de vidro
Refere-se principalmente à impressão em objetos de formato cilíndrico e cônico, principalmente usando máquinas de serigrafia de superfície curva. A fabricação de chapas emprega principalmente métodos diretos e indiretos, geralmente usando telas metálicas. Para impressão-multicolorida-de médio/alto padrão, o método indireto é preferível. Os estênceis de filme grosso são normalmente usados para produtos de vidro, exceto para impressão em ouro, onde os estênceis finos são preferidos.
Substrato:Objetos formados cilíndricos e cônicos, utilizando máquinas de serigrafia de superfície curva.
1) Tratamento de superfície de vidro
O vidro é um material inorgânico com boa estabilidade química, uma superfície lisa e dura e é principalmente transparente. Possui força de ligação mínima com os ligantes de resina orgânica sintética na tinta, não atendendo aos requisitos básicos de adesão e durabilidade.
Propósito:Primeiro, para remover revestimentos superficiais e contaminantes; segundo, modificar a atividade superficial para favorecer a umectação e a adesão.
2) Fabricação de placas:
Utiliza métodos fotomecânicos (diretos e indiretos).
Selecione a malha da tela com base na tinta escolhida e no objeto de impressão.
Com base no formato do substrato e nos requisitos de impressão, selecione equipamentos de impressão e fabrique molduras de tela especializadas e dispositivos de suporte de substrato.
3) Equipamento de impressão
Selecione o equipamento de serigrafia apropriado com base no formato do substrato. Os substratos de vidro vêm em tipos planos e curvos.
Os objetos de vidro curvo são principalmente cilíndricos e cônicos.
Paracilíndricoobjetos: Escolha impressoras de tela de superfície curva cilíndrica, que são divididas em tipos de acionamento por fricção e acionamento positivo com base no mecanismo de acionamento entre a tela e o substrato.
Paracônicoobjetos: Escolha impressoras de tela de superfície curva cônica.
4. Método para alinhar o acessório e paralelismo do rodo
Depois de confirmar que o acessório está nivelado, ajuste o rodo para uma posição quase em contato com o acessório.
Coloque um pedaço de papel de cópia (da mesma largura do acessório) entre o acessório e o rodo. Aplique uma leve pressão e puxe lentamente o papel na direção do movimento do rodo com as duas mãos.
Se for detectada uma força de tração irregular durante a tração, ajuste os parafusos e repita a etapa 2 até que a força de tração seja uniforme.
5. Método para definir a lacuna entre o suporte da tela e o acessório
Mova o acessório sob o suporte da tela.
Coloque um calço com a espessura de folga desejada no lado direito do acessório. Ajuste a altura da superfície inferior do suporte da tela para ficar nivelada com a parte superior do calço.
Da mesma forma, coloque um calço no lado esquerdo do aparelho e ajuste a altura do suporte da tela de acordo.
Repita as etapas 2 a 3 para verificação.
6. Pontos de verificação de tinta
Confirme se a adesão está livre-de problemas verificando a estrutura da camada do produto acabado.
A opacidade da tinta foi confirmada?
A viscosidade da diluição da tinta considerou o impacto na trabalhabilidade e na aparência?
A temperatura de secagem é definida considerando a trabalhabilidade e adesão do processo?
A resina e os materiais da tinta foram selecionados considerando a produtividade?
Foi verificada a necessidade e duração da secagem natural?
A resina e os materiais da tinta atendem aos requisitos do cliente (livres de substâncias nocivas)?
Ao misturar tinta, preste atenção ao prazo de validade após a abertura, diluição, efeito casca de laranja, furos e outros defeitos de aparência.
Considere o diâmetro das partículas de tinta e verifique a necessidade de filtração.
4. Processos de serigrafia
1. Impressão em tela de vidro plano
2. Processo de impressão em tela quente
O aglutinante usado na tinta de serigrafia quente de vidro é sólido à temperatura ambiente. Durante a impressão, o aquecimento da tela derrete o aglutinante, dispersando o pó colorido da frita uniformemente em um estado fluido. Depois de transferida para o vidro, a tinta solidifica imediatamente em um filme.
Para serigrafia a quente, a tela pode ser aquecida por corrente elétrica ou infravermelho.
As telas de aço inoxidável para impressão a quente em vidro são mais finas do que aquelas para impressão a frio, normalmente malha 200–250.
Antes do início da impressão a quente, a tinta deve ser derretida em um forno elétrico com temperatura-controlada. A tinta derretida deve ser agitada uniformemente antes de ser aplicada na tela. Para melhores resultados, a temperatura da oficina não deve ser inferior a 10 graus e o vidro deve estar na mesma temperatura, limpo e seco.
3. Impressão de decalques para vidros com formatos-irregulares
1) Comum diariamente-Use decalques impressos em tela de vidro
Para tais itens, o processo envolve moldagem e queima de decalque. Somente após a queima é alcançado o efeito do padrão decorativo.
Como o decalque é aplicado na superfície da vidraria já-formada, para evitar deformação durante a queima, a temperatura de queima dos pigmentos do decalque não deve exceder a temperatura de amolecimento da vidraria, normalmente entre 550 e 600 graus.
A vidraria é transparente. Um filme fino de tinta impressa resulta em um efeito de cor ruim, enquanto uma camada espessa e sólida produz cores vibrantes, atraentes-e brilhantes. A serigrafia produz decalques com esta característica. A camada impressa em tela espessa-contém mais pigmento. Na formulação da tinta, a proporção de ligante é menor e a de pigmento maior. Os pigmentos de serigrafia têm boas propriedades de ligação, formando uma estrutura vítrea densa após a queima, resultando em decalques brilhantes e brilhantes.
O processo de queima para decalques de vidro comuns-de uso diário envolve a aplicação do decalque primeiro e depois a queima no forno. Após a secagem do decalque, a mercadoria pode ser carregada no forno e queimada na temperatura desejada. Durante a fase de pré-aquecimento/carbonização, o aumento da temperatura não deve ser muito rápido.
2) Decalques especiais para uso diário-de utensílios
Esses decalques são usados em folhas de vidro planas antes da formação. A queima do padrão do decalque ocorre simultaneamente à conformação da vidraria, completando ambas em uma única etapa. Quando a folha de vidro plano amolece em alta temperatura e afunda em um molde para formar um artigo moldado, o padrão decorativo também é queimado.
Ao contrário dos decalques comuns, a temperatura de queima dos pigmentos deve corresponder à temperatura de amolecimento do vidro.
V. Disparo
1. Objetivo
Para garantir que a tinta adira firmemente à superfície do vidro, tornando a camada de tinta lisa, de cor vibrante e brilhante.
2. Fatores que influenciam
Temperatura, distribuição, tempo de queima. A temperatura e a duração da queima dependem principalmente da temperatura de fusão da frita de vidro e da temperatura de amolecimento do produto de vidro.
Curva típica de temperatura de queima:
20–100 graus: Depois de entrar no forno, a frita de vidro permanece praticamente inalterada.
100–200 graus: Os componentes voláteis do solvente começam a evaporar.
200–500 graus: O solvente evapora ainda mais, sofre combustão/carbonização e gaseifica, desaparecendo completamente.
500–580 graus: O vidro-de baixo ponto de fusão na frita começa a derreter e a superfície do substrato de vidro amolece ligeiramente.
580–600 graus: A frita de vidro-de baixo ponto de fusão derrete completamente, o pigmento colorido desenvolve sua cor, a superfície do substrato de vidro amolece e se liga à frita de vidro colorida, e a cor se torna muito vibrante.
620–520 graus: Temperatura de alívio de tensão para o produto de vidro.
520–20 graus: O produto de vidro esfria gradualmente, completando o processo de queima.
4. Pontos-chave do processo
Controle a temperatura dentro do forno de queima, o tempo de aquecimento e a taxa de resfriamento.
Temperatura de queima:Cerca de 600 graus, quase igual à temperatura de amolecimento do produto de vidro.
Tempo de disparo:Não menos que 1 hora, garantindo que o solvente entre em combustão completa antes que a tinta pigmentada de vidro derreta.
Velocidade de resfriamento:Deve ser adequado para recozimento adequado.
5. Precauções
As fritas de vidro contêm óxidos de metais pesados (chumbo, cromo, cádmio, arsênico, boro, etc.). O conteúdo de metais pesados na tinta deve ser controlado para evitar lixiviação. Para impressão em vidros para alimentos/bebidas, os regulamentos muitas vezes proíbem a impressão na superfície interna e dentro de uma determinada faixa abaixo da boca dos recipientes/copos.
6. Equipamento
Forno de queima
Componentes: Fonte de calor, válvula de controle de gás, câmara de aquecimento/queima, dispositivo automático de controle de temperatura e esteira transportadora de produto.