Présentation de l'adhérence de l'encre dans l'impression d'emballages en verre
Le verre est l’un des matériaux d’emballage les plus couramment utilisés dans les cosmétiques, aux côtés des produits en plastique et en papier. L'impression sur de la verrerie nécessite l'utilisation d'une encre ayant une forte adhérence au substrat en verre, garantissant que la couche d'encre imprimée ne se décolle pas ou ne se dissout pas lors d'une utilisation quotidienne.
I. Aperçu
1. Définition
Une méthode d'impression où le verre est le produit principal.
2. Substrat
Divers produits en verre et verrerie.
3. Méthode d'impression
Sérigraphie (méthode principale).
Raisons :
La surface du verre est lisse, dure et fragile ; Une pression d'impression excessive ne peut pas être appliquée, ce qui fait de la sérigraphie à contact doux la seule option appropriée.
Le verre nécessite souvent une cuisson après l'impression, exigeant une certaine épaisseur de couche d'encre et une certaine résistance à la chaleur, ce que la sérigraphie offre le mieux.
Caractéristiques:Utilisation d'encres spéciales, de techniques de sérigraphie appropriées et du traitement post--impression (cuisson) nécessaire.
II. Matériau du substrat
1. Substrat
Le verre est un solide amorphe obtenu en chauffant des matières premières jusqu'à l'état fondu puis en les refroidissant. Il n’existe pas de relation proportionnelle fixe entre ses composants chimiques constitutifs. Les principales matières premières sont des oxydes de certains éléments, tels que : SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, PbO, B₂O₃, P₂O₅, etc.
Ainsi, le défi fondamental de l’impression sur verre consiste à améliorer l’adhérence de l’encre à la surface du verre. La clé pour obtenir une impression de haute-qualité sur de la verrerie réside dans la sélection correcte des encres spéciales, dans le post-traitement-nécessaire et dans l'utilisation de méthodes de sérigraphie appropriées.
2. Imprimabilité de la surface du verre
La surface du verre est lisse et hydrophile, ce qui entraîne une mauvaise imprimabilité. Il nécessite un traitement oléophile pour améliorer l'imprimabilité.
Traitement pré- :Traitement oléophile de surface → Lipophile améliorée → Imprimabilité améliorée.
3. Encre d'imprimerie
Pour imprimer sur de la verrerie, la condition cruciale est que l’encre utilisée ait une forte adhérence au verre. De plus, la couche d'encre sur les produits en verre imprimés ne doit pas se décoller ou se dissoudre lors d'une utilisation quotidienne, ce qui signifie que l'encre doit posséder une bonne durabilité chimique et physique. Il faut donc choisir des encres d'impression sur verre spéciales, également appelées émaux de verre ou frittes de couleur de verre.
1)Composition
L'encre d'imprimerie sur verre est également appelée fritte colorée. Il est fabriqué en mélangeant et en broyant un colorant avec de la poudre de fritte de verre à bas-point de fusion-, puis en le mélangeant soigneusement avec un liant (résine synthétique) et des solvants organiques pour former la fritte colorée. Ce type d'encre n'a pas de couleurs intermédiaires ; toutes les couleurs sont des tons directs.
Colorant :Le colorant doit être cuit à des températures d'au moins 500 degrés avec la participation d'un flux. Par conséquent, le colorant ne doit pas se décomposer à basse température et doit être une substance qui ne réagit pas facilement chimiquement avec le flux.
Les colorants courants comprennent :
Vert : oxyde de chrome ou oxyde de cuivre dissous dans le flux.
Bleu : Bleu de cobalt ou oxyde de cobalt dissous dans un flux.
Jaune : Sels d'uranium, sulfure de cadmium.
Marron : Oxyde de fer, sels de manganèse.
Rouge : chromate de plomb, oxyde de fer, sulfure de sélénium et de cadmium solide (6 % à 7 %).
Noir : chromate de fer mélangé ou sels de cobalt et de manganèse, ou oxyde d'iridium.
Blanc : Oxyde d'étain, oxyde de zirconium, kaolin.
Flux:Le flux abaisse le point de fusion de la fritte colorée, lui permettant de pénétrer dans le verre ramollissant pendant la cuisson pour une adhérence ferme. Les flux couramment utilisés comprennent l'oxyde de plomb et l'oxyde de bore (bonne résistance à l'eau à basse température), l'oxyde de titane (résistant aux acides-), l'oxyde de zirconium (résistant aux alcalis-), etc. Les propriétés les plus importantes du flux sont que son point de fusion et son coefficient de dilatation thermique doivent être proches de ceux du verre à imprimer. Un décalage important peut provoquer un pelage après cuisson.
Liant:L'émail de verre étant pulvérulent, il est mélangé avec de l'huile de raclette pour former une pâte à imprimer. Pour faciliter l'impression et éviter que les lignes ne soient floues après l'impression, l'utilisation d'huile de raclette doit être minimisée. Avant que la verrerie imprimée n'entre dans le four pour la cuisson, une partie de l'huile de raclette s'évapore et le reste doit s'évaporer complètement avant d'atteindre la température de cuisson. Le liant d’encre est principalement constitué de résines synthétiques et de solvants organiques. L'exigence de base du liant est qu'il puisse effectuer l'évaporation, la sublimation et la combustion à basse température pour éviter les résidus lors de la fusion de la fritte de verre. Sinon, la surface imprimée pourrait se cloquer et perdre sa douceur.
La préparation consiste d'abord à mélanger uniformément le flux et le colorant (flux : 85 % à 94 %, colorant : 6 % à 15 %), puis à ajouter lentement une quantité appropriée de liant au mélange et à mélanger pour obtenir une pâte de viscosité appropriée pour l'impression.
2) Classement
Encre réactive à deux composants :Se compose de deux composants stockés séparément et mélangés avant utilisation. Convient aux bouteilles cosmétiques.
Frittes de couleur verre :Classés par température de cuisson :
Fritté à basse-température(température de cuisson ~ 550 degrés) : utilisé pour la verrerie fine et les produits en verre ayant des exigences de qualité d'impression inférieures.
Fritté à-température moyenne(température de cuisson ~ 580 degrés) : largement utilisé pour les gobelets, la vaisselle, les bouteilles cosmétiques et l'impression générale sur verre. Offre une meilleure résistance chimique que les frittes à basse -température.
Fritté à haute-température(température de cuisson ~ 600 degrés) : possède une plus grande résistance aux acides, aux alcalis et au sulfure d'hydrogène, ce qui le rend particulièrement adapté aux bouteilles de boissons.
Classement par forme :
Pâte frite :Peut sédimenter et durcir après un stockage prolongé, devenant ainsi inutilisable.
Frite en poudre :Peut être transformé en pâte pour l’impression par pulvérisation. Permet un réglage libre de la quantité et du ton, évitant ainsi le gaspillage.
Fritte thermoplastique :Solide et cireux à température ambiante, devient pâteux lorsqu'il est chauffé à 75-80 degrés et se solidifie immédiatement après l'impression. Imprimé alors qu'il est chauffé et fondu.
Fritté émail brillant (glaçage craquelé) :Produit un effet de crépitement de glace-sur le motif.
Classification par caractéristiques d'impression :
Encre thermoplastique :Contient des résines thermoplastiques ou de la cire dans le liant ; solide à température ambiante, chauffé pour former une pâte pour l'impression.
Or, liquides d’argent et pâte d’or :Fabriqué en ajoutant divers composés organiques métalliques au liant d’encre.
Pigment brillant pour émail :Après impression sur verre et séchage à l'air-, l'excès de pigment est éliminé par une force externe avant que la fritte ne soit complètement sèche.
Frit irisé :Encre fabriquée en ajoutant des pigments de verre contenant de l'étain, du bismuth, etc., des matières organiques à un liant liquide.
3) Exigences de qualité
① Température de cuisson (fusion) appropriée.
② Après la cuisson, la couche d'émail doit avoir une résistance suffisante et une insolubilité dans l'acide, l'alcali et l'eau.
③ La fritte colorée doit avoir une viscosité appropriée pour une impression facile.
④ Après la cuisson, le fritté couleur imprimé ne doit pas se décoller ni se cloquer.
III. Processus d'impression
1. Points clés
Conservez l'encre à température ambiante (20-23 degrés) pour éviter la sédimentation.
Ajustez la viscosité en ajoutant du diluant et en utilisant un agitateur à basse-vitesse.
Mesurez la viscosité à température standard (21 degrés).
Après dilution et agitation, laisser reposer l'encre (suspension) pendant 30 minutes pour éliminer les bulles générées lors du mélange.
Le verre doit être propre, sec et à la même température que la salle d'impression.
Imprimez toujours sur le même côté du verre (côté étain ou côté non-étain) pour éviter les différences de couleur.
Mesurer l'épaisseur de l'impression pour garantir la cohérence ; les variations peuvent entraîner des changements de couleur.
Sécher immédiatement après l'impression pour éviter l'adhérence de la poussière.
Pour la surimpression, laissez le verre revenir à température ambiante avant d'imprimer la deuxième couleur.
2. Problèmes courants
Mauvaise adhérence après cuisson
Cause : Sous-cuisson.
Contre-mesure : Augmenter la température/durée de cuisson.
Trous d'épingle
Cause : Colmatage de l'écran.
Contre-mesure : ajoutez du diluant, passez à un solvant à séchage plus lent-.
Cause : Contamination.
Contre-mesure : Gardez le verre propre.
Bulles
Cause : Agitation sans décantation, changement de solvant.
Faible opacité
Cause : fine couche d'impression.
Contre-mesure : Augmentez l’épaisseur de l’impression.
Cause : teneur en fritte insuffisante dans l'encre.
Contre-mesure : ajoutez moins de diluant.
Cause : manque de pigment dans l'encre.
Contre-mesure : Changez l’encre.
Encre terne après cuisson
Cause : Sous-cuisson.
Contre-mesure : Augmenter la température/durée de cuisson ; passez à une température d'encre à-cuisson-à basse température.
Fissuration
Cause : Inadéquation du coefficient de dilatation thermique entre le verre et l'encre.
Contre-mesure : Changez l’encre ou le verre.
Changement de couleur
Cause : Encre imprimée sur le côté étain ; composition de verre différente.
Contre-mesure : imprimer sur le côté air ; utiliser du verre de composition identique.
Cause : Variation de la température de cuisson.
Contre-mesure : Maintenir une température constante.
Cause : Problème d’atmosphère du four.
Contre-mesure : Améliorer la ventilation.
3. Impression de verrerie
Se réfère principalement à l'impression sur des objets de forme cylindrique et conique, principalement à l'aide de machines de sérigraphie à surface courbe. La fabrication de plaques utilise principalement des méthodes directes et indirectes, utilisant souvent des écrans métalliques. Pour l'impression multicolore-moyen/haut de gamme, la méthode indirecte est préférable. Les pochoirs à film épais sont généralement utilisés pour la verrerie, sauf pour l'impression sur or où les pochoirs fins sont préférés.
Substrat :Objets formés cylindriques et coniques, à l'aide de machines de sérigraphie à surface courbe.
1) Traitement de surface du verre
Le verre est un matériau inorganique doté d’une bonne stabilité chimique, d’une surface lisse et dure et généralement transparent. Il a une force de liaison minimale avec les liants à base de résine synthétique organique contenus dans l'encre, ne répondant pas aux exigences de base en matière d'adhérence et de durabilité.
But:Premièrement, pour éliminer les revêtements de surface et les contaminants ; deuxièmement, modifier l'activité de surface pour favoriser le mouillage et la liaison.
2) Fabrication de plaques :
Utilise des méthodes photomécaniques (directes et indirectes).
Sélectionnez le maillage d'écran en fonction de l'encre et de l'objet d'impression choisis.
En fonction de la forme du substrat et des exigences d'impression, sélectionnez l'équipement d'impression et fabriquez des cadres d'écran et des dispositifs de support de substrat spécialisés.
3) Équipement d'impression
Sélectionnez l’équipement de sérigraphie approprié en fonction de la forme du substrat. Les substrats en verre sont de type plat et incurvé.
Les objets en verre bombé sont principalement cylindriques et coniques.
PourcylindriqueObjets : Choisissez des sérigraphes cylindriques à surface incurvée, qui sont divisées en types d'entraînement par friction et d'entraînement positif en fonction du mécanisme d'entraînement entre l'écran et le substrat.
Pourconiqueobjets : Choisissez des sérigraphes coniques à surface incurvée.
4. Méthode d'alignement du parallélisme des fixations et des raclettes
Après avoir confirmé que le luminaire est de niveau, ajustez la raclette à une position sur le point d'entrer en contact avec le luminaire.
Placez un morceau de papier à copier (de la même largeur que le luminaire) entre le luminaire et la raclette. Appliquez une légère pression et tirez lentement le papier dans le sens du mouvement de la raclette avec les deux mains.
Si une force de traction inégale est détectée pendant la traction, ajustez les vis et répétez l'étape 2 jusqu'à ce que la force de traction soit uniforme.
5. Méthode de réglage de l'écart entre le support d'écran et le luminaire
Déplacez le luminaire sous le support d'écran.
Placez une cale de l'épaisseur d'espace souhaitée sur le côté droit du luminaire. Ajustez la hauteur de la surface inférieure du support d'écran pour qu'elle affleure le haut de la cale.
De même, placez une cale sur le côté gauche du luminaire et ajustez la hauteur du support d'écran en conséquence.
Répétez les étapes 2 et 3 pour la vérification.
6. Points de vérification de l'encre
Confirmez que l'adhésion est-sans problème en vérifiant la structure des couches du produit fini.
L'opacité de l'encre a-t-elle été confirmée ?
La viscosité de dilution de l’encre a-t-elle pris en compte l’impact sur l’ouvrabilité et l’apparence ?
La température de séchage est-elle définie en tenant compte de la maniabilité et de l'adhérence du processus ?
La résine d'encre et les matériaux ont-ils été sélectionnés en tenant compte de la productivité ?
La nécessité et la durée du séchage naturel ont-elles été vérifiées ?
La résine et les matériaux de l'encre répondent-ils aux exigences du client (sans substances nocives) ?
Lors du mélange de l'encre, faites attention à la durée de conservation après ouverture, à la dilution, à l'effet peau d'orange, aux trous d'épingle et aux autres défauts d'apparence.
Tenez compte du diamètre des particules d’encre et vérifiez la nécessité d’une filtration.
IV. Processus de sérigraphie
1. Sérigraphie sur verre plat
2. Processus de sérigraphie à chaud
Le liant utilisé dans l’encre de sérigraphie chaude sur verre est solide à température ambiante. Pendant l'impression, le chauffage de l'écran fait fondre le liant, dispersant uniformément la poudre de couleur frittée dans un état fluide. Une fois transférée sur le verre, l'encre se solidifie immédiatement en un film.
Pour la sérigraphie à chaud, l'écran peut être chauffé par courant électrique ou infrarouge.
Les écrans en acier inoxydable pour l'impression à chaud sur verre sont plus fins que ceux pour l'impression à froid, généralement 200 à 250 mesh.
Avant de commencer l'impression à chaud, l'encre doit être fondue dans un four électrique à température contrôlée. L'encre fondue doit être mélangée uniformément avant d'être appliquée sur l'écran. Pour des résultats optimaux, la température de l'atelier ne doit pas être inférieure à 10 degrés et le verre doit être à la même température, propre et sec.
3. Impression de décalcomanies pour la verrerie de forme irrégulière-
1) Quotidien ordinaire-Utilisez des décalcomanies sérigraphiées pour la verrerie
Pour de tels articles, le processus implique le formage et la cuisson des décalcomanies. Ce n'est qu'après la cuisson que l'effet de motif décoratif est obtenu.
Étant donné que l'autocollant est appliqué sur la surface de la verrerie-déjà formée, pour éviter toute déformation pendant la cuisson, la température de cuisson des pigments de l'autocollant ne doit pas dépasser la température de ramollissement de la verrerie, généralement entre 550 et 600 degrés.
La verrerie est transparente. Un mince film d'encre imprimé donne un effet de couleur médiocre, tandis qu'une couche épaisse et solide produit des couleurs vives,-accrocheuses et brillantes. La sérigraphie produit des décalcomanies présentant cette caractéristique. La couche épaisse sérigraphiée-contient plus de pigment. Dans la formulation d’encre, la proportion de liant est plus petite et celle de pigment plus importante. Les pigments de sérigraphie ont de bonnes propriétés de liaison, formant une structure vitreuse dense après cuisson, ce qui donne des décalcomanies lumineuses et brillantes.
Le processus de cuisson des autocollants pour verrerie à usage quotidien-implique d'abord l'application de l'autocollant, puis la cuisson au four. Une fois la décalcomanie sèche, les articles peuvent être chargés dans le four et cuits à la température requise. Lors de l'étape de préchauffage/carbonisation, la montée en température ne doit pas être trop rapide.
2) Spécial quotidien-Utilisez des autocollants pour articles
Ces décalcomanies sont utilisées sur des feuilles de verre plates avant formage. La cuisson du motif de décalcomanie se produit simultanément avec le formage de la verrerie, complétant les deux en une seule étape. Lorsque la feuille de verre plate se ramollit à haute température et s'enfonce dans un moule pour former un article façonné, le motif décoratif est également cuit.
Contrairement aux décalcomanies ordinaires, la température de cuisson des pigments doit correspondre à la température de ramollissement du verre.
V. Tir
1. Objectif
Pour garantir que l'encre adhère fermement à la surface du verre, rendant la couche d'encre lisse, aux couleurs vives et brillante.
2. Facteurs d'influence
Température, répartition, temps de cuisson. La température et la durée de cuisson dépendent principalement de la température de fusion de la fritte de verre et de la température de ramollissement du produit verrier.
Courbe typique de température de cuisson :
20-100 degrés : Après son entrée dans le four, la fritte de verre reste largement inchangée.
100-200 degrés : les composants volatils du solvant commencent à s'évaporer.
200-500 degrés : Le solvant s'évapore davantage, subit une combustion/carbonisation et se gazéifie, disparaissant complètement.
500–580 degrés : le verre à faible point de fusion-dans la fritte commence à fondre et la surface du substrat en verre se ramollit légèrement.
580–600 degrés : la fritte de verre à bas point de fusion-fond complètement, le pigment colorant développe sa couleur, la surface du substrat en verre se ramollit et se lie à la fritte de verre colorée, et la couleur devient très vibrante.
620–520 degrés : température de détente pour le produit en verre.
520–20 degrés : Le produit en verre refroidit progressivement, complétant ainsi le processus de cuisson.
4. Traiter les points clés
Contrôlez la température à l’intérieur du four de cuisson, le temps de chauffage et la vitesse de refroidissement.
Température de cuisson :Environ 600 degrés, presque égal à la température de ramollissement du produit en verre.
Temps de cuisson :Pas moins d'une heure, pour garantir que le solvant brûle complètement avant que l'encre pigmentée de verre ne fonde.
Vitesse de refroidissement :Doit être adapté à un recuit approprié.
5. Précautions
Les frittes de verre contiennent des oxydes de métaux lourds (plomb, chrome, cadmium, arsenic, bore…). La teneur en métaux lourds de l’encre doit être contrôlée pour éviter le lessivage. Pour l'impression sur de la verrerie pour aliments/boissons, les réglementations interdisent souvent l'impression sur la surface intérieure et dans une certaine plage sous l'embouchure des récipients/tasses.
6. Équipement
Four de cuisson
Composants : source de chaleur, vanne de régulation de gaz, chambre de chauffage/cuisson, dispositif de contrôle automatique de la température et bande transporteuse de produits.