패드 인쇄

패드 인쇄

핵심 요약

• 실리콘 패드가 에칭된 판에서 잉크를 떠내어 부품 위에 찍어 냅니다.
• 평면 인쇄 방식으로는 닿을 수 없는 곡면, 질감이 있는 면, 오목한 면에도 인쇄할 수 있습니다.
• 잉크 이형은 패드의 낮은 표면 에너지에 좌우됩니다. 부품이 잉크를 붙잡는 힘보다 패드가 잉크를 놓아 주는 힘이 더 커야 합니다.
• 대부분의 불량은 인쇄기가 아니라 표면 준비에서 비롯됩니다.

패드 인쇄

패드 인쇄는 에칭된 인쇄판에서 부드러운 실리콘 패드로, 다시 그 패드에서 제품 표면으로 잉크를 옮기는 간접 오프셋 공정으로, 곡면, 질감이 있는 면, 불규칙한 형상의 부품에도 정밀한 이미지를 인쇄할 수 있습니다. 스크린 인쇄나 잉크젯이 형상을 따라가지 못하는 3차원 플라스틱 부품의 장식에서 가장 널리 쓰이는 방식입니다.

인쇄 사이클의 작동 방식

• 충전(플러딩). 클리셰라고 부르는 인쇄판의 에칭된 이미지 영역에 잉크를 채웁니다.
• 닥터링. 블레이드가 판 표면의 잉크를 긁어내어 에칭된 오목부에만 잉크가 남도록 합니다.
• 점착력 형성. 노출된 잉크 표면에서 용제가 증발하면서 점착력이 높아지며, 이것이 다음 단계에서 잉크가 패드에 달라붙게 하는 원리입니다.
• 픽업. 실리콘 패드가 판을 눌러 오목부에서 잉크 막을 떠냅니다.
• 전사. 패드가 부품을 눌러 잉크를 굴리듯 옮깁니다. 패드가 변형되면서 잉크는 한꺼번에가 아니라 점진적으로 표면에서 떨어집니다.
• 이형. 패드가 복귀하며, 패드와 부품 사이의 점착력 차이가 이미지가 얼마나 완전하게 전사되는지를 결정합니다.

이 메커니즘은 실리콘의 매우 낮은 표면 에너지에 의존합니다. 패드는 부품이 잉크를 받아들이는 것보다 더 쉽게 잉크를 놓아야 하며, 바로 이 때문에 처리하지 않은 저에너지 플라스틱에서 문제가 생깁니다. 부품이 패드보다 잉크를 덜 받아들이면 잉크는 패드에 그대로 남습니다.

패드 인쇄와 대안 기술의 비교

대부분의 공장에서 두 방식은 경쟁 관계가 아니라 상호 보완 관계입니다. 패드 인쇄는 레이저 마킹으로 구현할 수 없는 브랜드 색상과 그래픽을 제공하고, 레이저 마킹은 패드 인쇄로 구현할 수 없는 영구적인 가변 데이터 코드를 제공합니다.

패드 인쇄 문제 해결

플라스틱에서 접착력 확보하기

패드 인쇄는 전사 단계 자체가 부품이 패드보다 더 잘 받아들여야 성립하므로 기재 준비의 영향을 특히 크게 받습니다. 따라서 준비 상태가 이미지의 전사 여부와 이후 유지 여부를 모두 좌우합니다.

• 일반적인 dyne 수치를 그대로 채택하지 말고, 사용하는 잉크에 필요한 표면 에너지를 실험적으로 정하십시오. 중요한 것은 해당 잉크 시스템이 요구하는 수치입니다.
• 인쇄 시점과 가깝게 처리하십시오. 활성화 효과는 몇 시간에서 며칠에 걸쳐 감소하므로, 근무 시작 시 처리해 근무 종료 때 인쇄하는 부품은 처리 시 측정한 수준보다 훨씬 낮아져 있을 수 있습니다.
• 시료가 아니라 인쇄 영역 전체를 전처리하십시오. 곡면 부품에서 그늘진 부위는 부분 전사가 드러나는 바로 그 지점입니다.
• 오염 원인을 상류에서 찾으십시오. 이형제, 슬립 첨가제, 공기 중의 실리콘은 모두 인쇄를 방해하며, 전처리는 이들을 제거하지 않고 오히려 활성화합니다. 그래서 dyne 측정값이 양호한데도 인쇄가 실패할 수 있습니다.
• 잉크 화학 조성을 기재에 맞추십시오. 폴리올레핀, TPE, 가소제 함유 등급에는 각각 전용으로 배합된 잉크 시스템이 필요하며, 가소제 함유 기재에서의 이행(마이그레이션)은 정상적인 인쇄도 수주에 걸쳐 손상시킵니다.
• 경화 후와 노화 후에 접착력을 시험하십시오. 갓 인쇄한 부품에 대한 격자 시험은 얻을 수 있는 증거 중 가장 약한 것입니다.

관련 용어 및 참고 자료

• 표면 에너지
• 대기압 플라즈마
• 폴리머 표면 전처리 방법
• 도장을 위한 플라스틱 준비

생산 현장에 적용하기

The Sabreen Group은 패드 인쇄 접착, 잉크 선정, 표면 전처리에 대해 독립적인 엔지니어링 지원을 제공합니다. 공정을 규정하거나, 소재를 검증하거나, 생산 문제를 해결하고 계신다면 당사 엔지니어링 서비스 팀이 도와드리겠습니다. 귀사의 적용 사례에 대해 상담하시려면 문의하십시오.

자주 묻는 질문

잉크가 전사되지 않고 패드에 남는 이유는 무엇입니까?

부품이 실리콘 패드보다 잉크를 덜 받아들이기 때문입니다. 전사가 이루어지려면 부품의 표면 에너지가 패드보다 높아야 하는데, 처리하지 않은 폴리올레핀은 이 조건을 충족하지 못합니다. 이는 인쇄기 문제가 아니라 표면 준비 문제이며, 압력, 속도, 패드 경도를 조정해도 해결되지 않습니다. 부품을 전처리해야 합니다.

실리콘이 패드의 적합한 소재인 이유는 무엇입니까?

매우 낮은 표면 에너지 덕분에 거의 모든 수용성 표면에 잉크를 쉽게 놓아 줄 수 있고, 탄성 덕분에 곡면과 질감이 있는 부품에 밀착됩니다. 패드는 에칭된 판에서 잉크를 떠낸 뒤 변형되고 구르면서 부품에 잉크를 내어 주며, 이러한 점진적 이형 덕분에 평면 이미지를 곡면에 정확하게 찍을 수 있습니다.

패드 인쇄로 일련번호 같은 가변 데이터를 인쇄할 수 있습니까?

아닙니다. 이미지는 고정된 에칭 클리셰에서 나오므로 패드 인쇄는 모든 부품에 동일한 이미지를 인쇄합니다. 코드, 일련번호, 날짜 코딩에는 잉크젯이나 레이저 마킹 같은 디지털 방식이 필요합니다. 실제로 많은 라인이 두 방식을 병행하여, 패드 인쇄로 브랜드 그래픽을, 레이저 마킹으로 영구적인 가변 코드를 구현합니다.

생산 중에 인쇄 품질이 변하는 이유는 무엇입니까?

대개 용제 균형 때문입니다. 잉크 점착력은 판에서 패드로, 패드에서 부품으로 전사를 일으키는 힘이며, 이는 용제가 얼마나 증발했는지에 따라 달라지고 주변 온도와 습도에 따라 하루 동안에도 변합니다. 용제는 눈대중으로 보충하지 말고 측정한 비율로 첨가하며, 잉크 혼합은 중량 기준으로 표준화하십시오.

패드 인쇄 이미지는 얼마나 내구성이 있습니까?

기재에 대한 접착력만큼 내구성이 있으며, 이는 인쇄 자체보다 잉크 선정과 전처리에 거의 전적으로 좌우됩니다. 올바르게 전처리하고 경화하면 패드 인쇄는 일반적인 취급을 잘 견디지만, 처리가 부족한 플라스틱에서는 잉크와 관계없이 벗겨집니다. 색상보다 영구성이 우선이라면 레이저 마킹은 도포된 층 자체를 없앱니다.

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