Siebdruck auf Kunststoffen

Siebdruck auf Kunststoffen

Das Wichtigste in Kürze

• Der dickste Farbauftrag aller Druckverfahren für Kunststoffe, 8–30 µm – deshalb ist er bei deckendem Weiß auf dunklen Harzen unschlagbar.
• Gewebefeinheit und Schablonendicke bestimmen den Auftrag; Spannung und Absprung bestimmen die Kante.
• Polyolefine brauchen eine Vorbehandlung auf 38–44 dyne/cm. ABS, PS, PC, PMMA und PVC lassen sich im Spritzgusszustand bedrucken.
• Festes Artwork, ebene Teile oder Teile mit einfacher Krümmung. Variable Daten gehören zum Tintenstrahldruck oder Laser.

Siebdruck auf Kunststoffen

Siebdruck ist ein Dekorationsverfahren, bei dem ein Rakel Farbe durch die offenen Bereiche einer Schablone auf einem gespannten Gewebe drückt und auf dem unter dem Sieb gehaltenen Kunststoffteil einen 8–30 µm dicken Farbfilm abscheidet. Das Gewebe liegt einige Millimeter über dem Teil und löst sich hinter dem Rakel ab, wodurch die Farbe sauber abgeschert wird.

Flachbettmaschinen halten das Teil parallel zum Sieb; Zylindermaschinen führen das Sieb unter einem feststehenden Rakel entlang, während sich das Teil mit angepasster Oberflächengeschwindigkeit dreht (Flaschen, Tuben, Becher, Spritzen); Konusmaschinen verzerren das Artwork auf einen Bogen und kippen das Teil, sodass eine Verjüngung von bis zu etwa 15° tangential zum Sieb bleibt.

Gewebe, Schablone und Farbauftrag

Das Gewebe ist ein leinwandbindiges Polyester-Monofil: Die Fadenzahl bestimmt die offene Fläche und den Auftrag, der Fadendurchmesser die Auflösung. Es wird mit 18–30 N/cm im Rahmen verklebt und unter etwa 15 N/cm ausgesondert, weil ein schlaffes Sieb die Kante beim Ablösen verschmiert. Die Schablone, eine Fotoemulsion oder ein Kapillarfilm, ergänzt eine Emulsion über dem Gewebe (EOM) von 10–20 % der Gewebedicke, mit einer Oberfläche unter Rz 5 µm, damit die Kante am Teil dichtet, statt die Fäden nachzuzeichnen.

Farbsysteme für Kunststoffe

Farbe wird nach Serie spezifiziert, nicht nach Farbton: Jede Serie ist für eine Harzfamilie und ein Härtungsverfahren formuliert, und eine, die auf ABS besteht, kann auf PET versagen.

Prozessparameter

Die Einstellungen beeinflussen sich gegenseitig, und jede Kompensation kostet Kantenschärfe: Stellen Sie zuerst Spannung und Absprung ein und berühren Sie den Rakel zuletzt.

Substratvorbereitung und Konstruktionsregeln

Zielwert ist eine Oberflächenenergie von 38–44 dyne/cm: ABS, PS, PC, PMMA und PVC erreichen sie im Spritzgusszustand; Polypropylen und Polyethylen mit 29–31 dyne/cm erreichen sie nie. Beflammung und Atmosphärendruckplasma behandeln Formteile und Flaschen; Korona behandelt Platten und Folien. Die Behandlung klingt ab: Drucken Sie innerhalb eines durch Versuch ermittelten Fensters, bestätigen Sie mit einem Dyne-Test an der Druckmaschine und bemessen Sie die Reserve mit dem Oberflächenenergie-Rechner.

Silikon-Trennmittel setzt jede Serie außer Kraft; spezifizieren Sie trennmittelfreies Spritzgießen oder eine validierte Wäsche. Ionisierte Luft und 45–55 % relative Luftfeuchte beherrschen die Statik, die beim Ablösen Fäden zieht und Staub anzieht.

• Minimale Linienbreite: 0,1–0,15 mm positiv mit 355–420 Gewebe und UV-Farbe; 0,2–0,25 mm negativ (ausgespart), da die Farbe von beiden Seiten nach innen verläuft.
• Passgenauigkeit: ±0,1–0,2 mm in einer gestifteten Vorrichtung, 0,2–0,25 mm Überlappung (Trapping) bei Mehrfarbdruck; positionieren Sie an Formmerkmalen, nie an der Trennebene.
• Raster: 45–85 lpi, Gewebe mindestens das Vierfache der Rasterweite, Tonwerte 10–90 %, Winkel um 22,5° zum Gewebe versetzt.
• Krümmung: konstanter Radius oder einfache Verjüngung; zusammengesetzte Krümmungen und Vertiefungen gehören in den Tampondruck. Halten Sie das Motiv von Angüssen, Trennebenen und Einfallstellen fern.

Fehler und Fehlersuche

Spezifikation und Prüfung einer siebgedruckten Dekoration

„Siebdruck, weiß“ spezifiziert nichts. Die Zeichnung sollte Farbserie und Teilenummer, Harztype, Vorbehandlung und Dyne-Ziel, Gewebefeinheit, Trockenschichtdicke, Bezugspunkte und Abnahmeprüfungen mit ihrem Zeitpunkt enthalten; Lösungsmittel- und Zweikomponentenfarben härten tagelang nach, sodass ein Test an der Druckmaschine wenig beweist.

• Haftung: ASTM D3359 Verfahren B nach 24 h bei UV- und nach 72 h bei Lösungsmittelfarben; geben Sie Klebeband und Mindestklasse an, meist 4B.
• Abrieb: Taber (ASTM D4060, CS-10) oder Crockmeter bis zu einer festgelegten Zyklenzahl; die Bleistifthärte (ASTM D3363) prüft die Aushärtung.
• Chemikalien und Bewitterung: ASTM-D1308-Tropfentests mit den Medien, mit denen das Produkt in Berührung kommt – Sonnencreme, DEET, Desinfektionsmittel, IPA – und ASTM G154 für Außenteile.

Der Tampondruck erreicht zusammengesetzte Krümmungen, trägt aber nur 4–8 µm auf; der Tintenstrahldruck druckt variabel in Vollfarbe mit 5–15 µm, verlangt aber eine enge Kontrolle der Oberflächenenergie; Heißprägen liefert spiegelnde Metallics ohne Härtung; In-Mold-Dekoration ist haltbar, aber im Werkzeug am teuersten; die Laserbeschriftung ist dauerhaft und variabel, hat aber kein Weiß. Der Siebdruck gewinnt bei Deckkraft, Auftrag und Kosten in Serie und verliert, wenn sich das Artwork von Teil zu Teil ändert (siehe Dekorationsverfahren für Kunststoffe im Vergleich).

Verwandte Begriffe und weiterführende Informationen

• Dekoration und Veredelung
• Methoden der Oberflächenvorbehandlung
• Tintenstrahldruck auf Kunststoffen
• Laserbeschriftung im Vergleich zum Tintenstrahldruck
• Abrieb- und Chemikalienbeständigkeitsprüfung
• ASTM-D3359-Klebebandtest

Anwendung in der Produktion

The Sabreen Group bietet unabhängige Ingenieurunterstützung bei der Qualifizierung des Siebdrucks, der Auswahl von Farbe und Vorbehandlung sowie der Fehlersuche bei der Dekorationshaftung. Wenn Sie einen Prozess spezifizieren, einen Werkstoff qualifizieren oder ein Produktionsproblem beheben müssen, hilft Ihnen unser Team der Ingenieurdienstleistungen gerne weiter. Kontaktieren Sie uns, um Ihre Anwendung zu besprechen.

Häufig gestellte Fragen

Welche Gewebefeinheit sollte ich beim Siebdruck auf Kunststoffen verwenden?

Ein Gewebe mit 305–355 Fäden/Zoll ergibt mit UV-Farbe 10–15 µm und bewältigt die meisten Texte und Grafiken. Gehen Sie für Lösungsmittelfarben und Vollton auf 200–260, für deckendes Weiß oder leitfähige Farben auf 110–160 und für Raster und 0,1-mm-Linien auf 380–420, auf Kosten der Deckkraft.

Lässt sich Polypropylen im Siebdruck bedrucken?

Ja, aber nicht im Spritzgusszustand: Bei 29–31 dyne/cm benetzt keine Standardfarbe es. Behandeln Sie das Teil mit Flamme oder Atmosphärendruckplasma auf 42–44 dyne/cm, drucken Sie innerhalb des Behandlungsfensters und verwenden Sie eine für Polyolefine geeignete UV- oder Zweikomponentenserie. Prüfen Sie jede Harzcharge; wandernde Gleitadditive verkürzen das Fenster.

Warum besteht ein UV-Siebdruck an der Druckmaschine den Klebebandtest, versagt aber später?

Meist durch Untervernetzung in einem dicken oder deckenden Auftrag, die ein Klebrigkeitstest übersieht; durch grenzwertige Oberflächenenergie, die durch hydrophobe Rückbildung und Additivmigration verloren geht; oder weil Sonnencreme und Handfett einen Film ohne Chemikalienbeständigkeit angreifen. Messen Sie die Dosis mit einem Radiometer, prüfen Sie nach 24 h und führen Sie ASTM D1308 mit den realen Medien durch.

Wie feine Linien kann der Siebdruck auf einem Kunststoffteil halten?

Etwa 0,1 mm positiv auf Glanz mit einem 420er Gewebe, einer Kapillarfilm-Schablone und hartem Rakel; 0,15 mm ist die komfortable Produktionsgrenze. Negativ ausgesparte Linien brauchen 0,2–0,25 mm, weil die Farbe von beiden Seiten nach innen verläuft. Textur, Krümmung und Lösungsmittelfarben vergrößern jeweils die Breite; weisen Sie die Grenze am Serienteil nach.

---