Serigrafia su materie plastiche

Serigrafia su materie plastiche

Punti chiave

• Il deposito più spesso tra i metodi di stampa sulle materie plastiche, 8–30 µm, ed è per questo che domina il bianco coprente sulle resine scure.
• Il numero di fili della maglia e lo spessore dello stencil determinano il deposito; tensione e distanza di stacco determinano il bordo.
• Le poliolefine richiedono un pretrattamento a 38–44 dyne/cm. ABS, PS, PC, PMMA e PVC si stampano così come stampati.
• Grafica fissa, pezzi piani o a curvatura singola. I dati variabili spettano alla stampa a getto d'inchiostro o al laser.

Serigrafia su materie plastiche

La serigrafia è un processo di decorazione in cui una racla spinge l'inchiostro attraverso le aree aperte di uno stencil montato su una maglia tesa, depositando un film di inchiostro spesso 8–30 µm sul pezzo in plastica tenuto sotto il telaio. La maglia si trova a pochi millimetri sopra il pezzo e si stacca dietro la racla per tranciare l'inchiostro in modo netto.

Le macchine piane tengono il pezzo parallelo al telaio; le macchine cilindriche fanno scorrere il telaio sotto una racla fissa mentre il pezzo ruota alla stessa velocità superficiale (bottiglie, tubi, bicchieri, siringhe); le macchine coniche distorcono la grafica su un arco e inclinano il pezzo in modo che una conicità fino a circa 15° resti tangente al telaio.

Maglia, stencil e deposito di inchiostro

La maglia è un monofilamento di poliestere in tessitura semplice: il numero di fili stabilisce l'area aperta e il deposito, il diametro del filo stabilisce la risoluzione. È incollata al telaio a 18–30 N/cm e ritirata sotto circa 15 N/cm, perché un telaio allentato sbava il bordo allo stacco. Lo stencil, in fotoemulsione o in film capillare, aggiunge un'emulsione sopra la maglia (EOM) pari al 10–20% dello spessore della maglia, con una faccia inferiore a Rz 5 µm in modo che il bordo faccia tenuta contro il pezzo invece di ricalcare i fili.

Sistemi di inchiostro per materie plastiche

L'inchiostro si specifica per serie, non per colore: ogni serie è formulata per una famiglia di resine e un metodo di polimerizzazione, e una che funziona sull'ABS può fallire sul PET.

Parametri di processo

Le impostazioni interagiscono e ogni compensazione costa definizione del bordo: si impostino prima tensione e distanza di stacco e si tocchi la racla per ultima.

Preparazione del substrato e regole di progetto

Si punti a un'energia superficiale di 38–44 dyne/cm: ABS, PS, PC, PMMA e PVC la raggiungono così come stampati; polipropilene e polietilene, a 29–31 dyne/cm, non la raggiungono mai. La fiamma e il plasma atmosferico trattano pezzi stampati e bottiglie; il corona tratta lastre e film. Il trattamento decade: si stampi entro una finestra verificata con una prova, si confermi con un test delle dyne alla pressa e si dimensioni il margine con il calcolatore di energia superficiale.

Il distaccante siliconico vanifica ogni serie; si specifichi uno stampaggio privo di distaccante o un lavaggio convalidato. L'aria ionizzata e un'umidità relativa del 45–55% controllano la statica che tira i filamenti allo stacco e attira la polvere.

• Larghezza minima della linea: 0,1–0,15 mm in positivo con maglia 355–420 e inchiostro UV; 0,2–0,25 mm in negativo, che scorre verso l'interno da entrambi i lati.
• Registro: ±0,1–0,2 mm su una dima con spine, 0,2–0,3 mm di sovrapposizione per il multicolore; si posizioni sulle caratteristiche stampate, mai sulla linea di divisione.
• Mezzitoni: 45–85 lpi, maglia pari ad almeno quattro volte la retinatura, toni 10–90%, angoli sfalsati di 22,5° rispetto alla maglia.
• Curvatura: raggio costante o conicità singola; curvature composte e incavi vanno alla tampografia. Si tenga l'immagine lontana da punti di iniezione, linee di divisione e ritiri.

Difetti e risoluzione dei problemi

Specifica e verifica di una decorazione serigrafica

«Serigrafia, bianco» non specifica nulla. Il disegno dovrebbe riportare serie di inchiostro e codice pezzo, qualità della resina, pretrattamento e obiettivo in dyne, numero di fili della maglia, spessore del film secco, riferimenti e prove di accettazione con le relative tempistiche; gli inchiostri a solvente e bicomponenti continuano a polimerizzare per giorni, quindi una prova alla pressa dimostra poco.

• Adesione: ASTM D3359 Metodo B a 24 h per gli inchiostri UV e a 72 h per quelli a solvente; si indichino il nastro e la classe minima, di solito 4B.
• Abrasione: Taber (ASTM D4060, CS-10) o crockmeter fino a un numero di cicli dichiarato; la durezza a matita (ASTM D3363) verifica la polimerizzazione.
• Resistenza chimica e agli agenti atmosferici: prove a goccia ASTM D1308 con i fluidi a cui il prodotto sarà esposto — crema solare, DEET, igienizzante, IPA — e ASTM G154 per i pezzi esterni.

La tampografia raggiunge le curvature composte ma deposita 4–8 µm; la stampa a getto d'inchiostro stampa a pieni colori variabili con 5–15 µm ma richiede uno stretto controllo dell'energia superficiale; la stampa a caldo dà metallizzati speculari senza polimerizzazione; la decorazione in stampo è durevole ma la più costosa da attrezzare; la marcatura laser è permanente e variabile ma non ha il bianco. La serigrafia vince per opacità, deposito e costo ad alti volumi, e perde quando la grafica cambia da pezzo a pezzo (si vedano i metodi di decorazione delle materie plastiche a confronto).

Termini correlati e letture

• Decorazione e finitura
• Metodi di pretrattamento superficiale
• Stampa a getto d'inchiostro su materie plastiche
• Marcatura laser e stampa a getto d'inchiostro a confronto
• Prove di resistenza all'abrasione e agli agenti chimici
• Prova del nastro ASTM D3359

Applicazione in produzione

The Sabreen Group offre supporto ingegneristico indipendente per la qualifica della serigrafia, la scelta di inchiostri e pretrattamenti e la risoluzione dei problemi di adesione delle decorazioni. Se Lei sta definendo un processo, qualificando un materiale o risolvendo un problema di produzione, il nostro team dei servizi di ingegneria può aiutarLa. Ci contatti per discutere la Sua applicazione.

Domande frequenti

Quale numero di fili della maglia conviene usare per la serigrafia su materie plastiche?

Una maglia da 305–355 fili/pollice con inchiostro UV dà 10–15 µm e gestisce la maggior parte di testi e grafiche. Si scenda a 200–260 per inchiostri a solvente e colori pieni, a 110–160 per bianchi coprenti o inchiostri conduttivi, e si salga a 380–420 per mezzitoni e linee da 0,1 mm a scapito dell'opacità.

Il polipropilene può essere serigrafato?

Sì, ma non così come stampato: a 29–31 dyne/cm nessun inchiostro standard lo bagna. Si tratti il pezzo a fiamma o con plasma atmosferico fino a 42–44 dyne/cm, si stampi entro la finestra di trattamento e si usi una serie UV o bicomponente indicata per le poliolefine. Si verifichi ogni lotto di resina; gli additivi scivolanti che migrano accorciano la finestra.

Perché una stampa serigrafica UV supera la prova del nastro alla pressa ma cede in seguito?

Di solito per una polimerizzazione insufficiente all'interno di un deposito spesso od opaco che una verifica di appiccicosità non rileva; per un'energia superficiale al limite, persa con il recupero idrofobico e la migrazione degli additivi; oppure perché crema solare e grasso delle mani attaccano un film privo di resistenza chimica. Si misuri la dose con un radiometro, si provi a 24 h e si esegua la ASTM D1308 con i fluidi reali.

Quanto sottile può essere una linea in serigrafia su un pezzo di plastica?

Circa 0,1 mm in positivo su superfici lucide con maglia 420, stencil in film capillare e racla dura; 0,15 mm è il comodo limite di produzione. Le linee in negativo richiedono 0,2–0,25 mm perché l'inchiostro scorre verso l'interno da entrambi i lati. Texture, curvatura e inchiostri a solvente aggiungono ciascuno larghezza; si dimostri il limite sul pezzo di produzione.

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