플라스틱 스크린 인쇄
핵심 요약
- 플라스틱 인쇄 방식 중 가장 두꺼운 8–30 µm의 잉크 도막을 형성하며, 그 덕분에 어두운 수지 위의 불투명 백색 인쇄에서 독보적입니다.
- 메시 수와 스텐실 두께가 잉크 도포량을 결정하고, 장력과 오프 콘택트가 가장자리 품질을 결정합니다.
- 폴리올레핀은 38–44 dyne/cm까지 전처리가 필요합니다. ABS, PS, PC, PMMA, PVC는 성형 상태 그대로 인쇄할 수 있습니다.
- 고정된 아트워크와 평면 또는 단일 곡률 부품에 적합합니다. 가변 데이터는 잉크젯이나 레이저의 영역입니다.
플라스틱 스크린 인쇄
스크린 인쇄는 스퀴지가 장력을 받은 메시 위의 스텐실 개구부로 잉크를 밀어내어, 스크린 아래에 놓인 플라스틱 부품에 8–30 µm 두께의 잉크 막을 형성하는 장식 공정입니다. 메시는 부품 위 몇 밀리미터 높이에 있으며, 스퀴지 뒤에서 떨어지면서 잉크를 깨끗하게 분리합니다.
평판식 장비는 부품을 스크린과 평행하게 고정합니다. 원통형 장비는 고정된 스퀴지 아래에서 스크린을 이동시키고 부품은 표면 속도에 맞춰 회전시킵니다(병, 튜브, 컵, 주사기). 원추형 장비는 아트워크를 호 형태로 왜곡하고 부품을 기울여 최대 약 15°의 테이퍼가 스크린에 접하도록 유지합니다.
메시, 스텐실 및 잉크 도포량
메시는 평직 모노필라멘트 폴리에스터입니다. 실 밀도(thread count)가 개구율과 도포량을 결정하고, 실 직경이 해상도를 결정합니다. 프레임에 18–30 N/cm로 접착하고 약 15 N/cm 미만이면 폐기하는데, 느슨한 스크린은 분리 시 가장자리를 번지게 하기 때문입니다. 감광 에멀전 또는 모세관 필름인 스텐실은 메시 두께의 10–20%에 해당하는 메시 위 에멀전(EOM)을 더하며, 표면은 Rz 5 µm 미만이어야 가장자리가 실 자국을 따라가지 않고 부품에 밀착됩니다.
플라스틱용 잉크 시스템
잉크는 색상이 아니라 시리즈로 지정합니다. 각 시리즈는 수지 계열과 경화 방식에 맞게 배합되며, ABS에서 통과한 잉크가 PET에서는 실패할 수 있습니다.
공정 파라미터
설정값들은 서로 영향을 주며 모든 보정은 가장자리 선명도를 희생시킵니다. 장력과 오프 콘택트를 먼저 설정하고 스퀴지는 마지막에 조정하십시오.
기재 준비 및 설계 규칙
목표 표면 에너지는 38–44 dyne/cm입니다. ABS, PS, PC, PMMA, PVC는 성형 상태에서 도달하지만, 29–31 dyne/cm인 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 결코 도달하지 못합니다. 화염 및 대기압 플라즈마는 성형 부품과 병을 처리하고, 코로나는 시트와 필름을 처리합니다. 처리 효과는 감쇠하므로, 시험으로 검증한 처리 가능 시간 내에 인쇄하고, 인쇄기에서 다인 시험으로 확인하며, 표면 에너지 계산기로 여유를 산정하십시오.
실리콘 이형제는 모든 시리즈를 무력화하므로, 이형제 없는 성형 또는 검증된 세척 공정을 지정하십시오. 이온화 공기와 상대습도 45–55%는 분리 시 실을 끌어당기고 먼지를 끌어들이는 정전기를 제어합니다.
- 최소 선폭. 355–420 메시와 UV 잉크에서 양각은 0.1–0.15 mm, 음각(reversed-out)은 양쪽에서 잉크가 안쪽으로 번지므로 0.2–0.25 mm입니다.
- 정합도. 핀 고정 지그에서 ±0.1–0.2 mm, 다색 인쇄의 트랩은 0.2–0.3 mm이며, 파팅 라인이 아니라 성형된 형상을 기준으로 위치를 잡으십시오.
- 하프톤. 45–85 lpi, 메시는 선수의 최소 4배, 농도 10–90%, 각도는 메시에서 22.5° 어긋나게 설정합니다.
- 곡률. 일정한 반경 또는 단일 테이퍼여야 하며, 복합 곡면과 오목부는 패드 인쇄로 넘깁니다. 이미지를 게이트, 파팅 라인, 싱크 마크에서 멀리 두십시오.
결함 및 문제 해결
스크린 인쇄 장식의 사양 설정과 검증
“스크린 인쇄, 백색”은 아무것도 지정하지 않는 표기입니다. 도면에는 잉크 시리즈와 부품 번호, 수지 등급, 전처리 및 dyne 목표값, 메시 수, 건조 막 두께, 기준점, 시기를 포함한 합격 시험을 기재해야 합니다. 용제계와 2액형 잉크는 며칠간 계속 경화되므로 인쇄기에서의 시험은 거의 의미가 없습니다.
- 접착력. ASTM D3359 방법 B를 UV 잉크는 24시간, 용제 잉크는 72시간 후에 실시하며, 테이프와 최소 등급(대개 4B)을 명시합니다.
- 내마모성. Taber(ASTM D4060, CS-10) 또는 크로크미터로 지정한 사이클 수까지 시험하며, 연필 경도(ASTM D3363)로 경화 상태를 선별합니다.
- 내화학성 및 내후성. 제품이 접하는 유체(자외선 차단제, DEET, 소독제, IPA)로 ASTM D1308 점적 시험을 실시하고, 외장 부품은 ASTM G154를 적용합니다.
패드 인쇄는 복합 곡면에 도달하지만 도포량이 4–8 µm이고, 잉크젯은 5–15 µm로 가변 풀컬러를 인쇄하지만 엄격한 표면 에너지 관리가 필요하며, 핫 스탬핑은 경화 없이 경면 금속 광택을 구현하고, 인몰드 데코레이팅은 내구성이 뛰어나지만 금형 비용이 가장 높으며, 레이저 마킹은 영구적이고 가변적이지만 백색이 없습니다. 스크린 인쇄는 불투명도, 도포량, 대량 생산 비용에서 우위에 있고 부품마다 아트워크가 바뀔 때는 불리합니다(플라스틱 장식 방식 비교 참조).
관련 용어 및 참고 자료
생산 현장에 적용하기
The Sabreen Group은 스크린 인쇄 인증, 잉크 및 전처리 선정, 장식 접착 문제 해결에 대한 독립적인 엔지니어링 지원을 제공합니다. 공정을 사양화하거나, 소재를 인증하거나, 생산 문제를 해결해야 하는 경우 당사의 엔지니어링 서비스 팀이 도와드리겠습니다. 문의하십시오.
자주 묻는 질문
플라스틱 스크린 인쇄에는 어떤 메시 수를 사용해야 합니까?
UV 잉크에 305–355 threads/inch 메시를 사용하면 10–15 µm가 형성되며 대부분의 문자와 그래픽에 적합합니다. 용제 잉크와 단색 면 인쇄에는 200–260, 불투명 백색이나 전도성 잉크에는 110–160으로 낮추고, 하프톤과 0.1 mm 선에는 불투명도를 희생하고 380–420으로 올립니다.
폴리프로필렌에 스크린 인쇄를 할 수 있습니까?
가능하지만 성형 상태 그대로는 안 됩니다. 29–31 dyne/cm에서는 표준 잉크가 젖지 않습니다. 화염 또는 대기압 플라즈마로 42–44 dyne/cm까지 처리하고, 처리 가능 시간 내에 인쇄하며, 폴리올레핀용으로 등급이 지정된 UV 또는 2액형 시리즈를 사용하십시오. 이행하는 슬립 첨가제가 가능 시간을 단축시키므로 수지 로트마다 검증하십시오.
UV 스크린 인쇄가 인쇄기에서는 테이프 시험을 통과하는데 나중에 실패하는 이유는 무엇입니까?
대개 점착 확인으로 알아내지 못하는, 두껍거나 불투명한 도막 내부의 경화 부족, 소수성 회복과 첨가제 이행으로 인해 잃어버린 한계 수준의 표면 에너지, 또는 내화학성이 없는 막을 공격하는 자외선 차단제와 손의 유분 때문입니다. 라디오미터로 선량을 측정하고, 24시간 후에 시험하며, 실제 유체로 ASTM D1308을 실시하십시오.
스크린 인쇄로 플라스틱 부품에 얼마나 가는 선을 구현할 수 있습니까?
광택면에서 420 메시, 모세관 필름 스텐실, 경질 스퀴지를 사용하면 양각 약 0.1 mm이며, 0.15 mm가 안정적인 양산 한계입니다. 음각 선은 양쪽에서 잉크가 안쪽으로 번지므로 0.2–0.25 mm가 필요합니다. 질감, 곡률, 용제 잉크는 각각 선폭을 늘리므로 한계는 실제 양산 부품으로 검증하십시오.
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Scott Sabreen — 사장 겸 수석 엔지니어, 30년 이상의 경력. 귀사의 적용 분야와 SABREEN 솔루션에 대해 무료로 상담해 드립니다. 가장 어려운 과제를 저희에게 맡겨 주십시오.
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