塑膠網版印刷
重點摘要
- 在所有塑膠印刷方法中墨層最厚,達 8–30 µm,因此在深色樹脂上印製不透明白色時非它莫屬。
- 網布目數與版膜厚度決定墨量;張力與離版距離決定邊緣品質。
- 聚烯烴需要前處理至 38–44 dyne/cm。ABS、PS、PC、PMMA 與 PVC 在成型後即可直接印刷。
- 適用於固定圖稿、平面或單一曲率的零件。可變資料應交由噴墨或雷射處理。
塑膠網版印刷
網版印刷是一種裝飾製程:刮刀將油墨壓過繃緊網布上版膜的開口區域,在網版下方的塑膠零件上沉積厚 8–30 µm 的墨膜。網布與零件相距數公釐,並在刮刀後方回彈脫離,將油墨乾淨地剪切出來。
平板機使零件與網版平行;圓柱機在固定刮刀下移動網版,同時零件以匹配的表面速度旋轉(瓶、管、杯、注射器);錐形機則將圖稿扭曲至弧面上,並傾斜零件,使錐度達約 15° 的零件仍能與網版保持相切。
網布、版膜與墨量
網布為平織單絲聚酯:紗線密度決定開口面積與墨量,紗線直徑決定解析度。它以 18–30 N/cm 的張力黏附於框架,低於約 15 N/cm 即報廢,因為鬆弛的網版會在脫離時使邊緣模糊。版膜(感光乳劑或毛細管膜)會在網布上加上相當於網布厚度 10–20% 的乳劑層(EOM),版面粗糙度低於 Rz 5 µm,使邊緣像墊圈般貼合零件,而不是沿著紗線走。
塑膠用油墨系統
油墨依系列而非顏色來指定:每個系列都是針對某一樹脂族與固化方式配製的,在 ABS 上合格的油墨,在 PET 上可能失效。
製程參數
各項設定相互影響,每一次補償都會犧牲邊緣清晰度:先設定張力與離版距離,最後才調整刮刀。
基材準備與設計準則
目標表面能為 38–44 dyne/cm:ABS、PS、PC、PMMA 與 PVC 在成型後即可達到;而聚丙烯與聚乙烯為 29–31 dyne/cm,永遠無法達到。火焰與大氣電漿用於處理成型零件與瓶身;電暈用於處理板材與薄膜。處理效果會衰減:應在經試驗驗證的時間窗內印刷,在印刷機旁以 dyne 測試確認,並以表面能計算器估算裕度。
矽膠脫模劑會使所有系列失效;請指定無脫模劑成型或經驗證的清洗程序。離子化空氣與 45–55% RH 可控制在脫離時拉絲並吸附灰塵的靜電。
- 最小線寬:使用 355–420 目網布與 UV 油墨時,正像為 0.1–0.15 mm;反白線為 0.2–0.25 mm,因為油墨會從兩側向內漫流。
- 對位:固定治具上為 ±0.1–0.2 mm,多色疊印的容差為 0.2–0.3 mm;以成型特徵定位,絕不以分模線定位。
- 網點:45–85 lpi,網布目數至少為線數的四倍,色調 10–90%,角度與網布偏移 22.5°。
- 曲率:恆定半徑或單一錐度;複合曲面與凹陷處應改用移印。圖案應避開澆口、分模線與縮痕。
缺陷與疑難排解
網版印刷裝飾的規格制定與驗證
「網版印刷,白色」並未規定任何事項。圖面應載明油墨系列與料號、樹脂等級、前處理與 dyne 目標、網布目數、乾膜厚度、基準點,以及驗收測試及其時機;溶劑型與雙組分油墨會持續固化數日,因此在印刷機旁的測試意義不大。
- 附著力:UV 油墨於 24 小時、溶劑型油墨於 72 小時後依 ASTM D3359 方法 B 測試;須載明膠帶與最低等級,通常為 4B。
- 耐磨:Taber(ASTM D4060,CS-10)或摩擦試驗機,至指定循環次數;鉛筆硬度(ASTM D3363)可篩檢固化狀況。
- 耐化學與耐候:以產品會接觸的流體——防曬乳、DEET、消毒液、IPA——依 ASTM D1308 進行點滴試驗,外部零件另依 ASTM G154 測試。
移印可處理複合曲面,但墨層僅 4–8 µm;噴墨可印製 5–15 µm 的可變全彩,但需要嚴格控制表面能;熱燙印可得鏡面金屬效果且無需固化;模內裝飾耐久但模具成本最高;雷射打標永久且可變,但無法呈現白色。網版印刷在不透明度、墨量與量產成本上勝出,而當圖稿逐件變動時則居劣勢(請參閱塑膠裝飾方法比較)。
相關術語與延伸閱讀
實際應用於生產
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常見問題
塑膠網版印刷應使用多少目的網布?
搭配 UV 油墨時,305–355 目/英吋的網布可得 10–15 µm 墨層,適用於大多數文字與圖案。溶劑型油墨與實色可降至 200–260 目,不透明白色或導電油墨用 110–160 目,網點與 0.1 mm 線條則提高到 380–420 目,但會犧牲不透明度。
聚丙烯可以網版印刷嗎?
可以,但不能在成型後直接印:在 29–31 dyne/cm 下,沒有任何標準油墨能潤濕它。以火焰或大氣電漿將零件處理至 42–44 dyne/cm,在處理時間窗內印刷,並使用聚烯烴等級的 UV 或雙組分系列。每一批樹脂都應驗證;遷移的滑爽劑會縮短時間窗。
為什麼 UV 網版印刷品在印刷機旁通過膠帶測試,之後卻失效?
通常原因有三:厚墨層或不透明墨層內部固化不足,而觸黏檢查看不出來;表面能邊際不足,因疏水性恢復與添加劑遷移而流失;或防曬乳與手部油脂侵蝕了無耐化學性的墨膜。請以輻射計量測劑量,在 24 小時後測試,並以實際流體進行 ASTM D1308。
網版印刷在塑膠零件上能維持多細的線條?
在光澤表面使用 420 目網布、毛細管膜版膜與硬刮刀時,正像約為 0.1 mm;0.15 mm 是量產上較舒適的極限。反白線需要 0.2–0.25 mm,因為油墨會從兩側向內漫流。紋理、曲率與溶劑型油墨都會使線寬增加;請在量產零件上驗證極限。
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