Краска для трафаретной печати выглядит чистой — почему после запекания появляются волдыри

Краска для трафаретной печати / Контроль дефектов после отверждения

Печатная плата или стеклянная панель, выходящая из трафаретного принтера с чистым, острым слоем чернил (без растекания, правильное определение краев, равномерный цвет), а затем после этапа запекания покрывается вздутиями, точечными отверстиями или выступающими пятнами, демонстрирует один из наиболее неприятных для диагностики дефектов чернил: проблему, которая невидима в момент печати, но появляется только после применения тепла. Печать не является точкой отказа. Вопрос в том, что происходит с газом и растворителем, оказавшимися внутри красочной пленки, когда температура печи повышается.

Почему на визуально чистой отпечатке появляются дефекты после запекания

Краски для трафаретной печати наносятся в виде влажной пленки, содержащей растворители, остаточный воздух, уловленный при смешивании краски и печати, а в некоторых случаях компоненты с низкой температурой кипения, которые остаются жидкими при комнатной температуре. Отпечаток выглядит чистым, потому что они распределены внутри пленки, где их не видно. Печь меняет все: повышение температуры испаряет растворители и расширяет захваченный воздух, создавая внутреннее давление внутри пленки, которая одновременно пытается течь, выравниваться и сшиваться. Когда давление нарастает быстрее, чем пленка может его выпустить, образуются волдыри. Когда поверхность пленки загустевает до того, как газ сможет полностью выйти, остаются микропоры.

Последовательность действий, которая приводит к образованию волдырей и проколов

Растворитель и захваченный воздух присутствуют во влажной пленке

Каждая печатная красочная пленка содержит растворенный растворитель и некоторое количество захваченного воздуха, попадающего во время подготовки краски, прохода ракеля и контакта с подложкой.

Температура духовки повышается

Когда подложка попадает в печь, температура пленки увеличивается. Давление паров растворителя быстро возрастает; Захваченный воздух расширяется в зависимости от повышения температуры.

Вязкость пленки падает, затем повышается

Красочная пленка по мере нагревания изначально становится менее вязкой — это окно, через которое должен выйти газ. Когда начинается сшивка, вязкость быстро возрастает, закрывая «окно выхода».

Давление газа превышает прочность пленки

Если скорость образования газа превышает способность пленки к вентиляции (либо из-за того, что вязкость уже выросла, либо из-за слишком большого объема газа), внутреннее давление превышает когезионную прочность пленки.

Блистерные или точечные формы

Волдыри образуются, когда пленка расслаивается или куполообразно закрывает газовый карман. Отверстия образуются, когда газ выходит, но поверхность пленки уже частично загущена и не может повторно течь, чтобы закрыть выходной канал.

Разница между пузырем и точечным отверстием заключается во времени: образование пузырей означает, что газ все еще остается в ловушке, когда пленка затвердевает; точечные отверстия означают, что газ вышел, но поверхность уже слишком сильно застыла, чтобы самовосстановиться после выхода.

Факторы, повышающие риск возникновения дефектов после обжига

Смешивание чернил/Введение воздуха	Смешивание с высокой скоростью сдвига без адекватной деаэрации приводит к образованию микропузырьков, которые не видны во влажной краске, но значительно расширяются под воздействием тепла в печи.
Растворитель Состав	Растворители с высокой температурой кипения, которые не улетучиваются должным образом до того, как пленка начнет образовывать гель, создают внутреннее давление на более поздних стадиях отверждения.
Толщина пленки	Более толстые отложения содержат больше общего объема растворителя и захваченного воздуха, а внутренние слои имеют более длинный путь к поверхности, что увеличивает риск образования волдырей.
Скорость изменения температуры печи	Очень быстрое изменение температуры приводит к быстрому испарению растворителя до того, как пленка успевает выйти наружу, а более медленное изменение температуры обеспечивает более контролируемое высвобождение растворителя.
Этап предварительного обжига (выдержки)	Если дать отпечатанной пленке постоять при умеренной температуре до полного отверждения, растворитель вытечет до того, как поверхность пленки начнет гелеобразовать. Пропуск этого шага значительно повышает риск дефектов при толстых отложениях.
Наличие и эффективность пеногасителя	Эффективный пеногаситель уменьшает объем захваченного воздуха во влажной пленке перед обжигом — меньше воздуха означает меньшее давление, вызванное расширением во время цикла отверждения.

Недостаточная деаэрация / отсутствие испарения

Большой объем захваченного воздуха во влажной пленке
Быстрое испарение растворителя удерживает давление под желирующейся кожей.
Волдыри появляются в толстых зонах отложений.
После обжига видны отверстия, из-за которых газ вышел слишком поздно.
Уровень дефектов увеличивается при увеличении количества ячеек или при многопроходной печати.

Оптимизированное контролируемое отверждение пеногасителя

Меньший объем захваченного воздуха с самого начала
Этап выдержки позволяет растворителю уйти до начала гелеобразования.
Поверхность пленки остается открытой достаточно долго, чтобы газ мог беспрепятственно выйти наружу.
Волдыри и точечные отверстия значительно уменьшаются или исчезают.
Стабильные результаты при различной толщине отложений

Часто задаваемые вопросы

Если чернила выглядят идеально напечатанными, почему волдыри появляются только в определенных зонах панели?

Местоположение дефекта обычно коррелирует с локальной толщиной пленки, состоянием поверхности подложки или распределением тепла в печи. Углубления, области дизайна с более интенсивным отложением чернил и зоны с немного меньшим потоком воздуха в духовке являются наиболее распространенными местами локализованного образования пузырей или точечных отверстий, даже если окружающий отпечаток выглядит правильно.

Уменьшает ли добавление растворителя для разжижения чернил образование пузырей?

Ненадежно — снижение вязкости может помочь пленке лучше растекаться во время печати, но если добавить высококипящий растворитель, это может увеличить общий объем растворителя, который должен выйти во время запекания, и усугубить проблему. Использование правильной смеси растворителей для профиля отверждения более важно, чем простое снижение концентрации.

Всегда ли безопасно добавлять к процессу более длительную выдержку перед обжигом?

В большинстве случаев умеренная выдержка (комнатная температура или умеренное тепло, несколько минут) полезна для уменьшения вздутий при толстых отложениях, не влияя при этом на четкость отпечатка или адгезию. Очень длительное время высыхания в условиях высокой влажности может привести к поглощению влаги, что создает свои проблемы. Температура и время высыхания должны быть проверены для конкретной системы красок и носителя.

Можно ли отремонтировать дырочки в застывшей краске?

Для функциональных чернил на печатных платах или технических подложках точечные отверстия обычно являются функциональным дефектом, требующим доработки: наложение печати на дефектный затвердевший слой без подготовки поверхности обычно приводит к плохой адгезии ремонтного отпечатка. Профилактика посредством оптимизации процесса значительно надежнее, чем ремонт.

Ключевой вывод

Вздутия и точечные отверстия в красках для трафаретной печати после запекания являются дефектами, вызванными давлением газа: они возникают, когда пары растворителя или захваченный воздух не могут покинуть пленку до того, как она загустеет под воздействием тепла. Качество печати на момент применения не имеет значения для этого режима отказа.

Захваченный воздух и растворитель расширяются во время обжига и должны выйти наружу, прежде чем пленка загустеет.
Образование пузырей означает, что газ все еще остается в ловушке при отверждении; точечные отверстия означают, что газ вышел, но пленка не смогла самовосстановиться
Пенообразование чернил снижает начальный объем захваченного воздуха.
Контролируемый этап выдержки перед обжигом — один из наиболее надежных способов уменьшить оба типа дефектов на производстве.

Возникли пузыри или дырочки после запекания в красках для трафаретной печати, несмотря на чистое качество печати? Наша команда может помочь оценить выбор пеногасителя и профиль отверждения для вашей конкретной комбинации чернил и носителя.