tworzywa
Klasyfikacja technik zdobienia
MACIEJ MOLIK, JAN TRYBURCY
Zdobienia wyrobów z tworzyw sztucznych
i kryteria ich wyboru
Prawie każdy przedmiot
wyprodukowany przez człowieka
Techniki zdobienia wyrobów
zawiera szereg informacji: dane
z tworzyw sztucznych
o przeznaczeniu, sposobie jego
używania, składzie, dane
o producencie itp. Informacje te są
zwykle nadrukiem trwale związanym
(zintegrowanym) z przedmiotem.
Aplikacje na wyrobie Aplikacje w formie
Wiele wyrobów posiada ponadto
Druk na wyrobie
wcześniej wykonanego wcześniej wykonanego
nadruki dekoracyjne, podnoszące ich
nadruku nadruku
walory estetyczne.
Druk cyfrowy Hydrodruk IML (Inmold Labeling)
roducent wyrobów z tworzyw
Offset Transfer termiczny
IMD (Inmold Decoration)
sztucznych staje przed dylema-
(heat transfer)
Ptem wyboru techniki wykonywa-
Tłoczenie folią na gorąco
nia nadruków na swoich wyrobach.
Sitodruk
Celem niniejszego opracowania jest
przedstawienie technik zdobienia wy-
Druk tamponowy
robów z tworzyw sztucznych i określe-
nie zasad ich prawidłowego wyboru.
W naszym opracowaniu ogranicza-
Rys. 1. Podział technik zdobienia wyrobów z tworzyw sztucznych
my się do problematyki zdobienia
przedmiotów trójwymiarowych, pomi-
jając kwestie druku na materiałach
płaskich (folie, arkusze). Nie porusza- robie poza formą lub w czasie operacji wej, zabiera farbę z wgłębień formy
my również problemów związanych ze przetwarzania tworzywa sztucznego. i przenosi na powierzchnię wyrobu.
znakowaniem (nanoszenie daty pro- Elastyczność tamponu pozwala na do-
dukcji, numeru serii itp.), lecz chęt- stosowanie się jego kształtu do kształ-
nie odpowiemy na pytania z tego za- tu przedmiotu.
kresu. Techniki druku na wyrobie Tamponowy druk rotacyjny z formą
Druk tamponowy drukową i tamponem w kształcie wal-
Druk tamponowy polega na przeno- ców stosuje się do druku ciągłego na
szeniu farby ze wzoru, znajdującego wytłaczanych profilach i do wydajnego
Przegląd technik zdobienia się na formie drukowej, za pomocą druku przy masowej produkcji takich
Ponieważ w wielu przypadkach no- tamponu na powierzchnię przedmiotu. wyrobów, jak zakrętki, strzykawki jed-
woczesne techniki zdobienia nie po- Efekt przenoszenia farby jest związany norazowe itp.
siadają jeszcze nazw polskich, sto- ze zmianami jej lepkości na skutek od- Zalety: druk na powierzchniach nie-
sować będziemy niekiedy określenia parowania rozcieńczalnika. regularnych, możliwość druku wieloko-
w języku angielskim. Wklęsła forma drukowa jest pokryta lorowego w jednej operacji, dobra ja-
Rozróżnić należy techniki, w których farbą o znacznej lepkości. Po przesu- kość nadruku, drukarki uniwersalne
zdobienie wykonane jest za pomocą nięciu po powierzchni formy drukowej w zastosowaniach i ekonomiczne.
urządzenia drukującego, oraz techni- ostrej krawędzi rakla zgarniającego Wady: ograniczona wielkość nadru-
ki, w których następuje jedynie aplika- farba pozostaje jedynie we wgłębie- ku, cienka warstwa farby, wiele para-
cja  zastosowanie wcześniej przygo- niach formy. Tampon o kształcie wy- metrów wpływających na jakość na-
towanego nośnika z nadrukiem na wy- pukłym, wykonany z gumy silikono- druku.
44 Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008
44 Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008
tworzywa
Zalety: dokładny druk z możliwością
Rys. 2. uzyskania wypukłej warstwy farby, pro-
Zasada druku
ste urządzenia drukujące.
tamponowego
Wady: tylko jeden kolor w jednej ope-
racji, urządzenia do druku wielokoloro-
wego są złożone z szeregu drukarek
jednokolorowych, niewielka trwałość
formy drukowej  sita, druk tylko na
powierzchniach płaskich, walcowych
i stożkowych.
Zastosowanie: opakowania kosme-
tyków, wyroby techniczne, płyty CD.
Offset
Wałek farbowy nakłada farbę na
walcową formę drukową. W odróżnie-
niu od typowego druku offsetowego
stosowane są tzw.  suche , wypukłe
formy drukowe. Forma drukowa prze-
nosi z kolei farbę na wałek drukują-
cy, który podczas swego obrotu osta-
tecznie przenosi obraz na walcową,
lekko stożkową lub płaską powierzch-
Rys. 3.
nię przedmiotu. Zastosowanie wielu,
Zasada druku
nawet sześciu zespołów farbowych,
rotacyjnego
przenoszących w sposób zsynchroni-
zowany obrazy w rozmaitych kolorach
na wałek drukujący, pozwala na uzy-
skanie w jednej operacji nadruku wie-
lokolorowego.
Zalety: szybki, precyzyjny druk wie-
lokolorowy.
Wady: kosztowne maszyny, cienka
warstwa farby, druk wyłącznie na po-
wierzchniach płaskich i rozwijalnych.
Zastosowania: wyroby techniczne,
sprzęt RTV i AGD, artykuły reklamowe.
Sitodruk
W technice sitodruku elastyczny ra-
kiel przeciska farbę pokrywającą siat-
kę na drukowany przedmiot.
Siatka (z poliestru, poliamidu lub
stali) jest naciągnięta na ramie.
W procesie obróbki fotochemicznej
siatka staje się szablonem wzoru, któ-
ry ma być drukowany. Przemieszczenie
rakla umożliwia nadruk na powierzch-
niach płaskich. Przemieszczenie siat-
ki zsynchronizowane z obrotem przed-
miotu będącego walcem lub stożkiem
umożliwia nadruk na powierzchni tego
Rys. 4. Drukarka offsetowa
przedmiotu.
Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008 45
tworzywa
Zastosowania: opakowania do pro- i wyrobów indywidualizowanych podej- niku będącym taśmą papierową lub
duktów masowych (lody, jogurty, far- mowane są próby stosowania druku poliestrową. Farby są nanoszone w od-
by itp.). cyfrowego analogicznie do drukarek wrotnej kolejności  pierwsza będzie
komputerowych. Występują rozwiąza- warstwa, która okaże się warstwą ze-
Tłoczenie folią na gorąco (hot stam- nia, w których głowica drukująca prze- wnętrzną po naniesieniu transferu na
ping) mieszcza się względem powierzchni przedmiot, ostatnia warstwa będzie
Grzany stempel, wykonany zwy- wyrobu, co umożliwia zdobienie nawet stykała się z powierzchnią przedmiotu.
kle z twardego silikonu lub z meta- dużych przedmiotów. Inne rozwiązanie Możliwe jest stosowanie dodatkowych
lu, posiada kształt odwzorowujący na- to naniesienie obrazu wielokolorowe- warstw w celu poprawienia przylegania,
druk. Stempel dociska do powierzchni go na płaską, elastyczną membranę odporności chemicznej i mechanicznej,
przedmiotu wielowarstwową folię. Do- i dociśnięcie membrany do powierzch- odporności na promieniowanie UV lub
cisk i temperatura powodują wtopie- ni wyrobu ciśnieniem powietrza. Osta- spełnienia innych wymagań wynikają-
cych z zastosowania przedmiotu.
Transfer termiczny jest nanoszo-
a) b) c)
ny na przedmiot drukowany za pomo-
cą grzanego, wywierającego docisk
stempla. Do aplikacji transferów sto-
suje się stemple płaskie, kształtowe 
dostosowane do kształtu przedmiotu,
oraz walcowe  do nanoszenia transfe-
rów o znacznej długości na powierzch-
nie płaskie. W odróżnieniu od stempli
stosowanych do tłoczenia folią na go-
rąco, stemple do transferu termiczne-
Rys. 5. Tłoczenia folią na gorąco (1  głowica; 2  napęd folii; 3  stempel; 4  folia;
go nie odwzorowują nadruku.
5  przedmiot; 6  uchwyt/podajnik):
Do nanoszenia transferów termicz-
a) na przedmiotach płaskich i kształtowych przy pomocy stempla wykonującego ruch
nych stosowane są urządzenia po-
liniowy;
b) na długich przedmiotach płaskich przy pomocy stempla obrotowego; dobne do maszyn do tłoczenia folią
c) na przedmiotach walcowych przez obtaczanie pod stemplem płaskim
na gorąco. Ponieważ wymagane jest
właściwe umieszczenie obrazu na
przedmiocie, urządzenia wyposażone
nie się w tworzywo sztuczne warstwy teczne własności zdobienia nadaje la- są w precyzyjny mechanizm przesuwu
dekoracyjnej folii, a następnie oderwa- kierowanie natryskowe. taśmy nośnika z optoelektronicznym
nie się jej od nośnika. Tłoczenie folią Zalety: indywidualizowany druk 3-D. systemem pozycjonowania. Do dru-
na gorąco można wykonywać na po- Wady: złożony proces, ciągle jesz- ku transferów termicznych stosowane
wierzchniach płaskich, kształtowych cze niezadowalająca jakość druku. są najczęściej wielokolorowe maszy-
(przy odpowiednim kształcie stempla) ny sitodrukowe. Używane są również
i na powierzchniach walcowych przez maszyny drukarskie wklęsłodrukowe
obtaczanie pod stemplem płaskim lub i fleksograficzne.
walcowym. Przy zastosowaniu stem- Techniki aplikacji poza formą Zaletą transferów termicznych jest
pla walcowego możliwe jest zdobie- wcześniej wykonanego nadruku dokładne, szybkie, w pełni powtarzal-
nie w sposób ciągły wytłaczanych pro- Transfer termiczny (heat transfer) ne nanoszenie obrazów wielokoloro-
fili folią z naniesionym nadrukiem, np. Transfer termiczny złożony jest z sze- wych na przedmioty z tworzyw sztucz-
imitacji drewna. regu warstw farb drukowanych na noś- nych. Zapewniona jest grubość war-
Zalety: przy stosowaniu folii metali-
zowanych możliwość uzyskania efek-
tów lustrzanych, możliwość druku na
a) b)
poliolefinach bez aktywacji, kontrasto-
wy i odporny nadruk, brak operacji su-
szenia, łatwiejsze niż w technikach dru-
ku farbą ustalenie parametrów druku.
Wady: jeden kolor w jednej operacji,
ograniczone kształty przedmiotów dru-
kowanych, koszt folii przy często nie-
wielkim stopniu jej wykorzystania.
Zastosowania: opakowania kosme-
tyków, wyroby techniczne.
Rys. 6. Zasada druku metodą transferu termicznego (1  stempel; 2  przedmiot;
Druk cyfrowy
3  uchwyt/podajnik; 4  folia z nadrukiem):
Ponieważ wymienione techniki dru-
a) na przedmiotach płaskich i kształtowych przy pomocy stempla wykonującego ruch
ku wymagają przygotowania odpowied- liniowy;
nich, często kosztownych narzędzi, b) na przedmiotach płaskich przy pomocy stempla obrotowego
w przypadku krótkich serii, prototypów
46 Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008
46 Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008
tworzywa
stwy farby niemożliwa do uzyskania śmę po każdym cyklu pracy urządze- Etykiety mogą posiadać warstwę kle-
w druku tamponowym. Czas naniesie- nia. Nadruk może posiadać warstwy jową aktywowaną cieplnie.
nia wielokolorowego obrazu jest krót- (klej, filtry UV) poprawiające przyczep- Zaletą techniki IML jest wykorzysta-
ki, przedmiot nie wymaga suszenia po ność i odporność, może być również nie energii kinetycznej i cieplnej pod-
nadruku, stanowisko druku nie stwa- laminowany zewnętrzną warstwą folii. czas przetwarzania tworzywa, wadą 
rza zagrożenia dla środowiska. Nie Podczas wtrysku strumień tworzywa ograniczenie zastosowań do powierzch-
jest wymagana parametryzacja warun- o wysokiej temperaturze dociska taśmę ni płaskich i rozwijalnych, wymagania
ków druku, niezbędna dla uzyskania z nadrukiem do ścianki formy wtrys- dotyczące konstrukcji formy, urządze-
powtarzalnych rezultatów, jak ma to kowej i powoduje wtopienie nadruku nia aplikującego i mocującego.
miejsce w sitodruku lub druku tampo- w strukturę wyrobu. Podstawowe zastosowania  opako-
nowym. Urządzenie nanoszące trans- Odmianą tej techniki jest zastoso- wania kosmetyków i wyrobów chemii
fery może być łatwo zautomatyzowa- wanie nadruków w postaci oddziel- gospodarczej w produkcji masowej.
ne. Termiczne nanoszenie transferów
wspomaga efekt sublimacji  przeni-
a) b)
kania barwników w głąb tworzywa. Zja-
wisko to zwiększa odporność nadru-
ków na ścieranie.
Transfery termiczne stosowane są
do nanoszenia obrazów na elementy
urządzeń elektronicznych, AGD, ele-
menty dla motoryzacji, opakowania
kosmetyków.
Hydrodruk (Aquagraphics, Cubic
Printing)
Nadruk nawet w wielu kolorach jest
wykonywany na nośniku z folii rozpusz-
czalnej w wodzie. Folia jest umiesz-
czana na powierzchni wody w zbior-
Rys. 7. Zasada techniki IML (1  folia z nadrukiem; 2  forma):
niku. Po rozpuszczeniu nośnika na
a) etykiety znajdują się na taśmie;
powierzchni wody pozostaje jedynie
b) etykieta umieszczana w formie
farba tworząca nadruk. Zostaje ona
pokryta natryskowo warstwą klejową.
Przedmioty przeznaczone do zdobie-
nia są przygotowane przez pokrycie nych etykiet. W tej wersji aplikato- IMD (Inmold Decoration) lub FIM
podkładami i lakierem koloru bazowe- rem jest robot pozycjonujący etykietę (Film Insert Molding)
go. Po zanurzeniu przedmiotu w wo- w formie do wtrysku, rozdmuchu, spie- Folia z poliwęglanu (stosuje się rów-
dzie ciśnienie hydrostatyczne powodu- niania czy termoformowania. Etykieta nież ABS i poliester) jest drukowana
je równomierne przyklejenie się war- jest utrzymywana w zadanym położe- najczęściej sitodrukiem. Folia jest
stwy farby do powierzchni przedmiotu. niu za pomocą podciśnienia wymaga- formowana termicznie do kształtu od-
Zdobiony przedmiot jest następnie jącego stosowania dodatkowych ka- powiadającego wnętrzu formy wtrys-
myty, suszony i pokrywany lakierem nałów w formie lub jest uprzednio ła- kowej. Precyzyjnie wycięta wkładka
ochronnym. Proces prowadzony jest dowana elektrycznie i utrzymuje się (insert) jest umieszczana w formie
praktycznie ręcznie. Jest trudny do au- pod wpływem sił elektrostatycznych. wtryskowej. Po zamknięciu formy na-
tomatyzacji, przez co ogranicza to ska-
lę jego stosowania.
Zaletą techniki jest druk 3-D na
Rys. 8.
przedmiotach o dowolnym kształcie.
Zasada techniki IMD
Wady to ilość operacji oraz ograni-
 wkładka umieszcza-
czone możliwości pozycjonowania na-
na w formie
druku na wyrobie.
(1  insert; 2  forma)
Techniki aplikacji w formie
(inmold) wcześniej wykonanego
nadruku
IML (Inmold Labeling)
Wielokolorowy nadruk jest wykonany
na nośniku i umieszczany jest wewnątrz
formy w fazie jej otwarcia. Nośnikiem
może być taśma; wtedy niezbędny jest
specjalny aplikator przesuwający ta-
Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008 47
tworzywa
stępuje wtrysk tworzywa zapewniają- Przy odpowiednim doborze przejrzy- na uszkodzenia, druk 3-D, znaczna wy-
cego sztywność i funkcjonalność wy- stości folii/nośnika i stosowanych do dajność.
robu. nadruku farb uzyskać można możli- Wady: koszt wkładek, wymagania
Jeżeli folia była drukowana po stro- wość podświetlania (day-and-night de- stawiane przed formą wtryskową i pa-
nie zewnętrznej, podczas druku sto- sign). rametrami procesu wtrysku.
suje się dodatkową warstwę lakieru Rozwinięciem techniki FIM jest Zastosowania: elementy wyposaże-
ochronnego, lecz cały proces jest ła- technika TLC (Two-Layer Construc- nia samochodów, obudowy i klawia-
twiejszy do przeprowadzenia. Jeżeli tion), która znajduje zastosowanie tury telefonów komórkowych, sprzęt
nadruk wykonany jest po wewnętrznej w przypadku detali o grubości ścianek komputerowy, medyczny, artykuły go-
stronie folii, folia stanowi wyjątkowo mniejszej niż 2 mm. Polega ona na spodarstwa domowego.
odporne zabezpieczenie nadruku, lecz dodaniu drugiej warstwy folii na tylną
podnosi to wymagania dotyczące sto- stronę nadruku, co chroni przed dzia-
sowanej farby i techniki druku, wyni- łaniem wysokiej temperatury wtrys- Wpływ własności tworzyw sztucz-
kające z temperatury wtryskiwanego kiwanego tworzywa podczas proce- nych na technologię zdobienia
tworzywa. su FIM. Rozwiązanie takie zapobiega wyrobów
Jeżeli tworzywo wtryskiwane jest powstawaniu zniekształceń nadruku Istotnym czynnikiem wpływającym
tego samego typu, co stosowany noś- i wymywaniu farby z detali o cienkich na wybór technologii zdobienia są wła-
nik, uzyskuje się jednorodną struktu- ściankach. Nabiera to szczególnego sności zastosowanego tworzywa.
rę wyrobu. W innych przypadkach sto- znaczenia w przypadku elementów Należy zwrócić szczególną uwagę na
sować można aktywowane termicznie sprzętu elektronicznego i telekomu- następujące problemy:
warstwy klejowe (naniesione podczas nikacyjnego, np.: obudowy telefonów niskie napięcie powierzchniowe po-
druku na folii), poprawiające przyczep- komórkowych itp. liolefin powoduje brak zwilżania far-
ność wkładki do tworzywa wtryskiwa- Zalety: wysoka i stała jakość druku bą podczas druku i brak przyczep-
nego. i powierzchni wyrobu, nadruk odporny ności po wyschnięciu. Aby temu za-
Technika
zdobienia
Druk tamponowy
+ + + + + + o + + o + + o +
Druk tamponowy
+ + o + + + + + + + o +
rotacyjny
Sitodruk
+ + + + o + + + + + + o +
Offset
+++ + ++ + + o ++
Tłoczenie folią
+ + + + + + + o + + +
na gorąco
Tłoczenie folią
+ + + + + + + + +
rotacyjne
Druk cyfrowy
+ +++ + + + + + o o
Transfer termiczny
+ + + + o + + +
Hydrodruk
+ +++ + + + + + o o
IML
+ + + o + + +
(Inmold Labeling)
IMD
++++ + ++ o +
(Inmold Decoration)
++  właściwości b. dobre; +  właściwości dobre; o  właściwości średnie; puste pole  nie stosuje się
48 Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008
48 Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008
Produkcja wielkoseryjna
Zdobienie profili
Aktywacja poliolefin
Podkład i lakier ochronny
Suszenie
Emisja rozcieńczalników i ozonu
Twardość nadruku
A
atwość obłsugi
Wydajność
Produkcja małoseryjna
2 4 kolory
Efekt lustrzany
Zdobienie powierzchni płaskich
Zdobienie na okrągło
Zdobienie 3D
Złożone kształty wyrobu
Produkcja średnioseryjna
1 kolor
tworzywa
pobiec, wyroby z poliolefin należy przyczepnością nadruk musi być tak stałą, wysoką jakość zdobienia, wy-
przed drukiem aktywować  struk- elastyczny, jak materiał wyrobu; magają kontroli warunków środowi-
tura cząsteczkowa zostaje zmienio- trwały nadruk na tworzywach termo- skowych (emisja rozcieńczalników
na pod wpływem własności redu- utwardzalnych zapewnią tylko farby i ozonu) oraz zastosowania urządzeń
kujących płomienia gazowego lub dwuskładnikowe; do utwardzania farby (cieplnych lub
plazmy wyładowania elektrycznego wyroby przeznaczone do nadruku UV).
(Corona). Przy produkcji małoseryj- powinny być sterylnie czyste. Nawet Stosowanie wcześniej wykonanych
nej można stosować nanoszenie na ślady potu z rąk operatora pogorszą nadruków (w formie lub na wyrobie)
powierzchnię drukowaną specjalne- przyczepność nadruku, a stosowa- przenosi problemy środowiskowe
go podkładu; nie środków ułatwiających wyjęcie i problemy związane z jakością do wy-
w technologii tłoczenia folią na go- wypraski z formy musi być wyelimi- konawcy taśm lub wkładek (insertów)
rąco i w transferze termicznym pro- nowane. z nadrukami. Koszty przygotowania
blem ten nie jest tak wyraz
ny, lecz nadruków mogą się jednak okazać
polietylen LDPE lepiej jest aktywo- znaczne przy krótkich seriach. Meto-
wać przed naniesieniem folii lub dy IML i IMD wymagają również kom-
transferu; Wybór techniki zdobienia petencji w zakresie projektów form
przyczepność farby na wyrobie z po- Techniki druku na wyrobie zapew- dostosowanych do aplikacji nadru-
liamidu poprawi się znakomicie, je- niają większą elastyczność organiza- ków.
żeli nadruk poddamy krótkotrwałe- cji produkcji i związane są z mniejszy-
mu działaniu wysokiej temperatury mi kosztami przygotowania produk-
mgr inż. M. Molik
(post-treatment); cji. Stawiają one natomiast wyższe
dr inż. J. Tryburcy
zdobienie elastomerów jest szcze- wymagania w zakresie utrzymywa-
 Tampotechnika Jan Tryburcy
gólnie kłopotliwe, ponieważ poza nia parametrów zabezpieczających
Tworzywa Sztuczne i Chemia Nr 6/2008 49