Дипломная работа: Исследование процесса тиснения на картонных складных коробках для косметической продукции по заказу ООО "Арт-Визаж Холдинг"

Адгезионный (грунтовочный) слой наносят на красочный слой фольги. Он предназначен для обеспечения прочности закрепления оттиска на запечатываемом материале в требуемом интервале температурного режима тиснения. В качестве адгезионного слоя используют растворы полимеров или дисперсии полимеров. Широкое применение нашли наполненные дисперсии полимеров: поливинилацетатная эмульсия и сополимерная эмульсия винилацетата с дибутилмалеинатом. В качестве наполнителей применяют белила, мел, тальк и другие белые наполнители. В адгезионный слой фольги для тиснения на полистироле предложено вводить полибутилметакрилат и фенолформальдегидиую смолу или циклокаучук [1].

Прочность закрепления является одной из важнейших эксплуатационных характеристик тиснения фольгой. Механизм закрепления красочного слоя фольги па запечатываемом материале аналогичен процессу склеивания, представляющего собой соединение разнородных частей в одну монолитную систему. Процесс склеивания основан на явлениях адгезии веществ, в основном высокомолекулярных соединении.

Анализируя наиболее распространенные теории адгезии, Кудрявцев определил, что наиболее полное объяснение характера взаимодействия адгезии и запечатываемого материала дает электрорелаксационная теория, разработанная Москвитиным [14, 15]. По этой теории эффект склеивания обусловлен рядом факторов:

Fад2 = f (N, h, т, D, S),                                                (2.7)

где N – характер сил взаимодействия (электрические, индукционные, дисперсионные, водородные и т.д.);

h – расстояние между отдельными контактами;

т – число точек контакта, отнесенных к единице площади взаимодействия;

D – характер промежуточной среды между поверхностями адгезива и субстрата, диэлектрическая проницаемость;

S – истинная площадь контакта относительно площади, принимаемой при расслаивании за удельную.

В соответствии с приведенным уравнением для обеспечения высокой адгезии адгезив и субстрат должны отвечать следующим основным требованиям:

1. Численные значения т, h, S зависят от природы контактирующих тел. Обязательным условием является совместимость молекул адгезива и субстрата, высокая степень смачиваемости последнего первым. Поверхностное натяжение раствора или расплава адгезива должно быть ниже поверхностного натяжения субстрата. Величина истинной поверхности контакта, число точек контакта находятся в прямой зависимости от степени смачивания.

2. Максимальное увеличение S может быть достигнуто при условии высокой подвижности молекул или отдельных частей молекулы адгезива. Это возможно при наличии в молекуле адгезива небольшого числа длинных ответвлений, снижающих вязкость расплава или при введении пластификатора в определенных пределах. Полностью совмещающийся с полимером пластификатор способствует разрыхлению полимера и диффузии в субстрат [16]. Если пластификатор только ограниченно совмещается с полимером, то небольшая добавка его увеличивает адгезию, но после достижения предела совместимости часть пластификатора начинает мигрировать на поверхность полимера, уменьшая площадь истинного контакта, а следовательно, и адгезионную прочность.

3. Большое значение имеет молекулярная масса полимера. Полимер с низкой молекулярной массой имеет короткую молекулу, мало точек контакта, поэтому прочная связь с субстратом не обеспечивается. С увеличением молекулярной массы полимера число контактов на одну молекулу растет, однако такие молекулы обладают малой подвижностью и медленно ориентируются в поверхностном слое. Поэтому после достижения определенного значения молекулярной массы ее влияние на величину работы адгезии становится незначительной.

4.  Введение наполнителя в небольших количествах снижает напряжение в пленке адгезива и тем самым повышает 'прочность адгезионной связи. Большие количества наполнителя снижают истинную поверхность контакта и, соответственно, прочность адгезионной связи.

5.  На адгезионную прочность пленок большое влияние оказывает природа растворителей. Работа адгезии увеличивается при повышении активности растворителя, так как при их испарении выделяется полимерная фаза с высокой дисперсностью. Частицы этой фазы легко диффундируют в пограничные слои субстрата, обеспечивая высокую адгезионную прочность.

6.       Численные значения т, h, S зависят от среды, температуры, давления и времени контакта. Исследовалась зависимость работы адгезии от этих показателей применительно к пористым субстратам [15]. Показано, что и этом случае установлению связей межмолекулярного взаимодействии адгезива с субстратом в зоне контакта предшествует микрореологический процесс, связанный с заполнением макро – мпкродефектов поверхности субстрата полимером. С повышением пористости поверхности субстрата увеличивается истинная поверхность контакта. Повышение давления, температуры и времени контакта адгезива с субстратом способствует более полному заполнению неоднородностей поверхности субстрата. Для гладких поверхностей эта закономерность также справедлива, но выражена в значительно меньшей степени [15].

В соответствии с рассмотренной теорией составляют рецептуру адгезионного слоя и дисперсии. Трудность этой задачи состоит в том, что адгезионный слой должен иметь хорошую адгезию как к красочному слою, так и к запечатываемой поверхности, причем к первому – в широком диапазоне температур, а ко второму – только при температуре выше tpaа, близкой к температуре тиснения. При комнатной температуре, по крайней мере, до 90°, адгезионный слой не должен прилипать ни к запечатываемой поверхности, ни к пленке-основе. Иначе это приведет к слипанию фольги при хранении и ухудшению ее печатно-технических свойств. Кроме того, растворитель или дисперсионная среда грунтовочной композиции не должны растворять красочный слой. Толщина и термомеханические свойства адгезионного слоя имеют большое значение для образования адгезионного соединения с запечатываемым материалом и для обеспечения качественной микрогеометрии оттиска, особенно при тиснении на текстурированных переплетных материалах. Наряду с температурой и давлением тиснения, они ответственны за преодоление релаксационной деформации оттиска и, следовательно, за его долговечность [1].

В данной работе были проведены исследования прочности материала на разрыв. Рассмотрены следующие виды дизайнерского картона: SUGAR Lake Paper «Высоко-белый» 310 гр.; SUGAR Lake Paper «Белое золото» 250 гр.; SUGAR Lake Paper «Слоновая кость» 310 гр.; РЕГЕНТ Маджестик «Бронза» (двухсторонний) 250 гр.; РЕГЕНТ Curious metallic «Золото» 270 гр.

Также было проведено исследование режимов тиснения и исследование остаточной деформации. Были оценены четкость и укрывистость тиснения фольгой, а также прочность оттиска к отмарыванию и истиранию.

3.1 Исследование прочности на разрыв

Материалы и приборы: дизайнерский картон, разрывная машина РМ 50. Рассмотрены следующие виды дизайнерского картона: SUGAR Lake Paper «Высоко-белый» 310 гр.; SUGAR Lake Paper «Белое золото» 250 гр.; SUGAR Lake Paper «Слоновая кость» 310 гр.; РЕГЕНТ Маджестик «Бронза» (двухсторонний) 250 гр.; РЕГЕНТ Curious metallic «Золото» 270 гр.

– Измеряем толщину материала в 10 точках с помощью микрометра типа МК модель 102 (цена деления 0,01; погрешность ±0,004; класс точности 2) и рассчитываем среднеарифметическое значение.

– С помощью специального устройства нарезаем образцы длиной не меньше 5 см и шириной 1 см. 3 полоски в продольном направлении (1–3) и 3 полоски в поперечном направлении (4–6).

Одним из методов, позволяющих обработать результаты измерений при небольшом числе опытов n, является метод, основанный на использовании не среднеквадратичного отклонения, а размаха варьирования (или широты распределения) [6].

Размах варьирования – это разность между максимальным и минимальным значением случайной величины:

R = xmax – xmin.          (3.1)

При этом среднеквадратичное отклонение случайной величины определяется по формуле

σ = κR R.     (3.2)

Определим значение результата измерений для желательных доверительных границ:

Х=х- ± tR R, (3.3)

где х- - среднеарифметическое измерений.

Значения κR, tR и QR приведены в таблице 4.

Для оценки того, какой результат является промахом и должен быть исключен из обработки, определяют неравенство

xi – xi-1 > QR R,     (3.4)

где QR – коэффициент, который находят в зависимости от числа опытов из таблицы 4; xi – проверяемое значение случайной величины; xi-1 – ближайшее к проверяемому меньшее значение случайной величины.

Если это неравенство соблюдается, то значение xi с вероятностью в 0,95 можно считать промахом.

Таблица 3.1. Значения коэффициентов κR, QR и tR

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40