2018-01-08
314
Прилади і матеріали: Л інійка з ціною ділення 1 мм, ножиці, пінцет, чашки Петрі або бюкси, оцтова кислота, гідроксид натрію, бензол, спирт етиловий, ацетон, чотирьох хлористий вуглець, фільтрувальний папір, полімерні плівки.
Проведення випробувань. Зразокполімерної плівки розмі-ром 50х10 мм певним чином маркують (наприклад, обтинають кути) і закріплюють за допомогою дротини в хімічних бюксах, які заповнюють відповідними розчинниками. Кількість розчин-ника у кожному бюксі залежить від кількості досліджуваних зразків і розраховується за співвідношенням не менше ніж 30 мас.ч. розчинника на 1 мас.ч. кожного зразка. Зразки не повинні дотикатися один до одного, а також стінок і дна хімічних бюксів. Рівень розчинника над зразками повинен бути не менше 1 см. Після розташування зразків бюкси герметично закривають. Дослідження виконують при температурі 23 ± 2 0С.Фіксують час занурення в розчинник кожного зразка. Тривалість перебування зразків у розчинниках складає 3 години. Далі зразки (з дроти-нами) виймають з бюксів, розташовують їх на фільтрувальному папері (якщо вони повністю не розчинилися) і візуально оглядають.
Обробка результатів. Хімічну стійкість досліджуваних полімерних плівок в різних розчинниках оцінюють за ступенем їх розчинення згідно таблиці 4 Додатку.
Результати спостережень записують у таблицю 28.
Таблиця 28
Результати тестування полімерних плівок за ознаками їх розчинення
| № з/п | Розчинники | Назва полімеру | |||||||
| 1. | Бензин | ||||||||
| 2. | Бензол | ||||||||
| 3. | Диетиловий етер | ||||||||
| 4. | Ацетон | ||||||||
| 5. | Етиловий спирт | ||||||||
| 6. | Дихлоретан | ||||||||
| 7. | Чотирьох хлористий вуглець | ||||||||
| 8. | Кислотах | ||||||||
| 9. | Лугх |
хВказати назву відповідно кислоти і лугу
Питання для самоперевірки
1. За якими ознаками можна ідентифікувати полімерні мате-ріали?
2. Як визначають густину полімерної плівки гідростатичним методом?
3. Які полімерні матеріали при спалюванні мають запах паріфіну?
4. Які полімерні плівки характеризуються найбільшим по-казником відносного видовження?
5. Які плівки при зминанні „шумлять”?
6. Які з найбільш відомих полімерних матеріалів характери-зуються високою хімічною стійкістю?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №9
ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ ФЛЕКСОГРАФІЧНИХ ФАРБОВИХ ВІДБИТКІВ НА ПОЛІМЕРНИХ ПЛІВКАХ
Мета роботи: Ознайомлення з методами тестування механічної і хімічної стійкості флексографічних фарбових відбитків на полімерних плівках, а також їх термостійкості.
Теоретичні положення
Флексографія – це спосіб високого друку з еластичних друкарських форм. Особливістю цього способу є відсутність процесу приправки форми, а також простота друкарської маши-ни порівняно з машиною класичного високого друку.
Цей спосіб друку найбільше використовується для друкуван-ня на папері, гофрокартоні і полімерних плівкових матеріалах, з яких надалі виготовляють різноманітну упаковку.
Так як друкування здійснюється на різних за природою мате-ріалах, до флексографічних фарб ставляться певні специфічні вимоги. Вони повинні мати достатню адгезію до різних матеріа-лів, бути стійкими до умов транспортування і зберігання упаков-ки, задовільняти комплекс вимог щодо насиченості відбитків, їх яскравості, глянцю, криючої здатності, стійкості до стирання й злипання тощо. Фарби повинні також бути стійкими до темпера-тури вище 1800С, а для деяких упаковок – до температури кип’я-тіння води.
Фарби для задруковування упаковки для продуктів харчуван-ня повинні бути без запаху, стійкими до за- і розморожування, деформування під дією холодної води, дії харчових жирів тощо.
Класифікуються флексографічні фарби за трьома ознаками:
а) за типом розчинника – спиртові, водяні, водно-спиртові;
б) за типом плівкоутворювача (смоли) – поліамідні, акрилові, нітроцелюлозні тощо;
в) за призначенням – для друкування на папері й картоні, целофані й поліетилені, алюмінієвій фользі, універсальні.
За умовами друкування флексографічні фарби повинні мати малу в’язкість – приблизно 30 с за воронкою ВЗ-246, тому для них характерні такі особливості як здатність до розшарування, випаровування розчинника, піноутворення тощо.
Як розчинник у спиртових флексографічних фарбах застосо-вують спирти (етиловий, ізопропіловий), ефіри (етил- і пропілацетат), гліколі (целозольв, метилцелозольв) аліфатичні (уайт-спирит, гептан) і ароматичні (толуол, ксилол) вуглеводні, кетони (ацетон), нітропарафіни (2-нітропропан).
Обираючи розчинник для забезпечення певної швидкості ви-сихання фарби, враховують природу матеріалу, на якому друкують, тип друкарської машини й вид сушильного прист-рою, послідовність накладання фарб.
Фарби, що наносяться першими, повинні містити найбільш леткі розчинники для найшвидшого висихання. Швидкість виси-хання наступних фарбових шарів повинна постійно зменшува-тися.
Процес закріплення спиртових флексографічних фарб по-лягає, в основному, у випаровуванні леткого розчинника, част-ковому його вбиранні (якщо матеріал задруковування пористий) і утворенні полімерної плівки.
Швидкість закріплення залежить від типу смоли й розчинни-ка, що застосовуються при виготовленні фарби. Регулювання швидкості здійснюється використанням розчинників з різною швидкістю випаровування та підбором смол (плівкоутворюва-чів) з певною розчиннистю. В процесі сушіння деякі смоли не заважають вільному випаровуванню розчинника з фарбової плівки, а деякі, навпаки, затримують розчинник і погано його віддають.
Водорозчинні флексографічні фарби подібні до фарб на спир-товій основі, хоча існують і ряд відмінностей. В основному вони полягають у хімічній природі смоли. Головна вимога до смоли – розчинність у воді в процесі виготовлення фарби і нерозчин-ність сухої фарбової плівки на відбитках. Досягається це введен-ням нерозчинних у воді смол, в молекулах яких є полярні кис-лотомістимі групи (-ОН, -СООН). Ці смоли, реагуючи з леткими лугами (наприклад, аміаком або органічним аміном), перетво-рюються у водорозчинні солі. Такими смолами є білкові речови-ни типу шелаку і казеїну, карбоксіметилцелюлоза (КМЦ), по-хідні каніфолі та ін.
В спиртових фарбах друкарські властивості залежать від балансу розчинників, а в водорозчинних фарбах - від лужності (рН), яка повинна бути в межах 8,6 - 9,4. Зменшення рН-показ-ника в процесі друкування може привести до загущення фарби і відокремлення смоли. При підвищенні значення рН можуть виникнути проблеми, пов’язані з сушінням відбитків, запахом аміака, міцністю фарбової плівки тощо.
Застосування екологічно чистих флексографічних фарб на водяній основі вимагає збільшення потужності сушильних пристроїв друкарської машини, удосконалення систем фарбодо-зування, заміну деталей друкарської машини, виготовлених з металів з різним електричним потенціалом (наприклад, мідь і залізо), які вступають в контакт з фарбою, тощо.
Адгезія флексографічних фарб до поверхні певного матеріалу залежить, головним чином, від в’яжучої речовини. Для покра-щення адгезії у фарби вводять різноманітні домішки, а саме: ше-лак (природна смола), малеїнові смоли, похідні целюлози тощо. Для підвищення еластичності фарбової плівки вводять пласти-фікатори (дибутилфталат, диоктилфталат та інші), які при їх надлишку знижують температуру плавлення смоли, а отже і теплостійкість відбитка, що може привести до злипання від-рукованого матеріалу в рулоні.
Для збільшення стійкості відбитків до стирання у фарби вводять низькомолекулярний поліетиленовий або фторопласто-вий віск.
Через високу хімічну інертність гладкої, неадсорбуючої поверхні поліолефінових плівок (поліетиленової, поліпропілено-вої тощо) друкарські фарби на них закріпляються дуже погано. Змочування фарбою полімерної плівки можливо тільки в тому випадку, якщо поверхневий натяг фарби нижчий, ніж плівки. Поверхневий натяг невисушеної фарби більше 36 мН/м, а по-верхнева енергія неактивованих поліолефінових плівок знахо-диться в межах від 31 до 35 мН/м. Тому для оптимізації процесу друкування фарбами по плівковим матеріалам зменшують по-верхневий натяг фарб введенням змочуючих агентів з одночас-ним підвищенням поверхневої енергії плівки до 38 – 42 мН/м обробкою в електричному полі (коронний розряд) або дією відкритого полум’я.
Для друкування на активізованому поліетилені в основному використовують фарби на основі поліамідних смол, які забез-печують високу швидкість друкування при нижчих темпера-турах сушіння відбитків. Основним недоліком поліамідних фарб є невисока стійкість фарбової плівки до стирання. Цей недолік зменшують введенням до складу фарб ефірів каніфолі або де-яких восків.
Флексографічний друк на целофані як найбільш економічно ефективний широко використовується для паковань товарів широкого вжитку. Целофанова плівка задруковується без проб-лем фарбами на основі нітроцелюлози, поліамідів, меламіно-альдегідних смол.
