Диссертация (Фазовый массоперенос жидкостей в производстве флексографских форм и струйной печати), страница 13

В результатебольшего уплотнения нетканых полотен, содержащих бикомпонентное волокно,при температурах выше 180С, проникновение капель воды замедляетсяопропорционально температуре и времени прессования.Нетканые полотна отечественного производства, содержащие волокнаполипропилена, минимальной себестоимости могут быть использованы вполиграфическом производстве в качестве запечатываемых (маркируемых)материалов и абсорбентов незаполимеризованных фотокомпозиций после ихадаптациипутемлегколетучимипоглощениятермопрессованияорганическимиводыииобработкирастворителями.водоразбавляемыхкрасокповерхностиЗависимостьнетканымиволоконскоростиполотнами,содержащими полипропилен, от температуры и времени термопрессования имеетэкстремальный характер.

Для определения оптимального режима адаптации сучетом плотности (толщины) и доли полипропиленового волокна в составенетканогоматериаланеобходимопроведениеэкспериментальнойоценкидинамики взаимодействия капель жидкости с конкретным видом волокна поописанной методике [113].75ГЛАВА4.ПРОПИТКАНЕТКАНЫХПОЛОТЕНИЗСИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН4.1 Особенности производства флексографских форм по технологииDuPont Cyrel FASTТак называемая «термальная» технология DuPont Cyrel Fast позволяетизготавливать печатные флексографские формы без вымывания пробельныхэлементов и использования каких-либо жидкостей.

Разработанный фирмойDuPont сополимер стирола с бутадиеном на неэкспонированных участкахформной пластины при нагревании переходит в вязко-текучее состояние,приобретает реологические свойства жидкости и под действием внешнегодавления и капиллярных сил внедряется в пористую структуру контртела.

Вкачествепористогобумагаподобныеконтртелаволокнистыеразработчикиполотнаизтехнологиитермостойкихпредлагаютсинтетическихполимеров. Температура перехода сополимера стирола с бутадиеном в вязкотекучее состояние, при которой полимер обладает достаточно низкой вязкостью,находится в интервале 170-180ºС.В этой технологии нет стадии удалениярастворителя, что сокращает процесс получения формы до 30 минут.

Приобычной технологии получение флексоформ вымывание пробельных элементов иконвективная сушка занимают не менее 3 часов с обязательной последующейвыдержкой формы перед использованием в течение 15 часов. Малое времяобработки пластин имеет решающее значение в повышении производительностипечатного производства. Новую форму на замену поврежденной можнооперативноизготовить,неснимаязаказспроизводства.Вмассовомполиграфическом производстве в случае повреждения печатной формы процесспечати останавливают.

На замену поврежденной формы или смену тиражазатрачивается много времени [118], что приводит к убыткам и повышениюпроизводственных затрат.Схема получения флексографской формы по технологии Fast представленана Рисунок 4.1 На термостатируемой поверхности барабана - 1, покрытой липкой76и эластичной силиконовой эмалью закрепляют проэкспонированную формнуюполимерную пласитну - 2, нагреватель - 3 разогревает фотополимернуюкомпозицию ИК-излучением. Нагретый валик -5 прижимает пористый, такназываемый «проявочный» материал, разматываемый из рулона – 4.

Давлениевалика обеспечивает течение разогретого жидкого полимера в объем пористогоматериала. Материал с частью внедренного в капилляры полимера сматывается врулон и утилизируется. Пластина проходит через зону впитывания расплаваполимера более 10 раз до полной очистки формы от незаполимеровавшегосяфотополимера.

Внешнее давление, оптимальная волокнисто-пористая структураполотна и силы смачивания волокон обеспечивают удаление вязко-текучегополимера.Рисунок 4.1 Схема проявки флексографских форм по термальнойтехнологии DuPont Cyrel Fast. 1 – термостатируемый барабан; 2 – формнаяпластина; 3 – ИК-радиационный нагреватель пластины; 4 – чистый рулон снетканым материалом; 5 – отработанный рулон с нетканым материалом; 6 –нагревательный валик для прижатия нетканого материала.4.2Разработкалабораторнойметодикиоценкимассопереносафотополимера в нетканое полотноИз флексографской фотополимерной пластины DuPont Cyrel DFR 045635х762 мм, толщиной 1.14 мм вырезали образец квадратной формы 20х20 мм снебольшим выступом – технологическим зацепом (Рисунок 4.2).77Изготовление образца фотополимерной пластины, содержащей пробельныеи печатающие элементы, производили следующим образом: с пластины DuPontCyrel DFR 045 удалялся черный масочный слой, изображение в негативе наполиэфирной пленке размещалось поверх фотополимерного слоя, на первом этапепроизводилось экспонирование УФ светом оборотной стороны пластины втечение 2 мин на экспонирующем устройстве Argon Tris, на втором этапепроизводилось основное экспонирование с лицевой стороны в течение 2 мин.Из испытуемого нетканого полотна вырезают квадратный лоскут размерам40х40 мм.

На электронных весах взвешивают образцы фотопластин с точностьюдо ±0,001 г. Прогрев нескольких серий образцов фотополимерной пластины,размещенной на термостойкой подложке, осуществляют в сушильном шкафуBinder при температуре 180, 190, 200 ºС в течение 5 мин, соответственно посериям. После прогрева образца на него сверху немедленно укладывают лоскутнетканого материала. На лоскут нетканого материала через антиадгезионнуюпрокладку из термостойкой пленки политетрафторэтилена (Рисунок 4.3)устанавливают плоский груз массой 1 кг. Выдерживают образец под давлением втечение 1 мин.

За это время, разогретый до вязко-текучего состояния полимер,впитывается в нетканый материал. Так как по мере остывания полимер переходитв высоко-эластическое состояние, многократно увеличивает свою когезионнуюпрочность и утрачивает способность течения по капиллярам, перед разделениемслоев образец, покрытый нетканым материалом, помещают в сушильный шкаф на3 мин. Повторный нагрев необходим для перевода полимера в вязко-текучеесостояние и приведения температуры процесса расслоения в соответствие сусловиями технологии FAST. По истечению времени повторного нагреварасплавленные образцы вручную отделяют от нетканого материала по методикерасслоения описанной в работе [96] (Рисунок 4.4). Массоперенос фотополимера впористой структуре волокнистых материалов оценивают гравиметрически.

Массуобразца и впитавшего в себя полимер лоскута нетканого материала определяют сточностью до ±0,005г. Прирост массы нетканого материала за счет абсорбции78полимера из образцов фотополимерных пластин выражают в процентах (таблица3).Определяя прирост массы лоскутов нетканого материала или убыль массыобразцов фотополимерных пластин, можно провести сравнительную оценку ихабсорбционнойемкостиивыборматериаланаиболеепригодногодляиспользования в технологии DuPont Cyrel Fast.Рисунок 4.2 Вид образцов формных фотопластин подготовленных дляиспытания впитывающей способности нетканых материалов, где 1 – слойфотополимерной композиции; 2 – полиэфирная подложка.Порядок операций:Рисунок 4.3 Схема сжатия образцов пластичных формных фотопластиндублированных нетканым материалом, где 1 – полиэфирная подложка; 2 – слойфотополимерной композиции; 3 – нетканый материал; 4 – антиадгезионнаяпрокладка; 5 – груз.79Рисунок 4.4 Схема испытания образцов пластичных формных фотопластиндублированных нетканым материалом на когезионное расслаивание втермостате, где 1 – полиэфирная подложка; 2 - слой фотополимернойкомпозиции; 3 – нетканый материал.4.3 Выбор синтетических нетканых материалов для абсорбции жидкойфотополимерной композицииОсновные требования, предъявляемые к нетканым полотнам дляпроизводства печатных форм по так называемой «сухой» «термальной»технологии – кратковременная термостойкость до 180÷200 ºС, быстроевпитывание горячего низковязкой фотополимерной композиции в волокнистопористую структуру и прочность удержания поверхностных отдельных волокон вполотне при его отслаивании от достаточно липкой заготовки печатной формы.Фазовый (капиллярный) массоперенос жидкости в свободном пространствемежду волокнами составляет основу производства современных армированныхкомпозиционных материалов [119], и процессов функционирования медицинскихи санитарно-гигиенических изделий.

Количественные параметры массопереноса внетканых полотнах и бумажных материалах получают путем измерения высотыподнятия жидкости в образце материала, расположено вертикально в контакте сизбытком модельной жидкости (о-ксилолом, водой и т. д.) [120].Определены величины абсорбционной емкости исследуемых образцов вусловиях, приближенных к «термальной» технологии FAST фирмы DuPont [121].Из испытуемого нетканого волокнисто-пористого полотна вырезали квадратный20х20 мм образец, который взвешивали с точностью до ±0.01 г. Нагревали80образец фотополимерной пластины, размещенной на термостойкой подложке, всушильном шкафу до температуры 180 ºС в течение 5 мин, затем на него сверхумоментально укладывали нетканый материал. Через антиадгезионную прокладкуустанавливали груз массой 1 кг и выдерживали под давлением в течении 1 мин.Разогретыйдовязко-текучегосостояниятермочувствительныйолигомервпитывался в поры материала (снизу-вверх).