Исследование прочностных свойств упаковочных многослойных полимерных пленочных материалов, полученных методом каширования (1094723), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Для повышения герметичности МПМ используют металлизированные пленки.

Таким образом, необходимо минимум три основных слоя, обеспечивающих прочность, герметичность и технологичность МПМ как упаковочного материала.

1. Многообразие многослойных пленочных мате­риалов, широкий ассортимент входящих в их состав компонентов, а также постоянная тенденция к снижению их стоимости предопределили появление и развитие различных прогрессивных технологических процессов их получения. Одни из этих процессов универсальны, другие— специфичны для определенных комбинаций субстратов некоторые способы требуют создания специального оборудования и использования сложных методов обработки соединяемых поверх­ностей. Из этих способов основными являются следующие: нанесение покрытий из растворов и суспензий; соэкструзия; экструзионное ламинирование; получение многослойных и комбинированных материалов каландровым методом; каширование и др. Следует отметить, что способ получения комбинированных пле­нок, последовательность соединения слоев и структура каждого из них оказывают существенное влияние на свойства материала.

Приведенные примеры получения МПМ и КПМ подчеркивают перспективность направления реализации уникального комплекса свойств полимеров при создании МПМ и намечают пути придания заранее заданных свойств.

Выбор способа получения зависит от физического состояния композиции, подлежащей нанесению на субстрат, и структуры МПМ.

Анализ условий образования надмолекуляр­ных структур позволяет определить воздействия, способствую­щие возникновению и сохранению оптимальной надмолекуляр­ной структуры той формы и степени упорядоченности, которые обеспечивают эксплуатационные свойства пленок, необходимые для конкретного применения.

Формирование требуемой надмолекулярной структуры мо­жет быть достигнуто за счет следующих приемов: обоснованно­го выбора способа получения полимера или сополимеризации, приводящей к нарушению регулярности строения цепи макро­молекулы за счет введения второго мономера; подбора раство­рителя введения пластификатора, а также составления смесей полимеров; регулирования температурного режима при пере­работке и ориентации.

1. В настоящее время метод каширования является самым перспективным направлением в создании полимерных пленочных материалов в условиях полиграфических предприятий. Благодаря особенностям технологии методом каширования позволяет получать качественную межслойную печать на МПМ для производства гибкой упаковки.

2. Установлено, что в линейной области деформаций механические свойства пленочного композита аддитивны свойствам составляющих его слоев, если эти слои имеют близкие значения коэффициента Пуассона. Эффективный модуль упругости может быть рассчитан по правилу фаз.

В то же время показано, что предельные характеристики деформационно-прочностных свойств МПМ (прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве) не аддитивны соответствующим свойствам индивидуальных слоев и правилу фаз не подчиняются. Обнаружен эффект самоупрочнения МПМ, который объясняют блокировкой опасных дефектов одного слоя бездефектными участками соседних слоев.

Выполненный обзор научно-технической литературы обусловил постановку задач настоящих исследований.

1.На базе исследования деформационно-прочностных свойств упаковочных многослойных полимерных пленочных материалов, полученных методом каширования, выработать подход к расчету прочности в многослойных материалах.

1. По результатам проведенных исследований показать перспективы повышения качества многослойных пленочных материалов, получаемых методом каширования.

2. На основании анализа статистики прочностных свойств кашированных полимерных пленок за три года наметить практические пути по совершенствованию конструирования многослойных материалов.

1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Методика получения образцов

1. Методика получения однослойных образцов

По ГОСТ 14236-81 для испытания применяют образцы в форме прямоуголь­ника шириной от 10 до 25 мм, длиной не менее 100 мм. Предель­ные отклонения по ширине образца должны быть ±0,2 мм. Края образцов должны быть ровными, гладкими, без зазубрин и других видимых дефектов. Ширина образца должна быть указана в нормативно-технической документации на материал. Для проверен качества кромок образцов рекомендуется пользоваться лупой с не менее 8^х - увеличением.

Для испытания изотропный материалов используют не менее пяти образцов, для испытания анизотропных — не менее пяти образцов, отобранных в направлениях, которые должны быть указаны в нормативно-технической документации на материал.

Образцы кондиционируют не менее 16 ч по ГОСТ 12423-66 при температуре (23±2)°С, относительной влажности (50±5)%, если в нормативно-технической документации на материал нет других указаний.

Настоящий стандарт распространяется на полимерные пленки и пленочные материалы толщиной до 1 мм и устанавливает ме­тод испытания на растяжение.

Метод основан па растяжении испытуемого образца с опреде­ленной скоростью деформирования для определения показателей, указанных в справочном приложении.

Настоящий стандарт не распространяется на пленки, изготов­ленные из армированных материалов или имеющие неровную по­верхность.

Для испытания были взяты две однослойных пленки: металлизированная ПП и предварительно запечатанная ПЭТФ, - которые впоследствии пошли на изготовление многослойной пленки. От каждой пленки было отобрано по 20 образцов: 10 – в направлении движения полотна (продольном или машинном), 10 – по ширине рулона (поперечное направление). Предварительно было произведено взвешивание обеих пленок на электронных весах ВЛР-200 (взвешивалось одновременно по 4 образца каждой пленки размером 100х100 мм ).

В данных условиях измерений были взяты образцы 15х100 мм, которые были получены на специальном ручном резальном станке гильотинного типа.

За толщину образца была принята толщина испытуемого мате­риала, которая была измерена в десяти точках по всей ширине материала на электронном толщиномере фирмы Twing-Albert Instrument Company, USA. Указанный толщиномер измеряет в автоматическом режиме толщину материала в 10 точках, а затем выдает среднее значение и статистические величины отклонения.

1. Методика получения многослойных образцов

1. Получение многослойного материала в данных производственных условиях

Многослойный материал был получен кашированием металлизированной ПП и запечатанной флексографским способом ПЭТФ пленок на машине марки Simplalam фирмы Bielloni (Италия) на производственной базе ООО «Московский картонажный полиграфический комбинат» (рис. 3.1.2.1.1). Технологическая схема процесса каширования аналогична рис.2.3.6.3.

Технические характеристики машины:

• Максимальный формат применяемых материалов: 1400 мм.

• Максимальный диаметр рулона на размотке: 600 мм.

• Максимальный диаметр рулона на намотке: 800 мм.

• Наносимый материал: двухкомпонентный клей без растворителя.

• Внутренний диаметр гильзы: - размотка 76, 152 мм.

- намотка 152 мм.

Для получения качественного кашированного материала необходимо соблюдение оптимальных цеховых условий. В помещении цеха температура воздуха должна быть в пределах 18-22 °С и относительная влажность 50-65%. Помещение цеха должно иметь местное и общее освещение, искуственное - лампами дневного света и естественное. Освещение должно обеспечивать нормальные условия для наладочных работ и процесса каширования. Помещение цеха должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.

Рис. 3.1.2.1.1. Общий вид кашировальной машины марки Simplalam фирмы Bielloni (Италия).

1 – секция подачи пленки-основы (ПЭТФ);

2 – секция подачи второго слоя (ПП);

3 – узел нанесения клея;

4 – сушильная секция;

5 – прижимное устройство.

Технологический процесс каширования включает следующие стадии:

1. Подготовка материала к кашированию.

Запечатанный материал, поступающий из печатного отделения, должен
сопровождаться карточкой движения рулона.

Материал без печати для кэширования, поступивший на склад, проходит входной
контроль на соответствие нормативно-технической документации, который осуществляет
инженер отдела контроля качества.

Материал поступивший со склада, должен пройти акклиматизацию в условиях
цеха не менее 24 часов в амбалаже и не менее 48 часов в зимний период.

Акклиматизированный материал оператор освобождает от амбалажа, удаляет
пробки из втулок не повреждая их. Если втулка деформирована и не подлежит
исправлению, рулон должен быть забракован актом и возвращен на склад. При
повреждении поверхности рулона (разрывы, складки, морщины), все срывы выше утвержденных норм регистрируются.

1. Подготовка машины к работе.

Машину обслуживает бригада в составе двух человек: машинист 5 разряда и
машинист 3 разряда.

Машину смазывают в соответствии с инструкцией по смазке, проверяют работу
основных узлов, включив машину на холостой ход. Запечатанный материал, устанавливают на узел автоматической размотки, расположенный рядом с системой нанесения клея. Материал, полученный со склада, устанавливается на узел автоматической размотки, расположенный на стороне, противоположной узлу нанесения клея. В том случае, когда кашируются материалы без печати, полиэтиленовые пленки обязательно устанавливаются на узел автоматической размотки, расположенный на стороне противоположной узлу нанесения клеящего покрытия.

Секция размотки представляет собой систему «без вала» с боковыми конусообразными захватами и обеспечивают подъем рулонов с пола. Размотка может производиться как сверху, так и снизу рулона. Применяются втулки с внутренним диаметром 76 мм и 152 мм.

Машинист 3-го разряда проверяет активацию пленки и правильность установки материала на машину. Коронная обработка пленки должна быть не менее 38 дин. Полотно запечатанного материала проводиться через устройство управления боковыми кромками, между передающим и прижимным валами, затем соприкасается со вторым материалом, далее проходит через прижимной вал на устройство автоматической намотки. Секция намотки представляет собой систему «без вала» с боковыми захватами и обеспечивает опускание рулона на пол. Намотка производиться только сверху рулона. Применяются втулки с внутренним диаметром 152 мм.

Температура на передающем и прижимном валах должна быть в интервале от 40 до 55 °С.

Машинист 5-го разряда, с помощью щупа, устанавливает зазор 0,15 мм между дозирующим и передающим цилиндрами, бегунок, ограничитель, таким образом, чтобы по краям материала образовались кромки без клея не менее 5 мм с каждой стороны, дозирующую гильзу в соответствии с форматом сырья. Дозирующая гильза не должна иметь царапин, вмятин и других повреждений, должна быть чистой от клея, пыли и грязи.

1. Процесс нанесения акдгезива.

Каширование проводилось с использованием двухкомпонентного безрастворного адгезива на основе полиуретана фирмы Мортон марка Мор-Фри 402А - основной компонент, 79С - отвердитель.

Данный клеящий состав помещают в подогревающиеся емкости на станции смешивания. В них поддерживается постоянная температура 40-45 °С. Температура задается и считывается по приборам, расположенным на панели управления. Основной компонент и отвердитель помещаются в разные емкости. После чего компоненты смешиваются в определенной пропорции и через шланги подаются в полость между дозирующим и передающим валом. Затем с помощью передающих и распределяющих валов клеевая композиция наноситься на материал.

Соотношение задается через компьютер станции смешивания отдельно для каждого компонента.

Наносимое количество клея определяется зазором между дозирующим и передающим валами в соответствии с типом соединяемых материалов (рис.3.1.2.1.2). Регулировка зазора между валами производиться с помощью ручных маховичков слева и справа от дозирующего вала. Регулировка скорости вращения передающего вала осуществляется с помощью регулятора, расположенного на панели управления машиной. На регуляторе имеется поворотная шкала для того, чтобы можно было повторить прежнюю установку.

Рис. 3.1.2.1.1. Секция нанесения клея:

1 – дозирующий вал;

2, 4 – передающие валы;

3 – распределительный вал;

5, 8 – прижимные валы;

6 – давящий цилиндр;

7 – вал противодавления.

1. Технологические режимы каширования.

   • Температура прижимных валов: 40 - 45 °С.

   • Температура передающих валов: 40 - 55 °С.

   • Скорость каширования: 150-180 м/мин.

1. Получение контрольных оттисков.

После проведения всех подготовительных операций машинист 5-го разряда включает машину на тихий ход и делает приладку.

На рабочей скорости получают пробный оттиск, проверяет натяжение материала
и количество клея.

Получают контрольный оттиск и передают мастеру смены на утверждение «в работу» подписного листа заказа.

1. Выход готовой продукции.

Откашированный материал должен сопровождаться ярлыком, с указанием даты и времени окончания каширования. Места склейки при обрывах и смене рулона, а так же места приладок и другие дефекты должны отмечаться сигналами. Кашированный материал должен выдерживаться в подвешенном состоянии не менее 36 часов для комбинации с ПЭ и БОПП металлизированным, для всех остальных комбинаций не менее 24 часов. В зимнее время материал должен быть выдержан в подвешенном состоянии не менее 36 часов.

1. Контроль качества.

Контроль количества нанесения клея производит инженер ОКК с каждого ролика.

Откашированный материал не должен иметь складок, морщин, пузырьков воздуха,
непокрытых адгезивом участков и других дефектов.

Характеристики

Список файлов ВКР