Диссертация (1095154), страница 14
Текст из файла (страница 14)
После повторного нагреваниярасплавленные образцы печатной пластины отделяли от нетканого материала ивзвешивали.Определенные величины абсорбционной емкости исследуемых образцовнетканых материалов в условиях однократного контакта под давлением сфотополимерной пластиной приведены в Таблица 3.81Таблица 3 Впитывание расплава фотополимера в волокнисто-пористыйматериал по методике, описанной в [121]АбсорбцияжидкогоМатериал-абсорбентполимерамасс., %Нетканый проявочный материал DuPont Cyrel DR37F50.3±0,5НП из смеси полипропиленовых волокон и БКВ (1:1)50.9±0,5Нетканое полотно из смеси полиэтилентерефталатныхволокон и БКВ (1:1)Нетканое полотно из смеси полипропиленовых волокон иБКВ (1:1) после термообработки 110 ⁰CНетканое полотно из смеси полипропиленовых волокон иБКВ (1:1) после термообработки 130 ⁰CНетканое полотно из смеси полипропиленовых волокон иБКВ (1:1) после термообработки 150 ⁰CНетканое полотно из смеси полипропиленовых волокон иБКВ (1:1) после термообработки 170 ⁰C51.6±0,547.3±0,548.6±0,542.1±0,341.2±0,5Ткань «FRall 240A» 100% ХБ45.0±0,5Ткань «FRall Strong 300А» 88%ХБ 12%ПА48.5±0,5Ткань «Премьер-комфорт 250» 80%ХБ 20%ПЭ40.0±0,5Ткань «Премьер CleanControl 100» 100% ПЭ47.0±0,5Нетканоеполотноизполипропиленовыхволоконизполипропиленовыхволоконизполипропиленовыхволокон«Агротекс 17»Нетканоеполотно«Агротекс 42»Нетканоеполотно«Агротекс 60»50.3±0,550.9±0,551.6±0,582Нетканый материал, применяемый для удаления незаполимерозовавшегосясветочувствительного слоя с формной пластины в термальном процессе, долженобладать минимальной пылимостью, иметь прочный поверхностный слой дляпредотвращения попадания пылевидных частиц и волокон нетканого материалана форму.
Отделение частиц волокон от полотна и их прилипание к печатнымэлементамформыможеткрайненегативноотразитьсянакачествефлексографской печати. В ходе проведенного эксперимента по определениюпылимости нетканых полотен по методике, описанной в [122] было установлено,что наименьшей пылимостью обладает нетканый абсорбционный материалDuPont Cyrel DR37F, применяемый для термального процесса FAST. Изотечественных аналогов волокнисто-пористых материалов (полотен), как видноиз Таблица 4, наибольшей пылимостью обладает нетканое полотно из смесибикомпонентных (БКВ) полиэтилентерефталатных (ПЭТФ) волокон в равномсоотношении.
После обработки термопрессованием происходит, как и следовалопредположить, снижение пылимости материаов и увеличение поверхностнойпрочности полотен, по-видимому, из-за агрегирования и скрепления волоконмежду собой легкоплавкой оболочкой БКВ [106].С поверхности всех испытываемых материалов отделяются частицы в видетонких и мелких волокон. Как видно из Таблица 4 наименьшей пылимостью какпо количеству пылинок, так и по среднему их размеру (Рисунок 4.5) обладаеттермообработанное нетканое полотно из смеси полипропиленовых (ПП) волокони БКВ в соотношении 1:1.
После обработки термопрессованием полотна из смесиПП волокон с БКВ (1:1) происходит, как и следовало предположить, снижениепылимости и уменьшение среднего размера частичек пыли. Кроме того,увеличивается поверхностная прочности материала, определяемая по методуДеннисона, что происходит из-за агрегированияи сплавления термопластичныхволокон между собой в процессе термопрессования.83Таблица 4.
Пылимость нетканых синтетических материалов [122]Пылимость(ср. кол-во размерМатериал-абсорбентпылинок на частиц пыли,1 см2)Нетканый проявочный материал DuPontCyrel DR37FНетканое полотно из смеси ПП волокон иБКВ (1:1)НетканоеполотноизсмесиПЭТФволокон и БКВ (1:1)Нетканое полотно из смеси ПП волокон иБКВ (1:1) после термообработки 170 ⁰CНетканоеполотноизППволоконизППволокон«Агротекс 42»Нетканоеполотно«Агротекс 60»Средниймм2.60.1304,20.1186.10.1573.10.0743.60.0692.90.0780.250.20.150.10.050Ср. размер частицы общий, ммСр.
размер частицы лицо, ммСр. размер частицы оборот, ммРисунок 4.5 Диаграмма распределения по ср. размеру частиц пыли.84На основании экспериментальных данных правомерно заключить, чтонетканыеполотнаотечественногопроизводстваотносительнонизкойсебестоимости, содержащие волокна полипропилена, могут быть использованы вполиграфическом производстве в качестве запечатываемых (маркируемых)материалов и абсорбентов незаполимеризованных фотокомпозиций после ихадаптациипутемлегколетучимитермопрессованияорганическимииобработкирастворителями.поверхностиЗависимостьволоконскоростипоглощения воды и соответственно водоразбавляемых красок нетканымиполотнами,содержащимиполипропилен,оттемпературыивременитермопрессования имеет экстремальный характер. Для определения оптимальногорежима адаптации с учетом плотности (толщины) и доли полипропиленовоговолокнавсоставенетканогоматериаланеобходимопроведениеэкспериментальной оценки динамики взаимодействия капель жидкости сконкретным видом волокна по разработанной в диссертации методике [113].85ГЛАВА 5.
ОСОБЕННОСТИ МАССОПЕРЕНОСА ЖИДКОСТИ ПРИМАРКИРОВКЕ УПЛОТНЕННЫХ ПОЛОТЕН И ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОККАПЛЕСТРУЙНЫМ СПОСОБОМ ПЕЧАТИПри микроскопическом изучении поверхности нетканого полотна DuPont«проявочного рулона» и оценки шероховатости, установлено что поверхностныйслой материала монолитизирован и напоминает поверхности полимерной пленки.Это, по-видимому, достигается локальной термообработкой поверхности полотнапри температуре плавления волокнообразующего полимера. В диссертацииисследован массоперенос модельных жидкостей по поверхности пленок изволокнообразующихполимеров:полипропиленаиполиэтилентерефталата.Изучение этого процесса имеет самостоятельное практическое значение дляполиграфического производства и производства упаковки из полимерных пленок,так как составляет основу маркировки каплеструйной печати5.1 Лабораторный стенд для макросъемки движения капель жидкостипо запечатываемой поверхностиДля наблюдения за формированием капли, её падением с последующимрастеканием и перемещением по пленке была собрана установка для скоростноймакросъемки (Рисунок 5.1).86Рисунок 5.1.
Общий вид и отдельные узлы установки для скоростной макросъемкидвижения капель жидкости к запечатываемым материалам:1 – цифровойфотоаппарат с возможностью записи видео; 2 – удлинительные кольца; 3 –объектив; 4 – основная стойка с горизонтальной площадкой, регулируемой повысоте; 5 – микрометрический винт; 6 – шприц на 1 мл; 7 – наконечникигольчатого типа для дозирования; 8 – светодиодный источник света; 9 –металлическая плоскопараллельная площадка для закрепленияобразца; 10 – плоскиенеодимовые магниты; 11 – термостатированая поверхность; 12 – испытуемыйобразец запечатываемого материалаЛабораторная установка [113], состоящая из фото-видео аппарата, стойки,регулируемой по высоте, дозирующего устройства с металлической иглой,подвижного предметного столика и источника света подключена к компьютеру соспециализированнымпрограммнымобеспечением,предназначеннымдляобработки входящих данных с фотоаппарата или видеокамеры.
Производилиускоренную (50 кадров в секунду) видео съемку процессов свободного падения87капель воды на горизонтальную поверхность, их деформации и впитывания илирастекания. Капли воды получали с помощью пластиковых шприцов объемом 1мл марки SFM с насадкой для высокоточного микродозирования – Fisnar Micron-Sс внешним диаметром иглы 0,305мм и внутренним – 0,233мм.Путемускореннойвидеосъемкипроцессовформирования,падения,перемещения и/или растекания капель воды по термостатированной поверхностипленки полипропилена получены проекции боковой поверхности капли (Рисунок5.2).
За счет выбора диаметра иглы изменения высоты падения или перетеканиякапли с иглы на пленку добивались изменения размера её основания в диапазонеот 0.08 до 1.1 мм.Рисунок 5.2 Вид сбоку капли воды после деформирования после контакта споверхностью полимерной пленки: 1– в первый момент после падения; 2 – через0.25 с после падения; 3 – через 30 с после падения.
s 1,2,3 –смещение центратяжести (симметрии)капли.В диссертации было обнаружено, что капли воды из канала шприцанесмотря на их значительную массу и отсутствие выталкивающего давления недвигались отвесно, а падали или переходили на поверхность пленки сосмещением центра симметрии относительно оси канала иглы во все стороны(Рисунок 5.3 а).Установка позволяет зафиксировать и измерить перемещение капли вдольфронтальной линии влево и вправо. Смещение вперёд и назад не фиксируется напроекции капли и поэтому количественно в проводимом эксперименте не88определялось. В серии из 10 попыток удалось зафиксировать перемещение пофронтальной линии на 0.1÷ 0.75 мм. На Рисунке 5.3 б показано движение «пофронту» нескольких одинаковых по объему и способу формирования капель.Отклонение от вертикального направления падения и их последующееперемещение носит случайный характер, как по направлению, так и по величине.В отдельных случаях перемещение капель происходит неравномерно спериодической остановкой (кривая 3) через 10–15 с с момента падения и иногдадостигает величины, соизмеримой с радиусом капли.
Причиной перемещения ирастекания капель могут быть анизотропные силы смачивания и капиллярногодавления в микронеоднородностях поверхности, что обусловливает известнуюдинамику изменения краевого угла смачивания [123]. Однако такое поведениекапливодынагидрофобнойповерхности,называемоенекоторымиисследователями «комедией ошибок» [124], не сопровождается смещениемцентра симметрии капель и, скорее всего, является проявлением «втягивающего»действия неоднородного электростатического поля [125].
Перемещение капельсопровождается их растеканием, термодинамически невыгодным увеличениемплощади межфазного контакта полимер–жидкость (пятна). Относительноеувеличение размера пятен вследствие аномального растекания и перемещение ихцентров симметрии различны для капель разного размера.а) 5 – подожка; 6 – капля; 7 – образец пленки89б)Рисунок 5.3 Движение капель воды по поверхности полипропиленовой пленки: а –планарный вид капель в состоянии покоя; б – зависимость положения центровсимметрии капель от времени перемещенияДляанализавзаимосвязииливыявлениязависимостивеличиныперемещения капель и величины растекания от их размеров построены кривыединамикиизменениянормированныхрадиусапоказателяхпланарной(Рисунок5.4).проекцииНаосивотносительныхординатотложенахарактеристика растекания – частное от деления увеличения радиуса пятна(планарной проекции капли) на радиус пятна в момент перехода капли наповерхность пленки в зависимости от величины смещения центра симметриикапли.90Рисунок 5.4 Растекание (относительное изменения радиуса проекции) капли водына поверхности полипропиленовой пленки во время видеосъемки (0 - 30 с).Анализдинамикирастеканиякапельводыпоповерхностиполипропиленовой пленки (Рисунок 5.4) позволяет утверждать, что чем большеотклоняется траектория падения капли от вертикали в момент перехода наповерхность, тем существеннее её последующее смещение и растекание –увеличение размера пятна.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
