4. Нанесение тиснений и покрытий на пленки и слоистые материалы

Тиснение. При получении рельефного рисунка на внешней поверхности пленок и слоистых материалов используется свойство формуемости полимерного материала в термопластичном состоянии. Для нанесения тиснения на готовые пленки и листы применяют специальный каландровый агрегат. Исходный материал через накопитель попадает на нагревательный барабан (с паровым или масляным обогревом) и затем, проходя через поле инфракрасного излучения, попадает для нанесения тиснения.

В качестве тиснительных валков применяется полые с графированной внешней поверхностью стальные валки, которые охлаждаются или термостатируется. Полотно материала прижимается к тиснительному валу гуммированным валком, который охлаждается водой. Между тиснительным валком и приемным барабаном находится станция охлаждения, которая чаще всего состоит из охлаждающих валков. При производстве изделий из негибких или малогибких материалов применяется охлаждающий транспортер и штабелеукладчик.

Полимерные покрытия. Покрытия на гибкие материалы наносятся почти всегда на стационарных агрегатах, которые работают с высокой производительностью и степенью автоматизации в непрерывном процессе.

Текстильные ткани с полимерными покрытиями применяются в качестве искусственных кож, а также облицовочного материала для пола, стен и т.п., где в качестве покрытий преимущественно применяется пластифицированный ПВХ. Это материалы, как искусственные кожа – текстовинит и замша, влаколин, совинол, шарголин, клеенка, аэростатная ткань. Наряду с текстильной тканью в качестве основы используется бумага для производства упаковки, книжных переплетов, моющихся обоев.

Кроме ПВХ для нанесения покрытий на гибкую основу применятся другие полимеры и эластомеры – такие как ПУ, ПА, ПАК, ПВА, НЦ (гранитоль), КФС (мофорин), латексы НК и СК.

В состав покрытия кроме основного пленкообразующего полимера и пластификатора или растворителя входят и другие добавки (инградиенты) с различными функциональными назначениями, такие как пигменты, термо- и светостабилизаторы, разбавители, смазывающие вещества, наполнители, порофоры.

Процесс нанесения покрытий состоит из собственно нанесения покрытия, образования пленки (образования геля полимера или удаления растворителя) и связанные с этим процессов нагрева, сушки и охлаждения.

Кроме нанесения покрытий предусмотрены подготовительные и завершающие рабочие операции. Подготовительные операции включают транспортировку и хранение исходных компонентов в смеси, а также такие процессы, как смешение исходных компонентов и подготовка материала основы. Завершающие операции включают в себя придание готовой продукции товарного вида и упаковку. Принципиальная схема нанесения полимерных покрытий показана на рис. 6.12.

Рис. 6.12. Основные стадии процесса нанесения полимерных покрытий на текстильную основу

6.4.1 Приготовление полимерных композиций для полимерных покрытий

Наносимые на основу полимерные покрытия находятся в жидком или вязко-текучем состоянии. После нанесения покрытий из жидкого полимера образуется прочная пленка. Применение полимеров в жидком состоянии позволяет наносить тонкие покрытия на большую поверхность с минимальными энергозатратами, а также обеспечивает частичную пропитку и лучшее сцепление покрытия с материалом основы.

В таблице 6.1. указаны принципы образования покрытия в зависимости от типа полимера и формы исходного сырья

Таблица 6.1 – Способы образования покрытия

Форма исходного сырья	Состояние полимера в промазочной машине	Принцип образования пленки	Тип полимера
Гранулят, порошок, хлопья	Раствор в органическом растворителе	Сушка	ПУ, НЦ
Водная суспензия	Жидкость	Сушка и плавление	ПВА, ПАК, ПВХ
Порошок+ пластификатор	Пластизоль	Желатинизация	ПВХ
Гранулят	Расплав	Охлаждение	ПЭ
Олигомеры и мономеры	Жидкость	Полимеризация, сшивание	ПУ, НЦ

Исходя из состояния полимера перед нанесением покрытия, по масштабу производства покрытия из пластизолей занимают ведущее место. Это объясняется тем, что порошкообразные эмульсионные ПВХ, как вы знаете, хорошо диспергируется в пластификаторах. ПВХ-пластизоли (ПВХ+пластификатор) можно хранить при комнатной температуре в течение суток без опасения седиментации (осаждения частиц). Кроме того, они обладают хорошей текучестью, что важно при нанесении покрытий. Путем добавления растворителя уменьшают их вязкость. Такие пасты называются органозоли (ПВХ+пластификатор+растворитель).

Для приготовления пластизолей исходные компоненты смеси необходимо дозировать в правильном соотношении и перемешивать. Основные операции приготовления пластизолей и применяемое оборудование указаны в таблице 6.2.

Основные компоненты порошкообразный ПВХ и пластификатор должны обладать реологическими свойствами и жизнеспособностью, соответствующими предъявляемым требованиям. Суспензии склонны коагулировать. Для приготовления водных суспензий применяют ПВА, ПАК, ПВХ (см. таблицу 6.1), ПС, латексы НК и СК. Они содержат 40÷50 % полимера, поэтому низковязкие.

Добавлением водорастворимых солей ПАК, водорастворимых полимеров – ПВС, казеиновый клей и др. увеличивают вязкость композиции.

Таблица 6.2 – Операции приготовления пластизолей и применяемое оборудование

Операции	Оборудование для периодического производства	Оборудование для непрерывного производства
Дозирование	Весы, дозаторы, насосы	Ленточные весы, вибролотки, дозировочные насосы, шнековые питатели, дозировочные вентили
Смешение, гомогенизация, растворение, набухание, желатинизация	Z-образные, планетарные, волчковые, скоростные смесители	Проходные смесители, смесительные головки, статические смесители
Диспергирование, измельчение	Шаровые мельницы, скоростной смеситель (“диссольвер”)	Одновалковая или трехвалковая краскотерка, коническая мельница, мельница ударного действия
Дегазация, фильтрация	Планетарная машина с вакуумированием, “диссольвер” с вакуумированием, фильтр с вакуумированием	Вакуумный дегазатор непрерывного действия
Транспортировка готовой массы	Ковш	Поршневой насос, червячный насос

Из различных низкомолекулярных веществ (мономеров) и промежуточных продуктов производства полимеров (олигомеров) композициями для нанесения покрытий могут служить вещества, обладающие необходимой вязкостью. Требуемая вязкость достигается форполемиризацией или смешением компонентов с различной степенью полимеризации. Растворители при этом не применяются, т.к. их роль выполняют мономеры, содержащиеся в пленке. Технология приготовления смеси в этом случае такая же, как при получении растворов. Выбор полимера ограничен требованием быстрой сушки пленки. Применяют полиуретановую композицию горячего отверждения и олигомеры акрилата.

При нанесении покрытий из термопластов (нанесение расплавов) они применяются в виде порошка, гранул, кусков, блоков. При этом порошки агломерируют со вспомогательными веществами. Процесс смешения исходных компонентов совмещают с пластикацией (плавлением). Термопластичные покрытия наносят преимущественно из пластифицированного ПВХ и ПЭ.