Билет 24

24.1. Полировка, металлизация, флокирование, нанесение печати, тиснение, маркировка лазером, лакирование полимеров.

Полировка

С помощью полировки получают гладкие поверхности. Предпосылкой к каче-н­ной полировке является безупречная исходная поверхность — без рисок, царапин и прочих неровностей. Иногда сам процесс полировки можно использовать для удале­ния неровностей (облой, остатки литника и т. п.). Поверхности полимерных изделий полируются вручную или механически с помощью войлочных или тканевых полиро­вальных кругов. При этом зачастую используются мелкозернистые абразивные или полировальные пасты, а также полировочный воск. При необходимости полировка осуществляется в ходе двух технологических операций, сначала с помощью абразивной пасты, а затем тканевым полировальным кругом и полировочным воском. Для выравнивания кромок и углов (для формованных изделий из реактопластов) также используется полирование в барабане. Процесс полирования в ба­рабане длится около 8-12 часов; здесь также используются полировальные пасты. Иногда поверхности изделий из термопластов могут полироваться и растворите­лями (ацетобутират целлюлозы).

Металлизация

Часто изделиям из полимеров необходимо придать вид металлической поверхно­сти. Причины для этого могут быть следующими:1) создание оптического впечатления металлического изделия;2) придание поверхностям электропроводности;3) создание эффекта отражения.

Преимущества металлизированных изделий из полимеров в сравнении с металли­ческими изделиями следующие: низкая плотность; легкость и свобода оформления (дизайна); экономия.

При эксплуатации металлизированных полимерных изделий следует иметь в виду, что хорошая химическая стойкость полимера на металлической поверхности нарушена. Существует несколько методов металлизации полимерных изделий, но боль­шое распространение получили напыление в высоком вакууме и гальванизация. Особое внимание уделяется предварительной подготовке поверхностей (обезжиривание). Задача грунтовочного слоя состоит в создании адгезионного подслоя для паров метал­ла, чтобы компенсировать шероховатости поверхности. После отверждения первого покрытия внутри вакуумной камеры (10~³- 10~⁶мбар), металл выпаривается в нагрева­емом тигле и наносится на полимерное изделие. Нанесенные подобным образом слои металла (от 0,1 до 1,0 мкм) чрезвычайно нестойки к царапинам, поэтому их защищают дополнительным слоем лака. На прозрачные изделия напыление может быть нанесено с обратной стороны — это позволяет избежать дополнительного лакового слоя. На современных технологических установках время цикла напыления металлов состав­ляет несколько минут.

Флокирование 

Это нанесение волокон флока в электростатическом поле, создание текстильного покрытия на поверхности. Метод флокирования состоит в покрытии поверхности определенной формы, предварительно смазанной клеем, мелко-порубленными текстильными активированными волокнами. Методы покрытия в прежние времена были разными, а в настоящее время это делается под воздействием электростатического поля, получаемого с применением флокатора. Нарезанные волокна (мононити), так называемый «флок», получают из сырья различного происхождения (шерсть,хлопок, полиамид, вискоза, акрил и т. д.). Они бывают разной длины, разных цветов и разной толщины. Для электростатического флокирования волокна, в процессе химической активации (сразу после крашения), обрабатываются специальными электролитами. Только активированные волокна флока в электростатическом поле флокатора ориентируются перпендикулярно поверхности клея «ёжиком».

Нанесение печати

На большинство изделий из реактопластов и термопластов печать можно наносить без предварительной подготовки. Особой подготовки поверхности требуют полимеры, которые с трудом поддаются склеиванию. В этом случае неполярные поверхности следует активировать соответствующей обработкой, чтобы создать условия для адгезии печатной краски к поверхности. Это особенно актуально для ПЭ и ПП. Нанесение печати имеет особое значение для декоративных пленок и всех видов упаковок.

При обработке полимеров предпочтительна печать сетчатыми шаблонами. Речь идет о «сквозном процессе», в ходе которого печатная краска с ракли продавливается сквозь открытые ячейки сита. Большое преимущество печати с сетчатыми шаблонами состоит в чрезвычайной экономичности этого метода, а также в том, что сито может быть приспособлено практически к любым геометрическим формам изделия. К печатным краскам особых требований не предъявляется. Печать сетчатыми шаблонами с помощью валков может осуществляться непрерывно.

Следующая технологией нанесения печати на полимерные изделия — тампонная печать, которая представляет собой вариант глубокой печати.

Печатная краска принимается эластичным нажимным пуансоном (тампоном) и переносится на изделие. Давление тампона обеспечивает возможность нанесения печати на изделия с выпуклыми или вогнутыми поверхностями.

При нанесении печати, так же как и при склеивании, необходимо, чтобы поверхность, на которую предполагается нанести печать, была чистой и как можно более гладкой, что позволит добиться хорошей адгезии печатных красок. В данной технологии несложно подогнать печатную форму под контур изделия, на которое наносится печать.

Состав печатных красок зависит от способа ее нанесения и от материала, из которого изготовлено изделие.

Различают краски, высыхающие под воздействием окисления, физически высыхающие краски (испарение растворителей) и химически затвердевающие краски (два компонента).

В последнее время приобретает все большее значение технология горячего тиснения. Ее принцип основан на том, что нагретый штамп снимает с пленки-подложки цветную пленку и «вдавливается» в изделие. Горячее тиснение можно выполнять как за счет поступательного хода, так и методом обкатки.

Основные преимущества данного метода заключаются в простоте смены краски и рентабельности, кроме того изделие не нуждается в дополнительной сушке.

Декоративная печать в основном наносится па изделия из ПС и его сополимеров. ПBX, а также полиолефинов. Проще всего печать наносится на ПС, что объясняется его хорошей растворимостью.

При работе с ПВХ проблемы могут возникнуть при обработке его пластифицированных разновидностей, так как содержащиеся в печатных красках вяжущие вещества зачастую не способны впитывать или эгализировать блуждающие пластификаторы.

В производстве упаковки группой полимеров, имеющей наибольшее значение, являются полиолефины. Учитывая их низкую склонность к адгезии, они требуют предварительной обработки поверхности.

Устройства для предварительной обработки пленки чаще всего бывают встроены в печатньте машины.

Тиснение

Пол тиснением, когда речь идет об облагораживании поверхности, понимают создание с помощью специальных инструментов (штампы, валки) структурных поверхностей изделий из термопластов в температурной области перехода от пластического состояния к эластическому. Тиснение чаще всего применяется для обработки непластифицированного ПВХ .

Горячее тиснение в качестве декоративного способа обработки поверхностей соответствует нанесению печати горячим тиснением. Горячее тиснение может быть выполнено и без цветной пленки, в этом случае речь идет о блинтовом (бескрасочном) тиснении.

Маркировка лазером

Маркировка полимеров в последнее время все чаще выполняется с помощью лазера. Разработана технология, которая позволяет осуществлять бесконтактную, чистую, сухую, долговечную» рентабельную маркировку. Весь процесс, как правило, занимает несколько миллисекунд.

При нанесении маркировки лазером различают метод отклонения луча и маскирование.

Метод отклонения луча

В данном методе лазерный луч с помощью подвижных зеркал направляется на полимерное изделие, что позволяет добиться линии, схожей с линией самопишущего инструмента. Надписи «вжигаются» в материал. Перемещение лазерного луча осуществляется программируемым устройством управления.

Нанесение надписи маской

При использовании этой технологии применяется маска, которая просвечивается лазерным лучом. Контуры маски отображаются на изделии с помощью линзы. После этого лазерный импульс переносит всю информацию с маски на поверхность полимера. Такой способ особенно пригоден для нанесения надписей на малоформатную упаковку в условиях массового производства. Вместе с тем для нанесения маркировки лазером имеется и ограничение — контрастность такой печати отчасти меньше, чем при использовании других методов маркировки. Кроме того, при определенных условиях незаметно изменение цвета, что делает надпись нечитаемой.

Лакирование

Несмотря на то что производитель стремится к тому, чтобы создать необходимую поверхность изделия непосредственно в процессе формования, довольно часто требуется дополнительное лакирование. Кроме того, лакирование необходимо и по техническим причинам, например, для влаго- и газонепроницаемости изделия, придания ему электропроводности, защиты от ультрафиолетовых лучей и т. д. Лакированные изделия широко используются в автомобильной и мебельной промышленности.

При лакировании особое внимание следует обращать на чистоту и гладкость поверхностей изделий (или же на наличие у них нужной структуры). При конструировании изделия следует учитывать его лакирование (так, например, следует избегать труднодоступных участков). В изделиях не должно быть внутренних и поверхностных напряжений.

Как и среди печатных красок здесь различают лаки, высыхающие иод воздействием воздуха или окисления, а также химически отверждаемые лаки. Необходимо, чтобы лак и изделие хорошо связывались между собой. Крайне важна чистота поверхности. При определенных обстоятельствах можно использовать вещества, повышающие прочность сцепления (промоторы адгезии). Используются различные лаковые системы:

• системы, на органических растворителях;

• системы, растворимые в воде (дисперсии);

• системы не содержащие воды или растворителей (реактивные лаки, лаки, высыхающие под воздействием окисления).

С учетом требований охраны окружающей среды и труда необходимо стремиться к снижению или полному предотвращению эмиссии растворителей. Этого можно добиться интенсивной очисткой воздуха, использованием эффективных методов нанесения лака или применением систем лаков, растворимых (разжижаемых) водой. В таких лаках вода выступает в качестве разбавителя или растворителя. После сушки лаки теряют свою способность к растворению в воде. Отчасти работа с подобными системами сложнее, чем работа с обычными лаками.

Все большее значение в этом направлении приобретает лакирование порошковыми лакокрасочными покрытиями (в электростатическом поле). Порошковые лакокрасочные покрытия в процессе нанесения получают электростатический заряд, необходимые при этом электропроводные поверхности получают с помощью специального фунта.

Лакирование может быть выполнено различными методами: Чаще всего применяется технология лакирования распылением (сжатым воздухом). Она пригодна практически для изделий всех форм и форматов. При многоцветном лакиоовании используются защитные маски. Толщина лаковой пленки определяется вязкостью лака, давлен ием воздуха и устройством форсунки. Если применяется металлопигмент, то создание равномерного лакового покрытия может быть связано с определенными сложностями.

Нанесение лакокрасочных покрытий погружением также довольно рентабельно, однако используется исключительно для одноцветных покрытий. Изделия должны быть сконструированы или подвешены таким образом, чтобы избыточный лак мог легко с них стекать. Нанесение лакокрасочных покрытий погружен ием в основном выполняется автоматически.

Поливочное нанесение лакокрасочных покрытий используется для больших и плоских поверхностей.

Нанесение лакового покрытия валиками рекомендуется использовать, если возникла необходимость лакирования рельефных поверхностей изделия. При этом возможно, как перемещение валика по поверхности изделию, так и наоборот.

При обработке отдельных изделий или очень небольших партий лакирование выполняется вручную.