книги из ГПНТБ / Коган, З. А. Консервация и упаковка машиностроительной продукции

новка типа VP22/600 состоит из ультразвукового генера­ тора мощностью 600 Вт, с автоматической подстройкой частоты, механизмом определения времени сварки и сва­ рочного пресса.

Пресс снабжен пневматическим приводом и педалью для включения, электронным устройством для регулиро­ вания времени сварки. Сварочная головка имеет водяное охлаждение. Сварочный инструмент снабжен круглыми

3x50 мм. Предусмотрены возможности включения дан­

В установке типа VP22/600T механизм для определе­ ния времени сварки смонтирован в столе сварочного пресса. Установка снабжена наконечниками тех же размеров, что и установка VP22/600. Установка типа Н 15/2500Т состоит из генератора, сварочной головки с замкнутой системой водяного охлаждения, сварочного пресса с маслогидравлическим приводом.

5.КОНСЕРВАЦИЯ В КОМБИНИРОВАННЫЕ ПЛЕНОЧНЫЕ М А Т Е Р И А Л Ы

Применение для консервации машиностроительной про­ дукции, предназначенной для экспорта и длительного хранения, обычных необлагороженных бумаг нецелесооб­ разно. Необлагороженные оберточные бумаги и картоны наряду со многими положительными свойствами обла­ дают низкой стойкостью к проникновению водяных паров, влаги и различных жиров с последующим снижением механической прочности. Этот недостаток особенно вы­ является при упаковке машиностроительной продукции, экспортируемой в районы с влажным тропическим кли­ матом. В этих же районах возможно обрастание увлаж­ ненных бумаг и картонов грибковой плесенью, что вызы­ вает интенсивное разрушение упаковочной тары и обору­ дования.

Облагороженные бумаги и картоны благодаря введе­ нию различных химикалиев в бумажную массу или нане­ сению на поверхность металлических, полимерных, воско­ вых и латексных пленочных покрытий обладают свой­ ствами, в значительной степени отличающимися от свойств обычной бумаги и картона.

В зависимости от качества покрытий могут быть полу­ чены комбинированные материалы на основе бумаг, картонов, металлической фольги и тканей, обладающие необходимыми защитными свойствами по отношению к во­

рубежными фирмами выпускаются следующие комбини­ рованные защитные материалы на различных основах:

а) на алюминиевой фольге с односторонним или дву­ сторонним лакированием или пленочным покрытием;

обеих сторон различными лаками или пленочными покры­ тиями;

д) на бумажной или тканевой основе с односторонней поверхностной пропиткой восковыми составами;

е) на пленочной основе, кашированной с одной или обеих сторон различными лаками или пленочными покры­ тиями.

Материалы с металлической, чаще всего алюминиевой фольгой, применяют в тех случаях, когда необходима защита упакованных изделий от проникновения ультра­ фиолетовых лучей. На материалах, в которых применена алюминиевая фольга толщиной до 20—25 мкм, после не­ скольких перегибов (алюминиевая фольга характери­ зуется малыми величинами сопротивления на разрыв или изгиб) обнаруживается ряд мелкопористых отверстий, вследствие чего резко увеличивается паропроницае­ мость.

Для сохранения минимальной величины паропрони­ цаемости необходимо нанесение с одной или обеих сторон слоев защитных лаков или пленочного покрытия толщи­ ной не менее 30—40 мкм. Например, при наложении на алюминиевую фольгу слоя из ацетохлорида полихлорви­ нила от 35 до 120 г/м2 она сохраняет непроницаемость для водяных паров и после нескольких перегибов.

Защитные покрытия бумаг должны иметь оптималь­ ную толщину с тем, чтобы при изгибах величина паропро­ ницаемости бумаги и всех материалов не повышалась. Например, в бумагах массой 90—230 г/м2 слой полиэти­ ленового покрытия не должен иметь толщину менее 30— 40 мкм.

242

У бумаг с полиэтиленовым покрытием менее 30 мкм

Как правило, в трех или более многослойных комби­ нированных материалах наносится с одной стороны термо­ плавкий слой, назначением которого является создание герметичного соединения и заделка швов при температу­ рах 120—'160° С. Это исключает необходимость примене­ ния клеящих составов, что является трудоемкой опера­ цией и не обеспечивающей требуемой герметичности соединений и швов по сравнению с использованием термо­ плавких слоев. В термосвариваемый слой может быть также введен летучий ингибитор для замедления процес­ сов коррозии.

Во Франции выпускается термосвариваемый материал типа термосудабль на бумажной или тканевой основе алютен T L H марок № 8, 9, 8А, R = 27 и С = 69.

Термосвариваемую ткань изготовляют из четырех слоев: марли, полиэтилена, наносимого методом расплава,

Термосвариваемый материал на бумажной основе пред­ ставляет собой крафт-бумагу, на которую нанесены алюми­ ниевая фольга и термосвариваемое полиэтиленовое покры­ тие. Толщина такого материала 0,3—0,5 мм.

Термосвариваемые материалы используются для гер­ метичной упаковки различного рода приборов, машино­ строительных и электротехнических деталей и аппара­ туры малых и средних габаритов в условиях морских перевозок, а также предназначенных для хранения в за­ крытых помещениях в течение 1—2 лет. Диапазоны темпе­

чается в обертывании ею изделия, помещенного предва­ рительно в футляр из гофрированного картона. Кромки чехла из термосвариваемой ткани сваривают специаль­ ными клещами при температуре ПО—120° С и давлении 5 кгс/см2 . Ширина шва при сварке термосвариваемой ткани 4—5 мм.

6.КОНСЕРВАЦИЯ В Ч Е Х Л Ы ИЗ БУМАГ И ТКАНЕЙ, ПРОПИТАННЫХ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ ВОСКАМИ

Кбумагам и картонам, которые применяются для упаковки и консервации продукции, направляемой на экспорт или предназначенной для длительного хранения, предъявляются следующие основные требования: низкая проницаемость для газов и паров воды, непроницаемость для воды и пыли, стойкость к солнечной радиации и по­ вреждению микроорганизмами, насекомыми и грызунами, достаточная механическая прочность при увлажнении, удобство и быстрота распаковки продукции, низкая стоимость материала, допускающего простые технологи­ ческие способы упаковки.

Наиболее распространенным способом облагоражива­ ния бумаги для придания ей паронепроницаемое™ и водостойкости является парафинирование. Однако пара­ финированная бумага обладает малой эластичностью, и после одного-двух перегибов в местах сгиба в 8—10 раз повышается паропроницаемость. Это объясняется недоста­ точной адгезией парафина к поверхности бумаги, а также относительно крупными и малоэластичными кристаллами парафина.

За рубежом в течение двух десятилетий широко при­ меняются для облагораживания бумаги и картона микро­ кристаллические воски, характеризующиеся тонкой кри­ сталлической псевдорешеткой вследствие содержания в восках изопарафина — циклических нафтеновых по харак­ теру углеводов с добавками полимеров. Сложная вну­ тренняя связь данных композиций приводит к значитель­ ному улучшению физико-химических свойств пропитан­ ных этими составами бумаг и картонов, которые тре­ буются для качественной упаковки машиностроительной продукции.

Увеличивающий объем применения воскообразных ве­ ществ для облагораживания бумаги объясняется следую­ щими их преимуществами:

а) наличием в воскообразных веществах гидрофобных, антисептических и пластических свойств, являющихся хорошим средством улучшения свойств упаковоч­ ных материалов методами пропитки и покрытия;

б) в отличие от других веществ, применяемых для улучшения свойств упаковочных материалов, воскооб-

244

разные вещества могут быть нанесены на существующем оборудовании;

в) себестоимость воскообразных веществ небольшая; поэтому себестоимость облагороженных упаковочных ма­

упаковки изделий, направляемых в страны с тропиче­ ским климатом, рекомендуется применять защитные мате­ риалы, паропроницаемость которых не превышает 5 г/м2 в сутки. Следует учитывать, что с повышением темпера­ туры паропроницаемость защитных материалов резко увеличивается.

полимеры или смеси восков с полимерами, которые нано­

и выдавливаются через ниппель червячного пресса на непрерывно движущееся бумажное полотно. Скорость покрытия достигает 160 м/мин. Процесс сушки в этом случае не требуется. Экструзионное покрытие имеет

При лакировке движущееся бумажное полотно покры­ вается с помощью валика или ракли растворами нитроцеллюлозных лаков или поливинилиденхлорида. Ско­ рость нанесения покрытия при лакировке не превы­ шает 120 м/мин, потому что необходимо применять про­ цесс сушки. Основным недостатком процесса лакировки является трудность выбора безвредных пластификаторов; кроме того, он приводит к большим потерям улетучиваю­ щихся растворителей.

245

При нанесении вместо лаков водных дисперсий вслед­ ствие малой их вязкости, валик может быть заменен

поливинилхлорид, поливинилиденхлорид и их сополи­ меры, нефтяные воски. Скорость процесса нанесения дисперсий не превышает при интенсивной сушке 100 м/мин. Основной недостаток данного процесса — необходимость подбора определенных эмульгаторов. При недостаточно правильном выборе эмульгаторов происходит набухание и деформация бумажного полотна из-за излишнего коли­ чества воды, в результате чего покрытие получается неравномерным.

Наиболее дешевым способом облагораживания бумаги является покрытие бумаги горячими расплавами. Этот способ допускает применение маловязких легкоплавких расплавов, состоящих из нефтяных восков и их смесей с различными полимерами. На обычных машинах с помо­ щью валков осуществляют со скоростью около 200 м/мин как одностороннее, так и двустороннее покрытие любой толщины. При этом способе сушка не требуется, покрытия обладают высокими защитными свойствами.

Существует два способа нанесения на бумагу пара­ фина; пропиткой и покрытием. Пропитка или сухое парафинирование бумаги заключается в том, что нане­ сенный парафин впитывается полностью в бумагу и запол­ няет все поры, распределяясь равномерно по ее толщине. На поверхности бумаги остается небольшое количество парафина. Полученная таким способом парафинирован­ ная бумага обладает пониженной водостойкостью по сравнению с необлагороженной бумагой вследствие гидро­ фобное™ парафина. Паропроницаемость такой бумаги остается сравнительно высокой из-за проникновения па-

. ров воды через волокна бумаги вследствие отсутствия сплошного защитного слоя парафина.

Способ поверхностного покрытия позволяет получить наиболее качественную облагороженную бумагу. При одностороннем и двустороннем покрытии парафин обра­ зует на поверхности бумаги сплошную пленку, которая препятствует проникновению воды и водяных паров. Проникновение паров воды для бумаги, облагороженной способом поверхностного покрытия, возможно лишь через

246

небольшие промежутки, образующиеся между кристал­ лами парафина.

Как уже указывалось ранее, парафин из-за крупнокри­ сталлической структуры не обеспечивает качественного эластичного защитного покрытия, а также не пригоден для получения горячезапечатывающихся упаковочных материалов.

Для облагораживания упаковочных материалов наи­ больший интерес представляют получаемые в результате переработки нефти минеральные воска, в которые входят парафин и церезины.

Микрокристаллические воскообразные вещества отли­ чаются по химическому составу от парафина тем, что их молекулы состоят из разветвленных углеродных цепей, в то время как молекулы парафина построены из прямых цепей. Молекулярная масса микрокристаллического воска 600—900, а парафина — 300—600.

Микрокристаллические воскообразные вещества полу­ чаются экстракцией из продуктов дисстиляции некоторых видов нефти и кубовых остатков с применением раствори­ телей. Усовершенствование метода экстракции позволяет путем применения селективных растворителей из нефтя­ ных остатков получить воскообразные вещества требуе­ мой твердости.

Углеводороды получаются твердые с точкой плавле­ ния 84—92° С, средней твердости и мягкие пластичные с точкой плавления между 60 и 80° С.

В табл. 50 приведены сравнительные свойства нефтя­ ных восков.

На качество покрытия оказывают влияние следующие свойства нефтяных восков: состав, содержание масла, кристаллическая структура, температура плавления, вяз­ кость, твердость, гибкость, разрывная прочность, усадка, цвет, прозрачность, глянец, способность к горячему запечатыванию и слипанию, проницаемость к водяным парам, жиростойкость, стойкость при низких темпера­ турах.

При комнатной температуре обычные парафины с не­ четным числом углеродных атомов (19—29) имеют орторомбическую структуру, с четным числом 18—26 — трехклинную, а с четным числом 28—36 — моноклинную структуру. ~

При повышенной температуре преобладают более сим­ метричные модификации — орторомбическая или гексак-

247

Т а б л и ц а 50

Сравнительные свойства нефтяных восков

спальная, а очищенные парафины имеют пластинчатую или игольчатую структуру. При быстром охлаждении обычные парафины образуют неустойчивую мелкокри­ сталлическую структуру, которая в течение короткого промежутка времени теряет эластичность и старится.

Церезины, обладающие более мелкокристаллической структурой, дают покрытия, более стойкие к перегибам при низких температурах. В зависимости от скорости охлаждения величина кристаллов церезинов не изме­ няется; кристаллы сохраняют форму пластинок или поло­ сок, свернутых трубочкой.

При изучении механизмов кристаллизации сплавов парафинов и церезинов установлено, что церезины в опре­ деленных количествах оказывают положительное влияние на свойства сплавов, позволяют получить эластичное микрокристаллическое покрытие при любой скорости охлаждения.

248

Введение в смесь полимерных добавок (полиэтилена, полиизобутилена) способствует образованию устойчивой микрокристаллической структуры воскового состава. До­ бавка полиэтилена или синтетических восков к парафину повышает также температуру плавления смеси.

Вязкость нефтяных восков и их смесей определяет степень проникновения воска в бумагу, регулирует тол­ щину и скорость покрытия. При температуре покры­ тия 80—110° С нефтяные воски имеют небольшую вели­ чину вязкости, вследствие чего их можно наносить на бумагу тонким слоем и при больших скоростях. Вязкость нефтяных восков повышается с введением полимерных добавок, главным образом высокомолекулярного поли­ этилена.

Содержание нефтяных масел в восках зависит от метода их очистки и влияет на температуру плавления воска, липкость, гибкость блеск покрытия, прочность кэширо­

и микрокристаллического по Е. Юнгу

249

Твердость нефтяного воска повышается с введением полиэтилена, а также с увеличением содержания парафинов нормального строения и уменьшением содержания масла. Гибкость покрытия повышается с введением полимерных добавок; определяется она кристаллической структурой.

Нефтяные воски обладают различной прочностью на разрыв, которая, определяет и прочность облагороженной бумаги. Церезины, имеющие большой молекулярный вес по сравнению с парафинами, повышают прочность на разрыв смеси и облагороженной бумаги. Для получения равномерного покрытия с высокой степенью непрони­ цаемости необходимо применять нефтяные воски, обла­ дающие минимальной величиной усадки.

Морозостойкость нефтяных восков и их сплавов также зависит от усадки. Для повышения морозостойкости нефтяных восков и облагороженной бумаги в составы восков следует вводить полимерные добавки и применять церезины с большим молекулярным весом и меньшей усадкой.

В табл. 51 приведены сравнительные свойства парафи­ нов плиточных и микрокристаллического по Е. Юнгу.

риалы на основе бумаг, картонов, тканей, комбинирован­ ных материалов с полимерными пленками и металличе­ ской фольгой, покрытых микрокристаллическими восками.

Микрокристаллические воски для изготовления упа­ ковочных материалов применяют в США, Франции, ФРГ и ЧССР.

Фирма СЭТТАМ (Франция) выпускает следующие упаковочные материалы с применением микрокристалли­ ческих восков.

Водонепроницаемая бумага. В качестве основы приме­ нена крепированная крафт-бумага* пропитанная микро­ кристаллическим воском. Пропитка бумаги осуще­ ствляется окунанием в ванну с расплавленным составом.

Бумага имеет темно-коричневый. (каштановый) цвет; запаха она не имеет. Бумага поставляется в рулонах шириной 1 м-и длиной 100 м двух видов: с подложкой весом 90 и 120 г/м2 .

Водонепроницаемая бумага легко принимает форму предметов, которые она защищает. Для обеспечения

250