Материалы полиграфических процессов. Практикум

Для того чтобы картон хорошо поддавался обработке при механизированном способе изготовления переплетных крышек, а также для обеспечения качественного тиснения на переплетных крышках, толщина картона в отдельных местах не должна отличаться больше чем на 5 %. Такой картон называют калиброванным.

Для определения равномерности картона по толщине по результатам измерений в пяти точках рассчитывается средняя толщина (δср):

1

δср = ∑hi/5.

5

Равномерность картона по толщине (R) в процентах рассчитывается по разнице между наибольшей и наименьшей толщиной (δб и δм соответственно) по следующей формуле:

R = (δб – δм)·100/δср.

Если значение R составляет более 5 %, картон называется некалиброванным, и он пригоден только для ручного способа изготовления переплетных крышек.

Цель работы: ознакомление с показателями, характеризующими структуру картона отличающими его от бумаги.

Приборы и принадлежности: весы аналитические; толщиномер CHY-С2 с ценой деления 0,01 мм; линейка обыкновенная.

Объекты исследования: образцы различных видов переплетного картона (не менее трех образцов каждого вида).

Порядок выполнения работы:

1)взвешивание и измерение картонных образцов;

2)определение m1 кв.м картона по методике работы 1.4;

3)расчет плотности картона по методике работы 1.5;

4)измерение толщины картона (δ) с помощью толщиномера в пяти точках каждого образца;

5)расчет значений δср и R для оценки его равномерности по толщине.

Полученные значения сводятся в табл. 3.1 и формулируются соответствующие выводы по сопоставлению показателей структуры различных видов переплетного картона, а также их сравнению с соответствующими показателями бумаги.

61

Таблица 3.1. Показатели структуры различных видов переплетного картона

$1$2

Переплетный и упаковочный картон должен обладать высокой прочностью, стойкостью к короблению, хорошей впитывающей способностью (для запечатывания) и легко подвергаться резке. Переплетный картон применяется в полиграфическом производстве для изготовления обложек и переплетных крышек, а также производства папок и поздравительных открыток.

Механические свойства картона зависят в основном от свойств волокнистых материалов для его производства. В зависимости от вида картона в его состав входят древесная масса, небеленая целлюлоза, отходы древесностружечного производства и текстильной промышленности – так называемая химико-термомеханическая масса, которая дешевле целлюлозы и придает материалу необходимую жесткость и пухлость, а также синтетические и минеральные волокна. Особенностью производства картона является возможность использования макулатуры, что важно с точки зрения экономии ресурсов и защиты окружающей среды.

Волокнистые материалы, предназначенные для изготовления картона, как правило, грубо помолоты. Поэтому картон характеризуется шероховатостью поверхности и ломкостью при сгибе. Оценка сравнительной прочности различных марок картона при динамической (ударной) нагрузке осуществляется по величине ударной вязкости (U) при двухопорном ударном изгибе. Под этим показателем по-

62

нимают способность материала поглощать механическую энергию в процессе разрушения под действием ударной нагрузки (Дж/м²).

Испытание проводится по методу Шарпи – с помощью маятникового копра, предназначенного для разрушения образца, свободно лежащего на двух опорах, тяжелым маятником, падающим из взведенного состояния. Разница между потенциальными энергиями копра до и после удара определяет полную работу маятника (А) в Дж на разрушение образца. Величина U картона в Дж/м2 определяется по формуле

U = А/S,

где S – площадь поперечного сечения образца, м2.

Цель работы: ознакомление со способом определения прочности картона при динамической (ударной) нагрузке.

Приборы и принадлежности: толщиномер CHY-С2 с ценой деления 0,01 мм; маятниковый копер ИО 5138-0,05 для определения ударной вязкости при двухопорном ударном изгибе (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Маятниковый копер

Объекты исследования: образцы различных видов переплетного картона (не менее трех образцов каждого вида) с размерами 120×10 (мм).

63

Порядок выполнения работы:

1)установка образца между двух опор маятникового копра;

2)освобождение маятника из взведенного состояния;

3)фиксирование по шкале прибора величины работы А в Дж, затраченной маятником на разрушение образца;

4)расчет значений U.

Полученные значения сводятся в табл. 3.2 и формулируются соответствующие выводы по сопоставлению значений U различных марок переплетного картона.

Таблица 3.2. Результаты определения ударной вязкости различных видов переплетного картона

.

$'

Важнейшее требование к переплетным материалам – высокие механические свойства. Наряду с переплетным картоном, обложечной и форзацной бумагой широкое применение в брошюровочнопереплетных процессах полиграфического производства находят покровные материалы. Они используются для изготовления переплетных крышек (реже – обложек) и представляют собой какую-либо основу с нанесенными слоями. От вида основы зависят как оформительские, так и прочностные свойства покровного материала. В России для выпуска массовых изданий наиболее широко используется отечественный покровный материал на бумажной основе с поливинилхлоридным покрытием – бумвинил.

Оценка механических – прочностных и деформационных свойств названных переплетных материалов проводится по величине

64

разрушающего напряжения σ и относительного удлинения при растяжении ε.

Цель работы: определение сравнительных прочностных и деформационных свойств различных переплетных материалов.

Приборы и принадлежности: линейка, ножницы, разрывная машина Testwinner 992 (Германия) с усилием 5,5 кН.

Объекты исследования: образцы переплетного картона, обложечной бумаги, бумвинила и других покровных материалов с размерами 15×65 (мм).

Работа выполняется по аналогии с работой 1.13.

Результаты испытания сводятся в табл. 3.3 и формулируются выводы о сравнительных прочностных и деформационных показателях различных переплетных материалов.

Таблица 3.3. Результаты определения прочностных и деформационных показателей переплетных материалов

- $

Клеящие вещества (клеи) – это композиции на основе полимеров, способные склеивать различные материалы. В брошюровочнопереплетных процессах склеиваются волокнистые (пористые) материалы: бумага, картон, ткани. В этих случаях жидкое клеящее вещество проникает в поры материала, закрепляется на нем, образуя между склеиваемыми поверхностями пленку.

Основное общее требование к клеевым соединениям – это прочность и долговечность склейки, что обеспечивает последующую обра-

65

ботку полуфабрикатов и использование готового изделия в течение установленного срока. Прочность и долговечность клеевого скрепления зависят от состава клея, свойств склеиваемых материалов, характера их поверхности и многих других факторов.

Клеящую способность переплетных клеев (прочность склеивания) можно определить путем испытания клеевых соединений на расслаивание при использовании нахлесточных образцов (рис. 3.2).

За клеящую способность переплетного клея принимается прочность клеевого соединения (σк.с) в Па, рассчитанная по формуле:

по всей длине (так получают по пять склеек для каждого типа клея); 3) выдержка склеенных образцов под стеклом в течение 24 ча-

сов при комнатной температуре и влажности 65 ± 5 % (если не пред-

66

ставляется возможным выдержать такой регламент, можно образцы выдержать после склеивания всего 2–3 часа);

4)закрепление свободных концов полосок в зажимах разрывной машины;

5)привод в действие механизма растяжения разрывной машины со скоростью движения подвижного зажима 100–120 мм/мин;

6)расчет величины σк.с.

Полученные значения сводятся в табл. 3.4 и формулируются соответствующие выводы по сопоставлению клеящей способности разных типов переплетных клеев.

Таблица 3.4. Результаты определения клеящей способности разных типов переплетных клеев

! " 3 .

Полимерные пленки в современном полиграфическом производстве – важные и запечатываемые, и отделочные материалы. Весьма активно в настоящее время развивается рынок полимерных пленок, предназначенных для изготовления так называемой гибкой упаковки. В производстве гибкой упаковки применяются пленки из полиэтилентерефталата, полиамида, полипропилена и других полимеров.

Важнейшие требования к полимерным пленкам, предназначенным как для отделки полиграфической продукции путем ламинирования, так и для изготовления гибкой упаковки, – высокое светопропускание и светостойкость.

Цель работы: ознакомление с измерением коэффициента cветопропускания полимерных пленок на спектрофотометре СФ-256 УВИ (рис. 1.4).

67

Объекты исследования: образцы пленок из различных полимеров с размерами 30×30 (мм) без дефектов.

Порядок выполнения работы:

1)изучение устройства и работы спектрофотометра;

2)регистрация спектральных коэффициентов τ (спектров пропускания) пленочных образцов в диапазоне λ = 200–700 нм;

3)определение по полученным спектрам значений границ отрезания спектральных кривых (λотр);

4)определение по полученным спектрам значений τ в УФ и видимой области спектра (соответственно на λ = 300 и 500 нм).

Результаты измерений представляются в виде табл. 3.5.

Таблица 3.5. Результаты измерений светопроницаемости полимерных пленок

Формулируются выводы о сравнительной светопроницаемости различных полимерных пленок.

%$

Требования к современной гибкой упаковке – полимерным пленочным материалам – постоянно возрастают и становятся все более жесткими. Так, наряду с высокими значениями оптических характеристик красочных слоев, нанесенных на полимерные упаковочные пленки, возрастают требования к светостойкости пленок, предназначенных для отделки полиграфической продукции методом ламинирования.

Оценка светостойкости полимерных пленок производится способом спектрофотометрии – по относительному изменению коэффициента пропускания τ на заданной длине волны λ при облучении пле-

68

ночных образцов мощным источником УФ света – ртутной лампы ДРТ-240. За критерий светостойкости принимается относительное изменение коэффициента пропускания пленок τ (при определенном значении длины волны λ) после облучения:

Δτ = (τо – τt)·100/τо,

где τо и τt – коэффициент пропускания пленочных образцов при определенном значении λ соответственно до и после облучения, %.

Цель работы: ознакомление со спектрофотометрическим способом определения светостойкости полимерных пленок.

Приборы: спектрофотометр СФ-256 УВИ (рис. 1.4); облучатель ОКН-11М с дуговой разрядной ртутной лампой ДРТ 240 высокого давления (рис. 2.2).

Объекты исследования: образцы пленок из различных полимеров с размерами 30×30 (мм), не имеющие дефектов (царапин, трещин и т.д.).

Порядок выполнения работы:

1)регистрация спектральных коэффициентов τ (спектров пропускания) пленочных образцов в диапазоне λ = 200–700 нм;

2)определение по полученным спектрам значений τо пленочных образцов на λ = 400 нм;

3)облучение пленочных образцов ртутной лампой ДРТ 240 с расстояния 50 см в течение 3–5 ч;

4)регистрация спектров пропускания облученных пленочных образцов;

5)определение по полученным спектрам значений τt пленочных образцов на λ = 400 нм;

6)определение значений Δτ полимерных пленок.

Результаты измерений представляются в виде табл. 3.6 и формулируются выводы о сравнительной светостойкости пленок из различных полимеров.

69

Таблица 3.6. Результаты определения светостойкости полимерных пленок

0

1.Какие полиграфические материалы называются переплетными?

2.Какие полиграфические материалы называются отделочными?

3.Что понимают под ламинированием?

4.Что представляет собой картон?

5.Какими показателями картон отличается от бумаги?

6.Какие значения толщины и граммажа характерны для переплетного картона?

7.Какова структура переплетного картон?

8.Какой картон называют калиброванным?

9.Какой картон называют некалиброванным?

10.Как определяется равномерность картона по толщине?

11.Какие приборы и принадлежности используются для оценки структуры картона?

12.В чем состоит порядок выполнения работы по изучению структуры картон?

13.Какие требования предъявляются к картону в полиграфическом производстве для изготовления обложек и переплетных крышек?

14.От чего зависят механические свойства картона?

15.По какому показателю можно оценить ломкость картона при

сгибе?

16.Что понимают под динамической (ударной) нагрузкой?

17.Что понимают под ударной вязкостью материала?

18.На каком приборе проводится испытание на ударную вязкость по методу Шарпи?

19.Как осуществляется испытание на прочность картона при динамической (ударной) нагрузке по методу Шарпи?

70