Дипломная работа: Исследование процесса тиснения на картонных складных коробках для косметической продукции по

3) когда

σам1>(σ₁₂ + σа12 +σр1);

4) когда прочность когезии красочного слоя и прочность адгезионных соединений внутри многослойного красочного слоя (например, лак + металл) σк1 и σк2 больше прочности когезии или адгезионных соединений в разделительном слое

σк1 >σр1; σк2>σр2; (2.3)

5) когда прочность адгезионного соединения красочного слоя с адгезионным слоем σка1 иσка2 выше предела прочности при сложном разрыве каждого из слоев

σка1 > σк1; σка1 > σа1;

σка2 > σк2; σка2 > σа2. (2.4)

При выборе исходных материалов для изготовления фольги учитывают еще ряд дополнительных требований. В частности, добиваются максимального значения σам1и такого значения σр1, который бы обеспечил легкий отрыв отработанной фольги от оттиска на автоматических прессах. Очевидно, что σ_ам2 должна быть минимальной.

Резкое уменьшение прочности когезии в разделительном слое и резкое увеличение прочности адгезионного соединения фольги с запечатываемым материалом при переходе от пробельного элемента к печатному обеспечивается разностью температур под ними. Это обусловлено тем, что коэффициент теплоотдачи к пленке-основе от нагретого воздуха по пробельным элементам существенно ниже, чем от плотно прижатого металла по печатным элементам. Таким образом, наряду с рациональным выбором материалов важнейшим условием получения качественного оттиска при тиснении фольгой является правильный выбор теплофизических параметров тиснения, и создание заданных температурных полей под слоями фольги [1].

Слои фольги, за исключением основы-носителя, имеют небольшую толщину, обычно не превышающую 10 мкм. Поэтому экспериментальные измерения температуры в слоях фольги в процессе тиснения не увенчались успехом. Количественное описание температурного слоя представляется возможным лишь на основе применения теории теплопроводности при условии знания теплофизических свойств слоев фольги.

Теоретический анализ [4] процесса теплопередачи на основе теории теплопроводности [5] показал, что под печатным элементом, благодаря высокой теплопроводности материала штампа, температура его поверхности t_Ш в процессе тиснения практически не изменяется. Поскольку толщина фольги существенно меньше ширины печатных элементов, можно пренебречь теплопередачей в продольном направлении в сторону пробелов. При некотором упрощении закономерностей теплопроводности относительная температура Ө1 в слоях фольги под печатными элементами будет равна

Ө1 – [(t1 – t0)/(t_Ш – t0)] = 1 – [0,563 / √F, (2.5.а)

где t1– температура в слоях фольги под печатными элементами;

to– начальная температура фольги и запечатываемого материала; fo – критерий Фурье

fo = а τ / X² , (2.5.б)

где а – коэффициент температуропроводности слоев фольги, см² /с;

х – расстояние от поверхности пленки-основы, см;

τ – время контакта штампа с фольгой.

Под пробельными элементами в момент тиснения между штампом и фольгой находится воздушная прослойка переменной толщины. Ввиду низкой теплопроводности воздуха температура поверхности фольги сразу не становится равной 1_Ш , а достигает ее по истечении времени. Однако воздушная прослойка не является просто термическим сопротивлением. В результате деформации запечатываемого материала в течение всего периода тиснения толщина этой прослойки непрерывно изменяется. Вытесняемый при этом воздух становится теплоносителем, создавая конвекционный теплообмен между поверхностями пробелов штампа и фольгой [1].

Разность температуры в слоях фольги под печатным и пробельным элементами, обусловленная различием коэффициентов теплоотдачи от штампа к пленке-основе, должна быть реализована следующим образом. Прежде всего, ей должна соответствовать определенная разность термомеханических свойств разделительного и адгезионного слоев. Разделительный слой должен обладать узким температурным интервалом резкого изменения когезионной прочности. Проще говоря, он должен иметь некоторую температуру размягчения tрр, выше которой он становится жидкотекучим. Как указывалось выше, этим требованиям отвечают некоторые воска и восковые композиции с температурой каплепадения 70–90°. Адгезионный слой также должен иметь некоторую температуру поверхностного размягчения tра, выше которой _ он становится липким, вернее, липучим, под некоторым давлением, т.е. начинает проявлять адгезионные свойства.

При разности температур в слоях фольги под печатным и пробельным элементами, т.е. при ω<8, печатно-технические свойства фольги определяются в основном соответствием фактических температур tp и taтемпературам переходов tpp и tpa. При этом возможны следующие варианты:

1) t р < t рр t а < t _Р а – Разделительный и адгезионный слои еще не размягчились, фольга не печатает.

2) tp < tpp ta > tpa – Появилась адгезия к запечатываемой поверхности, но восковой слой «с трудом» отдает нижележащие слои, получается непропечатка или выщипывание.

3) tp = tpp ta < tpa – Разделительный слой размягчился, а адгезионный еще нет: фольга не печатает.

4) tp = tpp ta > tpa – Фольга печатает. Если ta – tpa ≥ ∆Өa(tш – to), то она «лепит».

5) tp = tpp ta = tpa – Фольга печатает в оптимальных условиях.

6) tp > tpp ta < tpa – Разделительный слой «давно» размягчился, а адгезионный еще нет: фольга не печатает.

7) tp > tpp ta > tpa – Фольга печатает. Если ta – tpa ≥ ∆Өa(tш – to), то она «лепит». Если tp – tpp ≥ ∆Өp(tш – to), то образуются «рваные кромки».

Отсюда следует, что оптимальным условием тиснения является такое, когда