Дипломная работа: Исследование процесса тиснения на картонных складных коробках для косметической продукции по
tp = tpp;
tp – ta = tpp – tpa. (2.6)
Таким образом, разность температур в восковом (разделительном) адгезионном (грунтовочном) слоях фольги в момент тиснения невелика и практически ею можно пренебречь. Это означает, что температуры размягчения этих слоев могут быть одинаковыми, если их измерять одним н тем же методом. Однако следует обратить внимание па то, что физико-химические процессы, протекающие вблизи температур tрр и tра . совершенно различны и, конечно, измеряются различными методами. В разделительном слое tpp близка к температуре каплепадения, но не равна ей. Для измерения tpp предложен [7] стеклянный поплавковый адгезиометр с термокамерой. И эта величина соответствует температуре, при которой адгезионная прочность соединения лавсановой пленки с лаковым слоем фольги через разделительный слой уменьшается до 0,5 г/см. В адгезионном слое tpa измеряется как температура поднятия фольги концом бумажной трубки со стороны адгезионного слоя под давлением 50г [8]. Такое различие методов определения tpp и tpaобусловливает отличие ∆tp = tpp – tpaот теоретически рассчитанной величины и.необходимость се экспериментального определения.
Результаты измерении температуры размягчения разделительного слоя tpp по предложенной методике показали, что она изменяется вотносительно узких пределах. Для отечественной фольги она равна 78–82°; в некоторых импортных образцах фольги она достигает 95°. Это объясняется тем, что восковые композиции не изменяют своих свойств во времени. Температура поверхностного размягчения адгезионного слоя изменяется в широких пределах от 60 до 150°, что обусловлено составом применяемых адгезионных слоев и изменением их свойств в процессе хранения. По этой причине разность ∆t = tpp – tpaтакже изменяется в широких пределах. Имеются образцы фольги как с положительным, так и с отрицательным значением ∆t. Для определения оптимального значения ∆t необходимо проводить серии испытаний фольги с различными значениями ∆tв конкретных условиях тиснения [1].
Фольга для горячего тиснения представляет собой многослойную систему (рис. 2.1.). В зависимости от своего назначения, число слоев может быть различным (обычно не более 6-ти). Практически все виды фольги содержат основу-носитель, разделительный, красочный и адгезионный слои [9]. Красочный слой, в свою очередь, может быть многослойным. В цветной глянцевой фольге он состоит из защитного лакового и пигментированного слоев или из защитного лакового и рисуночного слоев. Красочный слой металлизированной фольги состоит из лакового слоя, слоя алюминия (или хрома), напыленного в вакууме, и пигментированного слоя. – В металлической фольге функцию красочного слоя выполняет слой металлического порошка (бронзовой или алюминиевой пудры). В некоторых случаях пигментированный слой выполняет также функцию адгезионного слоя, например, в однослойной цветной матовой фольге и цветной глянцевой фольге с рисунком.
Каждый слой фольги имеет свое функциональное назначение. Основа-носитель выполняет дне функции: 1) временной подложки, обеспечивающей необходимую прочность и эластичность в процессе горячего тиснения; 2) матрицы, создающей необходимую микрогеометрию оттиска фольгой (глянцевую или матовую поверхность оттиска). Разделительный слой обеспечивает необходимую прочность соединения красочного слоя с пленкой-основой холодной фольги и под пробельными элементами в момент горячего тиснения. При этом под печатными элементами в момент тиснения она должна «плавиться», снижая прочность соединения до минимума. В некоторых случаях аналогичными свойствами может обладать адгезионное соединение красочного слоя с пленкой-основой без разделительного слоя [7]. Лаковый слой выполняет две функции: 1) защищает оттиск от механических, физических и химических воздействии; 2) придает оттиску необходимый цвет или оттенок, благодаря наличию в нем соответствующих красителей. Если используется абсолютно прозрачный бесцветный лак, то за счет металлизированного алюминиевого слоя получают фольгу серебряного цвета. Если лаковый слон окрашен желтым красителем, то металлизированный слой придает фольге золотистый цвет. Адгезионный слой должен быть наиболее чувствительным к температуре. При достижении tР а = 70–80° он должен приобретать клейкость, в то же время при температурах ниже tpa он должен быть «сухим», неклейким. При температуре tpaэтот слой должен дать прочное адгезионное соединение с переплетным материалом.
Толщины слоев фольги могут быть различными. Пленка-основа имеет толщину 10–25 мкм, разделительный слой – 0,1–0,3 мкм, лаковый слой – 0,5–1,5 мкм. слой вакуумной металлизации – 0,02–0,05 мкм, пигментированный слой 0,5–3 мкм, адгезионный слой – 1,5– 5 мкм [1].
В качестве основы-носителя могут быть использованы тонкие пленочные материалы, обладающие достаточно высокой прочностью, гладкостью и эластичностью, такие как лавсановая, триацетатная, полипропиленовая, целлофановая и другие пленки, а также некоторые виды топких бумаг (конденсаторная, пергамин).
Бумажную основу-носитель (пергамин или конденсаторную бумагу) широко используют для изготовления большинства серий пигментированной матовой полиграфической фольги, а также порошковой – бронзовой алюминиевой, имеющих низкую стоимость и удовлетворительные прочностные свойства. Однако, в связи с расширением ассортимента фольги для горячего тиснения усовершенствованием технологии ее изготовления, а так же расширением области ее применения в народном хозяйстве, бумажную основу-носитель постепенно заменяют полиэфирными пленками. Полиэфирная основа имеет ряд преимуществ по сравнению с бумажной: высокая прочность на разрыв, что позволяет осуществлять процесс тиснения на высокоскоростных прессах в автоматических режимах, высокая температура воспламенения основы, что позволяет значительно повысить температуру тиснения фольгой.
Первым слоем, наносимым на основу, является промежуточный (разделительный) слой, роль которого сводится к облегчению переноса последующих красочных покрытий при активации его теплом. Разделительный слой представляет собой воск или композицию восков, нанесенных на основу фольги из расплава, раствора или водной восковой эмульсии, а также композиции восков с полимерами и другими целевыми добавками. В состав восковых композиций обычно входит монтан-воск, церезин и твердые парафины. В последнее время рекомендовано применять торфяной воск, представляющий собой смесь высокомолекулярных твердых парафиновых и непредельных разветвленных углеводородов со сложными эфирами высокомолекулярных кислот и спиртов [10]. В отличие от монтан-воска и церезина торфяной воск даст композиции разделительного слоя с более высокими адгезионными свойствами при комнатной температуре, что способствует повышению прочности фольги к осыпанию. Для улучшения свойств воскового слоя в его состав вводят полиизобутилен, эластомеры, терненовую смолу, продукты окисления восков, соли окисленных восков и поливалентных металлов.
Выбор состава разделительного слоя зависит от вида основы-носителя фольги и технологии ее изготовления. Так, например, для фольги на бумажной основе промежуточный слой наносится из расплава или концентрированной подпой эмульсии, а для фольги металлизированной– из растворов бензина и уайт-спирита низких концентраций, или из водных восковых эмульсий также низких концентраций.
К промежуточному слою предъявляют следующие требования:
1. Температура плавления должна быть достаточной для обеспечения полного перехода изображения на запечатываемый материал, сохраняя при этом четкость очка оттиска.
2. Липкость в расплавленном состоянии должна быть достаточной для обеспечения легкого перехода изображения на запечатываемый материал в требуемом интервале температур тиснения фольгой; при обычных условиях воскованная основа не должна слипаться в рулоне.
3. После нанесения промежуточный слой не должен осыпаться с основы-носителя, т.е. должен иметь адгезию к ней. В обычных условиях он должен иметь адгезию к наносимому па него красочному слою и терять ее в процессе тиснения.
4. На основу-носитель должен наноситься в минимальном количестве, так как увеличение его толщины будет способствовать забиванию пробелов очка оттиска (фольга «лепит»),
5. Слон должен быть нанесем равномерно, по всей ширине основы-носителя (т.е. иметь хорошее растекание но основе-носителю) с целью сохранения равномерности нанесения последующих слоев и стабильности печатно-технических свойств фольги.
6. Обеспечивать хорошее растекание по своей поверхности композиций красочного слоя.
7. Иметь светлую окраску и не терять своих свойств в процессе хранения фольги.
Выбирая состав разделительного слоя (т.е. воска или композиции восков), необходимо также учитывать растворимость компонентов слоя в требуемых для этой цели растворителях, влияние растворителей последующего слоя на стабильность уже нанесенного промежуточного слоя и другие физико-химические характеристики восков (кислотное число, полярность и т.п.).
Для улучшения степени растекания композиций красочного слоя по промежуточному слою в последний могут вводиться добавки, улучшающие розлив, т. с. поверхностно-активные вещества. Для растворов восков в углеводородах могут быть рекомендованы жидкие и твердые кислоты (например, олеиновая, стеариновая и т.д.); для расплавов рекомендуется брать твердые жирные кислоты.
В процессе горячего тиснения отрыв пленки-основы от запечатанного красочного слоя происходит не по восковому разделительному слою, а на границе адгезионного соединения основа – разделительный слой или разделительный слой – красочный слой, т.е. восковой слой полностью остается либо па поверхности отработанной пленки-основы, либо на поверхности оттиска. Разделительный слой фольги на пленочной основе тонкий и его след на оттиске не заметен. При одноцветной печати фольгой не имеет практического значения, куда переходит восковой слой. При многокрасочной же печати это имеет решающее значение для совместимости различных видов фольги или различных цветов одной и топ же серии, так как восковой сло?