LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Удосконалення технології УФ-лакування відбитків офсетного друку

розділі роботи наведені результати експериментальних досліджень фотополімеризаційноздатних лакових композицій і утворених на їх основі покриттів.

Властивості лакової композиції та покриттів, утворених при їх фотополімеризації, визначаються хімічною природою олігомера, мономера, фотоініціатора та їх концентрацією в композиції. Ступінь процесу фотополімеризації лакових покриттів визначали за величиною зміни липкості їх поверхні згідно описаної вище методики.








Результати визначення липкості покриттів, утворених розробленими лаковими композиціями, нанесених на поверхню крейдованого картону („Hannoart Gloss", SAPPI), які представлені на рис. 3 і 4 показують, що у всіх випадках характер її зміни однаковий, а саме: на початковому етапі опромінення липкість шару збільшується, досягаючи максимуму, згодом різко зменшується до постійного значення. Це пояснюється пошаровим механізмом фотоініційованої полімеризації та її інгібування молекулярнм киснем. Як видно з рис. 3 і 4, концентрація фотоініціаторів в 10-14% вагових забезпечує достатню швидкість і повноту отвердження лаків. На рис. 5 наведені дані, отримані при дослідженні фотополімеризації УФ-лаків промислового виробництва. Дослідження показали, що найбільш світлочутливим є УФ-лак марки „Wessco 7002", де час зникнення липкості складає 25 с, а найменш світлочутливим – „Senolith 360017/V90", час зникнення липкості – 50 с.

При дослідженні ініціюючої здатності фотоініціаторів встановлено, що більш ефективними є фотоініціатори ряду ацетофенона. Це пояснюється тим, що при електронному збудженні вони піддаються дуже швидкому і ефективному процесу фоторозпаду до початку гальмування реакції фотополімеризації киснем повітря. На швидкість і ступінь фотополімеризації впливає також тип мономерів, які вводяться в композицію для регулювання її в'язкості. Результати дослідження показали, що досить високою фотохімічною активністю володіють оксідиетилендиакрилат (ДЕГДА), бутандіоддиакрилат (БДДА). Найкращий результат отримано при застосуванні мономеру диметиламіноетилакрилату (ДМАЕА), але життєздатність даної композиції є низькою внаслідок зростання її в'язкості та непридатністю до нанесення. Даний мономер можна застосовувати в невеликій кількості в якості поглинача молекулярного кисню.

Так як, одним з способів усунення інгібіруючого впливу молекулярного кисню повітря на процес радикальної фотополімеризації є введення в композицію амінів, було проведено дослідження впливу концентрації фото- ініціатора ФІ і диметиламіноетилакрилату на час фотополімеризації лакової композиції. При дослідженні встановлено, що оптимальними концентраціями ФІ і ДМАЕА є 10% і 2-5% відповідно (рис.6). Рівняння, яке описує отримані результати має вигляд:




Z = 146,8 – 16,5x – 10,84y + 0,5 x2 +

+ 0,43xy + 0,33y2

де: Z – час фотополімеризації, с; х– кон-центрація ДМАЕА, %; y– концентрація диізопропоксиацетофенона,%

Отже, найбільш придатними, як зшиваючі агенти є мономери ДЕГДА і БДДА, а як фотоініціатори - "Irgacure 651", диізопропоксиацетофенон і "Irgacure184". Для досягнення швидкої полімеризації лакових покриттів в композицію необхідно вводити 10-14 % фотоініціатора. Додавання в композицію ДМАЕА дозволяє прискорити радикальну фотополімеризацію. Оптимальною концентрацією ДМАЕА в композиції є 2-5 відсотки. Розроблені лакові композиції за швидкістю полімеризації є конкурентноздатними УФ-лакам промислового виробництва.

Добре розтікання УФ-лаку на сприймаючій поверхні – одна з необхідних умов отримання полімерного лакового покриття бездефектної структури з високими захисними властивостями, у протилежному випадку можуть спостерігатися такі дефекти, як хвилястість лакового покриття або його відшаровування. Тому нами досліджені способи покращення розтікання розробленої епоксиакрилатної лакової композиції шляхом введення в домішок промислового виробництва „Wessco 1915" і „Terraadd". На основі проведених досліджень можна стверджувати, що введення у лакову композицію домішок „Wessco 1915" і „Terraadd" дозволяє лаковій композиції набагато краще розтікатися на поверхні фарбового шару. Введення домішок для покращення розтікання лаків є доцільним у кількості 2-2,5 % від заг. маси лакової композиції.

Так як, введення в композицію мономеру ДМАЕА прискорює реакцію радикальної фотополімеризації, було експериментальним щляхом визначено вплив концентрації ФІ 2,2-диізопропокси-1-фенілетанон-1 і ДМАЕА на ступінь пожовтіння лакового покриття (рис.7). Як видно з рис.7, для отримання покриття з найменшою жовтизною, необхідно обмежити введення ДМАЕА до 2%.

У четвертому розділі проведені експериментальні дослідження процесів формування лакових покриттів на друкарських відбитках.

Для збільшення поверхневої енергії відбитків перед нанесенням УФ-лаків в поліграфії застосовуються два способи активації поверхні: попередня обробка відбитків коронним розрядом і попереднє ґрунтування поверхні відбитків праймер-лаками. На рис. 8 показано розтікання УФ-лакової композиції на необробленій (а) і обробленій (б) коронним розрядом поверхні.

а) б)

Рис.8. Розтікання краплини фотополімеризаційноздатної лакової

композиції: а - по необробленій поверхні; б - по обробленій поверхні

(картон „Arktika GC-1", потужність установки коронного розряду 120 Вт)


Порівнювання експериментальних даних з визначення поверхневого натягу паперу і фарбового шару, які представлені на рис.9 і 10, вказують на однотипний, але різний характер зміни полярних і дисперсійних складових. Так, якщо в поверхневому натягу фарбового шару переважає дисперсійна складова, то в поверхневому натягу паперу – полярна. Із збільшенням потужності розряду дисперсійна складова гdS змінюється мінімально, а полярна складова грS різко зростає, особливо при обробці чистого паперу. Проте, у обох випадках, при потужності установки коронного розряду 100-120 Вт досягається максимальне значення поверхневої енергії субстратів, оброблених коронним розрядом (швидкість переміщення матеріалу 30м/хв).





Встановлено, що для паперу і шару фарби достатньою є потужність коронного розряду 100-120 Вт при швидкості переміщення матеріалу 30м/хв, оскільки подальше її збільшення майже не змінює поверхневого натягу (рис.11).

Отже, попередня модифікація поверхні відбитків коронним розрядом дозволяє збільшити їх поверхневу енергію за рахунок зростання полярної складової поверхневого натягу. Максимальне значення поверхневої енергії субстратів, оброблених коронним розрядом, досягається при потужності коронного розряду 100-120 Вт. Змочування УФ-лаками оброблених коронним розрядом поверхонь субстратів залежить від їх здатності змочувати необроблені поверхні.

Відомо, що молекулярний кисень є інтенсивним інгібітором фотоініційованої радикальної полімеризації. Це явище особливо помітне