Свойства и применение матричного материала МПМ-1

Категория:
Полимерные формы


Свойства и применение матричного материала МПМ-1

Промышленная технология изготовления и применения материала МПМ-1 разработана на основе исследований, выполненных в Московском полиграфическом институте. Выпуск материала МПМ-1 освоен в двух разновидностях: МПМ-1-1 с покровным слоем на первый слой и МПМ-1-2 без покровного слоя на второй и третий слой матриц. Основные свойства матричного материала МПМ-1 регламентированы техническими условиями 81-05-28—78.

Техническими условиями 81-05-28—78 нормируется состояние поверхности листов матричного материала без покровного слоя: шероховатая, без изломов, отверстий, сгустков смолы и посторонних частиц. Поверхность материала с покровным слоем также шероховатая, но без непокрытых смесью участков, недопустимы отверстия и трещины, допускаются матовые пятна.

Московским полиграфическим институтом разработаны показатели качества материала МПМ-1 и методы их определения в связи с организацией его промышленного производства. ТУ81-05-28—78 на материал МПМ-1 регламентирован метод определения количества смолы трехкратным вымачиванием измельченных образцов в заданном объеме этилового спирта. Проверка соответствия итогов определения количества смолы в матричном материале по методике технических условий и экстрагированием образцов материала спирто-ацетоновой смесью в аппарате Сокслета выявила незначительные колебания средних значений содержания связующего в матричном материале. Необходимость точного определения содержания смолы в матричном материале перед его запуском в производство подтверждена многолетним опытом его применения. Матричный материал с недостаточным или избыточным количеством связующего затрудняет процесс получения матриц с заданными технологическими свойствами. При недостатке смолы в материале образованный на матрицах рельеф непрочен на сжатие и скол, может разрушаться в момент отделения матриц от оригинальной формы или от стереотипа.

этих случаях наблюдается неполное воспроизведение на матрице мелких и крупных элементов изображений оригинальной формы. Избыток смолы в матричном материале под давлением прессования выдавливается в виде сгустков и наплывов на лицевую сторону матриц, которые при прессовании переходят на печатающую поверхность стереотипов и являются причиной снижения графической точности воспроизведения и появления марашек на тиражных оттисках. Отрицательное влияние избытка смолы в матричном материале рекомендовано устранять увеличением продолжительности термообработки материала с покровным слоем (МПМ-1-1) перед сборкой пресс-пакета.

Зависимость показателей качества пластмассовых матриц от количества покровной смеси на поверхности листов матричного материала МПМ-1 очевидна при превышении нормы, предусмотренной техническими условиями: происходит перетекание размягченной смеси при прессовании матриц из зоны наибольшего давления с образованием неустойчивых пробельных элементов. Сущность метода определения количества покровной смеси на поверхности матричного материала МПМ-1-1 заключается в смывании слоя ацетоном и выявлении разницы в массе образцов.

Метод определения количества летучих в матричном материале сводится к высушиванию навесок материала с последующим определением разницы в массе образцов. При высушивании из материала удаляются «связанный» макромолекулами смолы этиловый спирт, атмосферная влага из пор целлюлозного наполнителя, газообразные продукты самопроизвольной реакции поликонденсации фенолформальдегидной смолы, начавшейся в процессе сушки пропитанного картона-основы и и продолжающейся при хранении матричного материала. Использование матричного материала с количеством летучих, превышающим норму, определенную техническими условиями, приводит к образованию пробельных элементов неустойчивой квадратной формы и в большинстве случаев к срыву их с матрицы при отделении от оригинальной формы на участках растровых и тонких штриховых изображений.

Сжимаемость матричного материала в нагретом состоянии (пластичность материала) зависит от состояния связующего и определяет глубину и четкость печатающих элементов матриц. При использовании матричного материала, в котором большая часть связующего находится на промежуточной и конечной стадиях отверждения, невозможно получить при расчетном давлении требуемую глубину тиснения матриц. С увеличением давления прессования возрастают графические искажения рчатаюших элементов, поэтому техническими условиями установлен минимально необходимый предел сжимаемости для поступающего матричного материала — 28% По мере хранения сжимаемость матричного материала несколько снижается в результате самопроизвольной реакции поликонденсации, особенно при повышенной температуре воздуха (выше 20 °С), что обусловливает необходимость контроля сжимаемости материала перед запуском в производство очередной партии. Испытание сжимаемости нагретых образцов материала проводят с помощью нагруженного стержня оптического вертикального длиномера ИЗВ-1. Образец материала помещают в нагретую пресс-форму и выдерживают 2 мин в термошкафу. Затем устанавливают на предметный столик прибора и через отверстие в крышке пресс-формы нагруженным наконечником с заданной геометрией деформируют материал на заранее измеренном по толщине участке образца.

Матричный материал с покровным слоем должен обладать высокой разрешающей способностью и достаточной прочностью лицевой поверхности, минимальной усадкой и возможно коротким циклом отверждения. Эти технологические свойства матричного материала предопределяют качество пластмассовых матриц и, как следствие, печатно-технические свойства полимерных пластмассовых и резиновых печатных форм.

Разрешающую способность матричного материала определяют опытным прессованием при оптимальных условиях для конкретного прессового оборудования, поскольку в общеизвестных методах требуются различные приспособления и приборы. В этом случае под разрешающей способностью подразумевается возможность воспроизведения без искажений оригинальных форм заданной сложности (растровые клише до 60 лин/см, крупные штриховые элементы). Разрешающая способность МПМ-1 по итогам прессования матриц с клише выше 60 лин/см не выявлялась, но прессование матриц со специальных мир позволило сделать заключение о возможности изготовления матриц с клише, линиатура которых выше 60 лин/см. Сложнее получить матрицы при наличии крупных штриховых элементов (плашек) из-за появления микронеровностей, которые возрастают при прессовании стереотипов. Состояние плашек можно охарактеризовать размером микронеровностей, определяемых с помощью микроскопа МИС-11. Чем меньше микронеровности, тем выше разрешающая способность матричного материала. При отсутствии микроскопа МИС-Ц способность матричного материала к воспроизведению крупных печатающих элементов можно определять сопоставлением состояния поверхности конкретных участков клише и матрицы (или стереотипа).

Разрешающая способность матричного материала зависит как от показателей качества материала, так и от точности соблюдения рекомендаций по проведению под-прессовки и термообработки матричного материала с покровным слоем, подготовки оригинальной формы и режимов прессования матриц. Из показателей качества материала МПМ-1-1 непосредственное влияние на разрешающую способность оказывают сжимаемость и количество покровной смеси на 1 м2 поверхности материала. Недопустимо использование матричного материала МПМ-1-1 с пониженной сжимаемостью или с недостаточным количеством покровной смеси в случаях, когда необходимо прессовать матрицы с растровых клише или с клише, содержащих крупные печатающие элементы. Зависит разрешающая способность материала МПМ-1-1 и от структуры покровного слоя, которая образуется на разных стадиях технологического процесса изготовления материала. Характер структуры покровного слоя материала МПМ-1-1 можно определить по результатам визуальной оценки состояния поверхности листов; пластичная и ненапряженная структура покровного слоя на листах с матовой мелкозернистой поверхностью. Листы с блестящим покровным слоем отличаются невысокими технологическими свойствами и не обеспечивают хорошего формования растровых элементов и крупных штриховых печатающих элементов. Матовая мелкозернистая поверхность листов матричного материала с покровным слоем свидетельствует и о большей прочности его поверхности.

В производстве книжно-журнальных стереотипных пластмассовых форм изменение размеров полос по отношению к набору (усадка) не имеет большого значения, если это не нарушает неприводности печати. При изготовлении матриц с клише для четырехкрасочной печати усадка матричного материала должна учитываться: в результате неравномерной усадки матричного материала при прессовании матриц с таких форм, кроме неприводности по контуру изображения, возможно несовмещение по рисунку, что ухудшает качество четырехкрасочной печати. На степень усадки матричного материала МПМ-1 оказывает влияние содержание смолы: материал с 45% смолы после 1 ч термообработки уменьшается по длине образца на 0,23%, а материал с 50% смолы — на 0,52%. С увеличением продолжительности термообработки усадка возрастает значительнее в образцах материала с большим содержанием смолы. Для снижения влияния усадки на геометрическую форму и размеры матриц и, следовательно, стереотипа необходимо с особенной тщательностью проводить подготовку матричного материала — его подпрессовку и термообработку. При использовании «свежего» материала МПМ-1 должна выполняться непродолжительная термообработка и матричного материала без покровного слоя (МПМ-1-2).

На разрешающую способность матричного материала, прочность поверхности и усадку листов материала с покровным слоем (МПМ-1-1) оказывает заметное влияние степень его уплотнения при подпрессовке. С увеличением спрессованности материала МПМ-1-1 разрешающая способность несколько снижается, а прочность поверхности материала я матриц возрастает. Уменьшается при этом и усадка матриц, поскольку в хорошо уплотненном материале образуется непрерывная структура с большей степенью ориентации макромолекул смолы к поверхности наполнителя и, следовательно, обладающая более высокой прочностью. Степень уплотнения материала МПМ-1-1 выбирают в зависимости от продолжительности хранения материала после его изготовления с учетом особенностей матрицируемой оригинальной формы.

Минимально необходимую длительность цикла отверждения материала МПМ-1 можно определить по результатам испытания на разрывной машине образцов, подвергнутых различной по продолжительности термообработке в сушильном шкафу. Например, после 1,5 ч выдерживания при 130±5°С образцов матричного материала с 45%-ным содержанием смолы образуется структура резита с максимальной прочностью на разрыв. Постепенное нарастание прочности образцов материала в результате воздействия подводимого тепла количественно характеризует происходящие в материале изменения. Но этот метод испытаний не позволяет выявить особенности изменений структуры (и свойств) матричного материала в начальный момент воздействия повышенной температуры (в период пластично-вязкого состояния матричного материала) из-за малых и нестабильных изменений прочностных свойств. Для обоснованного выбора условий формования матриц из матричного материала в МПИ применен способ испытания на пластометре Канавца: по методу непрерывного деформирования нагреваемого образца материала и по методу деформирования отвержденного образца при заданной температуре. По первому методу навеску матричного материала запрессовывают в нагретую пресс-форму, состоящую из двух коаксиальных цилиндров, которые вращаются относительно находящегося внутри нее штыря с постоянной скоростью. В результате этого материал подвергается деформации чистого однородного сдвига. Штырь пресс-формы через рычаг связан с маятниковым силоизмерителем и самописцем, автоматически записывающим изменение напряжения сдвига во времени или в зависимости от упругоэластических деформаций, возникающих в материале во время испытаний. При непрерывном деформировании материал в нагретой пресс-форме переходит в пластично-вязкое состояние, характеризуемое коэффициентом эффективной вязкости и длительностью пребывания в этом состоянии при заданной температуре. Протекающий процесс отверждения характеризуют максимальным напряжением сдвига и временем его достижения. При проведении испытаний по второму методу материал после выдерживания в течение заданного времени при определенной температуре подвергают деформации сдвига до разрушения. Поскольку упругоэластические свойства отверждаемого материала непосредственно связаны с его структурой, это отражается на характере получаемых с помощью самописца кривых: уменьшение эластической деформации и увеличение угла наклона кривой свидетельствуют о сшивке полимерных цепей; рост относительной деформации связан с увеличением длины полимерных цепей; повышение напряжения сдвига и деформации указывает на увеличение длины и разветвленности полимерных молекул и т. д.

Матричный материал МПМ-1 с 45%-ным содержанием смолы характеризуется следующими данными пла-стометрических испытаний: при 130° С продолжительность вязкотекучего состояния 9 мин, длительность отверждения более 27 мин (за пределами возможностей прибора) с достижением наибольшего напряжения сдвига в пределах 88 кгс/см2 (8,8 МПа), при 150° С соответственно 3 мин и 17,2 мин с максимальным напряжением сдвига 120 кгс/см2 (12 МПа); при 170°С материал обладает очень малым периодом пластично-вязкого состояния (0,9 мин) и наиболее коротким циклом отверждения равным 6,8 мин, со сниженным напряжением сдвига: 89,6 кгс/см2 (8,96 МПа).

По напряжению сдвига, характеризующему прочность образованной в материале структуры, оптимальной температурой переработки матричного материала МПМ-1 следует считать 150 °С.

Условия проведения испытаний матричного материала на пластометре Канавца и прессования матриц с оригинальной формы, заполнение которой менее 40%, различны, неодинаковы и скорости взаимодействия макромолекул смолы и надмолекулярных структур. Поэтому продолжительность прессования матриц из материала МПМ-1, например при 130 °С, равна 0,5 ч, а последующая термообработка таких матриц проводится в течение 2—3 ч.

Материал МПМ-1 вследствие высокой разрешающей способности и большой прочности поверхности пригоден для прессования матриц со всех видов оригинальных форм. Универсальность материалу МПМ-1 придана за счет специально разработанного состава покровного слоя, технологии подготовки и нанесения покровной смеси, методов регулирования его свойств подпрессовкой и термообработкой листов материала с покровным слоем. Большой период пластично-вязкого состояния материала МПМ-1 позволяет в широких пределах изменять режим формования матриц и получать рельеф растровых изображений повышенной прочности. Материал МПМ-1, рекомендованный для изготовления тексто-иллюстрацион-ных и иллюстрационных матриц, в том числе и с клише для четырехкрасочной печати, отличается повышенной длительностью цикла отверждения. В процессах изготовления тексто-иллюстрационных и иллюстрационных стереотипных форм, где требуется высокая разрешающая способность матричного материала, эта особенность не должна ограничивать его применение. В большинстве случаев целесообразно применять быстроотверждающийся материал МПМ-2.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум