Введение к работе
Актуальность темы исследования. За последние пять лет, наиболее интенсивно развивается печать в упаковочном производстве, в частности печать на поверхности полимерных пленок, используемых в качестве современного упаковочного материала. Кроме того, особый интерес к печати на полимерных пленках проявляют разработчики микросхем для различных изделий микроэлектроники. При этом важно оценивать такой показатель как прочность держания печатной краски или другого покрытия на поверхности материала для упаковки.
В отличие от традиционных запечатываемых материалов - бумаги и картона, полимерные пленки, являясь как правило по своей природе гидрофобными материалами, не обладают высоким адгезионным взаимодействием по отношению к печатным краскам. Поэтому точная оценка уровня адгезионного взаимодействия, а также определение наиболее слабой границы в многослойной системе упаковочный материал - печатная краска, имеют важное значение.
Наиболее широкое распространение, как за рубежом, так и в России в качестве упаковочных материалов получили пленки из синтетических полимеров: полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), полиэтилентерефталата (ПЭТФ).
Проблема обеспечения высокой адгезионной прочности, как правило, приводит к созданию многослойных композиций или к использованию различных методов модификации поверхности. Поэтому в исследованиях по созданию многослойных композиций, в том числе и при разработке технологии печати на полимерных пленках, необходимо оценивать как величину адгезионной прочности, так и границу, по которой происходит разрушение.
В связи с этим, исследование особенностей и разработка методов оценки и управления качеством печати на гидрофобной полимерной подложке являются весьма актуальными.
Работа выполнена в ГОУВПО «Московский государственный университет печати».
Цели и направления исследования. Цель данных исследований заключается в разработке научно обоснованных методов контроля качества печати на полимерных пленках, а также технологических рекомендаций для полиграфических предприятий, использующих различные методы печати. В соответствии с проведенным анализом научно-технической и патентной литературы основными задачами диссертационной работы являются:
изучение явлений на границе взаимодействия полимерная пленка —
печатная краска, идентификация характера разрушения адгезионного
соединения на основании использования современных методов анализа
поверхности раздела;
обоснование конструкции измерительных ячеек для количественной
оценки адгезионной прочности печатных красок на поверхности
полимерных пленок;
разработка рекомендаций для полиграфических предприятий в части
применения экспресс-методов контроля адгезионной прочности на границе
полимерная пленка - печатная краска;
В результате теоретических и экспериментальных исследований решена задача количественной оценки адгезионной прочности на границе полимерная пленка (ПП, ПЭ, ПЭТФ) - печатная краска. На основе результатов исследования свойств поверхности после разрушения адгезионного соединения предложены способы идентификации характера адгезионного взаимодействия на границе полимерная пленка - печатная краска. Разработаны практические рекомендации и предложена конструкция устройства для количественной экспресс-оценки адгезионной прочности непосредственно на полиграфических предприятиях.
Научная новизна работы.
экспериментально установлено, что метод «нормального отрыва» может быть применен для оценки адгезионной прочности печатных красок на поверхности полимерных пленок в интервале разрушающих напряжений от 0,7 до 55 Н/см2;
экспериментально показано, что анализ ИК-спектров МНПВО полимерной пленки после разрушения адгезионного соединения, может с большой степенью достоверности использоваться для идентификации характера разрушения и оценки уровня адгезионной прочности;
впервые, методами ИК-спектроскопии, экспериментально доказано, что кажущееся «адгезионным» разрушение, при высоких значениях прочности, полученных методом «нормального отрыва» на границе полимер - печатная краска, носит когезионный характер, причем уровень разрушения полимерных пленок в тонком слое во многом определяется деформационными свойствами полимера;
показано, что метод оценки гидрофильности поверхности по величине краевого угла смачивания водой также может быть использован для установления характера разрушения адгезионного соединения; Положения, выносимые на защиту
-
Обоснование граничных условий применения модифицированного метода «нормального отрыва» для количественной оценки адгезионной прочности на границе полимерная пленка - печатная краска.
-
Методы идентификации характера разрушения адгезионного соединения на основе исследования гидрофильности поверхности разрушения и анализа ИК-спектров МНПВО;
-
При высоких значениях прочности соединения на границе полимерная пленка - печатная краска тип разрушения -когезионный, и во многом определяется деформационными свойствами полимера;
4. Экспресс метод оценки адгезионной прочности печатных красок на
поверхности полимерных пленок; Практическая значимость работы состоит в получении
экспериментальных результатов, позволивших предложить конструкцию
измерительной ячейки для оценки адгезионной прочности методом
«нормального отрыва», а также разработать методику, включающую
подготовку образцов к испытанию и проведение самих испытаний. При
этом разработаны рекомендации для полиграфических предприятий в
части применения экспресс методов контроля адгезионной прочности на
границе полимерная пленка - печатная краска, а также разработана
конструкция устройства для использования его на производственных
предприятиях.
Личный вклад соискателя
Основные результаты и положения, выносимые на защиту, получены лично автором. Все обсуждаемые в работе результаты были получены автором самостоятельно. Автор самостоятельно разработал, экспериментально проверил и испытал на производственном предприятии, метод количественной оценки адгезионной прочности. Научный руководитель принимал участие в постановке целей и задач исследований, их предварительном анализе, а также в обсуждении полученных экспериментальных результатов.
Апробация работы. Научные результаты, полученные в работе, докладывались на ежегодной конференции молодых ученых МГУП 2006 г.; на 5-ой международной научно-практической конференции в 2006 году в г. Омск; на 34-ой международной конференции IARIGAI-2007 в Гренобле; на 6-ой международной научной конференции в 2007 году, в г. Омск; на 7-ой международной научно-практической конференции студентов и аспирантов «Социальные проблемы современного города в визуальной культуре: Творчество молодых» в 2008 г., г. Омск; на 40-ой международной
конференции полиграфических ВУЗов 1С, в 2008 г., в Варшаве, а также неоднократно на семинарах кафедры «Управление качеством» МГУП.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 1 научная статья в рецензируемом издании, 5 в трудах международных конференций.
Структура и объем работы.
Похожие диссертации на Разработка методов контроля адгезионной прочности при печати на гидрофобных полимерных пленках
