CC BY
22
Оптический метод
определения
набухания
краскопередающего слоя офсетных резинотканевых полотен
Д.И. Байдаков,
к.т.н., доцент кафедры материаловедения
В настоящее время чаще всего приходится только догадываться о последствиях взаимодействия смывок неизвестного состава (тайна фирмы) с краскопередающим слоем офсетных резинотканевых полотен (ОРТП), состав резины которого тоже неизвестен (know-how).
Из информации, размещенной в Интернете или получаемой на Международных выставках полиграфического оборудования, технологий, материалов и услуг («Полиграфинтер»), следует, что продолжается рост числа предлагаемых ОРТП, смывок для их обработки и числа фирм их поставляющих. Определенную заинтересованность в получении достоверных результатов оценки воздействия смывок, увлажняющих растворов на ОРТП проявляют как потребители, так и поставщики этих расходных материалов.
Известны различные методы определения набухания полимерных материалов в различных средах. Одни из них основаны на оценке изменения линейных размеров образцов [1], другие на оценке изменения их веса [2] после полного, заданного по продолжительности погружения материала в жидкость. Упомянутые методы в той или иной мере имитируют реальные условия эксплуатации материалов, сквозь которые проникает жидкая фаза [3]. При этом оценивают интегральную степень набухания материала, не дифференцируя набухание по слоям в случае взаимодействия с жидкостью композита. Необходимо отметить, что результаты в большей или меньшей степени зависят от культуры (тщательности) работы и сноровки оператора, вынимающего материал
из жидкости, удаляющего с поверхности образца ее избыток, и продолжительности измерения его линейных размеров или веса после набухания.
ОРТП представляет собой композиционный материал, каждый слой которого предназначен для выполнения своих специфических функций. Контактирует с жидкостями только верхний, краскопередаю-щий слой полотна, доля которого в общей толщине ОРТП может быть небольшой. Набухание именно этого тонкого слоя при контакте с различными жидкостями интересует специалистов.
Поэтому описанные выше методы оценки набухания, при применении которых происходит изменение всего объема материала, неприменимы для ОРТП.
Известен метод, специально разработанный в ВНИИ полиграфии [4] для оценки набухания краскопередающего слоя ОРТП. Степень набухания определяют гравиметрическим методом, взвешивая образец после его контакта с керосином. Согласно предложенной методике стакан прибора заполняют керосином до половины его объема, накрывают стакан образцом ОРТП (резиновой поверхностью к керосину), накладывают на образец крышку и плотно прижимают образец винтом к краям стакана. Затем переворачивают прибор на 180° для обеспечения контакта образца с керосином и выдерживают образец в керосине в течение (60±3) мин. По истечении указанного времени переворачивают прибор в первоначальное положение, вынимают образец из прибора, промокают его фильтровальной бумагой и в течение одной минуты взвешивают.
Вызывает сомнение, что часовой контакт растворителя с печатающей поверхностью ОРТП не приводит к проницаемости тонкого краскопередающего слоя и поглощению керосина другими, нижележащими слоями полотна. Наконец, метод не позволяет получать кинетические кривые набухания.
Исследование набухания и оценку степени набухания в растворителях краскопередающего слоя ОРТП предлагается осуществлять с помощью оптического метода, разработанного на кафедре материаловедения МГУП имени Ивана Федорова. Сущность метода заключается в получении серии цифровых изображений торцевых срезов образцов ОРТП до их погружения в жидкость и в течение последующего непрерывного нахождения образцов в растворителях (рис. 1, а).
Современные информационные технологии позволяют получать цифровые изображения с высоким разрешением и, в результате этого, определять изменения линейных размеров предметов с высокой точностью.
Микросъемку торцевых срезов образцов можно производить с помощью микроскопа (рис. 1, б), оборудованного цифровым фотоаппаратом [5] или, например, дополнительно цифровым USB микроскопом KS-IS DigiScope ТМ [6].
б
Рис. 1. Получение изображений торцевого среза образца ОРТП, находящегося в растворителе (а), с помощью микроскопа, совмещенного с цифровым фотоаппаратом (б)
Следует подчеркнуть, что при применении цифровой техники автоматически фиксируется время съемки с точностью до 0,04 с (при частоте съемки 24 кадра в секунду), что позволяет с высокой точностью определять временные параметры кинетики набухания.
На рис. 2 (в качестве примера) приведены изображения крас-копередающего слоя торцевых срезов образцов ОРТП Atlas Web. Офсетная резина Atlas Web - это одна из разработок компании Kinyo с применением технологии Thermasphere®, которая была объявлена на выставке Друпа 2004.
Обработка цифровых изображений набухания краскопере-дающего слоя осуществлялась по слайдам, которые разрабатывались с помощью программного пакета для подготовки текстово-графических демонстрационных материалов - PowerPoint для Windows. На рис. 3 (в качестве примера) представлены кинетические кривые набухания, полученные [7] в результате обработки изображений, отражающих взаимодействие различных ОРТП с двумя растворителями, одним из которых является смывка Solstar, по своему составу близкая к спиртовому полярному раствору [8].
Текущая степень набухания Ht краскопередающего слоя ОРТП была рассчитана по формуле:
h -h H = hLh. 100%,
ho
а б
Рис. 2. Изображения краскопередающего слоя толщиной 0,5 мм ОРТП Atlas Web: а — до набухания; б— находящегося в момент съемки в пропаноле-2 и набухавшего 20 мин.
Белые горизонтальные линии — линии уровня начала отсчета
а б
Рис. 3. Кинетика набухания в пропаноле-2 (а) и смывке Solstar (б) образцов ОРТП: 1 - Atlas Web; 2 - DotMaster, 3 - Jupiter UV. Точки на кривых соответствуют значениям параметров к времени половинного насыщения
где ht - толщина краскопередающего слоя ко времени набухания t образца ОРТП, непрерывно находящегося в жидкости; ho - начальная толщина краскопередающего слоя (до набухания).
Таким образом, применение предложенного оптического метода и «стандартных» растворителей с известными физико-химическими свойствами для исследований набухания краскопередающего
слоя ОРТП позволяет, в первом приближении, выявить природу материала, из которого этот слой изготовлен, а также основу смывок, применяемых в полиграфии.
Библиографический список
1. БайдаковД.И. Исследование тиснения на натуральных кожах с применением цифровых информационных технологий / Д.И. Байдаков, А.А. Ткачев // Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. - М., 2011. - № 2. - С. 3-11.
2. ГОСТ 19180-73. Мембраны ионообменные. Метод определения изменения размеров при набухании. Сайт «StandartGOST.ru». Режим доступа : http://standartgost.ru/rOCT%2019180-73
3. Мембранные процессы разделения. Химическая энциклопедия. - М. : Большая Российская энциклопедия. - 1992. - Т. 3. - С. 23.
4. Методические рекомендации. Пластины офсетные резинотканевые. Общие технические условия. ОАО «ВНИИ полиграфии» (АО ИНПОЛ): [Электронный ресурс]. Режим доступа : http://www.fapmc.ru/ mobile/activities/spesialist/2004/item1589/ main/custom/0/text_files/ file/698_file.pdf, свободный.
5. Путина Н.В. Разработка физико-химических основ технологии крашения натуральных волос. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Н.В. Путина. -М. : РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. - 16 с.
6. KS-IS Цифровой микроскоп KS-IS DigiScope, USB: [Электронный ресурс]. Режим доступа : http://www.technopanda.ru/items/KS-IS_tsifrovoy_mikro-skop_KS-IS_DigiScope_USB_0015591.html, свободный.
7. Лузанова Т.Ю. Исследование взаимодействия офсетных резинотканевых полотен с различными растворителями. Выпускная квалификационная работа / Т.Ю. Лузанова. - М. : МГУП. - 2012. - 80 с. Руководитель Байдаков Д.И.
8. Solstar 4065. Сайт компании: Полиграф-Клуб: Режим доступа: http://poligraph-club.ru/pechat/press_other/deaner/79-solstar-4065-marki-olco.html, свобод-ный.
