CC BY
7
of cyclic compression allows to forecast the behavior of nonwoven heat-insulation materials during the processes of montage and exploitation. The perspective use of this method is the research of consistent patterns of heat conduction changes in materials in conditions of cyclic compression.
Key words: nonwoven heat-insulation materials, deformation, cyclic compression.
Lisienkova Lyubov Nikolaevna, doctor of technical sciences, professor, lisienko-valn@mail.ru, Russia, Moscow, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU),
Komarova Lyudmila Yurievna, candidate of technical sciences, docent, luknew @yandex. ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,
Proskuriakov Nikolai Evgenievich, doctor of technical sciences, professor, vippneamail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 05.02.13 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-4-38-45
ПОДБОР ЗАЩИТНЫХ ЛАКОВ ДЛЯ ТОРЦОВ ОФСЕТНОГО РЕЗИНОТКАНЕВОГО ПОЛОТНА
С.Ю. Ямилинец, А.П. Кондратов
Рассмотрено офсетное резинотканевое полотно в офсетной печатной машине, определяющая тираж и качество полиграфической продукции. Для увеличения ресурса предложено защищать от химического разрушения и деформации наиболее уязвимые части этого полотна - торцы, используя тонкий слой лака или химически стойкую краску. Экспериментально и теоретически исследована химическая стойкость чистых и окрашенных торцов резинотканевого полотна. Количественно оценены защитные характеристики покрытий торцов офсетного резинотканевого полотна по абсорбции и проницаемости жидкостей, являвшихся моделями агрессивных компонентов. Предложен параметр - степень защиты полотна лаком для обоснования выбора плёнкообразующего полимера в сочетании
Ключевые слова: офсетное резинотканевое полотно, сорбция растворителей, диффузия, защита торцов.
Объектом исследования является офсетное резинотканевое полотно (ОРТП) марки Saphira Blankets, традиционно применяемое для печати масляными красками (рис. 1). ОРТП является неотъемлемой частью конструкции офсетной печатной машины. ОРТП — это многослойный композиционный материал толщиной 1,96 мм, в конструкции которого есть обработанные тканевые слои, различные резиновые композиции [1-3]. В ОРТП для печати масляными красками используются бутадиен-нитрильный каучук (NBR).
Актуальность темы статьи заключается в необходимости изучения и снижении влияния агрессивных компонентов расходных полиграфических материалов (ежедневных смывочных средств, средств глубокой очистки полотна, добавок в увлажняющие растворы других технических жидкостей) на торцы ОРТП и изучении взаимодействия покрытий для их защиты с разными веществами. От качества ОРТП зависит качество печати. ОРТП контактирует с различными жидкостями: краской, смывками, очистителями, бумагой, увлажняющим раствором. Все эти жидкости проникают в ОРТП не столько через контактирующую рабочую поверхность ОРТП сколько через торцы полотна.
Рис. 1. Торцевая кромка офсетного резинотканевого полотна с защитным покрытием: 1 — барьерный лак; 2 -печатный слой резины; 3 — слой х/б ткани; 4 — компрессионный слой пористой резины
Целью исследования является обоснование возможности повышения стойкости ОРТП к агрессивным компонентам полиграфических растворов путем нанесения на торцевую поверхность ОРТП слоя лака для уменьшения сорбции жидкостей.
Для достижения цели должны быть решены следующие задачи:
- создание методики оценки абсорбции жидкостей печатным слоем и торцевой поверхностью ОРТП.
- обоснование выбора барьерных лаков устойчивых к действию агрессивных растворов, способных уменьшить их сорбцию.
Для оценки эффективности защиты обработанных торцов ОРТП предложено использовать коэффициенты диффузии и сорбции жидкостей пленкообразующими полимерами, а также степень защиты ОРТП слоем лака.
Изготовление образцов для покрытия защитным слоем лака и гравиметрических исследований включает следующие этапы: высечку образцов в форме призмы (Рис 1), взвешивание образцов, нанесение пленкообразующих полимеров на образцы путем погружения, сушка образца, повторное взвешивание образцов со слоем лака, погружение в модельную жидкость и периодическое взвешивание образцов после погружения. Проверка устойчивости включает: визуальная оценка отслоений лаковой пленки и тактильная проверка на липкость.
Полученные результаты используются для определения набухания или растворения слоя лака, коэффициентов диффузии и сорбции жидкостей.
По результатам эксперимента выбираются модели агрессивных жидкостей, пленкообразующие полимеры пригодные для нанесения защитных покрытий, устанавливается оптимальное время воздействия жидкости.
Оценка абсорбции осуществляется по измерению массы образца до и после воздействия агрессивной среды по стандартной методике по ГОСТ Р 56818-2015. [4-10]
Абсорбция жидкости рассчитывается по формуле
С = (ГП!- ш0) * ЮО/ш0 (1)
где т0-масса образца; Ш! - масса образца после воздействия жидкости.
Для сравнительной оценки эффективности защиты предложено использовать степень защиты полотна лаком, вычисляемую по формуле
Кзл = (Аш - Ашлак)/Аш (2)
где Аш- абсорбция жидкости образцом ОРТП с жидкостью, АшЛак-абсорбция жидкости образцом покрытого лаком.
Коэффициент диффузии жидкости в ОРТП рассчитывается по формуле [11]
Э = 0,04939/(т о,5/52), (3)
где £) - коэффициент диффузии, см2/с; т0 5 - время половины кривой гравиметрии, с; 8 - толщина функционального слоя образца, см.
Оценив качественный состав полиграфических материалов по паспортам безопасности фирм производителей, составлен список жидких компонентов (табл. 1). Указанные вещества содержатся в ежедневных смывках, средствах глубокой очистки, до-
бавках в увлажнение и других технических жидкостей. Для оценки термодинамического сродства жидкостей к печатному слою ОРТП вычислен параметр растворимости табл. 1 [3].
Таблица 1
Параметры растворимости и результат взаимодействия NBR и жидкостей
Вещество
Графическая формула для расчёта по методу Смолла
Параметр растворимости, МПа0-5
Результат
бутадиен-нитрильный каучук
4-сн2-сн=сн-сн2-ы-
С Fb-C Н(С N)—Ц-т
9.83
этилацетат
сн,
8.92
о—сн2—сн3
Набухание
Н-гексан
8.94
Набухание
этиленгликоль
НО—СН2—СН2—ОН
8,96
Набухание
циклогексанон
9.54
Набухание
ацетон
СН,
О
II
-с—сн,
10.00
Растворение
Параметр растворимости жидкости позволяет оценить возможность проникновения жидкости в полимер и его разрушение. Чем ближе значения параметра растворимости полимера и жидкости, тем сильнее их взаимодействие. Из данных, полученных расчетным путем видно, что параметр растворимости полимера и жидкостей отличается незначительно (0,2 МПа0 5). Аналогичным образом следует оценить термодинамическую совместимость полимера печатного слоя ОРТП и пленкообразующих полимеров для прогнозирования адгезии:
Р = {81-82)\ (4)
где Р -критерий совместимости; - параметр растворимости печатного слоя ОРТП; 82 - параметр растворимости пленкообразующего полимера в составе лака.
Полимеры совместимы и могут обеспечивать устойчивый адгезионный контакт при /? < 0.07 кДж/см3.
Для защиты торцов ОРТП слоем пленкообразующего полимера использованы промышленно производимые лаки на основе разных высокомолекулярных соединений (ВМС), представленные в табл. 2.
Путем органолептической оценки устойчивости к растворителям покрытий из исследуемых лаков за время контакта соизмеримого со временем работы офсетной печатной машины получены следующие результаты (табл. 3).
Отслоение лакового покрытия или образование липкости лаковой пленки не допустимо для работы на печатной машине. Частичное растворение или полная невосприимчивость к растворителям позволяет использовать целлюлозный («Цапон») и полиизопрен («Резиновая») лаки для защиты торцов ОРТП.
Для определения времени тестирования, то есть действия модельной жидкости на полимеры, достаточного для полуколичественной оценки её агрессивности, используют величину абсорбции (рис. 2).
Таблица 2
Состав лаков для защитных покрытий_
Торговая марка лака Полимерная основа лака Критерий совместимости /3, кДж/см3
«Эмаль ПФ-115» Пентафталиеваясмола 0,32
«Поролон +» Полихлороирен 0,22
«Цапон» Нитроцеллюлоза 0,06
«БТ-577» Битум 0,82
«Резиновая» Полиизопрен 0,06
«Лакра» Полиалкилакрилаты 0,33
Таблица 3
Экспериментальная оценка устойчивости лаковых покрытий в жидкой среде
№ образца Торговая марка лак Жидкость Примечание
1 «Цапон» ацетон Растворился
2 этилацетат Растворился
3 н-гептан Без изменений
4 «БТ-577» ацетон Растворился
5 этилацетат Растворился
6 н-гептан Растворился
7 «Поролон +» ацетон Липкий
8 этилацетат Липкий
9 н-гептан Без изменений
10 «Лакра» ацетон Отслоился
11 этилацетат Без изменений
12 н-гептан Без изменений
13 «Эмаль ПФ-115» ацетон Отслоился
14 этилацетат Отслоился
15 н-гептан Без изменений
16 «Резиновая» Ацетон Растворился
17 этилацетат Растворился
18 н-гептан Без изменений
О 50 100 150 200 250 300 350
Время, мин.
Рис. 2. Кинетика сорбции жидкости ОРТП: 1 — циклогексанон; 2 — этилацетат; 3 - ацетон; 4 — этиленгликоль; 5 - н-гексан
Для оценки взаимодействия жидкости и полимера достаточно измерение массы в течение 60 минут, дальнейшее испытание существенно не дополняет информацию по сорбционной способности ОРТП по кинетике сорбции. На графиках (рис. 2) видно, что
41
этиленгликоль и н-гептан, а также этилацетат и ацетон сорбируются ОРТП с близкой скоростью, поэтому для исследований были выбраны ацетон, н-гексан. Циклогексанон крайне активен и не имеет предельного значения сорбции.
Для оценки сорбционных свойств ОРТП выбранных жидкостей была проведена серия испытаний образцов полотен с защитным слоем лака и без него (рис. 3).
зо
Время, мин
Рис. 3. Кинетика сорбции в условиях погружения образцов ОРТП, покрытых слоем лака, в жидкости: 1, 2, 3 — Ацетон; 4, 5, 6 — н-гексан; 1, 4 — без покрытия; 2, 5 — покрытие лаком «Цапон»; 3, 6 — покрытие лаком «Резиновая»
Для сравнения рассчитаны коэффициенты диффузии и сорбции жидкостей образцами ОРТП со слоем лака. (табл. 4).
Коэффициент сорбции ОРТП и диффузия растворителя
Таблица 4
Барьерный лак Жидкость Коэффициент диффузии, см2/с Коэффициент сорбции, % Степень защиты полотна лаком, %
Латексный лак (Резиновая) Ацетон 0,254 28,2 95,61
Н-гексан 1,914 3,9 99,44
Целлюлозный лак (Цапон) Ацетон 0,234 31,3 95,52
Н-гексан 1,371 5,2 99,03
Без лака Ацетон 0,195 38,1 -
Н-гексан 1,046 6,0 -
Из таблицы следует что лучшими барьерными свойствами обладает латексный лак («Резиновая»). Степень защиты полотна лаком составляет 95,61 для ацетона и 99,44 для н-гексана.
При помощи толщиномера и цифрового микроскопа была определена толщина барьерного слоя - 0,04 мм. Для определения проницаемости барьерного слоя был проведен тест с диффузионными ячейками [13], в процессе которого жидкость подводилась только с одной стороны ткани или рабочей резиновой поверхности (рис. 4).
Полученные значения проницаемости показаны на рис. 5.
Для оценки сорбции модельных жидкостей на ОРТП была разработана и апробирована методика, определено, что ацетон и н-гексан по сравнению с другими растворителями, которые содержаться в веществах контактирующих с ОРТП, больше всего влияет на ОРТП.
На основе экспериментальных данных выполнен отбор барьерных лаков, способных уменьшить сорбцию и установлена возможность их применения для промышленного использования.
Рис. 4 Схема диффузионной ячейки: 1 — бокс с жидкостью; 2, 5 — струбцина или соединение болтами; 3 — образец ОРТП; 4 — жидкость
1 1
О 10 20 30 40 50 60 70
Время, мин
Рис. 5. Измерение массы образца во времени при контакте с жидкостью в диффузионной ячейке: со стороны ткани —1,3,4,5,6,7, со стороны резины — 2,8, ацетон —1,2,3,4, н-гексан — 5,6,7,8, латексный лак — 3,6, цапон — 4,5,
без покрытия —1,2,7,8
Установлено что ткань ОРТП абсорбирует в себя на 10 % больше ацетона и на 5 % больше н-гексана, чем резиновая поверхность ОРТП за одинаковое время.
Барьерный лак латексный (Резиновая) снижает сорбцию на 9,9 % по сравнению с незащищённым срезом ОРТП и снижает скорость проникновения ацетона через ткань на 15 % и незначительно влияет на сорбцию н-гексана.
Латексный барьерный лак способен эффективно защищать торцы офсетного резинотканевого полотна от проникновения растворителей при эксплуатации печатной машины, что предотвратит расслоение или краевое разбухание ОРТП и увеличит срок его службы.
Для окончательного подтверждения результатов и измерения фактического повышения тиражестойкости обработанных ОРТП будет проведен ряд испытаний в поточных производственных условиях.
Список литературы
1. Ямилинец С.Ю. Расчет механического проскальзывания в печатной паре плоской офсетной печати без увлажнения проблемных элементов // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. 2011. № 3. С. 062-078.
2. Yamilinets S.U., Zhuravleva G.N., Kondratov A.P. Chemical resistance of a surface of an offset cylinder of printing equipment // В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. 2020. С. 62107.
3. Zhuravleva G.N., Syltanova Y.M., Rovenskikh A.A., Yamilinets S.U. The effect of washes on the offset rubber blanket // В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. 2020. С. 62051.
4. Ямилинец С.Ю. Расчет деформации растровой точки для автоматизации внесения предыскажений. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 11. С. 529-531.
5. Денисюк Е.Я., Волкова Е.Р. О проницаемости полимерных сеток // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2004. Т. 46. № 5. С. 896.
6. Макитра Р.Г., Мидяна Г.Г., Романюк О. И., Палъчикова Е.Я. Набухание сульфамидного полимера в спиртах // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80. № 6. С. 1027-1031.
7. Сафаров М.М., Норов З.Ю., Аминов Ш.А., Махмадиев Б.М. Определение коэффициента набухания полимера (пентаэласт) // Вестник Таджикского технического университета. 2015. № 4 (32). С. 24-29.
8. Патент SU 469077 A1 СССР. Способ определения степени набухания полимеров / Лотменцев Ю.М., Лукьянова Н.В., Малахов Р.А. Авторское свидетельство от 30.04.1975. Заявка № 994778 от 27.05.1968.
9. Волков А.В., Федоров Е.В., Малахов А.О., Волков В.В. Сорбция паров метанола, этанола и пропанола в политриметилсилилпропине и набухание полимера // Высокомолекулярные соединения. Серия Б, 2002, Т. 44, № 6. - С. 1064-1068.
10. Байсангурова А.А., Сириева Я.Н., Аева М.Х., Бачаева А.У Некоторые органические растворители и расчет степени набухания полимеров в них // В сборнике: Ае-ва М.Х., Ахметзадиева З.Р., Байсангурова А. А., Бакшеева Э.П., Бачаева А.У., Бойченко О.В., Броцкая Л.О., Валиева Ю.Ю., Вострикова Т.И., Васильев А.А., Горбачева Л.А., Давыдов Д.Г., Даноян В.Л., Добежина С.В., Карайланов М.Г., Карацева З.В., Кодзоева П.З., Кораблева Т.Р., Малая Е.В., Паулова Ю.Е. и др. коллективная монография. Пенза, 2017. С. 128-134.
11. Павлюченко В.Н., Иванчев С.С., Примаченко О.Н., Хайкин С.Я., Даниличев В.Ф., Прошина В.С., Трунов В.А., Лебедев В.Т., Кульвелис Ю.В. Полимерные гидрогели для иммобилизации лекарственных веществ, обладающие эффектом памяти // Высокомолекулярные соединения. Серия А, 2011, Т. 53, № 4. С. 560 - 573:
12. Ермаков С.Н., Кравченко Т.П. Совместимость полимеров. Термодинамические и химические аспекты // Пластические массы: Издательский дом пластмассы, 2012, №4. С. 32-39.
13. Назаров В. Г., Кондратов А. П. Устройства для определения проницаемости материалов под влиянием различных физических полей // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. 2019, № 3. С. 24-33.
Ямилинец Станислав Юрьевич, аспирант, Ymlnz@yandex. ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет,
Кондратов Александр Петрович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, a.p. kondratov@,mospolytech. ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет
SELECTION OF PROTECTIVE VARNISHES FOR ENDS OFFSET RUBBER BLANKET
S. U. Yamilinets, A.P. Kondratov 44
Considered is an offset rubber blanket (ORB) in an offset printing machine, which determines the circulation and quality ofprinted products. To increase the resource, it is proposed to protect the most vulnerable parts of this canvas - the ends - from chemical destruction and deformation, using a thin layer of varnish or chemically resistant ink. The chemical resistance of clean and inked ends of the ORB has been studied experimentally and theoretically. The protective characteristics of the coverings of the ends of the ORB were quantitatively evaluated by the absorption and permeability of liquids, which were models of aggressive components. A parameter is proposed - the degree of protection of the canvas with varnish to justify the choice of a film-forming polymer in combination.
Key words: offset rubber blanket (ORB), sorption of solvent, diffusion, protecting of running resistance.
Yamilinets Stanislav Uryevich, postgraduate, Ymlnzayandex. ru, Russia, Moscow, Moscow Politech University,
Kondratov Aleksandr Petrovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, a.p.kondratova mospolytech.ru, Russia, Moscow, The Moscow Politech University
УДК 628.511 Б01: 10.24412/2071-6168-2021-4-45-50
КОСВЕННЫЙ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ СРЕД
С.Н. Литунов, Л.Ф. Немирова, И.А. Сысуев, Н.Е. Проскуряков
Для оценки степени загрязнения нетканого льносодержащего фильтрующего материала цветными пигментами использовали методы спектрофотометрии. Выяснено, что для оценки загрязнения фильтрующего материала цветной пылью удобно использовать показатель цветового различия АЕ цвета запыленной поверхности фильтрующего материала относительно чистой. Показано, что для оценки загрязнения фильтрующего материала пылью темных тонов целесообразно использовать диаграмму, построенную в координатах а*Ь*, для пыли светлых тонов -диаграмму, построенную в координатах Ь *Ь *.
Ключевые слова: очистка газовых сред, нетканый фильтрующий материал, цветовое различие.
Оценка загрязнения промышленных газов производится методом отбора проб из газового потока до и после фильтра. Для оценки применяют метод осаждения пыли на фильтрующем материале с дальнейшим исследованием осадка. Для изучения осадка применяют денситометрический метод, основанный на измерении поглощения или рассеяния света [1]. В современной промышленности применяют в основном гравиметрический метод, который не требует специальных приборов и обладает более высокой надежностью. Однако в последнее время появилось большое количество фильтрующих нетканых материалов, как с применением искусственных, так и натуральных волокон. Использование таких материалов в системах очистки газовых сред требует проведения дополнительных исследований, направленных на изучение особенностей осаждения на поверхности или прохождения через фильтрующий материал частиц пыли разной природы.
