Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Контрольная «Металлические пластины» по Полиграфическим материалам (Новожилов А. Е.)

1) Охарактеризуйте свойства металлов и сплавов, применяемых для изготовления монометаллических офсетных пластин.

2) Какие полимерные материалы применяют для изготовления декелей машин высокой печати? Каковы их свойства? Какие преимущества они дают при печати?

3) Нарисуйте схему устройства бумагоделательной машины и объясните процесс отлива бумаги по волокну. Почему для этого показателя существует специальный ГОСТ?

4) Что такое связующее? Назовите, из каких компонентов оно состоит. На какие группы делятся связующие по способу закрепления?

5) Какое значение для переплетных процессов имеет показатель линейной деформации ткани, ее заменителей? Как определяют линейную деформацию материала?

1) Металлы – химические элементы кристаллического строения, отличающиеся непрозрачностью, блеском, ковкостью, тепло- и электропроводностью, способные отливаться и сохранять после охлаждения приданную им форму. При взаимодействии с кислотами типичные металлы образуют соли, с кислородом – оксиды.

Сплавами называют продукты соединения двух или нескольких металлов с возможными примесями неметаллов (металлоидов).

Все металлы и сплавы, независимо от способа их изготовления и обработки, в твердом состоянии имеют кристаллическое, а не аморфное строение. Наиболее часто встречаются три вида кристаллических решеток (рисунок 1):

1. кубическая, объемно-центрированная;

2. кубическая гранецентрированная;

3. гексагональная – шестиугольная.

Рисунок 1 а – кубическая объемно-центрированная;

б - кубическая гранецентрированная;

в – гексагональная (плотная упаковка)

Металлические пластины.

Цинковые, алюминиевые и стальные пластины, применяемые для изготовления типографских клише и офсетных печатных форм, должны отвечать следующим требованиям:

1. обладать определенным химическим составом;

2. иметь ровную поверхность, без раковин, забоин, посторонних включений и т.п.;

3. иметь мелкозернистое строение;

4. обладать достаточной механической прочностью и минимальной хрупкостью;

5. не образовывать трещин при перегибании;

6. иметь равномерную толщину;

7. соответствовать стандартным форматам.

Цинковые офсетные пластины. Толщиной 035-1мм готовят из цинка марок Ц0 и Ц1 при допустимом содержании примесей (в %): железа 0,02-0,07, кадмия 0,01-0,02 и свинца 0,02-0,05. Примесь к цинку более 0,05% свинца делает его не пригодным для изготовления офсетных печатных форм, так как вкрапления свинца не воспринимают воду, а воспринимают краску, в результате образуются пятна на пробельных участках печатной формы.

Характеристика цинка.

Тяжелый металл, имеющий в чистом виде синевато-белый цвет, а при наличии примесей – серовато-белый. Плотность цинка в зависимости от характера механической обработки колеблется от 6,9 до 7,4 г/см3. Цинк плавится при 420 ◦. При 100-130◦ цинк становится тягучим и может коваться, прокатываться в листы и вытягиваться в проволоку. При 270◦ цинк становится хрупким и может быть измельчен в порошок. Прокатанный цинк имеет мелкозернистое строение и удовлетворительные механические свойства. Однако при нагревании выше 150◦ происходит процесс рекристаллизации цинка: он становится грубо-кристаллическим, менее прочным, хрупким. Во влажном воздухе цинк покрывается тонкой пленкой основных углекислых солей цинка, которая устойчива в обычных условиях и практически не растворима в воде; эта пленка предохраняет цинк от дальнейшего разрушения разбавленными кислотами. Цинк способен образовывать гальванические пары, и используется как предохранитель от коррозии.

Алюминиевые офсетные пластины получают прокаткой литого алюминия. После прокатки листы нагартовывают, т.е. обкатывают роликами в холодном состоянии для повышения механической прочности и уменьшения пластичности. Алюминиевые пластины толщиной 0,6-0,8 мм вырабатывают из алюминия марок А1 и АД1 с допустимым содержанием примесей: 1-2% железа, кремния и меди. Примеси железа и кремния повышают твердость алюминиевых офсетных пластин.

Характеристика алюминия.

Серебристо-белый металл с синеватым оттенком, плотность алюминия 2,7 г/см3. Температура плавления 658◦. Алюминий прочнее цинка, хорошо куется в холодном состоянии и еще лучше при 100-150◦, хорошо прокатывается. При нагревании до 200◦ он становится ломким, а при 540◦ начинает размягчаться. Вследствие большого сродства алюминия с кислородом на воздухе поверхность алюминия легко покрывается тонкой пленкой окиси алюминия, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. Алюминий имеет амфотерные свойства, то есть образует соли при взаимодействии и с кислотами и щелочами.

Стальные пластины отличаются большой механической прочностью и одновременно пластичностью, обеспечивают большую тиражеустойчивость формы, не требуют шлифовки, а также имеют лучшие экономические показатели. Офсетные пластины марок 08КП и 10КП из низкоуглеродистой стали, холодной прокатки содержат 0,08-0,10 углерода и легирующие добавки – кремний до 0,08, фосфор до 0,02. последние затрудняют рекристаллизацию металла и тем самым препятствует росту зерна, что также приводит к возрастанию прочности. Стальные листы поставляются полиграфии в отожженном и обжатом виде. При обжиме увеличивается прочность стального листа и одновременно повышается предел его текучести, последнее не желательно. Поэтому варьируя степень обжатия и режим термообработки, повышают прочность при не слишком высоком пределе текучести. Качество поверхности лицевой стороны стального листа должно соответствовать 1-2 группе отделки. Основной недостаток листов низкоуглеродистой стали – их коррозионная неустойчивость, склонность к ржавлению. Этот недостаток полностью устраняется, при использовании нержавеющей стали.

Офсетные пластины из нержавеющей стали. Для их изготовления применяют хромистые или хромоникелевые стали.

Хромистая сталь, например 13Х1, содержит 0,13% углерода и 0,7-1,0% хрома. Добавки хрома повышают твердость и прочность стали, не снижая ее пластичности.

Хромоникелевая сталь, например 18Х1Н9, содержит 0,18% углерода, 0,7-1,0% хрома и 9% никеля. При одновременном введении хрома и никеля сталь приобретает высокую твердость и прочность, достаточную вязкость и пластичность, однородность строения.

2) Поливинилхлорид (винипласт) – термопластичный твердый роговидный полимер (- СН2 – СНС1-)n. Начинает размягчаться при 92-94◦ и плавится при 170◦. Становится упруго-эластичным и гибким при введении в него пластификаторов, например 30-35% дибутилфталата. Поливинилхлорид с введенными в него пластификаторами и пигментами называется пластикатом и используется для изготовления текстовинитовых декельных покрышек.

Текстовинит полиграфический представляет собой хлопчатобумажную ткань с нанесенным на нее упруго-эластичным слоем из поливинилхлорида, пигментов, наполнителей и пластификатора – дибутилфталата. Применяется в качестве декелей (упруго-эластичных прокладок) печатных машин. Текстовинит имеет гладкую поверхность и обладает хорошими упруго-эластичными свойствами, что упрощает и сокращает процесс приправки и обеспечивает лучшее качество печати.

3) Основная операция бумагоделательного производства – отлив, то есть формирование из бумажной массы листа бумаги в результате отфильтровывания из нее воды и переплетения волокон между собой. По мере обезвоживания волокна сближаются, переплетаются и оседают на сетке, образуя лист.

Бумагоделательная машина состоит из четырех основных частей: сеточной, прессовой, сушильной и отделочной.

Схема бумагоделательной машины:

1- напорно - распределительное устройство; 2-сетка; 3-отсасывающий ящик; 4- отсасывающий гауч-вал; 5- сушильные цилиндры; 6- холодильные цилиндры; 7- каландр; 8- рулон бумаги.

Процесс отлива заключается в следующем. Готовая бумажная масса поступает в машинный бассейн, откуда ее перекачивают в смесительное устройство, где разбавляют водой до концентрации волокна 0,1-0,3% (в зависимости от заданных толщины и массы 1 м2 бумаги). Затем бумажная масса очищается, проходя через вихревые очистители, и поступает в напорно-распределительное устройство 1, из которого под определенным давлением выливается на сетку 2 бумагоделательной машины. Сетка в виде бесконечной ленты движется со скоростью от 5 до 20 м/с и сотрясается в поперечном направлении для равномерного распределения волокон. В бумажной массе, движущейся с большой скоростью, происходит ориентация волокон в направлении движения сетки. Это обуславливает неодинаковую прочность бумаги в различных направлениях. Прочность бумаги всегда выше в машинном направлении (в направлении движения сетки). Непрерывный поток разбавленной бумажной массы постепенно обезвоживается сначала за счет свободного стекания воды, затем под действием вакуума, создаваемого в отсасывающих ящиках 3 и, наконец при помощи отсасывающего гауч-вала 4 в конце сетки. Бумажная масса превращается в полотно сырой бумаги. Бумага имеет разную гладкость с каждой стороны полотна. На стороне прилегающей к сетке, остаются следы от нее, поэтому гладкость сеточной стороны бумаги всегда ниже гладкости верхней стороны. Неоднородна и плотность бумаги из-за неравномерного переплетения волокон и распределения наполнителя в толще бумаги.

Из сеточной части бумажное полотно поступает в прессовую часть машины, где подвергается дальнейшему обезвоживанию и уплотнению.

В прессовой части мокрое полотно бумаги, поддерживаемое сукнами, проходит между гладкими металлическими цилиндрами. Затем бумага высушивается, проходя через специальные сушильные цилиндры 5, охлаждается, огибая холодные цилиндры 6, и поступает в машинный каландр 7.

Каландр состоит из тяжелых металлических валов, лежащих друг на друге. Бумажное полотно, пропущенное сверху вниз между движущимися валами каландра, уплотняется, гладкость поверхности бумаги повышается. Бумага, прошедшая машинный каландр, приобретает машинную гладкость и затем наматывается на рулон 8.

В настоящее время созданы более совершенные бумагоделательные машины с формированием бумажного полотна между двумя сетками, что позволяет получать бумажное полотно, обе стороны которого обладают одинаковыми свойствами, что способствует получению идентичных оттисков при печати.

В зависимости от волокнистого состава бумаги, природы растительных волокон, характера их обработки, содержания наполнителя, проклейки, а так же технологии отлива и отделки получают бумагу с разными свойствами, разных видов.

Количественные показатели свойств бумаги устанавливаются стандартами и техническими условиями для каждого вида бумаги. В стандартах также указываются допустимые отклонения показателей, а также методы и условия испытаний.

Все виды бумаг должны удовлетворять целому ряду общих для всех видов бумаг требованиям. Бумага должна:

- иметь однородную равномерную структуру и сомкнутую поверхность;

- хорошо воспринимать печатную краску;

- иметь определенную белизну или однородный без разнооттеночности цвет;

- иметь достаточную непрозрачность и светостойкость;

- иметь достаточную механическую прочность и способность деформироваться без заметных остаточных деформаций;

- иметь чистую поверхность с минимальной сорностью, без морщин, пятен и других повреждений;

- иметь минимальную абразивность и быть химически инертной.

4) Связующие представляют собой в большинстве случаев растворы твердых смол в маслах и других органических растворителях. Смолы в связующих выполняют роль пленкообразователя, а растворители придают краске текучесть. Связующее, являясь дисперсионной средой, выполняет в краске две функции: связывают порошкообразный пигмент в единую вязкую или пластично-вязкую систему, придавая краске необходимые печатно-технические свойства; обеспечивают закрепление краски на оттиске. Для обеспечения равномерного распределения частиц пигмента в краске и из стабилизации, связующие должны хорошо смачивать пигменты и обладать достаточной вязкостью. Вязкость связующих подбирается в соответствии с требованиями печатного процесса. Большое значение для равномерного распределения краски в процессе наката и раската, а также для обеспечения хорошего качества оттисков имеет липкость красок, которая также зависит от состава связующих и определяется особенностями способа печати.

Кроме того, связующие не должны вступать в химическое взаимодействие с пигментами и другими компонентами печатных красок, так как это приводит к значительным изменениям свойств красок. Также они должны быть инертными по отношению к материалам печатной формы и красочных валиков, с тем чтобы не вызвать преждевременного их износа.

Способность веществ преломлять световые лучи характеризуется коэффициентом преломления, который представляет собой отношение синуса угла падения к синусу угла преломления. По показателю преломления можно оценить качество масел и растворителей, степень их чистоты.

Цвет связующих имеет большое значение при изготовлении цветных красок. Цвет связующего определяют путем сравнения цвета исследуемого вещества с цветом растворов йода в йодистом калии разной концентрации.

Пленкообразователи - это высокомолекулярные вещества, от которых зависит формирование на оттиске красочной пленки.

В качестве пленкообразователей используются твердые и жидкообразные алкидные смолы. Смолы – смеси органических соединений твердые по агрегатному состоянию и аморфные по структуре. Характерные особенности свойств смол:

- отсутствие определенной температуры плавления, что присуще кристаллическим веществам. При нагревании происходит постепенное размягчение, переходящее в жидкотекучее состояние, а при охлаждении – затвердевание;

- при растворении в растворителях смолы образуют липкие растворы, а после отделения растворителя способно образовывать прозрачные глянцевые пленки.

Наиболее широко используются смолы, являющиеся производными канифоли, а также производные целлюлозы. Применяются также и натуральные смолы – шеллак, битум.

Растворители в печатных красках служат для растворения смол и полимеров. Со смолами растворители образуют липкие и вязкие растворы. При этом они легко выделяемы из раствора при испарении растворителя. Для обеспечения необходимых свойств красок растворители должны обладать комплексом свойств: вязкость, летучесть, растворяющая способность.

В качестве растворителей в печатных красках используются масла – растительные и минеральные. Растительные масла – это смесь сложных полиэфиров, минеральные – смесь углеводородов. Используются также ароматические и алифатические углеводороды, спирты, эфиры, кетоны и др.

Связующие классифицируются по способу закрепления на группы:

- химические пленкообразующие: это связующие, в составе которых имеются вещества, содержащие реакционноспособные группы. Они способны вступать в реакции полимеризации или поликонденсации, в результате которых образуются пространственные полимерные структуры. Для печатных красок используются связующие, закрепляющиеся в результате реакции окислительной полимеризации или фотополимеризации (под воздействием УФ-излучения).

- оксиполимеризующиеся связующие: связующее на основе растительных масел и продуктов их переработки: натуральных и алкидных олиф. В процессе изготовления связующих эти вещества могут подвергаться полимеризации, модификации.

Процесс высыхания происходит за счет реакции окислительной полимеризации, протекающей в несколько стадий. Основным недостатком связующих на основе высыхающих растительных масел и продуктов их переработке является медленное высыхание. Скорость реакции зависит от таких факторов как температура, освещенность, влажность, циркуляция воздуха и введение катализаторов. Катализаторы процесса окислительной полимеризации, называемые сиккативами, представляет собой соли или окислы некоторых металлов.

- фотополимеризующиеся связующие – многокомпонентные системы, в которых под действием УФ-излучения происходит процесс полимеризации с образованием пространственно-сшитых полимерных покрытий. Основные компоненты таких красок:

- олигомеры – выполняют роль пленкообразователя. В качестве олигомеров в печатных красках УФ-отверждения используются:

1) ненасыщенные полиэфиры;

2) простые и сложные полиэфиракрилаты;

3) олигоуретанакрилаты;

4) эпоксиакрилаты и эпоксиметакрилаты.

- мономеры – активный растворитель. Реакционноспособные мономеры – низковязкие ненасыщенные соединения, которые выполняют в композициях две основные функции:

- служат для корректировки реологических свойств;

- участвуют в процессе полимеризации.

- фотоинициаторы – продуцируют образование свободных радикалов, и вызывает процесс полимеризации. Фотоинициаторы разделяются в зависимости от способа продуцирования активных радикалов на:

- фотофрагментационные;

- фотоинициаторы Н-отрыва;

- добавки: ингибиторы, добавки улучшающие адгезию, противопенные, добавки обеспечивающие равномерность полимеризации внутри красочного слоя.

- связующие, закрепляющиеся в результате впитывания – растворы твердых смол в минеральных маслах и некоторых других нефтяных растворителях. Скорость процесса закрепления зависит от пористости бумаги и вязкости связующего. В качестве пленкообразователей в этих связующих используют битум, канифольные нефтеполимерные смолы.

- связующие, закрепляющиеся в результате испарения - растворы пленкообразователей в летучих растворителях. Скорость закрепления в таких связующих зависит от их летучести.

- многокомпонентные связующие на основе комбинированных растворителей или комбинированным способом закрепления- сложные системы , в состав которых входят пленкообразователи и смесь растворителей. Процесс окончательного закрепления за счет реакции окислительной полимеризации.

5) К переплетным тканям и ее заменителям предъявляются требования высокой механической прочности, высокого сопротивления на разрыв, надрыв и истирание поверхности, эластичности, способности выдерживать без разрушения многократные перегибы. Ткани должны обладать высокой светостойкостью, чтобы в течении длительного времени материал не изменял свое окраски, поверхность переплетной ткани не должна быть липкой, изнаночная стороны ткани должна хорошо воспринимать клей. Недопустимо ее скручивание при нанесении клея и проникание на его лицевую сторону. Важное рабочее свойство переплетного материала – достаточная жесткость, они должны легко деформироваться и сохранять рельеф после тиснения, а также хорошо воспринимать краски при печатании.

Линейная деформация:

Неравномерная деформация в долевом и поперечном направлении возникает при выработке на неподходящем оборудовании или при слишком большой скорости, при этом в поперечном направлении, при увлажнении деформация гораздо больше, чем в долевом. И это следует всегда учитывать при выполнении брошюровочно-переплетных работ.

Расчет относительного удлинения (ε):

ε= (∆l/l0)100[%] где l – первоначальная длина образца,

∆l – удлинение материала.

эластичная и упругая деформации подчиняются закону Гука:

Р= ε∙Есж где ε – показатель относительной деформации,

Есж - модуль сжатия.

Особенностью деформационных свойств переплетных материалов является то, что при сжатии могут возникать остаточные деформации.

Список литературы:

1. Березин Б.И. «Материаловедение для полиграфистов» издательство «Книга» 1976 год;

2. Березин Б.И. словарь-справочник «Полиграфические материалы» издательство «Книга» 1978 год;

3. Гудкова Т.И., Загаринская Л.А. «Полиграфические материалы» издательство «Книга№ 1982 год;

4. Климова Е.Д., Азарова И.Н. «Материаловедение» Москва 2006 год;

5. Полянский Н.Н. «Технология полиграфического производства» том 1,2 издательство «Книга» 1980 год.

Показать полностью…
Похожие документы в приложении