5. Оборудование, приборы и материалы

Линейка металлическая измерительная, лупа, полуавтоматичес­кий станок трафаретной печати, шпатель, ветошь, комплект трафа­ретных печатных форм, печатные краски, растворитель, запечаты­ваемый материал.

6. Содержание отчета

1. Название, цель и содержание работы.

2. Краткое описание технологического процесса и анализ каче­ства оттиска.

3. Выводы по работе.

Лабораторная работа 5

Определение деформационных свойств

флексографских фотополимерных

печатных форм

1. Цель работы

Определение и анализ деформационных свойств фотополимер­ных печатных форм флексографской печати с целью прогнозирова­ния их поведения в процессе печатания.

2. Содержание работы

1. Определение жесткости исследуемых печатных форм по ве­личине их суммарной деформации.

2. Определение состава суммарной деформации, т.е. величин упругой, эластической и остаточной деформации.

3. Анализ эластической деформации с выявлением быстрых и медленных ее составляющих.

4. Сравнительный анализ исследованных печатных форм.

3. Теоретическое обоснование работы

Особенностью флексографского способа печати является ис­пользование упругоэластичной печатной формы, которая выпол­няет функцию декеля, т.е. обеспечивает создание контакта между печатающими элементами, покрытыми краской, и поверхностью запечатываемого материала. Это необходимо для выравнивания запечатываемой поверхности, «сглаживания» неровностей и ком­пенсации отклонений в печатной паре, чтобы обеспечить в полосе печатного контакта определенное давление, которое, как извест­но, является функцией деформации и упругих свойств формы. Поскольку материал флексографской печатной формы является высокополимерным, деформация форм носит сложный характер и включает различные по характеру составляющие — упругую де­формацию, сумму эластических и пластическую (остаточную) дефор­мации, т.е. деформации обратимые и необратимые:

,

где — суммарная (общая) деформация формы; — упругая де­формация; — сумма эластических деформаций; — остаточ­ная деформация.

В создании давления печати основную роль играют обратимые (упругая и частично эластическая) деформации формы.

В зависимости от свойств материала формы количественные зна­чения обратимых и необратимых деформаций в ней различны. Соот­ношение между значениями обратимых и необратимых деформаций в форме изменяется также и в процессе печатания.

В процессе печатания тиража в форме постепенно накапливают­ся необратимые деформации. Так как при этом величина суммарной деформации остается неизменной, наблюдается более или менее за­метное уменьшение количественного значения обратимых деформа­ций, вместе с этим уменьшается и давление печати.

Рассмотрим развитие деформации фотополимерных печатных форм флексографской печати под воздействием заданной нагрузки постоянной величины (Р = const) в течение времени 0-t и спад де­формации после ее снятия (Р = 0) в течение времени t₁—1₂ (рис. 1.1). На графике по оси абсцисс отложено время t, по оси ординат — относи­тельная деформация е.

Анализ кривой кинетики (развития и спада) деформации во флек­сографской форме показывает, что состав деформации неоднороден. В момент приложения и снятия нагрузки возникает и исчезает тео­ретически мгновенно обратимая упругая деформация . В течение

Рис. 1.1. Развитие деформации фотополимерных печатных форм

времени 0 - t во флексографской форме постепенно развиваются и накапливаются эластические ( ) и остаточные () деформации. За время tj^_t₂ эластические деформации постепенно исчезают. В мо­мент t₂ (время, соответствующее окончанию наблюдений) остается часть деформаций, не исчезнувших за время «отдыха» формы после снятия нагрузки в течение времени t₁-t₂ — это остаточная деформа­ция . Итак, как видно из графика (см. рис. 1.1), общая, или суммар­ная, деформация печатной формы состоит из

На основании анализа данных исследования нескольких форм можно определить как наилучшие формы те, в которых преоблада­ют упругие деформации.

Однако ограничиться только определением составляющих дефор­мации формы недостаточно, так как в процессе печатания идет пе­рераспределение их величин — растет значение необратимых и уменьшается величина обратимых деформаций.

Можно предположить, что печатные формы, имеющие одинако­вую величину составляющих суммарной деформации, по-разному ведут себя в процессе печатания: при работе с одними формами дав­ление даже при больших тиражах изменяется незначительно, с дру­гими — наблюдается значительное уменьшение давления.

Объяснить причину накапливания необратимых деформаций в печатной форме можно при подробном изучении особенностей элас­тической деформации формы как высокополимерного материала. Как известно, эластическая деформация высокополимерных мате­риалов не является однородной. Чтобы убедиться в неоднородности состава эластической деформации печатных форм, рассмотрим кри­вую спада эластической деформации, представленную на рис. 1.1 (уча­сток t_x~t^). Как видно из рис. 1.1, эта кривая носит характер, прибли­женный к экспотенциальному, и в первом приближении может быть аппроксимирована следующим уравнением экспоненты:

(1)

где — величина эластической деформации после снятия нагрузки

за время наблюдения (t); — величина эластической деформации, накопленной в материале к моменту снятия нагрузки; t — время на­ блюдения, при котором определяется величина ; — время релак­- сации, так называемое «собственное время системы».

Уравнение экспоненты имеет постоянное значение величины т, ха­рактеризующей время перехода системы в равновесное состояние. Если же анализ кривой (t) обнаруживает, что т не является постоян­ной величиной, в фотополимерных формах флексографской печати имеют место быстрые и медленные эластические деформации.

Для анализа кривой эластической деформации показатель степени заменяют на . Выражение примет вид

где — показатель, характеризующий скорость релаксации дефор­маций.

Подставив в это выражение известные величины и ре­шив уравнение относительно р, определяют значение , а следова­тельно, и (так как ). Если величина т при разном значении вре­мени остается неизменной, то состав эластической деформации в пе­чатной форме однороден.

Анализ эластической деформации различных флексографских фотополимерных печатных форм по этой методике показывает, что значение т в формах не остается постоянным, а изменяется, как пра­вило, в широких пределах. При этом в одних фотополимерных фор­мах обнаруживаются эластические деформации с весьма малыми значениями , что говорит о наличии в данных формах быстрых эла­стических деформаций, в других же формах преобладают деформа­ции с большими значениями , т.е. медленные эластические дефор­мации.

Наличие в печатной форме медленных эластических деформа­ций нежелательно, так как это приведет к накапливанию в ней необратимых (в данных условиях) деформаций, не участвующих в создании давления, отчего давление в процессе печатания будет уменьшаться, а качество оттисков — ухудшаться.