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UV光油柔韧性评价方法的探讨

时间:2007-08-26来源:作者:魏先福、桑凤仙等
  注:作者为:桑凤仙区域报道,黄蓓青,魏先福

  摘要:UV光油的成膜性质对包装印刷的质量影响很大,特别是UV光油固化膜层的柔韧性。现有的膜层柔韧性评价方法存在不统一,而且多限于定性评价,没有形成科学的评价体系。本论文提出了一种新的膜层柔韧性的评价方法活动,即应力-应变曲线评价方法。采用该方法对UV光油固化膜层柔韧性的分析结果表明:单、双、三官能团单体中,双官能团单体制备的UV光油固化膜层柔韧性最佳;在2491、1400、2513、EB270、2258五种预聚物中,使用2491制备的UV光油固化膜层的柔韧性最佳。
  
  关键词:UV光油;柔韧性;应力-应变曲线

  Study on Methods of Estimating Flexibility of UV Curable Varnish Film
  SANG Feng-xian,HUANG Bei-qing,WEI Xian-fu
  (Beijing Institute of Graphic Communication, Beijing 102600,China)
  Abstract: The performance of UV curable varnish film has a great effect on the quality of package printing products, especially the flexibility. The existing methods of estimating the flexibility of film are inconsistent and most of these are qualitative assessment, and there has not a scientific system. This paper presents a new method of estimating flexibility of film, which we name stress-strain curve method, with which we study the flexibility of UV curable varnish film. The results indicate that UV curable varnish prepared of bifunctional monomers have the best flexibility; and UV curable varnish prepared of the prepolymer2491 have the best flexibility.供墨
  
  Key words: UV curable varnish; flexibility; stress-strain curve
  
  UV光油作为一种环保、高效、高光泽的表面整饰材料CTP,在印刷、包装等领域中已被广泛应用,尤其是包装印刷,其印后加工较复杂,印刷品经UV光油上光后需要进行模切、压痕、成型等多道后加工工序,对UV光油固化膜层的性能有较高的要求特种印刷,尤其是柔韧性。因此固化膜层柔韧性是衡量UV光油使用特性的重要参数指标之一。
  评价膜层柔韧性,目前已有一些测试方法,但现有评价方法存在不统一,而且多限于定性评价,没有形成科学的评价体系。朱梅生等[1]提到一份由一些单位起草供讨论的辊涂UV上光油标准中爱色丽,涂膜柔韧性指标为涂膜对折不爆裂。显然这个指标对柔韧性的要求很低。杨建文等[2]提到玻璃化转变温度的跨度△Tg的大小是反映柔韧性的一个重要参数,△Tg越大,柔顺性和抗冲击性越好。该测试方法很常见,并具有一定的效果。但是,对于体型高聚物承印材料,随着交联密度的上升,网链变短,链段运动困难,使得Tg升高,而高弹形变值则减小雅昌,因此,对交联密度足够大的体型高聚物,其玻璃化转变是不明显的[3],从而限制了此方法的应用范围。对UV光油固化膜层柔韧性的评价更多的采用漆膜柔韧性测试方法和标准,目前应用较普遍的是圆柱(锥形)轴弯曲试验[4]和杯突(冲压变形)试验两种。对膜层柔韧性的评价还有动态力学谱分析方法[5]等。上述评价方法各有其特点科印报告,均能在一定范围内对膜层的柔韧性进行评价,同时又有一定的局限性,对于UV光油固化膜层的柔韧性不能进行很好的评价。本论文提出一种新的膜层柔韧性的评价方法,即用应力-应变曲线对膜层柔韧性进行评价。UV印刷
  
  1.应力-应变曲线评价膜层柔韧性方法的提出
  根据高聚物的结构与性能的关系,高分子长链能以不同程度卷曲的特性称为柔性[6]。高分子链的柔性大食品包装,分子链容易伸展,分子链段之间也易于相互滑移,伸长率就会较大。韧性通常理解为高聚物的拉伸强度。柔韧性即可认为是在适当伸长率的条件下达到最高的抗张强度,或是在适当抗张强度下达到最大的伸长率,或者是抗张强度与伸长率之间的适当平衡。因此书评,固化膜的拉伸性能与柔韧性密切相关[7]。膜层的伸长率可以反映材料的柔性,拉伸强度可以反映材料的韧性,拉伸率和拉伸强度共同反映了材料的柔韧性。由于高聚物材料在大形变及至破坏的过程中常伴随有不可逆的形变,因此不能用形变时的模量来表示,而应力-应变特性可体现材料在连续形变中应力变化的历程及材料结构破坏的特征[8]。拉伸过程中的应变可以反映拉伸率绿色印刷,拉伸强度可转化为拉伸应力,因此可以用拉伸过程中的应力-应变曲线来表征高聚物膜层的柔韧性。同时断裂伸长率对柔韧性的表征也是必不可少的。对于应力-应变曲线表征的柔韧性,本论文提出两种表示方法供讨论:①应力-应变曲线的斜率表示法;②应力-应变曲线的面积和断裂伸长率表示法。出版印刷
  
  2.应力-应变曲线评价膜层柔韧性的实验与分析
  实验首先对不同的塑料薄膜进行拉伸测试,然后对自行研制的几种典型的、具有不同柔韧性的UV光油经固化成膜后测试并分析了膜层的柔韧性。实验仪器采用长春科新试验仪器有限公司的WDW3020型微控电子万能试验机。
  2.1塑料薄膜的柔韧性的测试与分析
  对PE 、PET 、PP薄膜进行测试,试验过程中的拉伸速率为5mm/min。其应力-应变曲线如图1所示:艾司科


图1:塑料薄膜的应力-应变曲线
Fig1: Stress-strain curves of plastic films
(1-PE 2- PP 3-PET)
高宝

  断裂伸长率如表1所示:
《中国印刷业年度报告》

表1:塑料薄膜的断裂伸长率
Tab1: Elongation at break of plastic films
烟草包装

  2.1.1采用应力-应变曲线的斜率表示法分析
  采用应力-应变曲线的斜率表示法企业,对以上三种塑料薄膜的柔韧性分析:斜率是应力和应变的比值。表示膜层被拉伸的难易程度。斜率越小,表示在同样的应变时,应力越小,说明用较小的力即可使膜层有较大的伸长率,即膜层容易被拉伸RIP,反之,斜率越大,说明拉伸膜层所需的力越大,膜层越不容易被拉伸。斜率表示法即可认为斜率越小,柔韧性越好。由图1可以看出CTP,PE 的柔韧性最好。
  2.1.2采用应力-应变曲线的面积和断裂伸长率表示法分析
  采用应力-应变曲线的面积和断裂伸长率表示法,对以上三种塑料薄膜的柔韧性分析:应力-应变曲线所包围的面积表示膜层拉伸至断裂时的吸收功。应力-应变曲线的面积是柔性和韧性的综合结果,面积越大,柔韧性越好,但面积相等并不能说明柔韧性相同烟草包装,因此需要增加一个参数—断裂伸长率来表示膜层被拉断时的变形程度,断裂伸长率是膜层断裂时的伸长部分与原长的比值。若伸长率较大,则在作用力相同时,膜层首先发生应变,此时就不易发生损坏包装容器,伸长率越大,柔韧性越好。显然,应力-应变曲线的面积和断裂伸长率越大,柔韧性越好。由图1和表1可以看出,PET的柔韧性最好。

魏先福专栏

总访问量:62381 更新时间:2010-12-15 16:20:26

简介:博士后,北京印刷学院印刷与包装工程学院教授、硕士研究生导师。兼任中国印刷技术协会理事、中国油墨标准化技术委员会委员、中国材料网协会理事、全国印刷工程专业教学指导分委员会委员,“印刷工程”国家级特色专业、北京市特色专业负责人,“印刷工程综合训练中心”北京市高等院校实验教学示范中心负责人,获第十届森泽信夫印刷技术二等奖,被评为2007全国新闻出版行业领军人才。主要从事印刷工程、印刷材料流变学、新型材料方面的科研和教学工作。

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