Бял разпенен PVC лист: степени на плътност, типове кожа и ръководство за спецификации за вносители

Бели разпенени PVC листове със стандартни дебелини, подредени и готови за изпращане до клиенти за печат и производство.

На тази страница

1. Бялото е цветът по подразбиране. Не би трябвало да е така.
2. Спектърът на плътност: какво ви купува 0,35 до 0,90, една десета наведнъж
3. Кожата, която решава дали щампата се залепва или събира
4. Celuka, свободна-пяна, ко-екструдирана: три пътя към бял лист, три различни повърхности
5. Какво означава "бяло" след шест месеца непряка слънчева светлина
6. Защо два листа от една и съща партида могат да се отпечатат по различен начин
7. Посочване на правилния лист: последователност от решения, а не списък за проверка

Белият разпенен PVC лист е най-близкото нещо, което пластмасовата индустрия има до универсално празно платно. Той се отпечатва-на екран-на-дисплеи за продажба, насочва се към надписи на изложбени щандове, термоформова се в корпуси на оборудването, ламинира се в панелите на вратата на шкафа и се нарязва на компоненти на архитектурен модел. Всяко едно от тези приложения започва с едно и също описание на продукта-"бял разпенен PVC лист"-и всяко от тях налага различен набор от изисквания за плътност, твърдост на повърхността, качество на кожата, термична стабилност и консистенция на цвета. И все пак поведението при покупка по подразбиране, в различните индустрии и на различни континенти, е да се поиска „бяла PVC пяна, стандартно качество“ и да се сравнят цените.

Хората, които се изгарят от този подход, почти никога не са тези, които купуват най-евтиния чаршаф. Те са тези, които купуват лист, който е напълно подходящ за приложение на някой друг и напълно грешен за тяхното собствено. Абял разпенен PVC лист, определен за печатсе нуждае от повърхност, която приема разтворител и UV мастило без увеличаване на точките, дупки или разслояване под лампата за втвърдяване. Същият лист, определен за термоформоване, се нуждае от равномерен профил на плътност през дебелината и сила на стопяване, която позволява разтягане без изтъняване в ъглите. Тези две изисквания дърпат спецификацията в различни посоки и един клас лист не може да оптимизира и за двете едновременно.

Тази статия разглежда спецификационните променливи, които разграничават стоковата част на пазара на бели разпенени PVC листове от инженерната част, организирана около въпросите, които са най-важни, когато листът пристигне на вашия товарен док и се отправи към вашата производствена линия.

I. Бялото е цветът по подразбиране. Не би трябвало да бъде.

Бялото доминира на пазара на разпенени PVC листове до такава степен, че много купувачи изобщо не искат цвят-бялото е просто това, което пристига, когато направите поръчка за „PVC пеноплоч“. Тази пазарна структура има непредвидени последици. Тъй като бялото е основният случай, допускането е, че всички бели листове са бели по един и същи начин и че белотата е неутрален фон, чакащ да получи мастилото или ламината, които производителят прилага. Нито едно предположение не оцелява при контакт със спектрофотометър.

Белотата на лист от PVC пяна е функция от натоварването с титанов диоксид, качеството на дисперсията и наличието или отсъствието на оптични избелители. Зареждането на TiO₂ в твърдата PVC пяна варира от приблизително 2 до 8 части на сто смола и разликата между ниските и високите граници на този диапазон се вижда с просто око при всякакви условия на осветление. Лист от 2 phr изглежда леко сив или кремав на фона на истинска бяла препратка. Лист от 5 phr изглежда бял при вътрешно осветление, но се измества забележимо при външна дневна светлина, тъй като концентрацията на TiO₂ е достатъчна, за да разпръсне видимата светлина, но не и да поддържа непрозрачност в по-тънките участъци на ръба на листа. Лист от 8 phr се чете като ярко бял при всички обичайни източници на светлина и поддържа този вид в цялата площ на листа, включително фрезирани ръбове, където вътрешната структура от пяна е изложена.

Практическата последица за купувачите е, че белият лист не е бял в никакъв абсолютен смисъл. То е бяло по отношение на качеството на зареждане и дисперсия на TiO₂, постигнато от тази конкретна производствена серия, и ако сито-отпечатвате лого на марка, което използва бяло като фон или отрицателен{2}}интервал, разликата между лист 3 phr и лист 7 phr е разликата между лого, което изпъква на светло поле и лого, което се бори с кален оттенък. Печатарите научават този урок веднъж и след това никога повече не купуват бял лист без спецификация на TiO₂. Всички останали са склонни да го научат по трудния начин.

II. Спектърът на плътността: Какво ви купува 0,35 до 0,90, една десета наведнъж

Плътността е основната променлива в спецификацията на разпенен PVC лист. Той контролира теглото, твърдостта, закрепването на винта, твърдостта на повърхността, топлоизолацията и цената на материала едновременно. Лист с 0,35 g/cm³ и лист с 0,70 g/cm³ изглеждат подобни на миниатюрна снимка. Те се усещат напълно различно в ръката и се представят различно във всеки процес на производство от фрезоване през ситопечат до термоформоване.

Но плътността не е еднакво свойство в напречното-сечение на листа и тук разговорът за спецификацията трябва да отиде по-дълбоко от едно число в лист с данни. В разпенен PVC лист външните слоеве на кожата са по-плътни от сърцевината, тъй като разширяването на пяната е частично потиснато на повърхността от по-студената стена на матрицата за екструдиране. Градиентът на плътност от кожата към сърцевината може да бъде стръмен като 20–30% намаление в рамките на първите 0,3 mm дълбочина, а тежестта на този градиент определя колко повърхностен материал е наличен, преди производителят да изреже или шлайфа в по-ниската-плътност, по-пореста сърцевина.

Лист със стръмен градиент на плътност-плътна кожа, отворена сърцевина-ще фрезира чисто, когато ножът остане в кожата, но ще се разкъса и ще остави назъбен ръб веднага щом инструментът влезе в сърцевината. Лист с по-плавен преход на плътност ще осигури постоянно качество на ръба през цялата дълбочина на рязане. Производителите на маршрути, които се оплакват от "размити ръбове" на една партида и чисти ръбове на друга, от листове, които номинално споделят една и съща средна плътност, изпитват ефекта от различни профили на плътност, а не различни стойности на плътност.

III. Кожата, която решава дали щампите да се придържат или да се събират

Ситопечатите и операторите на дигитален печат говорят за „пригодността за печат“ на PVC листа, сякаш е едно свойство. Те са най-малко три: повърхностна енергия, която определя дали мастилото намокря повърхността или се образува на топчета; повърхностна порьозност, която определя дали мастилото седи върху кожата или прониква в нея; и гладкост на повърхността, която определя дали полутонова точка попада върху равна равнина или отстрани на микроскопичен връх или долина. Лист, който се представя добре и при трите, е лист с оценка за печат-. Лист, който се провали на някое от тях, ще генерира видими дефекти при печат, независимо колко добре са оптимизирани другите две свойства.

Повърхностната енергия, измерена като ниво на дина, е свойството, което определя дали мастилото се разпространява по повърхността на листа в непрекъснат филм или се свива в капчици. Необработеният твърд PVC обикновено има повърхностна енергия около 36–39 dynes/cm, което е незначително за солвентни мастила и неадекватно за UV-втвърдяващи се мастила, които изискват минимум 42–44 dynes/cm за надеждно омокряне. Коронното третиране или плазменото третиране повишава повърхностната енергия чрез окисляване на най-външния полимерен слой, създавайки полярни функционални групи, които увеличават омокряемостта. Но третирането с корона не е постоянно-третираната повърхност постепенно се връща към нетретираното си енергийно ниво за период от седмици до месеци, докато окислените полимерни вериги се реорганизират на повърхността. Лист, който е бил -обработен във фабриката преди два месеца, може да пристигне в принтера с повърхностна енергия под прага, необходим за мастилото.

Порьозността на повърхността е променливата, за която повечето купувачи никога не се сещат да попитат. В добре-разпенен, правилно калибриран PVC лист, повърхностната обвивка по същество не е-пореста-клетките от пяна са напълно капсулирани под непрекъснат полимерен слой. В лист, където разширението на пяната е пробило повърхностната обвивка или където обвивката е толкова тънка, че подповърхностните клетки създават микроскопични дупчици, мастилото може да проникне под повърхността, вместо да стои върху нея. Видимият резултат е разпечатка, която изглежда измита и обезнаситена, защото част от обема на мастилото е изчезнала в листа, вместо да остане на повърхността, където допринася за плътността на цвета. Корекцията не е повече мастило. Това е по-добра кожа.

Напречен-разрез на бял разпенен PVC лист, показващ плътната повърхностна обвивка и еднакво ядро ​​от пяна със затворени-клетъчни клетки.

IV. Celuka, свободна-пяна, ко-екструдирана: три пътя към бял лист, три различни повърхности

Начинът, по който се произвежда лист от PVC пяна, определя характера на повърхността му в по-голяма степен от която и да е пост{0}}обработка. Три различни производствени маршрута произвеждат белите листове, които пристигат във вашето съоръжение, и те произвеждат три различни отговора на въпроса за качеството на кожата-.

Процес Celuka.При екструзията Celuka разширяването на пяната се ограничава от калибратор непосредствено след изхода на матрицата, който притиска разширяващата се пяна към охладена метална повърхност, която втвърдява външния слой, докато сърцевината продължава да се разширява навътре. Резултатът е лист с твърда, плътна интегрална кожа от двете страни и разпенена сърцевина. Кожата Celuka е химически идентична с основния материал-това е същата PVC формула, само с по-висока плътност, тъй като разширяването е физически потиснато на повърхността. Тази кожа обикновено е с дебелина 0,1–0,3 mm, има твърдост по Шор D от 60–70 и осигурява отлична основа за печат и ламиниране, тъй като е гладка, непореста и химически хомогенна. Ограничението на Celuka е, че дебелината на обвивката е съчетана с общата плътност на листа-листовете с по-висока-плътност произвеждат по-дебели обвивки и няма начин да получите дебела, твърда обвивка върху сърцевина с ниска-плътност с този процес.

Процес на-безплатна пяна.При свободно{0}}екструдиране на пяна, пяната се разширява свободно след излизане от матрицата, без калибратор, който да ограничава повърхността. Резултатът е лист с еднаква плътност в напречното-сечение и матова, леко текстурирана повърхност, която разкрива структурата на пенестите клетки на повърхността, вместо да я крие зад плътна кожа. Безплатните-листове от пяна са по-евтини за производство на килограм от листовете Celuka, тъй като инструментите са по-прости и скоростите на линията могат да бъдат по-високи. Но отворената повърхност прави директния печат по-предизвикателен-мастилото трябва да преодолява текстурата на повърхността и точките с полутонове попадат върху неравна топография, която създава шум при печат. Листовете от свободна-пяна обикновено се ламинират с отпечатан филм или се покриват с слой грунд преди печат, като се добавя стъпка на процеса и цена на материала, която частично компенсира по-ниската цена на основния лист.

Ко-екструдиран процес.Ко-екструзията захранва два отделни потока стопилка през една матрица: пенообразна сърцевина и твърд или леко разпенен капачен слой, който оформя повърхността на листа. Това напълно отделя свойствата на повърхността от плътността на сърцевината, позволявайки комбинации, които нито Celuka, нито свободната-пяна могат да постигнат-висок-блясък,-богата на пигмент-бяла повърхност върху сърцевина с ниска-плътност, или UV-стабилизиран капачен слой върху немодифицирана сърцевина, или капачен слой в цвят, различен от сърцевината. Дебелината на покриващия слой може да се контролира независимо, като обикновено варира от 0,05 mm за тънък защитен слой до 0,5 mm за повърхностен слой, който може да се печата. Разходите са по-високи от процесите с един-материал и междинната адхезия между покриващия слой и сърцевината трябва да се управлява внимателно, за да се предотврати разслояване по време на последваща термична обработка като термоформоване или горещо{13}}огъване.

Задълбоченото техническо сравнение между Celuka и производството на свободна-пяна-покриваща морфология на пяна, механизми за образуване на кожата и последиците за адхезията на печата-е подробно описано в статията ни заСравнение на повърхностите на Celuka спрямо повърхностите на PVC плоскости от свободна-пяна, който си струва да прочетете, ако вашето приложение включва директен печат върху повърхността на листа.

V. Какво означава "бяло" след шест месеца непряка слънчева светлина

Всички бели PVC листове са бели в деня, в който са екструдирани. Разликата между лист, който остава бял, и лист, който преминава в кремаво, жълто или сиво с течение на времето, се определя от пакета за UV стабилизиране, степента на TiO₂ и натоварването и наличието на какъвто и да е пълнител или съдържание на повторно смилане, което въвежда хромофори-химични групи, които абсорбират видимата светлина и предизвикват промяна на цвета-във формулата.

Видът на използвания титанов диоксид е толкова важен, колкото и количеството. TiO₂ с качество на рутил- осигурява приблизително 30% по-висока UV непрозрачност от TiO₂ с качество на анатаз-при същото натоварване, тъй като кристалната структура на рутил има по-висок индекс на пречупване и абсорбира повече UV енергия, преди да може да проникне в PVC матрицата. Лист, направен с 5 phr рутил TiO₂, ще издържи на пожълтяване по-дълго от лист, направен със 7 phr анатаз TiO₂. Купувачите, които искат само „натоварване с TiO₂“, без да уточняват класа на кристалите, дават на производителя възможност да използва по-евтиния анатазен пигмент и да удари числото на зареждане на хартия, като същевременно осигурява по-ниска UV производителност на полето.

Оптичните избелители или флуоресцентните избелващи агенти добавят още един слой сложност. Тези съединения абсорбират невидима ултравиолетова светлина и я -излъчват отново като видима синя светлина, правейки листа да изглежда по-бял и по-ярък на дневна светлина или флуоресцентно осветление, което съдържа UV компонент. При LED осветление с минимална UV мощност ефектът на изсветляване изчезва и се разкрива истинската основна белота на листа-която може да е с няколко точки по-ниска по скалата за белота на CIE-. Лист, който е изглеждал блестящо бял под флуоресцентните светлини на щанда на търговското изложение, може да изглежда плосък и леко сив под LED осветлението на търговската среда, където ще бъде инсталиран. Несъответствието не е дефект. Това е физическо свойство на оптичните избелители, което спецификаторите, които избират своя лист под един източник на светлина и го инсталират под друг, ще открият в най-лошия възможен момент.

За приложения, при които дългосрочното{0}}запазване на белотата е спецификация за покупка, а не последваща мисъл, поискайте ускорен доклад от теста за атмосферни влияния със стойности на индекса на белота на CIE при 0, 500, 1000 и 2000 часа QUV експозиция по ASTM G154. Лист, който поддържа индекс на белота CIE над 70 след 1000 часа QUV, се представя добре за вътрешни приложения. Под 55, жълтото изместване ще бъде забележимо за повечето наблюдатели след по-малко от две години, ако листът получи значително UV излагане.

VI. Защо два листа от една и съща партида могат да се отпечатат по различен начин

Предположението, че листовете от една и съща производствена партида ще се държат идентично при обработка надолу по веригата, е разумно по принцип и често погрешно на практика. Консистенцията на ниво-на партида в разпенен PVC лист не е автоматичен страничен продукт от производството на много листове от едно и също зареждане на миксер. Това е проблем с активен контрол, който линията за екструдиране трябва да решава непрекъснато, а променливите, които се променят по време на производствен цикъл, са точно тези, които влияят върху качеството на печат, производителността на маршрутизирането и поведението при термоформоване.

Първата променлива е съдържанието на повторно смилане. Производството на листове от PVC пяна генерира отпадъчни-крайни ленти, отрязани за постигане на крайната ширина на листа, листове, отхвърлени за повърхностни дефекти, стартира-преходен материал и спиране. Тези отпадъци се смилат и се връщат обратно в процеса на екструдиране като повторно смилане, обикновено при 5–20% от теглото на общата формула. Повторното смилане е претърпяло една или повече топлинни истории и всяка топлинна история леко разгражда полимерните вериги, намалявайки молекулното тегло и променяйки вискозитета на стопилката. Производствен цикъл, който започва с 5% повторно смилане и се натрупва до 15% повторно смилане до края на смяната, ще произведе листове с измеримо различни характеристики на потока на стопилката и тези разлики могат да се проявят като леки вариации в текстурата на повърхността, профила на плътност и дори цвета, тъй като повторното смилане носи натрупаните продукти на термично разграждане от всеки предишен топлинен цикъл.

Втората променлива е влагата. PVC съединението абсорбира атмосферната влага по време на съхранение и ако съединението не е достатъчно изсушено преди екструдиране, остатъчната влага се изпарява вътре в стопилката и създава парни мехурчета, които се разкъсват през повърхността на листа като дупки. Производствен цикъл в сух зимен ден може да произведе листове с перфектна повърхност. Същият цикъл във влажен летен ден, със същото съединение от същия доставчик, може да произведе листове с разпръснати дупчици, които стават видими само когато се нанесе мастило и дупчиците не успяват да задържат мастиления филм.

Тези вариации са управляеми, но не и елиминируеми. Въпросът, който трябва да зададете на доставчика, не е „вашите листове варират ли от партида на партида“-всяка линия за екструдиране произвежда вариации. Въпросът е "какъв е вашият контролен диапазон и как го измервате." Доставчик, който може да цитира толеранс на плътност, толеранс на белота и толеранс на грапавост на повърхността, подкрепени от данни от изпитване на ниво-на партида, работи на различно ниво на контрол на процеса от доставчик, който изпраща листове спрямо стандарт за визуална проверка.

За купувачи, посочващи листове, предназначени за приложения за прецизен печат, нашето ръководство заизбор на PVC рекламна плоскост за съвместимост с печатпредоставя допълнителни подробности за връзката-с-качеството на повърхността-и спецификационните прагове, които имат значение за различните технологии за печат.

VII. Посочване на правилния лист: последователност от решения, а не списък за проверка

Повечето покупки на PVC листове започват с контролен списък със свойства: дебелина, плътност, цвят, покритие на повърхността, размер на листа. Контролните списъци работят, когато свойствата са независими-изберете дебелина, изберете плътност, изберете цвят, готово. Но свойствата на разпенен PVC лист не са независими. Промяната на плътността променя твърдостта на повърхността. Промяната на покритието на повърхността променя възприемчивостта на печат. Промяната на натоварването на TiO₂ променя цената и UV стабилността едновременно. Контролен списък ги третира като отделни решения. Последователността от решения ги третира като взаимосвързани променливи, където всеки избор ограничава следващия.

Бял разпенен PVC лист се подава в плосък UV принтер за производство на комерсиална графика.

Правилната последователност започва с процеса на производство. Ако листът ще бъде фрезован, плътността и профилът на плътност са доминиращите променливи-качеството на ръбовете зависи от тях, а всичко останало е второстепенно. Ако листът ще бъде отпечатан на сито-, повърхностната енергия и гладкостта на повърхността доминират-взаимодействието на мастилото с повърхността определя резултата от печата, а плътността има значение само до степента, в която засяга повърхностната кожа. Ако листът ще бъде термоформован, якостта на стопилка и равномерната плътност през дебелината са критичните свойства, а повърхностното покритие има по-малко значение, тъй като повърхността ще се разтяга и преформира по време на цикъла на формоване.

След като процесът на производство идентифицира доминиращата променлива, останалите решения за спецификацията попадат в логичен ред. Плътността е избрана така, че да отговаря на изискванията за твърдост, тегло и цена на приложението. Тип повърхност-Celuka кожа, свободна-текстура от пяна или ко-екструдиран капачен слой-се избира, за да съответства на процеса на печат, покритие или ламиниране, който ще се прилага. Натоварването с TiO₂ и UV стабилизацията се определят въз основа на очакваното излагане на светлина по време на експлоатационния живот на продукта, а не само на неговия производствен живот. Дебелината на листа и толерансът на размерите са посочени последни, ограничени от всички предишни решения.

Последователността на решения преформулира разговора за снабдяване от „кой е най-евтиният бял PVC лист“ до „кой е най-евтиният лист, който отговаря на изискванията за производство“. Тези два въпроса дават напълно различни отговори и разликата в цената между тях е цената на незадаването на втория въпрос. За по-широка представа за това как спецификациите на плоскостите от PVC пяна се пресичат с алтернативните материали за субстрат на знаци, нашето сравнение наPVC пяна срещу акрил, ACM и гофрирана пластмасаразглежда компромисите-между видовете материали за приложения за знаци и дисплеи.

Чаршафът, който пристига, е бял. Листът, който работи, е посочен.

Бял разпенен PVC лист изглежда измамно прост на снимка от склад. Това е плосък, правоъгълен, бял панел. Може да е почти всичко. Това може да бъде 0,40 g/cm³ олекотена дисплейна платка, която се изкривява под собствената си тежест в топла стая, или 0,75 g/cm³ структурен панел, който държи резбована закопчалка във вибрираща машина. Може да има кожа Celuka, която приема UV мастило с перфектно възпроизвеждане на точки, или свободна-повърхност от пяна, която попива мастило в отворените си клетки и връща измит-отпечатък. Може да носи 8 phr рутил TiO₂ и да остане ярък за десетилетие, или 3 phr анатаз и да се превърне в сметана след осемнадесет месеца.

Нито една от тези разлики не се вижда на снимка или ценова оферта. Те се виждат в спецификационен лист, сертификат за партида и микроснимка на напречно{1}}сечение. Купувачът, който иска тези документи, посочва материал. Купувачът, който пита само за цена и дебелина, купува бял правоъгълник и се надява той да се държи като последния бял правоъгълник. Надеждата не е стратегия за спецификация.