Белый вспененный лист ПВХ: классы плотности, типы кожи и руководство по спецификациям для импортеров

Листы белого вспененного ПВХ стандартной толщины, сложенные и готовые к отправке клиентам, занимающимся печатью и изготовлением.

На этой странице

1. Белый — цвет по умолчанию. Этого не должно быть.
2. Спектр плотности: что вы получаете от 0,35 до 0,90, по одной десятой за раз
3. Кожа, которая решает, будет ли отпечаток прилипать или растекаться.
4. Celuka, свободная-пена, со-экструзия: три пути к белому листу, три разные поверхности
5. Что означает «белый» после шести месяцев непрямого солнечного света
6. Почему два листа из одной партии могут печатать по-разному
7. Выбор правильного листа: последовательность решений, а не контрольный список

Белый лист вспененного ПВХ — это самое близкое к универсальному чистому холсту, который есть в индустрии пластмасс. Его трафаретно-печатают на витринах--торговых точек, наносят на надписи на выставочных стендах, термоформуют в корпуса оборудования, ламинируют на дверные панели шкафов и разрезают на компоненты архитектурной модели. Каждое из этих применений начинается с одного и того же описания продукта -"лист белого вспененного ПВХ"-, и каждое из них предъявляет разные требования к плотности, твердости поверхности, качеству оболочки, термостойкости и постоянству цвета. Тем не менее, стандартное покупательское поведение в разных отраслях и на разных континентах заключается в запросе «белого пенопласта ПВХ стандартного качества» и сравнении цен.

Люди, которые обжигаются при таком подходе, почти никогда не покупают самый дешевый лист. Это они покупают лист, который идеально подходит для чужого применения и совершенно не подходит для их собственного. АБелый вспененный лист ПВХ, предназначенный для печатинужна поверхность, которая принимает сольвентные и УФ-чернила без растискивания, точечных отверстий или расслоения под лампой для отверждения. Тот же лист, предназначенный для термоформования, должен иметь равномерный профиль плотности по толщине и прочность расплава, позволяющую растягиваться без утончения в углах. Эти два требования тянут спецификацию в разные стороны, и один сорт листа не может быть оптимизирован для обоих одновременно.

В этой статье рассматриваются переменные спецификации, которые отличают товарный сегмент рынка листов белого вспененного ПВХ от инженерного сегмента, организованные вокруг вопросов, которые имеют наибольшее значение, когда лист прибывает на погрузочную площадку и направляется на вашу производственную линию.

I. Белый — цвет по умолчанию. Этого не должно быть.

Белый цвет доминирует на рынке листов вспененного ПВХ до такой степени, что многие покупатели вообще не спрашивают о цвете-белый цвет — это просто то, что приходит, когда вы размещаете заказ на «пенопласт ПВХ». Такая рыночная структура имеет непредвиденные последствия. Поскольку белый цвет является базовым случаем, предполагается, что все белые листы одинаково белые и что белизна является нейтральным фоном, ожидающим нанесения любых чернил или ламината, которые наносит производитель. Ни одно из предположений не выдерживает контакта со спектрофотометром.

Белизна листа пенопласта ПВХ зависит от содержания диоксида титана, качества дисперсии и присутствия или отсутствия оптических отбеливателей. Содержание TiO₂ в жестком пенопласте ПВХ колеблется примерно от 2 до 8 частей на сотню смолы, и разница между нижним и верхним пределами этого диапазона видна невооруженным глазом при любых условиях освещения. Лист из 2 частей выглядит слегка серым или кремовым на фоне настоящего белого образца. Лист толщиной 5 частей выглядит белым при освещении в помещении, но заметно смещается под дневным светом на открытом воздухе, поскольку концентрация TiO₂ достаточна для рассеяния видимого света, но не для сохранения непрозрачности на более тонких участках края листа. Лист толщиной 8 частей читается как ярко-белый под всеми распространенными источниками света и сохраняет этот внешний вид по всей площади листа, включая фрезерованные края, где обнажена внутренняя структура пенопласта.

Практическим следствием для покупателей является то, что белый лист не является белым в абсолютном смысле. Он белый в зависимости от содержания TiO₂ и качества дисперсии, достигнутого в данном конкретном производственном цикле, и если вы печатаете трафаретной-логотип бренда, в котором белый цвет используется в качестве фона или элемента негативного-пространства, разница между листом из 3 частей и листом из 7 частей такая же, как разница между логотипом, который выделяется на ярком поле, и логотипом, который борется с мутным оттенком. Типографы усвоят этот урок один раз и никогда больше не покупают белый лист без спецификации TiO₂. Все остальные, как правило, учатся этому на собственном горьком опыте.

II. Спектр плотности: что дает вам цена от 0,35 до 0,90, по одной десятой за раз

Плотность является основной переменной в спецификации листов вспененного ПВХ. Он одновременно контролирует вес, жесткость, винтовое-крепление, твердость поверхности, теплоизоляцию и стоимость материала. Лист плотностью 0,35 г/см³ и лист плотностью 0,70 г/см³ на уменьшенной фотографии выглядят одинаково. Они совершенно по-разному лежат в руке и по-разному ведут себя в каждом производственном процессе: от фрезерования до трафаретной печати и термоформования.

Но плотность не является единым свойством в поперечном сечении-листа, и здесь разговор о спецификации должен идти глубже, чем простое число в таблице данных. В листе вспененного ПВХ внешние слои плотнее сердцевины, поскольку расширение пены на поверхности частично подавляется более холодной стенкой экструзионной головки. Градиент плотности от оболочки к сердцевине может достигать 20–30 % в пределах глубины первых 0,3 мм, и степень этого градиента определяет, сколько поверхностного материала останется в наличии, прежде чем производитель разрежет или отшлифовает сердцевину с более низкой-плотностью и более пористой.

Лист с крутым градиентом плотности-плотная оболочка, открытая сердцевина-проходит чисто, когда резак остается в оболочке, но рвется и оставляет неровный край, как только инструмент входит в сердцевину. Лист с более плавным переходом плотности обеспечит стабильное качество кромки на всей глубине реза. Производители фрезерных станков, которые жалуются на «размытые края» в одной партии и чистые края в другой на листах, которые номинально имеют одинаковую среднюю плотность, испытывают на себе влияние разных профилей плотности, а не разных значений плотности.

III. Кожа, которая решает, прилипнет ли отпечаток или останется лужа

Операторы трафаретной и цифровой печати говорят о «пригодности для печати» листов ПВХ, как если бы это было одно свойство. Их как минимум три: поверхностная энергия, которая определяет, смачивают ли чернила поверхность или скатываются; поверхностная пористость, определяющая, сидят ли чернила на поверхности кожи или проникают в нее; и гладкость поверхности, которая определяет, располагается ли полутоновая точка на плоской плоскости или на стороне микроскопического выступа или впадины. Лист, который хорошо справляется со всеми тремя задачами, — это лист для печати-. Лист, который не справился ни с одним из них, создаст видимые дефекты печати независимо от того, насколько хорошо оптимизированы два других свойства.

Поверхностная энергия, измеряемая как уровень дин, представляет собой свойство, определяющее, распространяется ли краска по поверхности листа сплошной пленкой или сжимается в капли. Необработанный жесткий ПВХ обычно имеет поверхностную энергию около 36–39 дин/см, что является предельным для сольвентных чернил и недостаточным для чернил, отверждаемых УФ--, которым для надежного смачивания требуется минимум 42–44 дин/см. Обработка коронным разрядом или плазменная обработка повышают поверхностную энергию за счет окисления внешнего слоя полимера, создавая полярные функциональные группы, которые увеличивают смачиваемость. Но обработка коронным разрядом не является постоянной-, обработанная поверхность постепенно возвращается к необработанному уровню энергии в течение периода от недель до месяцев, поскольку окисленные полимерные цепи реорганизуются на поверхности. Лист, обработанный коронным разрядом-на заводе два месяца назад, может поступить в принтер с поверхностной энергией ниже порога, необходимого для чернил.

Поверхностная пористость — это переменная, о которой большинство покупателей даже не задумываются спросить. В хорошо-вспененном, правильно откалиброванном листе ПВХ поверхностная оболочка практически не-пористая-ячейки пенопласта полностью герметизированы непрерывным слоем полимера. В листе, где расширение пены прорвало поверхностную оболочку или где оболочка настолько тонкая, что подповерхностные клетки создают микроскопические отверстия, чернила могут проникать под поверхность, а не оставаться на ней. Видимый результат — отпечаток, который выглядит размытым и ненасыщенным, поскольку некоторая часть объема чернил исчезла в листе, а не осталась на поверхности, где она способствует плотности цвета. Исправление — не больше чернил. Это лучшая кожа.

Поперечный разрез-листа белого вспененного ПВХ, показывающий плотную поверхность и однородную сердцевину из пенопласта с закрытыми-ячейками.

IV. Celuka, свободная-пена, со-экструдированная: три пути к белому листу, три разные поверхности

Способ изготовления листа пенопласта ПВХ определяет характер его поверхности больше, чем любая после-обработка. Белые листы, поступающие на ваше предприятие, производятся по трем различным производственным маршрутам и дают три разных ответа на вопрос о качестве кожи.

Процесс Целука.При экструзии Celuka расширение пены ограничивается калибратором сразу после выхода из матрицы, который прижимает расширяющуюся пену к охлажденной металлической поверхности, что приводит к затвердеванию внешнего слоя, в то время как ядро ​​продолжает расширяться внутрь. В результате получается лист с твердой, плотной цельной оболочкой с обеих сторон и вспененной сердцевиной. Оболочка Celuka химически идентична основному материалу-это тот же состав ПВХ, только с более высокой плотностью, поскольку расширение физически подавляется на поверхности. Эта оболочка обычно имеет толщину 0,1–0,3 мм, твердость по Шору D 60–70 и представляет собой превосходную основу для печати и ламинирования, поскольку она гладкая, не-пористая и химически однородная. Ограничением Celuka является то, что толщина оболочки связана с общей плотностью листа.-Более высокая-плотность листов дает более толстую оболочку, и с помощью этого процесса невозможно получить толстую, твердую оболочку на сердцевине с низкой-плотностью.

Бесплатный-процесс вспенивания.При свободной-экструзии пены пена свободно расширяется после выхода из головки, при этом калибратор не ограничивает поверхность. В результате получается лист с одинаковой плотностью по-поперечному сечению и матовой, слегка текстурированной поверхностью, которая обнажает пенопластовую структуру на поверхности, а не скрывает ее за плотной оболочкой. Производство листов бесплатного-пенопласта за килограмм обходится дешевле, чем листов Celuka, поскольку инструменты проще, а скорость линии может быть выше. Но открытая поверхность усложняет прямую печать-, чернила должны перекрывать текстуру поверхности, а полутоновые точки попадают на неровный рельеф, что приводит к появлению шума при печати. Листы свободного-пенопласта обычно ламинируются печатной пленкой или покрываются слоем грунтовки перед печатью, что увеличивает этап процесса и стоимость материала, что частично компенсирует более низкую стоимость базового листа.

Процесс совместной-экструзии.При совместной-экструзии два отдельных потока расплава проходят через одну матрицу: вспенивающуюся сердцевину и твердый или слегка вспененный верхний слой, который образует поверхность листа. Это полностью отделяет свойства поверхности от плотности сердцевины, позволяя создавать комбинации, которые ни Celuka, ни свободная-пена не могут обеспечить-высокого-глянца,-насыщенной пигментами белой поверхности на сердцевине с низкой-плотностью, или УФ-стабилизированного верхнего слоя на немодифицированной сердцевине, или верхнего слоя другого цвета, чем сердцевина. Толщина верхнего слоя регулируется независимо и обычно находится в диапазоне от 0,05 мм для тонкой защитной оболочки до 0,5 мм для поверхностного слоя, пригодного для печати. Стоимость выше, чем при обработке отдельных-материалов, и необходимо тщательно контролировать межфазную адгезию между верхним слоем и сердцевиной, чтобы предотвратить расслоение во время последующей термической обработки, такой как термоформование или горячая-гибка.

Подробное техническое сравнение Celuka и производства свободной-пены-, охватывающее морфологию пены, механизмы образования пленки и влияние на адгезию отпечатка-, подробно описано в нашей статьеСравнение поверхности плит Celuka и свободного-вспененного ПВХ, которую стоит прочитать, если ваше приложение предполагает прямую печать на поверхности листа.

V. Что означает «белый» после шести месяцев непрямого солнечного света

Все белые листы ПВХ являются белыми в день их экструзии. Разница между листом, который остается белым, и листом, который со временем становится кремовым, желтым или серым, определяется пакетом УФ-стабилизации, классом TiO₂ и загрузкой, а также наличием любого наполнителя или перемолотого материала, который вводит в рецептуру хромофоры-химические группы, которые поглощают видимый свет и вызывают изменение цвета-.

Тип используемого диоксида титана имеет такое же значение, как и его количество. TiO₂ рутилового-класса обеспечивает примерно на 30 % более высокую УФ-непрозрачность, чем TiO₂ анатаза-сорта при той же нагрузке, поскольку кристаллическая структура рутила имеет более высокий показатель преломления и поглощает больше энергии УФ-излучения, прежде чем она сможет проникнуть в матрицу ПВХ. Лист, содержащий 5 частей рутила TiO₂, будет сопротивляться пожелтению дольше, чем лист, изготовленный из 7 частей анатаза TiO₂. Покупатели, которые запрашивают только «загрузку TiO₂» без указания сорта кристалла, дают производителю возможность использовать более дешевый пигмент анатаз и указать количество загрузки на бумаге, обеспечивая при этом худшие характеристики УФ-излучения в полевых условиях.

Оптические отбеливатели или флуоресцентные отбеливатели добавляют еще один уровень сложности. Эти соединения поглощают невидимый ультрафиолетовый свет и-переизлучают его в виде видимого синего света, благодаря чему лист выглядит белее и ярче при дневном свете или флуоресцентном освещении, содержащем УФ-компонент. При светодиодном освещении с минимальным УФ-излучением эффект осветления исчезает и обнаруживается истинная базовая белизна листа,-которая может быть на несколько пунктов ниже по шкале белизны CIE-. Лист, который выглядел ярко-белым при флуоресцентном освещении выставочного стенда, может выглядеть плоским и слегка серым под светодиодным освещением торгового помещения, где он будет установлен. Несоответствие не является дефектом. Это физическое свойство оптических отбеливателей, которое спецификаторы, выбирающие лист под один источник света и устанавливающие его под другой, обнаружат в самый неподходящий момент.

Для применений, в которых долгосрочное-сохранение белизны является обязательным требованием, а не второстепенным вопросом, запросите отчет об ускоренных испытаниях на погодные условия со значениями индекса белизны CIE при 0, 500, 1000 и 2000 часов воздействия QUV в соответствии с ASTM G154. Лист, который сохраняет индекс белизны CIE выше 70 после 1000 часов воздействия QUV, хорошо подходит для внутреннего применения. При значении ниже 55 желтый сдвиг будет заметен большинству наблюдателей менее чем через два года, если лист подвергнется значительному воздействию ультрафиолета.

VI. Почему два листа из одной партии могут печатать по-разному

Предположение о том, что листы из одной и той же производственной партии будут вести себя одинаково при последующей обработке, в принципе разумно, но на практике часто неверно. Стабильность уровня партии-листов вспененного ПВХ не является автоматическим побочным продуктом изготовления множества листов из одной и той же загрузки смесителя. Это проблема активного управления, которую экструзионная линия должна постоянно решать, а переменные, которые перемещаются во время производственного цикла, — это именно те переменные, которые влияют на качество печати, производительность маршрутизации и поведение при термоформовании.

Первая переменная — это содержимое перешлифовки. При производстве листов вспененного ПВХ образуются отходы обрезки,-краевые полосы обрезаются для достижения конечной ширины листа, листы отбраковываются из-за поверхностных дефектов, а также переходный материал для запуска и остановки. Эти отходы измельчаются и возвращаются в процесс экструзии в виде вторичного измельчения, обычно в количестве 5–20% от общего веса рецептуры. Переизмельчение подвергается одной или нескольким термическим обработкам, и каждая термическая обработка слегка разрушает полимерные цепи, уменьшая молекулярную массу и изменяя вязкость расплава. Производственный цикл, который начинается с 5% переизмельчения и к концу смены достигает 15% переизмельчения, приводит к производству листов с заметно отличающимися характеристиками текучести расплава, и эти различия могут проявляться в небольших изменениях в текстуре поверхности, профиле плотности и даже цвете, поскольку при переизмельчении накапливаются продукты термического разложения от каждого предыдущего теплового цикла.

Вторая переменная – влажность. ПВХ-компаунд поглощает атмосферную влагу во время хранения, и если компаунд не высушен должным образом перед экструзией, остаточная влага испаряется внутри расплава и создает пузырьки пара, которые прорываются через поверхность листа в виде точечных отверстий. Производственный цикл в сухой зимний день позволяет получить листы с идеальной поверхностью. Один и тот же тираж во влажный летний день с использованием того же состава от одного и того же поставщика может привести к образованию листов с разбросанными точечными отверстиями, которые становятся видимыми только при нанесении чернил, а точечные отверстия не удерживают красочную пленку.

Этими изменениями можно управлять, но их невозможно устранить. Вопрос, который следует задать поставщику, заключается не в том, «различаются ли ваши листы от партии к партии».-На каждой экструзионной линии есть различия. Вопрос в том, «каков ваш диапазон контроля и как вы его измеряете». Поставщик, который может указать допуск на плотность, допуск на белизну и допуск на шероховатость поверхности, подкрепленный данными испытаний на уровне партии-, работает на другом уровне управления процессом, чем поставщик, который отправляет листы в соответствии со стандартами визуального контроля.

Для покупателей, выбирающих листы, предназначенные для точной печати, наше руководство поВыбор рекламного щита из ПВХ для совместимости с печатьюпредоставляет дополнительную информацию о соотношении плотности-и-качества-поверхности и пороговых значениях характеристик, которые имеют значение для различных технологий печати.

VII. Выбор правильного листа: последовательность принятия решений, а не контрольный список

Покупка большинства листов ПВХ начинается с проверки списка свойств: толщины, плотности, цвета, качества поверхности, размера листа. Контрольные списки работают, когда свойства независимы.-выберите толщину, выберите плотность, выберите цвет и готово. Но свойства листа вспененного ПВХ не являются независимыми. Изменение плотности меняет твердость поверхности. Изменение качества поверхности меняет восприимчивость к печати. Изменение содержания TiO₂ одновременно меняет стоимость и устойчивость к УФ-излучению. Контрольный список рассматривает их как отдельные решения. Последовательность решений рассматривает их как взаимосвязанные переменные, где каждый выбор ограничивает следующий.

Лист белого вспененного ПВХ подается в планшетный УФ-принтер для производства коммерческой графики.

Правильная последовательность начинается с процесса изготовления. Если лист будет фрезеровать, плотность и профиль плотности являются доминирующими переменными-, от них зависит качество кромки, а все остальное вторично. Если лист будет напечатан трафаретной-печатью, преобладают поверхностная энергия и гладкость поверхности-, взаимодействие чернил с поверхностью определяет результат печати, а плотность имеет значение только в той степени, в которой она влияет на поверхностный слой. Если лист будет подвергаться термоформованию, критически важными свойствами являются прочность расплава и равномерная плотность по толщине, а качество поверхности имеет меньшее значение, поскольку поверхность будет растягиваться и меняться во время цикла формования.

Как только в процессе производства будет определена доминирующая переменная, остальные решения по спецификации выстраиваются в логическом порядке. Плотность выбирается в соответствии с требованиями к жесткости, весу и стоимости применения. Тип поверхности-Кожа Celuka, свободная-текстура пенопласта или со-соэкструдированный верхний слой-выбирается в соответствии с применяемым процессом печати, нанесения покрытия или ламинирования. Загрузка TiO₂ и УФ-стабилизация определяются на основе ожидаемого воздействия света в течение срока службы продукта, а не только его производственного срока. Толщина листа и допуск на размер указываются в последнюю очередь и определяются всеми предыдущими решениями.

Последовательность принятия решений меняет формат разговора о поиске поставщиков с «какой самый дешевый белый лист ПВХ» на «какой самый дешевый лист соответствует производственным требованиям». Эти два вопроса дают совершенно разные ответы, и разница в цене между ними — это цена отказа от ответа на второй вопрос. Для более широкого представления о том, как характеристики пенопласта ПВХ пересекаются с альтернативными материалами подложки для знаков, мы приведем наше сравнениеПенопласт ПВХ по сравнению с акрилом, ACM и гофрированным пластикомисследует-компромиссы между типами материалов для применения в вывесках и дисплеях.

Прибывший лист белый. Указан лист, который работает.

Белый лист вспененного ПВХ на складской фотографии выглядит обманчиво просто. Это плоская прямоугольная белая панель. Это может быть почти что угодно. Это может быть легкая табло плотностью 0,40 г/см³, которая деформируется под собственным весом в теплом помещении, или конструкционная панель плотностью 0,75 г/см³, которая удерживает резьбовой крепеж в вибрирующем корпусе машины. У него может быть оболочка Celuka, которая принимает УФ-чернила с идеальным воспроизведением точек, или свободная-поверхность из пены, которая впитывает чернила в свои открытые ячейки и возвращает-размытый отпечаток. Он может нести 8 частей рутила TiO₂ и оставаться ярким в течение десятилетия или 3 части анатаза и перейти в кремовый цвет за восемнадцать месяцев.

Ни одно из этих различий не видно на фотографии или в ценовом предложении. Они видны в спецификации, сертификате партии и микрофотографии поперечного-среза. Покупатель, запрашивающий эти документы, указывает материал. Покупатель, который спрашивает только цену и толщину, покупает белый прямоугольник и надеется, что он будет вести себя так же, как предыдущий белый прямоугольник. Надежда — это не стратегия спецификации.