Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
24
Українська академія друкарства
Мізюк Ольга Михайлівна
УДК 655.3.06+676.026.74
Удосконалення технології оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням
05.05.01 –машини і процеси поліграфічного виробництва
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Львів-2006
Дисертацією є рукопис.
Роботу виконано на кафедрі технології друкованих видань і паковань
Української академії друкарства Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Гавенко Світлана Федорівна, Українська академія друкарства, завідувач кафедри технології друкованих видань і паковань (м. Львів)
Офіційні опоненти:
доктор технічних наук, професор Чехман Ярослав Іванович, Українська академія друкарства, професор кафедри поліграфічних машин (м. Львів);
кандидат технічних наук, доцент Лотошинська Наталія Дмитрівна, Національний університет „Львівська політехніка”, доцент кафедри автоматизованих систем управління (м. Львів).
Провідна установа: Видавничо-поліграфічний інститут Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України.
Захист відбудеться “”листопада 2006 р. о 15.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д35.101.01 Української академії друкарства за адресою: 79020, м. Львів, вул. Підголоско, 19, ауд.101.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Української академії друкарства (79008, м. Львів, вул. Підвальна, 17).
Автореферат розіслано “”жовтня 2006 р.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради,
к.т.н., професор ___________________ В. Ц. Жидецький
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Поліграфічна продукціявимагає поліпшення зовнішнього оформлення та удосконалення технологій її оздоблення для забезпечення конкурентоспроможності в сучасних ринкових умовах. Вирішення цих завдань можливе завдяки впровадженню новітніх наукових досягнень, зокрема, застосуванню технології електрофлокування для оздоблення друкованої продукції, що сприятиме підвищенню рівня її естетичності, наданню зображенню бархатності та об’ємності.
Однак при оздобленні друкованої продукції електрофлокуванням виникають проблеми, пов’язані з процесами формування флокованих зображень, які визначаються багатьма змінними факторами, зокрема, видом паперу, фізико-механічними властивостями клеїв і ворсу та принципами їх нанесення.
У зв’язку з тим актуальною науковою задачею є удосконалення технології електрофлокування для оздоблення друкованої продукції шляхом розроблення технологічного процесу нанесення флоку на створеному макеті електрофлокатора, оптимізації його режимів і параметрів та оцінювання якості флокованих зображень.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Дисертаційна робота пов’язана з науковими дослідженнями кафедри технології друкованих видань і паковань Української академії друкарства, з тематикою “Квалілогія книги” та виконувалась у рамках договору Українсько-литовського проекту № М/219-2005 „Розробка нових технологій і поліграфічних матеріалів для виготовлення друкованої продукції, оцінка її якості, стандартизація і ідентифікація”.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є удосконалення технології нанесення флокованих зображень на паперову основу, оцінювання експлуатаційних показників та оптимізація технологічних режимів електрофлокування. Для реалізації поставленої мети потрібно було вирішити такі задачі:
Об’єктом дослідження виступає технологія оздоблення друкованої продукції методом електрофлокування.
Предметом дослідження є параметри та режими нанесення в електрофлокувальному пристрої капронового і віскозного ворсу відповідно до клейових зображень на паперовій основі.
Методи дослідження: теоретичні та експериментальні дослідження проводилися з використанням принципів системного аналізу, що дозволило встановити залежність між елементами системи “папірклейфлок”; імітаційного математичного моделювання у результаті якого виявлено ймовірні етапи процесів стирання флокованих зображень при експлуатації продукції; розроблення методик визначення щільності нанесених флокованих покриттів; побудови схеми Ісікави для виявлення факторів впливу на якість зображень.
Експерименти проводилися в розробленому макеті електрофлокувального пристрою. Опрацювання експериментальних даних здійснювалася за допомогою математичного редактора Maple. Для оптимізації режимів і параметрів процесу електрофлокування використовувався метод математичного моделювання (метод найменших квадратів), що забезпечило достовірність отриманих наукових результатів.
Процес закріплення ворсу в клейовому шарі підтверджують оптичні стереоскопічні (стереоскопічний мікроскоп Olympus SZ-11 з цифровою камерою Camedia, роздільна здатність 3 мегапікселі) та електронно-мікроскопічні дослідження (мікроскоп TESLA).
Наукова новизна одержаних результатів при розв’язанні наукової задачі –удосконалення технології електрофлокування для оздоблення друкованої продукції шляхом розроблення технологічного процесу нанесення флоку у створеному макеті електрофлокатора, оптимізації його режимів і параметрів та оцінювання якості флокованих зображень полягає в тому, що:
Практичне значення одержаних результатів. Створено і запатентовано новий технологічний спосіб оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням [патенти України №10125, 71763А], який поліпшує її якість, підвищує естетичність. Розроблено комп’ютерну підпрограму для розрахунку оптимальних параметрів процесу нанесення флокованих зображень, а також технологічну схему оздоблення продукції електрофлокуванням. Запропоновано практичні рекомендації щодо удосконалення технологічного процесу утворення флокованих зображень, які реалізовані в технологічних інструкціях „Технологічний процес оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням” й апробовані у ВАТ „Бібльос”. Результати досліджень використані при проведенні лекційних занять і лабораторних робіт з курсу “Технологія оздоблення друкованої продукції” для студентів спеціальностей 7.092.701 “Технологія друкованих видань” і 7.092.704 “Комп’ютеризовані технології та системи видавничо-поліграфічних виробництв”.
Особистий внесок здобувача. Основні результати наукових і практичних досліджень отримані й розроблені здобувачем самостійно. Особистий внесок автора у спільних працях полягає в одержанні аналітичних та експериментальних залежностей, розробленні методик, які застосовуються для підвищення естетичних й експлуатаційних показників флокованих зображень. У роботах [1, 3, 8] здобувачеві належать експериментальні дослідження, що дозволили встановити режимні і технологічні фактори впливу на чіткість флокованих зображень і стійкість їх до стирання; у [4] –автором запропоновано оптимальні технологічні параметри процесу в системі „папірклейфлок”; у [9] –дисертанту належить математичне опрацювання результатів досліджень і перевірка їх достовірності; у [10] - розроблення схеми Ісікави, яка дала можливість визначити основні режимні, технологічні та експлуатаційні фактори впливу на якість флокованих зображень. В отриманих патентах України [11, 12] автором особисто було подано ідею удосконалення способу нанесення флокованих зображень, який реалізований при виготовленні діючого макета електрофлокувального пристрою. У праці [13] автор здійснила порівняльний аналіз способів флокування й розробила технологічну схему нанесення флокованих зображень.
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи оприлюднено на ІІІ, ІV, V міжнародних науково-практичних конференціях „Квалілогія книги” (м. Львів, УАД, 2001, 2003, 2005 рр.), міжнародній науково-технічній конференції “Издательско-полиграфический комплекс на пороге третьего тысячелетия” (м. Мінськ, 2001 р.), ІІІ і ІV науково-технічних конференціях студентів та аспірантів “Друкарство молоде” в Національному технічному університеті України “КПІ” (2003 і 2004 рр., м.Київ), звітних науково-практичних конференціях професорсько-викладацького складу, наукових працівників і аспірантів УАД (м. Львів, 20002005 рр.); І міжнародній науково-практичній конференції “Науковий потенціал світу’” (115 листопада 2004 р., м. Дніпропетровськ); V Міжнародній конференції “Інформаційні технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи “ДРУКОТЕХН2004” (2527 листопада 2004 р., м. Львів); студентській науково-практичній конференції „Современные технологии в полиграфии” (9 грудня 2005 р., м. Каунас, Литва).
Публікації. За матеріаламидисертації опубліковано 16 статей у фахових наукових і періодичних галузевих виданнях (з них 4 одноосібно у фахових виданнях, тези 3 доповідей), отримано 2 патенти.
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 5 розділів, висновків і додатків. Має загальний обсяг 134 сторінки. Містить 45 рисунків, 9 таблиць, 133 найменування у списку використаних літературних джерел.
Основний зміст дисертації
У вступі обгрунтовано актуальність і доцільність роботи, викладено мету та задачі дослідження, наукову новизну і практичну цінність, подано відомості про апробацію, публікації та структуру роботи.
У першому розділі „Системо-технічний аналіз сучасних технологій оздоблення продукції флокуванням” проаналізовано порівняльні характеристики сучаснихтехнологій оздоблення промислової продукції флокуванням, визначено їх переваги і недоліки. Запропоновано класифікацію пристроїв для нанесення флокованих зображень в електростатичному полі й узагальнено основні принципи їх роботи. Досліджено характеристики технологічних та експлуатаційних властивостей матеріалів для флокування (різних видів флоку і клейових композицій).
Над проблемами технології електрофлокування плідно працювали такі вчені, як В.Ф. Андросов, Є.Н. Бершев, С.Ф. Гавенко, І.А. Гольдин, А.Ф. Лагов, М.А. Самишкіна, В.А. Cеменов, О.Д. Чаплінський, Г.Р. Бауер, Р. Геббекер, Л. Кельм та інші. Результати попередніх пошукових експериментів та аналіз науково-технічної літератури й патентної інформації з питань оздоблення продукції електрофлокуванням дозволили обґрунтувати доцільність і перспективність застосування цієї технології для поліпшення естетичності, дизайну поліграфічної продукції. Сформульовано робочу гіпотезу, мету і задачі дослідження.
У другому розділі „Методики та об’єкти дослідження” обґрунтовано вибір об’єктів дослідження, запропоновано комплекс методик для вивчення теоретичних і практичних аспектів технологічного процесу електрофлокування в розробленому макеті пристрою та експериментальних випробовувань готових флокованих зображень. Для утворення тексто-ілюстраційних зображень на офсетному і крейдяному папері використовували віскозний і капроновий флок, довжина розрізування якого становила 1,0; 3,0 і 5,0 мм. У результаті аналізу видільної і роздільної здатності трафаретних сит було вибрано сітки №43 і 76 для виготовлення трафаретних форм з рідких фотополімерних композицій МГФ-9.
При утворенні клейових рисунків на папері різних видів перед флокуванням використовували дисперсійні клеї на основі полівінілацетатної дисперсії –ПВАД (Сєверодонецьк, Україна), AD 94/5B та НW 748 (фірма „Planatol GmbH”). Чіткість і роздільну здатність флокованих зображень визначали за допомогою розробленої модельної тест-шкали, яка, крім смуг завширшки 0,020,3 см містить геометричні фігури з кутами від 5 до 160.
Детальний аналіз сучасного стану технологій виготовлення флокованої продукції дозволив розробити макет пристрою для нанесення флокованих зображень (рис.1), принцип дії якого захищено патентом України. Макет пристрою складається з вібратора 1, розміщеного під нижнім заземленим електродом 2, на якому знаходиться бункер 3 з флоком 4. До вібруючого заземленого електрода 2 на ізоляторах прикріплюється високовольтний електрод 7, якому таким чином синхронно передається вібрація. Змінними затискачами 6 кріпиться поверхня-основа 5 для флокування. Пристрій працює за принципом „знизу вгору” так, що на верхній електрод 7 від високовольтного генератора подається напруга. Флок 4 з бункера 3 під дією електростатичного поля орієнтується вздовж силових ліній поля, що утворюється між високовольтним електродом 7 і нижнім заземленим електродом 2, одержує направлений рух до поверхні-основи 5, проникає і закріплюється в клейовому шарі. Залежно від виду флоку, його розмірних показників, основи й площі флокування відстань між електродами регулюється гвинтом 8 (від 40 до 280 мм).
Рис.1. Схема макета установки для утворення флокованих зображень за принципом „знизу вгору”
Топографію ворсової поверхні та структурні перетворення в системі “папір–клей–флок” оцінювали методом електронної мікроскопії (мікроскоп TESLA). Механізм закріплення флоку в клейовому шарі підтверджували за допомогою оптичної стереоскопії, використовуючи стереоскопічний мікроскоп Olympus SZ-11 з цифровою камерою Camedia. Оцінювання зносостійкостіфлокованого зображення здійснювали на лабораторному приладі ИМР. Щільність ворсового покриття, яка виражалася кількістю ворсинок на одиницю площі, визначали за допомогою мікроскопа МБС-9. Визначені похибки в дослідженнях і кількість проведених паралельних експериментів гарантують надійність і достовірність результатів.
У третьому розділі „Теоретичні дослідження фізичних явищ при утворенні зображень в електрофлокувальному пристрої” подано результати аналітичних досліджень процесу переміщення й орієнтації волокон в електростатичному полі в розробленому макеті електрофлокатора та закріплення флоку в попередньо нанесеному клейовому рисунку на паперовій основі. Встановлено, що процес флокування відбувається в три стадії: зарядження ворсинок від електрода; їх рух в електричному полі до протилежного зарядженого електрода; закріплення в клейовому шарі. Проведеними експериментальними дослідженнями підтверджено думку попередніх дослідників, що для досягнення необхідної якості ворсових покриттів при електростатичному флокуванні важливою характеристикою є величина заряду, утвореного на ворсинках при попаданні їх у поле, і як наслідок сила проникнення ворсинок у клей. Збільшення заряду на волокні забезпечує кращу його орієнтацію в електростатичному полі і глибше проникнення в клей (рис.2,а), що значно підвищує міцність закріплення флокованого зображення. При недостатній швидкості переміщення волокон флок, досягнувши клейового шару, закріплюється лише незначною частинкою, що при експлуатації виробу призводить до його випадання (рис.2,б).
а б в
Рис.2. Модель закріплення волокон флоку при утворенні зображень:
а - ідеальне; б –недостатнє; в –похиле;
де 1- флок, 2 –клейовий шар, 3 –папір.
З розглянутих фізичних основ процесу електростатичного флокування випливає, що існує пряма залежність між величиною заряду на ворсинках і ступенем заповнення клейового шару ворсом. Отже, змінюючи величину заряду на ворсинках, можна при заданій адгезійній здатності клею регулювати щільність нанесення ворсу і в деякій мірі його міцність до стирання.
Встановлено, що щільність волокон залежить від ступеня їх орієнтації в процесі електрофлокування і є деякою функцією часу. Коли волокна за час руху між електродами до моменту закріплення в клейовому шарі не встигають повністю зорієнтуватись уздовж силових ліній поля і прийняти вертикальне положення відносно основи, відбувається похиле закріплення ворсинок (рис.2,в), що спричиняє закріплення їх пучками. Це пояснюється тим, що на похилену ворсинку, закріплену в клейовому шарі, наштовхується інша, яка підлітає до основи, зсувається по її поверхні і щільно прилягає до клейової основи цієї ж ворсинки, що зафіксовано електронною мікроскопією (рис.3). Експериментальними дослідженнями підтверджено, що таке закріплення флоку є небажаним, оскільки погіршуються щільність і міцність утворених зображень.
Рис. 3. Закріплення волокон пучками
При зменшенні кута нахилу ворсу (не більше 10) різко зростає щільність утворених зображень. При нахиленні волокон збільшується зайнята ними площа і, відповідно, зменшується ймовірність знаходження волокнами “вільних місць”. Це призводить до зменшення граничної щільності закріплення ворсу в клейовому шарі.
У четвертому розділі „Взаємозв’язок між елементами системи „папір-клей-флок” при оздобленні друкованої продукції” на підставі принципів системного аналізу встановлено вплив факторів на якість флокованих зображень, що лягло в основу розробленої причинно-наслідкової діаграми (схема Ісікави). Для оптимізації технологічного процесу проведено всебічне вивчення основних елементів системи „папірклейфлок” та визначено їх місце і роль у структурі утворених флокованих зображень. Встановлено, що найважливішими експлуатаційними показниками флокованих зображень є чіткість рисунка, його зносостійкість і довговічність.
Експериментами доведено, що фізико-механічні властивості клеїв впливають на технологічний процес флокування (адгезію, розмір і ступінь дисперсності частинок клею, сухий залишок, в’язкість, відкритий час). Виявлено, що чим більший відкритий час клею, тим менша ймовірність отримання непродрукованих ділянок нанесеного на паперову основу флокованого рисунка і, як наслідок, якісніше зображення. Встановлено, що флокування слід починати не пізніше як за 3-4 хв. після нанесення клею, інакше флок не закріпиться через утворення плівки, що, очевидно, пов’язане зі зміною його поверхневого натягу. Досліджено, що в’язкість суттєво впливає на міцність закріплення флоку. Оптимальною є в’язкість у межах 25-30 с, яка не викликає жолоблення поверхні паперової основи і забезпечує достатню глибину проникнення ворсинок у клейовий шар та утворення рисунка з чіткими контурами.
Як показують дослідження, міцність до стирання при використанні клею AD 94/5B вища приблизно в 10 разів (рис. 4,а) порівняно з клеєм HW 748 (рис. 4,б), що пояснюється більшою глибиною проникнення волокон у клей, а отже. і вищою міцністю їх закріплення.
а б
Рис.4. Зносостійкість утворених зображень капроновим і віскозним ворсом з використанням клеїв: а) AD 94/5B; б) HW 748.
Встановлено, що від характеристик флоку (вологості, електропровідності, виду та геометричних розмірів) залежить якість ворсового покриття. Експериментально досліджено, що на щільність ворсового покриття та його зносостійкість впливає ступінь орієнтації волокон в електростатичному полі.
Рис. 5. Залежність коефіцієнта стійкості до стирання ворсового покриття (кст, %) від його щільності (n): 1 –віскозний; 2 –капроновий ворс.
При щільності ворсового покриття 5-15 волокон/мм (рис.5) зменшується його зносостійкість при стиранні, оскільки збільшується навантаження на ворсинки, що спричиняє втрату їх маси через виривання.
У п’ятому розділі „Оптимізація процесу електрофлокування друкованої продукції” виявлено дію технологічних режимів на якість процесу нанесення флокованих зображень. При електрофлокуванні важливим завданням є підбір режимів нанесення флоку на поверхню-основу, зокрема, параметрів електричного поля, які визначаються напруженістю (Е) і міжелектродною відстанню l в електрофлокувальному пристрої. Як показують експериментальні дослідження, для волокон, що мають довжину менше 3 мм, максимальна щільність флокованого зображення досягається при напруженості поля 3– кВ/см (рис. 6,а), а для волокон завдовжки 3–мм –при Е=2,5–кВ/см (рис. 6 б, в).
e2
e0
а б в
Рис. 6. Залежність щільності флокування n від напруженості електричного поля E для волокон завдовжки:
а) 1 мм при міжелектродній відстані: 1 –см; 2 –см; 3 –,3 см; 4 –см; 5 –см;
б) 3 см при міжелектродній відстані: 1 –см; 2 –см; 3 –см; 4 –см; 5 –см;
в) 5 мм при міжелектродній відстані: 1 –см; 2 –см; 3 –см; 4 –см; 5 –см.
Як видно з отриманих залежностей, при використанні флоку завдовжки 1 мм максимальна щільність зображення складає 40–волокон/мм, 3 мм ––26, 5 мм ––волокон/мм.
Експериментально підтверджено, що чіткість ворсового зображення визначається відстанню між основою та бункером залежно від довжини флоку. Результати досліджень показали, що для волокон завдовжки 1 мм оптимальна відстань між електродами становить 73 мм, для волокон завдовжки 3 мм –мм, а для волокон, що мають довжину 5 мм, –мм.
Встановлено, що після флокування суцільні (без розривів) ворсові рисунки флоком різної довжини можна отримати при ширині смужки на шаблоні не менше 0,5–,5 мм. Результати досліджень впливу довжини і виду ворсу на величину друкувальних і пробільних елементів наведено в табл. 1.
Таблиця 1
Різниця між лінійними розмірами зображення на формі і
флокованій поверхні
|
Вид ворсу |
Довжина ворсу, мм |
Збільшення друкувальних елементів, мм |
Зменшення пробільних елементів, мм |
|
Капрон |
1 |
,1 ,2 ,6 |
,1 ,1 ,8 |
|
Віскоза |
1 |
,2 ,4 ,8 |
,3 ,5 ,0 |
Як показують дослідження, для взірців з різною довжиною ворсу (табл.1) лінійні розміри елементів рисунка змінюються після флокування на довжину використаного ворсу, що дозволило обґрунтувати рекомендовані мінімальні розміри елементів рисунка на формі (табл.2).
Таблиця 2
Рекомендовані мінімальні розміри елементів рисунка на формі
|
Вид ворсу |
Довжина ворсу, мм |
Мінімальні розміри друкувальних елементів, мм |
Мінімальні розміри пробільних елементів, мм |
|
Капрон |
1 |
,2 ,3–,5 ,2 |
,0–,2 ,8–,2 ,0–,2 |
|
Віскоза |
1 |
,2–,4 ,5–,0 ,5 |
,2–,4 ,0–,5 ,2–,5 |
Експериментально підтверджено, що на зображеннях, нанесених трафаретною формою у вигляді трикутників, майже миттєво стираються місця з кутом від 5 до 10, проте конфігурації кіл, квадратів не впливають на стійкість до стирання. Суттєве значення має лініатура трафаретного сита, від якої залежить товщина нанесеного клейового шару. Чим більша площа сотів, тим більше клею продавлюється через сито на паперову основу. Встановлено, що при лініатурі сита №76 не забезпечується достатня товщина клейового шару, спостерігається швидке висихання клейової плівки (до початку процесу флокування), що перешкоджає закріпленню флоку в клейовому шарі і спричиняє відсутність зображення на деяких елементах флокованих рисунків. При використанні сита з лініатурою 43 лін/см спостерігається найвища стійкість до стирання нанесених зображень (рис.7). Стійкість до стирання флокованих рисунків на обкладинковому папері можна розмістити в такий ряд:
клей: AD 94/5B > ПВАД > HW 748
стійкість до стирання (цикли): > 2407 > 220.
Рис. 7. Cтійкість до стирання флокованих зображень
при лініатурі сита 43 лін/см
Проведеними експериментальними дослідженнями виявлено, що обламування флоку при стиранні відбувається головним чином через малий опір волокна до деформацій, що пов’язано з послабленим з’єднанням ворсу з клейовою плівкою через незначну глибину проникнення в клей, недотриманням співвідношення між зарядами волокна і міжелектродною відстанню.
Дослідження стійкості до стирання флокованих покриттів залежно від характеристик електростатичного поля дозволили здійснити оптимізацію процесу електрофлокування методом найменших квадратів для забезпечення найбільшої міцності закріплення флоку в клейовому шарі, згідно з яким значення параметрів визначаються з умови досягнення найменшого значення суми квадратів відхилення спостережуваних значень стійкості до стирання Р від відповідних значень моделі
,
де кількість результатів спостереження; значення стійкості покриття до стирання, що спостерігалось підчас j-го тестування при відстані між електродами і підведеній до них напрузі . Значення параметрів моделі за методом найменших квадратів визначалися з використанням математичної системи Maple. На основі проведених розрахунків отримано графік моделі процесу електрофлокування.
Рис. 8. Тривимірна модель процесу флокування
Відповідна система рівнянь для визначення оптимальних характеристик має вигляд
Отримано оптимальні значення напруги й відстані між електродами: lo := 73.578; Uo := 22.420. Відповідне значення моделі в цій точці дорівнює 3407.56.
Експериментами підтверджено результати, одержані за розрахованою моделлю. Визначені похибки в дослідженнях і кількість паралельних експериментів гарантують надійність і достовірність результатів.
У додатках наведено програму розрахунку оптимальних характеристик електростатичного поля під час нанесення флокованого зображення, акти виробничих випробувань, техніко-економічний розрахунок собівартості випуску флокованої продукції та технологічну інструкцію „Технологічний процес оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням”, апробовану й реалізовану у ВАТ „Бібльос”.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі розв’язано наукову задачу удосконалення технології оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням. При цьому отримано такі результати:
Основні положення дисертації викладено в роботах:
Дисертантом проведено дослідження впливу довжини ворсу на чіткість флокованих зображень.
Здобувач взяла участь у проведенні експериментальних досліджень впливу щільності ворсового покриття на його стійкість до стирання.
Здобувачем виявлено оптимальні технологічні параметри процесу в системі „папір–клей–флок”.
Автор взяла участь у проведенні експериментальних досліджень при флокуванні за принципом „знизу вгору", встановила технологічні фактори впливу на результат цього процесу.
Здобувачеві належить математичне опрацювання результатів досліджень і перевірка їх достовірності.
Здобувач розробила схему Ісікави, що дозволило виявити основні режимні, технологічні та експлуатаційні фактори впливу на якість флокованих зображень.
Автором подано ідею удосконалення способу і створення пристрою для нанесення флокованих зображень.
Подано ідею розроблення пристрою для нанесення флокованих зображень за принципом подачі флоку „знизу вгору".
Дисертант провела порівняльний аналіз способів флокування, розробила технологічну схему нанесення флокованих зображень.
АНОТАЦІЯ
Мізюк О.М. Удосконалення технології оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням. –Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.01 –машини і процеси поліграфічного виробництва. –Українська академія друкарства, –Львів, 2006.
Дисертація присвячена удосконаленню технології електрофлокування для оздоблення друкованої продукції шляхом розроблення технологічного процесу нанесення флоку на створеному макеті електрофлокатора та оцінювання якості флокованих зображень.
Розроблено технологічний процес відтворення тексто-ілюстраційних оригіналів на паперовій основі електрофлокуванням за принципом „знизу-вгору”. На підставі проведених теоретичних та експериментальних досліджень встановлено взаємозв’язок між елементами системи „папір–клей–флок”. Виявлено вплив технологічних і режимних параметрів на чіткість утворених зображень та стійкість їх до стирання. Розроблено математичну модель орієнтації волокон флоку та їх переміщення в електростатичному полі. Обґрунтовано вибір оптимального режиму електрофлокування, що дозволило підвищити міцність і зносостійкість флокованого покриття.
Розроблено комп’ютерну підпрограму для розрахунку оптимальних параметрів технологічного процесу нанесення флокованих зображень, які відображені в практичних рекомендаціях з удосконалення технології електрофлокування та реалізовані в технологічних інструкціях.
Ключові слова: електрофлокування, папір, клей, флок, друкована продукція.
Аннотация
Мизюк О.М. Усовершенствование технологии отделки печатной продукции электрофлокированием. –Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01 –„Машины и процессы полиграфического производства”. –Украинская академия печати, Львов, 2006.
Диссертация посвящена усовершенствованию технологии електрофлокирования для отделки печатной продукции путем разработки процесса нанесения флока на созданном макете електрофлокатора и оценке качества флокированных изображений.
Проанализированны особенности современных технологий образования флокированных изображений и доказана целесообразность и перспективность их применения для повышения эстетичности и дизайна печатной продукции. Разработан технологический процесс воспроизведения печатных оттисков на бумажной основе електрофлокированием по принципу „снизу-вверх”. Описан процесс перемещения и ориентации волокон в электростатическом поле и построена модель закрепления флока в клеевом слое. Электронной микроскопией исследована плотность ворсового покрытия; выявлены оптимальные (10) углы наклона волокон флока.
С целью оптимизации технологического процесса установлена взаимосвязь между элементами системы –бумага, клей, флок; определено их место и роль в структуре образованных флокированных изображений, что позволило построить причинно-следственную диаграмму факторов влияния на качество флокированных изображений. Установлены причины появления возможных деффектов при печатании флоком, указаны способы их устранения.
Выявлено влияние напряженности электростатического поля и расстояния между электродами в электрофлокированном устройстве на качество флокированных изображений. Установлены оптимальные режимы проведения процесса: напряжение 22кв, расстояние между электродами 73мм, что обеспечивает наибольшую прочность закрепления флока (3275 циклов) для ворса длиной 1 мм. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что для волокон длиной меньше 3 мм максимальная плотность флокированного изображения достигается при напряженности поля 3-4 кв/см, а для волокон длиной 3-5 мм –при Е=2,5-3 кв/см. Причем, для флока длиной 1 мм максимальная плотность изображения составляет 40-45 волокон/мм, для флока длиной 3 мм –-26 волокон/мм и для флока длиной 5 мм –-15 волокон/мм. Установлено, что качество флокированного изображения достигается при ширине полоски на шаблоне не меньше 0,5-1,5 мм в зависимости от длины флока.
Осуществлена оптимизация процесса електрофлокирования методом наименьших квадратов с целью обеспечения наибольшей прочности закрепления флоку в клеевом слое. Разработана программа расчета оптимальных характеристик (напряженности электростатического поля и расстояния между электродами в электрофлокированном устройстве) процесса электрофлокирования.
Разработаны и апробированы на производстве практические рекомендации по усовершенствованию технологического процесса нанесения флокированных изображений на печатную продукцию, которые реализованы в технологических инструкциях „Технологический процесс отделки печатной продукции електрофлокированием”, приведен технико-экономический расчет себестоимости выпуска флокированной продукции.
Ключевые слова: электрофлокирование, технологический процесс, бумага, клей, флок, печатная продукция.
Annotation
Misiuk O.M. Improvement of print production design by use of electroflocking technology. –Manuscript.
Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences, specialty 05.05.01 –Machines and Processes of Printing. –Ukrainian academy of Printing. Lviv, 2006.
The main aim of the research is to improve electroflocking technology used for print production finish by developing the methods of flocking on a designed model of electroflocker as well as to assess the quality of flocked images.
Technological process of paper-based reproduction of texts and illustrations’originals by “down-up” electroflocking method has been elaborated. Technological and experimental researches have established correlation between the elements “paper-adhesive-flock”. The influence of technological and conditional parameters on the image definition and its rubproofing properties has been analyzed. Optimal electroflocking conditions have been proved in order to increase the solidity and waterproofing of the flocked surface.
Software has been designed to calculate optimal characteristics of the electrostatic field during the flocking process. It helped to give practical advice how to improve electroflocking technology and to work out the manual for this process.
Key words: electroflocking, paper, adhesive, flock, print production.
Підписано до друку 5.10.2006р.
Формат 60х90/16. Папір офсетний.
Друк на різографі. Обл.-вид. арк. 0,886.
Зам. №13. Наклад 100 прим.
Друк ПП Марусич М.М.
м. Львів, пл. Осмомисла, 5/11.