Маркировка поверхности изделий из эластомеров и защитных аппликаций с применением трафаретного печатного оборудования

На правах рукописиДЖВАРШЕИШВИЛИ АКАКИЙ ИЛЬИЧМАРКИРОВКА ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭЛАСТОМЕРОВ ИЗАЩИТНЫХ АППЛИКАЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТРАФАРЕТНОГОПЕЧАТНОГО ОБОРУДОВАНИЯСпециальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы(печатные средства информации)АВТОРЕФЕРАТДиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 20112Работа выполнена на кафедре «Материаловедения» ФГОУ ВПО "Московскийгосударственный университет печати имени Ивана Федорова".Научный руководитель:доктор технических наук, профессорКондратов Александр ПетровичОфициальные оппоненты:доктор технических наук, профессорБобров Владимир Ивановичкандидат технических наук,старший научный сотрудникШевченко Александр ВладимировичВедущая организация:ОАО ВНИИ полиграфииЗащита диссертации состоится "___"2011 г.

в __ ч. __мин. назаседании диссертационного совета Д 212.147.01 при ФГОУ ВПО "Московскийгосударственный университет печати имени Ивана Федорова" по адресу 127550Москва, ул. Прянишникова, д. 2а, аудитория 1211.СдиссертациейможноознакомитьсявбиблиотекеМосковскогогосударственного университета печати имени Ивана Федорова.Автореферат разослан "___" ________2011 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.147.01,доктор технических наук, профессорКлимова Е.Д.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

Процесс маркировки изделий изэластомеров на трафаретном печатном оборудовании может быть использовандля защиты полимерной продукции или упаковки от фальсификации, а такжедля идентификации эластичных полимерных материалов. Новые возможностииспользования печатного оборудования открываются в результате примененияфизико-химических явлений,малоизученных до постановкидиссертационной работы, но составляющих основунастоящейотдельных операцийтрафаретной печати, процессов межоперационной обработки конструкционныхполиграфическихматериаловтехнологическимижидкостями,атакжепроцессов закрепления красок на поверхности запечатываемых полимерныхматериалов. Одним из таких малоизученных свойств являетсяспособностьполимерных материалов поглощать, а затем высвобождать жидкость, образуяна поверхности полимера специфическую, складчатую рельефную структуру.Подобного вида полимеры широко используются во многих современныхтехнологиях, а именно: в растениеводстве, клеточной биологии, в производстветканей для одежды, строительстве, нефтедобыче и т.д.

Причем в одном случаеобразование специфической рельефной структуры на поверхности материалаявляется положительным эффектом, например при создании функциональныхполимерных материалов для биохимической промышленности и клеточнойбиологии, а в других отрицательным, например при создании датчиковвлажности, фотопленок, конструкционных полимерных материалов и.т.д. Этоявление, обнаруженное в начале прошлого века в процессе производстважелатиновых фотопленоки получившее название «ретикуляция», насовременном уровне развития науки поддается прогнозированию, качественноизменяется на новых полимерных материалах и может бытьпользуполиграфическогопримененияпроизводства.Самыеобращено насущественныеобластиявления ретикуляции и фундаментальных закономерностей еевозникновения – защитная маркировка полиграфической продукции иполимернойупаковкисиспользованиемпечатногооборудованияи4методологические основы прогнозирования взаимодействия конструкционныхполимерныхматериалов,применяемыхвпечатномоборудовании,сокружающей жидкой средой.Таким образом, в силу вышесказанного, разработка научных иметодологических основ для модернизации агрегатов и процессов трафаретнойпечати, с целью маркировки изделий и упаковки из эластичных полимеровявляется актуальной задачей, решение которой позволит сократить долюконтрафактнойпродукциивомногихотрасляхпромышленности,использующие печатные средства.Данная работа выполнена при поддержке Министерства образования инауки РФ (ГК №14.740.11.0848 от 01.12.2010 г.)Цель диссертационной работы.

Разработка способов идентификации изащиты от подделки изделий из полимеров или полимерной упаковки путеммодернизации печатного оборудования и процесса печати информационныхметок во время набухания полимера в жидкости.Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:- Обоснование выбора математической модели механодиффузионныхпроцессов в полимерах для описания кинетики и термодинамики набуханияполимероввжидкостяхразличноготермодинамическогокачества,применяемых при эксплуатации трафаретного печатного оборудования.-Экспериментальноеисследованиекинетикиитермодинамикивзаимодействия полимеров с различными растворителями, применяемымипри эксплуатации трафаретного печатного оборудования.-Изучениеособенностейэффектаретикуляциинаповерхностизапечатываемых полимерных материалов и конструкционных полимеров,используемых в узлах и деталях печатных машин.- Анализ известных математических моделей процесса образованияскладчатой рельефной структуры на поверхности набухающих полимеров.5-Экспериментальноеисследованиевозникновенияиэволюциимикрорельефа при набухании полимерных материалов, применяемых вполиграфии.- Выявление взаимосвязи кинетических и термодинамических параметроввзаимодействия в системе полимер – растворитель с размерами рельефнойструктуры на поверхности набухающих полимеров.- Экспериментальнаяоценкаадгезионнойпрочностислоякраски,наносимого методом трафаретной печати по набухающим полимерам.- Разработка способа защиты от подделки полиграфической продукции ииных объектов с помощью печати высокоинформативных символов навозникающем рельефе набухающих полимеров.Научная новизна работы:- впервые обнаружено увеличение адгезионной прочности слоя краски припоследовательном проведении процессов набухания и маркировки изделийнатрафаретномпечатномоборудовании.Показано,чтонабуханиезапечатываемых полимерных материалов в полиграфических машинах передмаркировкой можно использовать для увеличения адгезионной прочностизакрепления печатной краски при условии, что жидкость, в которой полимернабухает, не растворяет красочный слой;- впервые предложен способ защиты от подделки печатной продукции,основанный на использовании трафаретного печатного оборудования длямаркировки изделий и защитных аппликаций из эластичных полимеров впроцессе набухания в жидкости;- экспериментально показана принципиальная возможность идентификацииполимерных материалов по параметрам поверхности складчатой рельефнойструктуры;- предложена аппроксимация решения математической модели образованияскладчатой рельефной структуры на поверхности запечатываемых иконструкционныхполимерныхматериаловдеталейполиграфических6машин, позволяющая прогнозировать их взаимодействие с окружающейжидкой средой.- впервые предложено теоретическое обоснование условий появленияскладчатой рельефной структуры на поверхности набухающих полимерныхматериаловиустановленазависимостьмеждукинетическимиитермодинамическими параметрами взаимодействия в системе полимер –растворитель и шириной образующихся узоров в набухающем полимерномтеле.Практическаяработыценностьэкспериментальныефактыизаключаетсявтом,установленныечтоновыезакономерностимеханодиффузионных процессов в сшитых эластомерах, проявляющиеся приэксплуатации полиграфических машин и в процессах подготовки изделий изэластомеров к маркировке, могут быть использованы при решении прикладныхзадач в области полиграфии и упаковочного производства, а именно:- в модернизации устройства трафаретных печатных машин с цельюповышения качества маркировки изделий из полимерных материалов;- в процессах печати защитных меток на упаковке или изделиях изэластомеров;- при эксплуатации и ремонте (очистке узлов) печатного оборудованияпутемобоснованноговыборабезопасных дляполимерных деталейрастворителей и смывок типографских красок, применяемых в процессахтрафаретной печати.Результаты исследований были внедрены на предприятии ООО «МИДИПРИНТ».Сформулированныеметодологическиеположениявдиссертациидоведеныдотеоретическиеуровняизапатентованныхтехнических решений.Апробацияработы.Результатыдиссертационнойработыбылипредставлены на 13 научных конференциях: I (Хемнитц, Германия, 2005), II7(Хемнитц, Германия, 2007), III (Хемнитц, Германия, 2009) международныхнаучных конференциях молодых ученых PRINTING FUTURE DAYS; VIмеждународной научно-технической конференции студентов и аспирантов(Киев, 2006); 61-ой студенческой научно-технической конференции МГУП(Москва, 2007); 37-ой международной научно-технической конференцияIARIGAI 2010 (Монреаль, Канада, 2010) и др.Публикации.

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ,включая тезисы докладов на конференциях и симпозиумах. В том числе 3статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит извведения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Онаизложена на 140 страницах основного текста, включает 48 рисунков, 15 таблици библиографию из 152 источников.На защиту выносятся следующие положения квалификационнойработы:- Экспериментально установленные факты и формализованные в видематематического описания закономерности многократно воспроизводимогоявления ретикуляции при набухании в жидкостях эластомеров и полимерныхматериалов, используемых в печатных процессах и деталях полиграфическогооборудованияракельных(запечатываемыхполотнах,полимерныхфлексографскихматериалах,печатныхтрафаретныхформах,офсетныхрезинотканевых полотнах).-Доказательствоопределяющейролитермодинамическогокачестварастворителя, геометрических параметров образца, факторов времени итемпературы при образовании рельефа поверхности набухающих эластомеров.- Способ защиты от фальсификации изделий из эластомеров и полимернойупаковки путем печати идентификационных символов на возникающем8микрорельефе набухающих полимеров с применением трафаретного печатногооборудования.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВовведенииобоснованаактуальностьтемыдиссертации,сформулирована цель и детализированы задачи исследования, раскрытанаучная новизна и практическая ценность работы, приведены положения,выносимые на защиту.Первая глава носит аналитический характер.