Автореферат (Процесс бескрасочной термопечати цветных изображений на прозрачных пленках полиэтилена)

На правах рукописиЕрмакова Ирина НиколаевнаПРОЦЕСС БЕСКРАСОЧНОЙ ТЕРМОПЕЧАТИ ЦВЕТНЫХИЗОБРАЖЕНИЙ НА ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНКАХ ПОЛИЭТИЛЕНАСпециальность 05.02.13. – Машины, агрегаты и процессы(печатные средства информации)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2016Работа выполнена в федеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшего профессионального образования«Московский государственный университет печати имени ИванаФедорова» (МГУП имени Ивана Федорова)на кафедре «Инновационные материалы принтмедиаиндустрии»Научный руководитель:Кондратов Александр Петрович,доктор технических наук, профессор,заведующий кафедрой «Инновационныематериалы принтмедиаиндустрии»Официальные оппоненты: Кузнецов Юрий Вениаминович,доктор технических наук, профессорСеверо-Западного института печатиФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургскийгосударственный университетпромышленных технологий и дизайна»Гореленков Валентин Константинович,доктор химических наук, профессор,ОАО «Научно-исследовательскийинститут эластомерных материалов иизделий», ведущий научный сотрудникВедущая организация:ФГБОУ ВПО «Омский государственныйтехнический университет»Защита диссертации состоится «» _______ 2016 г.

в ___ на заседаниидиссертационного совета Д 212.147.01 на базе МГУП имени ИванаФедорова по адресу 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2а, ауд. 1211С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте МГУПимени Ивана Федорова, http://www.mgup.ruАвтореферат разослан « »Ученый секретарь Д 212.147.01доктор технических наук, профессор2016 г.Е.Д.Климова3Актуальность темы исследования. Основную информативную,декоративную и защитную функцию продукта несет на себе его упаковка.Подавляющая часть упаковки различных товаров изготавливается изполимерных материалов.

В настоящее время существует огромноеколичество разнообразных методов защиты продукции от подделкимассового потребления от простых штриховых кодов до голограмм, нопрослеживается явный недостаток менее дорогих и более функциональныхметодов защиты и маркировки упаковки.Наибольший интерес для современного упаковочного производствапредставляют материалы с дополнительными свойствами, такие кактермохромные краски, позволяющие увидеть недобросовестное хранениепродукта,вскрытиеразрушающиесяупаковки,илипленки,показывающиеполяризационныеярлыкинеоднократноедляпроверкиподлинности продукции. Такие дополнительные свойства зачастуютребуютдополнительныхфинансовыхзатрат,имеютдостаточнотрудоемкий процесс изготовления.ВМГУПизготовлениямногослойныхимениИваназащитныхиполимерныхФедоровадекоративныхматериаловсбылпредложенэлементовэффектомспособупаковкиизплеохроизма,проявляющихся в поляризованном свете и записью латентных символов иинформационных знаков с помощью термообработки отдельных слоев.Благодаря наличию особых оптических свойств такие материалы способнынеоднократно воспроизводить записанную информацию при проверкеподлинности, а также служить в качестве цветных декоративныхэлементов без применения печатных красок.Разработанныйпроцессзащитноймаркировкиможетосуществляться с помощью печатного и послепечатного полиграфическогооборудования.

Процесс является новым и требует для получения скрытыхметок оптимального качества систематического изучения его научных иметодологических основ.4Цельи задачи работы. Целью работы является обоснованиевозможности и определения параметров процесса скрытой оптическоймаркировки полиграфической продукции и многослойной полимернойупаковки содержащей полиэтилен. Для достижения целей работы былипоставлены следующие задачи:- анализ теоретических и экспериментальных работ в областицветных оптических эффектов, обнаруженных на полимерных объектах,используемых в процессах защиты полиграфической продукции отподделки и копирования;-комплексныеструктурыисследованияполиэтиленовыхпленокфизико-механичесихпромышленногосвойствиизготовления,используемых в разрабатываемом процессе скрытой термомаркировки;- изготовление (выбор) промышленных полиэтиленовых пленок сидентичнымигабаритамивкачествеобъектовисследованиятермохромных эффектов;- разработка методик инструментального анализа и графическогоотображения термохромных эффектов в поляризованном свете;-количественноеизучениетермохромныхэффектоввполяризованном свете, проявляющихся в монопленках полиэтиленаразличной толщины и фазового состава кристаллической структуры;- исследование факторов многослойности и комбинирования слоев сразличной тепловой историей в эффекте плеохроизма;-разработкаалгоритмапроцессаоптическоймаркировкиупаковочных материалов и способа выявления скрытой информации;Сформулированные задачи в их логической последовательностипредопредели структуру диссертации.

Сформулированные задачи в ихлогической последовательности предопредели структуру диссертации.Научная новизна работы:1) установлено циклическое изменение светлоты и цвета слоистогопакета пленок полиэтилена в поляризованном свете в зависимости от5количестваслоевисуммарнойтолщины.Предложеныновыехарактеристики цвета многослойных пленок в поляризованном свете:амплитуда и период цветовых колебаний при определении координатцвета в проходящем и отраженном свете, существенно различающиеся дляпленок полиэтилена разной толщины и состава кристаллической фазы.2) показана зависимость координат цвета амплитуды и периодацветовых колебаний многослойных пленок полиэтилена в поляризованномсвете от температуры термообработки конвекцией, ИК-излучением итеплопередачей при контакте с печатающим штампом в интервалетемпературнижесреднейтемпературыплавлениякристаллитовспособомбескрасочнойполиэтилена на 30-50 оС.3)доказанавозможностьполучениятермопечати отпечатков многоцветных изображений и информационныхсимволов видимых в поляризованном свете с цветовым различиемпревосходящим чувствительность глаз человека в 10-20 раз и контрастомпечати достаточным для идентификации сканерами штриховых кодов.Практическая значимость работы:1) разработан алгоритм нового процесса оптической маркировкимногослойныхполиэтиленовыхупаковочныхматериалов,идентифицируемой в поляризованном свете, основанный на выборепромышленныхпленокполиэтиленасэффектомплеохроизма,количественной оценке изменения цвета при нагревании и увеличениичисла слоев, сборке пакета из пленок определенной толщины соптимальным числом слоев и локальной термообработке;2) определены оптимальные количества и оптимальное сочетаниеслоев локально термообработанных и исходных пленок полиэтилена впакете (упаковочном материале) для получения латентного отпечаткаизображения штрихового кода способом горячего тиснения.63) разработаны рекомендации по ограничению и уточнениюгабаритных размеров штампов для штрихового кодирования прозрачныхполиэтиленовых пленок способом горячего тиснения.Методология и методы исследования:Экспериментальныеисследованияпроводилисьспомощьюсовременных приборов и методов.

Для решения поставленных задач вработе применялось следующие аттестованные методики выполненияизмерений и исследования структуры:•сканирующая электронная микроскопия•дифференциальная сканирующая калориметрия;•ИК-Фурье спектрофотомерия полимеров;•фотоколориметрия пленок в проходящем и отраженном свете;•физико-механические испытания полимерных пленок;Были разработаны специальные приспособления и методики:•визуализация эффекта плеохроизма в проходящем свете;•методика графического отображения координат цвета привытяжке пленок;•термообработка пленок излучением, конвекцией и контактнойтеплопередачей.Положения, выносимые на защиту:1. Методика и обоснование признаков выбора промышленныхпленок полиэтилена пригодных для использования в процессе термопечатимногоцветных изображений, видимых в поляризованном свете.2.

Зависимости оптических характеристик и цвета многослойногопакета пленок полиэтилена в поляризованном свете от количества слоев,толщины и комбинирования слоев с различной термообработкой.3.Оптимальныепараметрыпроцессакодирования пленочной упаковки из полиэтилена.скрытогоштрихового74.

Алгоритм нового процесса оптической маркировки многослойныхполиэтиленовыхупаковочныхматериалов,идентифицируемойвполяризованном свете.5. Практические рекомендации по модификации и применениюштампов пресса для тиснения в процессе маркировки упаковки скрытымизображением штрихового кода.Решенная задача. Разработан алгоритм процесса термопечатиизображений и информационных кодов, считываемых в поляризованномсвете визуально и инструментально, позволяющий идентифицировать изащитить от подделки упакованную в полиэтиленовую пленку продукцию.Реализациярезультатовисследования.Разработкановогоэкологичного способа маркировки штриховыми кодами и межслойнойпечати «водяных знаков» на пленочных слоистых материалах безкрасителей и пигментов, предназначенных для гибкой упаковки пищевыхпродуктов,декоративныхизделий,открытокисувенировсмногоцветными оптическими эффектами одобрена техническим отделомООО «Полиграф-защита СПб» и используется при создании защищенныхполиграфических изделий.Апробацияработы.Основныеположениядиссертациидокладывались на международных научных конференциях: InternationalConference on Oil and Gas Engineering, OGE (Омск, 2015, 2016), 18-оймеждународной конференции Materials, Methods&Technologies (Елените(Болгария) 2016), научно-технических конференциях молодых ученыхМГУП 2013, 2015, и научных коллоквиумах кафедры материаловедения.Публикации.