Маркировка поверхности изделий из эластомеров и защитных аппликаций с применением трафаретного печатного оборудования (1095050), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Нарис.4показанодинизключевыхрезультатовпоисковойработы,15доказывающий то, что пробелы в красочном слое при набухании полимерногоматериала уменьшаются.абРис. 3. Планарный вид узоров, образующихся после десорбции растворителяпри печати УФ-отверждаемой и сольвентной краской на резине толщиной 4мм. Краски: а - Sericol UL009; б - Sericol MG 001 (шкала длиной 1 мм)абРис. 4. Планарный вид узоров, образующихся при печати УФ-отверждаемойкраской Dubuit 8MK по натуральной резине толщиной 4мм: а - узоры,образующиеся после десорбции растворителя из набухшего полимерногоматериала (10 минут набухания); б - уменьшение размера узоров приповторном процессе набухания полимерного материала (шкала длиной 1 мм)Из таблицы 2 видно, что размер узоров в красочном слое, определенномпосле десорбции растворителя из полимерного материала, для разных красок,изменяется в пределах от 0,29 0,34 мм, что является достаточным для того,чтобы штриховой код с минимальной шириной штриха равной 0,5 мм стал нечитаемым для сканера.
Помимо этого из таблицы 2 следует, что размер узоровв красочном слое при повторномуменьшаетсявдвое,чтодаетнабухании полимерного материалавозможностьштриховомукодувновьвосприниматься сканером.Для доказательства специфического характера исследованных явлений иуникальныхподобранныхпар«эластомер-растворитель»проводили16контрольные эксперименты с другими полимерами и жидкостями. Например,если производить печать по набухающим эластомерам, где складчатаярельефная структура не образуется, то после десорбции растворителяформируетсялиборовнаяокрашеннаяповерхность,либокрасочнаяповерхность с хаотически расположенными микротрещинами.
Причем, вовтором случае размер микротрещин, образующихся в слое краски, непревышает 0,09-0,15 мкм, что не позволит создать информационный символ сосвойствами распада и самосборки.Перечисленные отрицательные эффекты показывают, что возникающаяпри набухании складчатая рельефная структура является уникальным явлениеми для её использования в практических целях необходимо соблюдениеследующих условий: материал – резина на основе натурального каучука,оптимальной толщиной 4 мм; растворитель – тетрахлорид углерода; времянабухания – 10 минут; температура окружающей среды – 25 0 C ; трафаретныеУФ-отверждаемые краски марки Dubuit 8MK или Sericol UL009; печатьлинейного штрихового кода с минимальной шириной штриха равной 0,5 мм.Предложенныевышерекомендациибылииспользованывдиссертационной работе для формирования «умной» системы. Методомтрафаретной печати наносили штриховой код на поверхность листовой резинына основе натурального каучука.
Печатали с помощью трафаретной краскимарки Dubuit 8 MK по полимерному материалу, который набухал втетрахлориде углерода в течение 10 минут. Результаты экспериментовприведены ниже (рис. 5):Рис. 5. Образование узоров в отпечатке штрихового кода последесорбции растворителя (шкала длиной 1 мм)17Результаты модельных экспериментов полностью оправдали себя.Физическое моделирование процесса позволило найти необходимые идостаточные условия для создания «умной» системы. В частности, при печатиштрихового кода с минимальной шириной штриха, равной 0,5 мм, порельефной поверхности набухающей резины на основе натурального каучука,величина узоров в слое печатной краски, определенныхпосле десорбциирастворителя, превышала 35% от минимальной ширины штриха и составила0,25 0,3 мм.
Этого достаточно для того, чтобы штриховой код сталнечитаемым для сканера. При последующем набухании полимерного материалас «разобранным» отпечатком штрихового кода ширина узорных участков,прерывающих штрихи кода, уменьшалась до значений, равных 0,1 0,15 мм,что является достаточным, для того чтобы информационный знак вновьвоспринимался сканером.Помимо линейного штрихового кода в работе исследовали считываемостьдвухмерных штриховых кодов. Проведены модельные эксперименты поисследованию считываемости кодов типа QR и Datamatrix.
По данныммодельного эксперимента установлено, что для создания «умной» системынаиболееприемлемымиудобнымвобращениивариантомявляетсядвухмерный QR-код.Результаты, полученные в модельном эксперименте, использованы присоздании идентификационной метки для защиты от подделки. Технологическиережимы изготовления «умной» системы аналогичны приведенным выше. Врезультате сушки отпечатка штрихового кода ширина узора достигала 0,34 мм(рис.
6), что явилось достаточным для того, чтобы штриховой код не читалсясканером. При повторном набухании ширина узора сокращалась до 0,15 мм, иэто достаточно для того, чтобы двухмерный штриховой код вновь сталчитаемым для сканера (рис. 6).18абРис. 6. Отпечаток двухмерного штрихового кода: а - узоры, образующиесяпосле полной десорбции растворителя из полимерного материала; б уменьшение ширины узора при повторном набухании полимерного материала.Шкала длиной 1 ммВЫВОДЫ1. В результате исследования технологического процесса маркировкиизделий из эластичных полимерных материалов на трафаретном печатномоборудовании установлена возможность и выделены факторы негативноговлияния окружающей жидкой среды на конструкционные полимерныематериалы,применяемыхвполиграфическихмашинах.Разработаныметодологические основы прогнозирования изменений рельефа поверхности ирекомендации по безопасному использованию органических жидкостей впроцессах маркировки полимерных изделий и обслуживания полиграфическойтехники.2.
Предложено использовать трафаретное печатное оборудование дляпроцесса маркировки изделий или упаковки из эластичных полимеров сприменением предварительного набухания поверхности.3. Разработан новый метод защиты информации путем маркировкивозникающеймикрорельефнойповерхностинабухающихполимерныхматериалов.4. Теоретически обосновано и экспериментально изучено явлениеобразования складчатой рельефной структуры на поверхности эластичныхполимерных материалов.Предложенаматематическаямодель процесса19образования складчатой рельефной структуры поверхности набухающегоэластомера.5. Определены основные кинетические и термодинамические параметрывзаимодействия полимеров с низкомолекулярными жидкостями при помощиматематическойсуперпозициюмодели,двухрассматривающейодновременнопроцесспротекающихнабуханияпроцессов:какдиффузиирастворителя в полимер и деформации полимерного материала. Исследованакинетика и термодинамика взаимодействия полимерных ракельных полотен снизкомолекулярными растворителями, применяемыми в полиграфическихпроизводствах.6.
Впервые экспериментально установлена устойчивая связь междуявлениемвозникновенияспецифическогомикрорельефаповерхностиэластомера и параметром Флори-Хаггинса, отражающим термодинамическоекачество растворителя.7. Экспериментально исследована адгезионная прочность маркировки,нанесенной с помощью трафаретного печатного оборудования на полимерныематериалы в процессе набухания. Показано, что набухание полимерногоматерила увеличивает адгезию краски, в тех случаях когда жидкость, в которойполимер набухает, не растворяет красочный слой.8.
Обоснована гипотеза о том, что эластичные полимерные материалыимеют уникальную в цикле «сорбция – десорбция жидкости» структуру,которая многократно выявляется при набухании и может служить средствомидентификации данного образца полимерного материала.20Публикации по теме диссертационной работыПубликации в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендуемых ВАК:1.
Конюхов В.Ю., Джваршеишвили А.И., Шерстнева М.К. Теплоты сорбциирастворителей в полимерах форм флексографской печати // Известия вузов.Проблемы полиграфии и издательского дела. – 2007. – № 4. – C. 34–38. (0,24п.л./0,08 п.л.)2. Джваршеишвили А.И., Конюхов В.Ю. Исследование кинетики набуханиятрафаретных ракельных полотен // Известия вузов. Проблемы полиграфии ииздательского дела. – 2009. – № 5. С. 10–16. (0,3 п.л./0,15 п.л.)3.
ДжваршеишвилиА.И.,КондратовА.П.Печатьидентификационныхсимволов на возникающем микрорельефе поверхности набухающих полимеров// Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. – 2011. - №1.С.12-21.Другие публикации:4. Джваршеишвили А.И., Шерстнева М.К. Термодинамика взаимодействияполимеров флексографских форм с низкомолекулярными жидкостями //Вестник МГУП. – 2005. – № 8. – С.18–19. (0,12 п.л./0,06 п.л.)5. Конюхов В.Ю., Колесников Д.В., Джваршеишвили А.И., Шерстнева М.К.Хроматографические исследования термодинамики взаимодействия полимеровс низкомолекулярными жидкостями // Вестник МГУП.
– 2005. – № 10. – С.7071. (0,12 п.л./0,03 п.л.)6.Джваршеишвили А.И., Шерстнева М.К. Кинетика и термодинамикавзаимодействия форм флексографской печати с растворителями // Шестаямеждународная научно-техническая конференция студентов и аспирантов.Сборник тезисов. – Киев. – 2006. C. 210–211. (0,12 п.л./0,06 п.л.)7.Джваршеишвили А.И., Шерстнева М.К. Кинетика и термодинамикавзаимодействияформфлексографскойпечатиснизкомолекулярнымижидкостями // Вестник МГУП.
– 2007. – № 6. – C. 10–11. (0,12 п.л./0,06 п.л.)218.ДжваршеишвиливзаимодействияНИФХИ-90.А.И.,КонюховфотополимеровВсероссийскаясВ.Ю.Кинетикаи термодинамиканизкомолекулярнымиконференцияпожидкостямифизическойхимии//инанотехнологиям. Сборник тезисов. – Москва. – 2008. – С. 105. (0,06 п.л./0,03п.л.)9.
Джваршеишвили А.И., Некрасова Н.Е., Конюхов В.Ю. Исследованиекинетикинабуханияполимеров,применяемыхвполиграфии,снизкомолекулярными жидкостями. ХХVII Всероссийская школа-симпозиум похимической кинетике. Сборник тезисов. – Московская область. –2009. С.25.(0,045 п.л./0,015 п.л.)10. Dzhvarsheyshvili A. Thermodynamics of interaction of polymers of flexographicplates with low-molecular fluids // Printing Future Days 2005. 1st internationalIARIGAI student conference on print and media technology. Proceedings. November2-5, 2005. Chemnitz, Germany.
– P.46-49. (0,17 п.л.)11. Dzhvarsheishvili A.I., Sherstneva M.K., Konyukhov V.Yu. Thermodynamics ofphotopolymer interaction with low-molecular liquids // RCCT 2007. XVIInternational conference on chemical thermodynamics in Russia. Proceedings. July 16, 2007. Suzdal, Russia. - P.260-261. (0,06 п.л./0,02 п.л.)12. Dzhvarsheishvili A., Sencheva E., Some physico-chemical studies of polygraphicmaterial Tyvek® // Printing Future Days 2007. 2nd international IARIGAI studentconference on print and media technology. Proceedings. November 5-7, 2007.Chemnitz, Germany. – P.123-128.
(0,26 п.л./0,13 п.л.)13. Dzhvarsheishvili A. The effect of the thermodynamic quality of solvent on thekinetics of screen printing squeegees swelling // P.D.P convention. 1st internationalstudent conference 2008. November 11-12, 2008. Novi Sad, Serbia. – P.48-55. (0,3п.л.)14. Konyukhov V.Yu.,Nekrasova N.E., Dzhvarsheyshvili A.I. Kinetics andthermodynamics of polymer interaction with low-molecular liquids // RCCT 2009.XVII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. June 29 July 3, 2009.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
