Анотація до роботи:

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.

У дисертаційній роботі розв’язано наукову задачу удосконалення технології оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням. При цьому отримано такі результати:

1. На основі аналізу сучасних класичних технологій оздоблення друкованої продукції, проведеної класифікації електрофлокувальних пристроїв, виявлення переваг і недоліків технологічного процесу обґрунтовано доцільність використання електрофлокування за принципом „знизу вгору” для нанесення зображень на паперову основу. Вибрано об’єкти та методики досліджень, розроблено макет електрофлокувального пристрою. На підставі принципів системного аналізу встановлено вплив факторів на якість флокованих зображень, що лягло в основу розробленої причинно-наслідкової діаграми (схема Ісікави).

2. Експериментально встановлено, що зі збільшенням напруженості електричного поля зростає швидкість вилітання волокон із бункера електрофлокатора і, відповідно, глибина проникнення їх у клейовий шар, що підтверджено електронно-мікроскопічними дослідженнями.

3. Встановлено, що при флокуванні ворс проникає в клей на відстань від 1/3 до 1/10 своєї довжини; щільність ворсового покриття залежить від орієнтації волокон в електростатичному полі і при збільшенні кута нахилу волокон зменшується; оптимальними є кути нахилу волокон менше 10⁰, що забезпечує надійну міцність закріплення зображення.

4. Розроблено математичну модель розрахунку щільності утвореного зображення на паперовому носії, яка описується диференціальним рівнянням, що відображає різницю між гранично допустимою і фактичною (n_max – n) щільністю нанесення флоку. Виявлено вплив геометричних параметрів флоку на якість флокованих зображень. Доведено, що зі збільшенням кількості ворсинок в 1 мм², тобто зростанні щільності, стійкість до стирання також зростає, причому короткий ворс стирається повільніше, ніж довгий.

5. Вперше виявлено взаємозв’язок між технологічними та режимними факторами процесу флокування (напруга 22 кВ, відстань між електродами 73 мм), що забезпечує найбільшу міцність закріплення флоку (для ворсу завдовжки 1 мм кількість циклів до стирання складає 3275). Досліджено, що для волокон довжиною менше 3 мм, максимальна щільність флокованого зображення досягається при напруженості поля 3–4 кВ/см, а для волокон завдовжки 3–5 мм – при Е=2,5–3 кВ/см. Причому для флоку завдовжки 1 мм максимальна щільність зображення становить 40–45 волокон/мм², завдовжки 3 мм – 23–26 та 5 мм – 10–15 волокон/мм².

6. Електронно-мікроскопічними дослідженнями виявлено, що суцільність флокованого зображення спостерігається при ширині смужки на шаблоні (формі) не менше 0,5–1,5 мм в залежності від довжини флоку, при цьому оптимальна відстань між електродами при нанесенні зображень для волокон завдовжки 1 мм становить 73 мм, для волокон завдовжки 3 мм – 120 мм, а для волокон завдовжки 5 мм – 150 мм; встановлено, що втрата маси ворсу відбувається в результаті виривання або витирання ворсинок внаслідок послаблення адгезійного зв’язку між клеєм і ворсом.

7. На основі математичного моделювання здійснено оптимізацію процесу електрофлокування, підтверджено наявність взаємозв’язку між напруженістю електричного поля, відстанню між електродами і стійкістю до стирання утворених флокованих зображень.

8. Розроблено технологічну схему оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням та надано практичні рекомендації щодо удосконалення технології, технологічних і режимних факторів для утворення флокованих зображень, які реалізовані в технологічних інструкціях „Технологічний процес оздоблення друкованої продукції електрофлокуванням”.

Основні положення дисертації викладено в роботах:

1. Гавенко С.Ф., Мізюк О.М. Особливості технології оздоблення друкованої продукції способом флокування // Поліграфія і видавнича справа. – Львів: УАД. – 2003. – №40. – С. 52–59.

Дисертантом проведено дослідження впливу довжини ворсу на чіткість флокованих зображень.

2. Мізюк О.М. Вплив фізико-механічних характеристик клею на якість оздоблення ворсом друкованої продукції // Квалілогія книги. Львів: ПТВФ "Афіша". - 2003. – Вип. 6. – С.140–144.

3. Гавенко С.Ф., Мізюк О.М. Дослідження показників якості флокованих зображень на продукції поліграфічного виробництва // Технологія і техніка друкарства. К.: ВПФ НТУУ "КПІ". – 2003. – Вип.2. – С.21–23.

Здобувач взяла участь у проведенні експериментальних досліджень впливу щільності ворсового покриття на його стійкість до стирання.

4. Гавенко С., Мізюк О., Логазяк І., Микитин О. Дослідження системи "папір–клей–флок" при декоративному оздобленні друкованої продукції // Комп'ютерні технології друкарства. – Львів: УАД. – 2004. –№11. – С.225–229.

Здобувачем виявлено оптимальні технологічні параметри процесу в системі „папір–клей–флок”.

5. Мізюк О.М. Вплив реологічних властивостей клею на процес утворення флокованих зображень // Технологія і техніка друкарства. К.: ВПФ НТУУ „КПІ”. – 2004. – Вип.3. – С.104–106.

6. Мізюк О.М. Теоретичні дослідження фізичних явищ при електрофлокуванні // Квалілогія книги. – Львів: УАД. – 2004. – Вип. 7. – С. 165–170.

7. Мізюк О.М. Методика визначення густини нанесення ворсу при утворенні флокованих зображень // Технологія і техніка друкарства. – К.: ПК "Україна". – 2005. – Вип.1(7) – С.49–51.

8. Гавенко С.Ф., Мізюк О.М., Рибка Р.В., Чаплінський О.Д. Технології оздоблення упаковки електрофлокуванням // Упаковка. – 2005. – №3. – С.58–59.

Автор взяла участь у проведенні експериментальних досліджень при флокуванні за принципом „знизу вгору", встановила технологічні фактори впливу на результат цього процесу.

9. Мізюк О.М., Філіна Ю.Г. Математичне моделювання процесу стирання ворсового покриття // Квалілогія книги. – Львів: УАД. – 2005. – Вип. 8. – С. 85–88.

Здобувачеві належить математичне опрацювання результатів досліджень і перевірка їх достовірності.

10. Гавенко С.Ф., Мізюк О.М. Оцінка якості флокованих зображень з використанням статистичних методів // Технологія і техніка друкарства. – К.: ПК "Україна". – 2005. – Вип.3–4. – С.33–36.

Здобувач розробила схему Ісікави, що дозволило виявити основні режимні, технологічні та експлуатаційні фактори впливу на якість флокованих зображень.

11. Пат. В42D3/08 №71763А України. Спосіб утворення флокованих (ворсованих) зображень та пристрій для його реалізації / Мізюк О.М., Гавенко С.Ф., Зацерковна Р.С., Кулік Л.Й. Заявл. 9.12.2003. Опубл. 15.12.2004. Бюл. №12.

Автором подано ідею удосконалення способу і створення пристрою для нанесення флокованих зображень.

12. Пат. В05В5/08, В05С19/00 №10125 України. Пристрій для флокування зображень / Мізюк О.М., Рибка Р.В., Гавенко С.Ф., Чаплінський О.Д. Заявл. 5.04.2005. Опубл. 15.11.2005. Бюл. №11.

Подано ідею розроблення пристрою для нанесення флокованих зображень за принципом подачі флоку „знизу вгору".

13. Гавенко С., Мізюк О. Електрофлокування: перспективна технологія оздоблення друкованої продукції // Палітра друку. – 2004. – №6. –С.57–59.

Дисертант провела порівняльний аналіз способів флокування, розробила технологічну схему нанесення флокованих зображень.

14. Мізюк О., Логазяк І., Микитин О., Рапп О. Фізичні основи технології електрофлокування // Друкарство молоде. – К.: ВАТ "УкрНДІСВД". – 2004. – С. 114–115.

15. Гавенко С.Ф., Мізюк О.М. Зарядження волокон та їх переміщення в електричному полі при утворенні флокованих зображень // Мат. Першої міжнар. наук.-практ. конф. "Науковий потенціал світу '2004". Т. 63. Фізика. – Дніпропетровськ: Наука і освіта. – 2004. – С.3–4.

16. Мізюк О.М., Рибка Р.В. Дослідження факторів впливу на процес утворення флокованих зображень в електростатичному полі // Друкарство молоде. – К.: ПК "Україна". – 2005. – С. 38–40.