Розроблення комплексного технологічного процесу контролю якості флексографічного друку

Размещено на http://www.allbest.ru

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ ДРУКАРСТВА

Спеціальність 05.05.01. - Машини і процеси поліграфічного виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Розроблення комплексного технологічного процесу контролю якості флексографічного друку

Розум Тетяна Володимирівна

Львів-2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному технічному університеті України

"Київський політехнічний інститут", видавничо-поліграфічний факультет, кафедра репрографії

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

Доктор хімічних наук, професор, заслужений діяч науки

і техніки України Дорош Анатолій Кузьмич,

Національний технічний університет України

"Київський політехнічний інститут", завідувач кафедри репрографії

видавничо-поліграфічного факультету.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Сеньківський Всеволод Миколайович,

Українська академія друкарства,

завідувач кафедри прикладної математики

та комп'ютерних інформаційних систем;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Шевчук Анатолій Васильович,

Державне підприємство “Поліграфічний комбінат “Україна”

по виготовленню цінних паперів, директор.

Провідна установа: Національний Університет "Львівська політехніка",

інститут інженерної механіки та транспорту, м. Львів.

Захист відбудеться "30" травня 2003 р. о 1400 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 35.101.01 в Українській академії друкарства

79020, м. Львів, вул. Підголоско, 19, ауд. 101

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Української академії

друкарства (79006, м. Львів, вул. Підвальна, 17).

Автореферат розісланий "22" квітня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В. Ц. Жидецький

Размещено на http://allbest.ru

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Контроль якості проведення технологічних процесів виробництва друкованої продукції в цілому, та флексографічним способом друку зокрема, набувають особливого значення в наш час для підвищення конкурентоспроможності вітчизняного інформаційного і товарного виробництва. Якість поліграфічного оформлення видань та паковань залежить від дотримання технологічних режимів, послідовного та чіткого виконання всіх технологічних операцій, частоти та ступеня їх контролю.

Практичні аспекти розроблення і впровадження системи кваліметричного забезпечення формних та друкарських процесів флексографічного друку вимагають статистичного аналізу, ґрунтовного дослідження, моделювання та прогнозування технології контролю окремих ланок виробництва та процесу в цілому. Це визначає актуальність і перспективність теми.

зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науковий напрям дисертаційної роботи співпадає з темами Українського науково-дослідного інституту спеціальних видів друку (УкрНДІСВД) № 15 фр-99 "Розробити та освоїти виробництво 4-фарбової рулонної флексографічної машини 4ФДР-600" і № 247 фр-01 "Коректування конструкторської документації на машину ФДМ-800 за результатами випробувань" та відповідає Державній програмі розвитку національного книгодрукування і преси України затвердженої Указом Президента України № 58/95 від 28 лютого 1995 р.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - розроблення комплексної науково-обґрунтованої системи оцінки якості формного та друкарського процесів флексографічного друку.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:

- провести аналіз сучасного стану та перспектив розвитку технології, обладнання і матеріалів флексографії, існуючих методів та засобів контролю;

- визначити параметри, що відіграють основну роль при отриманні якісних проміжних елементів перенесення інформації (фотоформ і друкарських форм) та готової продукції;

- дослідити вплив кожного з цих параметрів, та можливість оптимізації технологічного процесу; флексографічний друк апарат

- вивчити фізико-хімічні процеси, що відбуваються при виготовлені друкарських форм, а також при роботі друкарського апарату, та розробити їх стуктурно-енергетичну модель;

- вивчити процеси, що протікають у фарбі при введенні до її складу додаткової кількості розчинника та визначити зміни при цьому реології фарби;

- простежити зміни якості готової продукції впродовж друкування значних (до 1 млн. відбитків) накладів видань та паковань і визначити основні параметри, які впливають на якість готової продукції в цілому;

- дати комплексну кваліметричну оцінку формного та друкарського процесів флексографічного друку;

- розробити науково-обґрунтовані вимоги до матеріалів та процесів флексографічного друку;

- створити комплексний технологічний процес контролю якості формного та друкарського процесів флексографічного способу друку, з урахуванням проведених досліджень.

Об'єкт дослідження - формний та друкарський процеси флексографічного друку.

Предмет дослідження - технологічні параметри формного та друкарського процесів, чинники, що впливають на їх зміну, а також нормалізація технологічних процесів флексографічного друку.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети проведено математичне моделювання та застосовано математично-статистичні методики теорії ймовірності, регресійний аналіз експериментальних даних за допомогою програмного забезпечення Microsoft Excel 7.0.

Експерименти проведено за допомогою концентраційного фотоколориметра КФК-2МП з мікропроцесорною приставкою, ротаційного віскозиметра "Ротовіско", воронки ВЗ-4, спектрофотометра Spectrolino фірми GretagMacbeth і відповідного програмного забезпечення Color Quality 3.0, мікроскопів МПБ-2 та МПБ-3. Статистична обробка результатів проводилась за допомогою програми Microsoft Excel 7.0.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі анкетування визначено основні показники, що впливають на якість готової продукції та вперше систематизовано і визначено закономірності впливу кожного з елементів технологічного процесу та їх сукупності на якість продукції, видрукованої флексографічним способом друку. Здійснено інтерпретацію структурно-енергетичної теорії тертя та зносу до створення структурно-енергетичні моделі формного та друкарського процесів; побудовано енергетичну модель процесів, що відбуваються у друкарській фарбі при її розбавлянні у процесі друкування тиражної продукції. Створена, на основі одержаних експериментальних даних, концепція контролю якості технологічного формного та друкарського процесів флексографічного друку.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена концепція комплексного контролю якості, яку можливо використовувати при впровадженні системи управління якістю на поліграфічних підприємствах. Розроблена технологічна інструкція, яка охоплює весь технологічний процес виготовлення друкарських форм та випуску готової продукції, і встановлює вимоги щодо періодичності контролю та параметрів, які повинні контролюватись та методи проведення випробувань.

Особистий внесок здобувача. Основні ідеї та наукові дослідження, які виносяться на захист, розроблені та отримані автором самостійно. У роботах, написаних у співавторстві, здобувачеві належать: [1], [3], [9] - пошук та аналіз поданої інформації; [5] - пошук поданої інформації, розроблення блок-схеми флексографічного друку; [11] - експериментальні дослідження та аналіз реологічних характеристик флексографічних фарб; [14] - дослідження у виробничих умовах впливу факторів на виникнення дефектної продукції, систематизація отриманих результатів та розрахунок ймовірності виникнення браку.

Апробація результатів дисертації. Основні результати оприлюднені на науково-технічних конференціях "Прогресивна техніка і технологія машинобудування, приладобудування і зварювального виробництва" (1998 р.) (м. Київ), на І та ІІ науково-технічних конференціях студентів і аспірантів "Друкарство молоде" НТУУ "КПІ" (2001, 2002 рр.), на засіданнях кафедри репрографії видавничо-поліграфічного факультету НТУУ "КПІ" та на вчених радах ВАТ "УкрНДІСВД" (2000-2002 рр.).

Публікації. Результати дисертації опубліковані у 21-й статті, у тому числі одинадцять у наукових збірках: "Наукові записки УАД" (2000, 2001, 2002), "Поліграфія і видавнича справа" (2000, 2001, 2002), "Квалілогія книги" (2000, 2002), "Комп'ютерні технології друкарства" (2000, 2002), що є фаховими та "Студії з архівної справи та документознавства" (2000); шість у фахових журналах: "Друкарство" (1998-2002 рр.) та "Упаковка" (2000); чотири тези доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, додатків та списку літератури. Матеріал викладено на 219 сторінках друкованого тексту, який вміщує 34 рисунки, 3 таблиці, 5 додатків на 69 сторінках. В бібліографії наведено 168 найменувань літературних джерел.

ЗМІСТ РОБОТИ

У ВСТУПІ обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано її мета та завдання, наведено основні наукові і практичні результати досліджень, а також результати апробації роботи.

У першому розділі - "Сучасний стан і тенденції розвитку КВАЛІМЕТРії флексографічного друку" - проаналізовано сучасний стан флексографічного друку, роботи науковців - Альтгаммера Н., Драйера М., Жуковця А. П., Ковальського Р. В., Красного М. А., Лазаренка Е. Т., Мартинюка Ф. С., Матюшової В. Г., Митрофанова В. П., Мервінського Р. І., Пашулі П. Л., Русакова О. Т., Сеньківського В. М., Сорокіна Б., Швигера Х., Шевчука А. В., Шибанова В. В. та інших у галузі розроблення теоретичних основ формних і друкарських процесів, створення нових матеріалів для флексографії, конструкційних вузлів устатковання, методів та засобів вимірювання і оцінки критеріїв якості. Розглянуто та проаналізовано тенденції розвитку флексографічного друку, а також методи і системи контролю, що існують на даний час. Розроблено: блок-схему сучасних технологічних процесів флексографічного друку; класифікації друкарських форм, технологій формного виробництва, флексографічних фарб; схему параметрів контролю якості у флексографічному друці. Показано відсутність комплексного підходу до контролю якості. Визначено основні технологічно якісні параметри та параметри флексографічного друку. Розроблено концепцію кваліметрії, модель метрологічних критеріїв якості та засобів контролю флексографічного друку. Визначено задачі дослідження, напрями їх реалізації та мету роботи.

У другому розділі - "МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ" - для оцінки вагомості технологічно якісних показників флексографічного друку було залучено провідних спеціалістів галузі, виробничників та викладачів НТУУ "КПІ", УАД та провідних спеціалістів ВАТ "УкрНДІСВД". Всього було опрацьовано 65 матриць та за допомогою методу експертних оцінок вибрано найбільш вагомі показники, які у значній мірі впливають на якість фотоформ, друкарських форм та готової продукції.

На основі отриманих результатів було вибрано об'єкти досліджень - різні марки фототехнічних плівок (Alliance Recording HN та Alliance Recording HS фірми Agfa, Konica WR, Cronotype фірми Du Pont, Kodak, Kimoto), плівок для лазерних принтерів (Folex BG, Hewlett Pakcard HP, ЛП-2) та затяжних плівок для експонувальних секцій, формні матеріали (Nyloflex FA II та Nyloflex FAR II фірми BASF та Cyrel фірми Du Pont), а також флексографічні фарби (фірми Sun Chemical Keltainen Yellow 478-22100, Warm Red 478-32100, Process Blue 478-42200, Water Based Black 478-72532 та фірми Gerb. Shmidt. - SWE 0179).

Визначено методи та параметри контролю, викладені методики визначення та оцінки обраних технологічно якісних параметрів. концентраційний фотоколориметр КФК-2МП з мікропроцесорною приставкою застосовано для визначення спектральних характеристик (коефіцієнту пропускання) основ досліджуваних фототехнічних плівок, плівок для лазерних принтерів та затяжних плівок. За допомогою цього ж приладу визначали активності формного матеріалу. Суть методу полягає в тому, що при опроміненні у заданій зоні спектру протягом певного часу визначають зміну оптичної густини формного матеріалу і чим ця зміна більша, тим більша і його життєздатність.

Зміни реологічних властивостей досліджуваних фарб при регулюванні їх в'язкості додаванням розчинника визначали на ротаційному віскозиметрі "Ротовіско" і будували залежності градієнту швидкості в циліндричному зазорі віскозиметра та в'язкості від напруження зсуву е = f(ф) та з = f(ф) та оцінювали аномалію в'язкості. Умовну в'язкість визначали за часом витікання фарби з воронки ВЗ-4 з діаметром сопла 4 мм.

Зміни колірних характеристик відбитків контрольної шкали пурпурової, блакитної, жовтої та чорної фарб, визначали за допомогою спектрофотометра Spectrolino фірми GretagMacbeth і відповідного програмного забезпечення Color Quality 3.0 у процесі друкування тиражу. Визначали відмінності: Д L* - яскравості; Д H* - колірного тону; Д C* - насиченості. Вибірка проводилась періодично через кожних п'ять тисяч відбитків, та стихійно протягом всього тиражу, на початку і вкінці рулону. Друк виконували на флексографічній машині ФП-600, розробленої Українським науково-дослідним інститутом спеціальних видів друку та флексографічних машинах заводу "Бліц-Флекс" холдінгової компанії "Видавництво "Бліц-Інформ". Друк виконували досліджуваними фарбами, при робочих режимах відповідно на гофрованому картоні, папері та поліпропіленовій плівці. Основні якісні показники відбитків - градаційну передачу, розтискування, величину суміщення, якість поверхні фарбового шару - визначали візуально та за допомогою мікроскопів відбивного світла МПБ-2, МПБ-3.

Розрахунки ймовірності виникнення дефектної продукції з причини незадовільної якості досліджуваних матеріалів за вибраними технологічно якісними параметрами проводились за допомогою програми Microsoft Excel 7.0 та апаратного забезпечення ПЕОМ на базі Pentium II.

У третьому розділі - "ЗМІНИ КВАЛІМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ У СИСТЕМІ "ФОТОФОРМА - ВІДБИТОК" - викладені результати досліджень: механізму змін параметрів якості складових елементів формного процесу - затяжної плівки, основ фототехнічних плівок та плівок для лазерних принтерів; механізму зміни формного матеріалу та друкарських форм під впливом технологічних режимів, середовищ процесу друкування та зберігання; механізму зміни параметрів фарб при коригуванні її в'язкості; зміни колірних характеристик відбитків у процесі друку. На основі отриманих результатів досліджень проведено аналіз ймовірності виникнення дефектної продукції у формному виробництві та у процесі друкування тиражної продукції.

Дослідження параметрів якості складових елементів формного процесу показало, що за своїми показниками найкращими виявились прозорі фототехнічні плівки з коефіцієнтом пропускання в УФ-зоні спектру від 40 до 65 %, та тонкі (не більше 120 мкм) поліетиленові затяжні плівки з коефіцієнтом пропускання в УФ-зоні спектру від 65 до 80 %, що дає змогу зменшити час експонування і позитивно вплинути на якість друкарських форм.

Впродовж року (при зберіганні у регламентованих умовах) формні пластини зберігали всі свої якісні властивості (криві 1 та 2). Характер кривих типовий для всіх випробуваних фотополімеризаційноздатних матеріалів. При невідповідних умовах зберігання та транспортування (підвищеній або зниженій температурі та вологості повітря, попадання денного світла на формний матеріал, перевезення у відкритих транспортних засобах тощо) спостерігається зменшення активності у гарантійний строк зберігання (крива 3) та виникнення прихованих дефектів формного матеріалу (часткова полімеризація).

Размещено на http://allbest.ru

Як видно з рис. 3 сукупна ймовірність складає від 0,017 до 0,074, а в середньому становить 0,03. Якщо зміну насвітлювачів та затяжної плівки проводити на два тижні раніше вказаного терміну, а фотополімеризаційноздатні матеріали використовувати не більше ніж 10 - 12 місяців після дати їх виготовлення, як рекомендовано виробниками, тоді сукупна ймовірність буде становити від 0,015 до 0,026, а в середньому становить 0,019 (рис. 3, крива 2). Це дасть можливість зменшити ймовірність виникнення дефектної продукції на третину.

Размещено на http://allbest.ru

За результатами досліджень реологічних характеристик фарб виявлена різниця між фарбами окремих фірм, кольоровими і чорними, розбавленими і нерозбавленими. Для чорних фарб Sun Chemical, що мали характерний практично прямолінійний характер залежності е=f(ф), що відповідає меншій структурованості у порівнянні з кольоровими.

Натомість фарби фірми Gerb. Shmidt мають більшу структурованість у порівнянні з Sun Chemical, але при їх розбавленні реологічна крива змінює свій вигляд. Різниця ступеня структурованості кольорових і чорних фарб пояснюється низкою факторів, серед яких найголовнішими можна назвати: властивості пігменту, його об'ємну концентрацію у складі фарби, перебіг фізико-хімічних процесів взаємодії складових на молекулярному рівні, обумовлений умовною в'язкістю.

На основі отриманих результатів дослідження були проведені випробування з виготовленням тестових та дослідних друкарських форм безпосередньо на діючих підприємствах. На основі отриманих результатів було визначено ймовірність виготовлення бракованих друкарських форм в залежності від параметрів складових елементів формного процесу.

Окрім того були проведені дослідження щодо впливу зміни в'язкості фарби на якість друкованої продукції. Розбавляння фарби призводить до зміни характеру реологічної кривої і залежності з=f(ф), що свідчить про суттєвий вплив розчинника на зменшення ступеня структурованості. При розбалансуванні в'язкості виникають зміни оптичної щільності, яскравості та спектральних характеристик відбитків, що призводить до незадовільної якості друкованої продукції, а при наявності додаткових процесів ушляхетнення (ламінування, лакування, тиснення фольгою тощо) до неможливості їх якісного виконання.

У четвертому розділі - "ТЕОРЕТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ТА Розроблення концепції КВАЛІМЕТРІЇ ФЛЕКСОГРАФІЧНОГО ДРУКУ" - за допомогою інтерпретації структурно-енергетичної теорії тертя та зносу було створено структурно-енергетичні моделі виготовлення флексографічних друкарських форм та друкарського процесу флексографічного друку; обґрунтовано процеси, що проходять у флексографічній фарбі під час розбавляння, аспекти прогнозування параметрів і властивостей складових флексографічного процесу; обґрунтовано концепцію кваліметрії формного та друкарського процесів флексографічного друку та на її основі розроблено алгоритм контролю якості у формному та друкарському процесах.

При ідеальному процесі експонування світловий потік проходить через всі проміжні елементи системи не відбиваючись від них та ними не поглинається, а вся світлова енергія витрачається на процес фотополімеризації формного матеріалу. У реальних умовах світлова енергія яка потрібна для процесу фотополімеризації формного матеріалу дорівнює:

= Есв - (Ет + Ес + Ел ) , (1)

де Ет - термічна енергія; Ес - енергія відбивання; Ел - енергія поглинання.

Термічна енергія (Ет), в свою чергу, витрачається на нагрівання навколишнього середовища, на нагрівання та на структурну зміну (деструкцію) затяжної плівки, фотоформи і формного матеріалу.

Енергія відбивання (Ес) залежить від гладкості поверхні проміжних елементів системи та напрямку (кута падіння) світлового потоку. Частковий випадок енергії відбивання - розсіювання світла.

Енергія поглинання залежить від властивостей проміжних елементів системи, а саме, чим більший процент поглинання у робочій зоні спектру затяжної плівки та фотоформи, тим менший світловий потік досягає формного матеріалу.

Якщо прийняти необхідну кількість світлової енергії за х, то можна вирахувати необхідну початкову кількість світлової енергії:

х = Есв - kз - kф, (2)

де kз - кількість енергії, яка поглинається затяжною плівкою; kф - кількість енергії, яка поглинається фотоформою.

Якщо прийняти коефіцієнт пропускання фотоформи за 60 %, тоді = 1,67 х. Якщо прийняти коефіцієнт пропускання затяжної плівки за 90 %, тоді Есв = 1,86 х. Тобто, для отримання якісних друкарських форм, кількість світлової енергії повинна бути більша у 1,86 рази від необхідної. На практиці коефіцієнти пропускання дещо нижчі (див. рис. 1).

При використанні формного матеріалу зі зниженою активністю Есв буде становити 3,72 від необхідної. При врахуванні витрати світлової енергії на нагрівання, відбивання і розсіювання початкова енергія Есв повинна становити не менше ніж 4,00 від необхідної для фотополімеризації формного матеріалу.

За структурно-енергетичною теорією тертя та зносу, технологічний процес флексографічного друку, можна охарактеризувати динамічними навантаженнями друкарської форми і анілоксового валу та навантаженнями ракелю, тепловими ефектами у присутності кисню, активного середовища (фарби, розчинника та пилу). елементи друкарської системи взаємодіють між собою, при цьому виникають їх структурні зміни, які проходять у кожному з них та у системі в цілому.

Для винайдення резервів підвищення якості проведення технологічного процесу флексографічного друку необхідно було визначити основні джерела виникнення похибок та визначити, які фактори впливають на якість готової продукції. З цією метою було побудовано причинно-наслідкову діаграму за методикою Ісікави, яка наведена на рис. 4.

На основі проведених досліджень було розроблено концепцію кваліметрії формного та друкарського процесів флексографічного друку, яка виражена у алгоритмах контролю якості формних та друкарських процесів флексографічного друку.

У п'ятому розділі - "ПРАКТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ" - На основі проведених досліджень та розробленій концепції кваліметрії флексографічного друку було побудовано принципову схему комплексного контролю якості у флексографічному друці та принципову будову ієрархічної бази даних для визначення комплексного показника якості продукції, видрукованої флексографічним методом друку, а також технологічну інструкцію поопераційного контролю якості формного та друкарського процесів флексографічного друку із застосуванням фотополімерних дукарських форм та комплексну систему контролю якості, що є частиною розробленого комплексного технологічного процесу контролю якості флексографічного друку.

Перший етап - підготовчий, або інформаційний: збирання та аналіз даних, визначення основних завдань і основних етапів розроблення системи та її впровадження на підприємстві, розроблення плану заходів щодо створення системи.

Другий етап - організаційний: підготування виробництва для впровадження комплексної системи якості. Аналіз стану технологічного процесу, його оснащення, наявність засобів контролю, нормативної документації тощо. Розроблення та ведення статистичних баз даних і на їх основі надання рекомендацій щодо впровадження системи контролю якості на кожному з технологічних етапів виробничого процесу з визначенням методів та засобів контролю, частоти контролю, показників що контролюються, прав та обов'язків виконавців та відповідальних осіб, нормативні документи за якими виконується контроль тощо.

Третій етап - підтримання системи: поповнення баз даних та коригування на основі аналізу роботи підприємства системи контролю, з внесенням змін у перелік контрольованих показників, у частоту проведення перевірок та обсяг вибірок тощо.

У ДОДАТКАХ представлені: аналіз існуючих методів та засобів контролю якості у флексографічному друці; матриці експертних оцінок для визначення вагомості технологічно якісних показників флексографічного методу друку; розрахунки ймовірностей виникнення бракованої продукції у вибірці; технологічна інструкція поопераційного контролю якості формного та друкарського процесів флексографічного друку із застосуванням фотополімерних дукарських форм; акти виробничих випробувань.

ВИСНОВКИ

1. Проведено аналіз сучасного стану, проблем та перспектив розвитку флексографічного друку в Україні та за кордоном. Розглянуто існуючі технології виготовлення друкарських форм та визначено їх особливості і відмінності. узагальнено сучасні методи та засоби контролю, що застосовуються у формному та друкарському процесах.

2. Вперше систематизовано та складено узагальнену блок-схему сучасних технологічних процесів флексографічного друку. Розроблено узагальнені класифікації формних матеріалів та формного виробництва.

3. на основі проведеного аналізу сучасного стану кваліметричного та метрологічного забезпечення флексографічного друку розроблено узагальнену схему параметрів контролю якості, що існує на сьогоднішній день. Встановлено, відсутність комплексного контролю на всіх ділянках виготовлення друкованої продукції включаючи, наскрізний контроль від оригіналу до відбитка та контроль якості витратних матеріалів, робочого обладнання та робочих розчинів. Деякі технологічні показники зовсім не контролюються, а деякі перевіряються неодноразово. Встановлено відсутність контролю якості складових елементів формного процесу та зміни реологічних характеристик фарб.

4. Запропоновано та розроблено концепцію кваліметрії флексографічного способу друку. Представлено критичний аналіз стану кваліметрії флексографічного друку та вказано шляхи її вдосконалення та оптимізації. Визначено основі об'єкти контролю, технологію та метрологічне забезпечення його проведення.

5. Визначені технологічно якісні показники флексографічного друку та їх параметри. Обрано, на основі експертних оцінок, найбільш вагомі з них, які впливають на якісні параметри друкарських форм у формному процесі і на якість готової продукції у друкарському, а також методики їх визначення та оцінки.

6. За допомогою теорії ймовірності розраховано і показано ймовірність виникнення дефектної продукції при застосуванні складових формного процесу зі зниженими якісними параметрами окремо та разом. Визначено найбільш прийнятні для використання за своїми показниками марки фототехнічних плівок, час експлуатації насвітлювачів та затяжної плівки, граничний термін зберігання формного матеріалу.

7. На основі отриманих результатів дослідження були проведені випробування з виготовленням тестових друкарських форм з використанням складових елементів формного процесу з рекомендованими нами якісними параметрами та дослідних друкарських форм з використанням складових елементів зі зниженими якісними параметрами в умовах УкрНДІСВД та на заводі "Бліц-Флекс" холдингової компанії "Бліц-Принт". Виробничі випробування підтвердили отримані нами теоретичні дані щодо впливу якісних параметрів складових елементів формного процесу на загальну якість друкарських форм.

8. На основі структурно-енергетичної теорії розроблено структурно-енергетичну схему процесу виготовлення друкарських форм. Аналітично досліджено закономірності зміни кількості енергії, яка потрібна для проходження процесу полімеризації, в залежності від спектральної характеристики та потужності насвітлювачів, коефіцієнту пропускання в УФ-зоні спектру затяжної плівки і основи фотоформи, а також активності формного матеріалу, як для кожного з них так і в цілому. Встановлено, що при зниженні потужності та активності в робочій зоні спектру насвітлювачів значно збільшувався час експонування, що призводило до нагрівання всіх проміжних елементів системи і, як наслідок, прискореної деструкції затяжної плівки та фотоформ, а також теплової полімеризації формного матеріалу. При низькому коефіцієнту пропускання у робочій зоні спектру ЗПл та Фф теж призводило до значних витрат енергії. Знижена активність ФМ призводила до тих самих наслідків, та майже унеможливлювала отримання якісних ДФ. встановлено характеристики ЗПл, Фф та ФМ при яких процес експонування буде проходити найкраще.

9. Розроблено структурно-енергетичну модель друкарського процесу флексографічного друку та аналітично визначено процеси, які проходять у зонах контакту друкарського апарату, і закономірності та основні причини зношення друкарських форм, анілоксового валу та ракелю, визначено фактори, які впливають на тиражестійкість та загальну якість відбитків, для комплексної кількісної та якісної оцінки протягом експлуатації кожного з елементів системи в будь-який період часу і тим самим прогнозування якості готової продукції.

10. Проведені дослідження реологічних властивостей фарб при її розбавлянні показали, що існує різниця між фарбами різних фірм, чорними та кольоровими, розбавленими та нерозбавленими. При розбавлянні фарб виявлено зміну характеру реологічної кривої та зміну залежності в'язкості фарби від напруження зсуву, що свідчить про суттєвий вплив розчинника на ступінь структурованості фарби. Встановлено зміну аномалії в'язкості при введені до складу фарб різної кількості розчинника. Встановлено границі в'язкості фарби, при яких її властивості залишаються сталими. Крім того, у процесі контролю якості відбитків, було встановлено зміну колірних характеристик та інтенсивності фарб впродовж друку.

11. Для винайдення резервів підвищення якості проведення технологічного процесу визначено основні джерела виникнення похибок та визначено заходи, які б сприяли зменшенню їх впливу. Для цього побудована причинно-наслідкову діаграму за методикою Ісікави.

12. На основі проведених досліджень розроблено концепцію кваліметрії формного та друкарського процесів флексографічного друку, яка виражена у відповідних алгоритмах контролю якості, які дають змогу раціонально організувати комплексний контроль якості на цих технологічних процесах.

13. Висунуто, обґрунтовано та розроблено комплексну систему контролю якості, що оптимізує процеси флексографічного друку та зводить до мінімуму випуск бракованої продукції. Викладено основні етапи розроблення та впровадження системи на виробництві, склад баз даних, їх ведення та коригування.

14. Розроблено принципову схему комплексного контролю якості у флексографічному друці та принципову ієрархічну базу даних для визначення комплексного показника якості продукції, видрукованої флексографічним методом друку, які є частиною розробленого нами комплексного технологічного процесу контролю якості флексографічного друку.

15. Складено технологічну інструкцію поопераційного контролю якості формного та друкарського процесів флексографічного друку з врахуванням результатів проведених досліджень.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНІ У РОБОТАХ

Дорош А. К., Розум Т. В. Флексографія в Україні // Друкарство - 1998. - № 3. - С. 52-53.

Розум Т. В. Напрямки підвищення якості флексографічного друку // Квалілогія книги. - Львів: НПВ “Мета”, 1998. - С. 91-92.

Розум Т. В. Метрологічне забезпечення флексографічного друку // Друкарство - 1999. - № 6. - С. 36-37.

Розум Т. В. Взаємозв'язок технологічно якісних показників у флексографічному друці // Наукові записки. - Львів: УАД, 2000. - Вип. 2. - С. 41-44.

Дорош А. К., Величко О. М., Розум Т. В. Флексографічний друк на пакованні // Упаковка. - 2000. - № 4. - С. 54 - 56.- № 5. - С. 46 - 48.

Розум Т. В. Концепція метрології флексографічного друку // Квалілогія книги: зб. наук. пр. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2000. - Вип. 3. - С. 90-93.

Розум Т. В. Критерії якості та рекомендації щодо оформлення паковань флексографічним друком // Комп'ютерні технології друкарства: Зб. наук. пр. - Львів: Фенікс, 2000. - № 5. - С. 51-55.

Розум Т. В. Комп'ютерні флексографічні технології // Студії з архівної справи та документознавства. - Том 6. - К., 2000. - С. 93-94.

Розум Т. В., Дорош А. К. Фактори, параметри і методи оптимізації флексографічного друку // Поліграфія і видавнича справа. - Львів: УАД, 2000. - № 36. - С. 77-78.

Розум Т. В. Якісні параметри флексографічного друку на пакованнях // Друкарство - 2000. - № 6. - С. 66-67.

Розум Т. В., Дорош А. К. Реологічні характеристики фарб флексографічного друку // Друкарство - 2000. - № 3. - С. 48-49.

Розум Т. В. Структурно-енергетична модель виготовлення якісних флексографічних друкарських форм // Поліграфія і видавнича справа. - Львів: УАД, 2001. - № 37. - С. 95-98..

Розум Т. В. Комплексна система якості у флексографічному друці // Друкарство - 2002. - № 2. - С. 66-67.

Розум Т. В., Дорош А. К. Аналіз ймовірностей виникнення дефектної продукції у флексографічному друці // Наукові записки. - Львів: УАД, 2001. - Вип. 3. - С. 24-27.

Розум Т. В. Прогнозування формних і друкарських процесів флексографічного друку // Квалілогія книги: Зб. наук. пр. - Львів: ПТВФ "Афіша", 2002. - Вип. 4. - С. 12-14.

Розум Т. В. Про процеси, що відбуваються у флексографічній фарбі під час її розбавляння // Наукові записки. - Львів: УАД, 2002 - Вип. 5. - С. 45-47.

Розум Т. В. Концепція метрології формного та друкарського процесів флексографічного друку // Поліграфія і видавнича справа. - Львів: УАД, 2002. - № 38. - С. 71-78.

Розум Т. В. Бази даних метрології флексографічного друку // Комп'ютерні технології друкарства: Зб. наук. праць - Львів: Фенікс, 2002. - № 8. - С. 191-195.

Дорош А. К., Розум Т. В. Проблеми підготовки цифрових зображень для флексографічного способу друку // Прогресивна техніка і технологія машинобудування, приладобудування і зварювального виробництва: Зб. наук. пр. - К.: НТУУ "КПІ", 1998. - Том ІІІ. - С. 393.

Розум Т. В. Метрологія та кваліметрія флексографічного друку // Тези доповідей І-ї науково-технічної конференції студентів і аспірантів "Друкарство молоде". - К., 2001. - С. 7-8.

Розум Т. В. оптимізація формних процесів флексографічного друку // Тези доповідей ІІ-ї науково-технічної конференції студентів і аспірантів "Друкарство молоде". - К, 2002.- С. 8.

АНОТАЦІЯ

Розум Т. В. Розроблення комплексного технологічного процесу контролю якості флексографічного друку. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.01 "Машини і процеси поліграфічного виробництва". - Українська академія друкарства, Львів, 2003 р.

Дисертаційна робота присвячена розробленню комплексного технологічного процесу контролю якості флексографічного друку. Для чого було проаналізовано сучасний стан та тенденції розвитку флексографічного методу друку і розроблено: блок-схему сучасних технологічних процесів флексографічного друку; класифікації друкарських форм, технологій формного виробництва, флексографічних фарб. Встановлено основні показники складових елементів формного процесу та досліджено їх вплив на час виготовлення та якість друкарських форм. Проведено дослідження зміни реологічних характеристик фарб при їх розбавлянні а також вплив величини в'язкості на якість друку зокрема на колірні характеристики відбитка та інтенсивність зображення. На основі структурно-енергетичної теорії розроблені моделі формного та друкарського процесів та виконано виробничі випробування, що підтвердили теоретичні результати. Розроблено алгоритми контролю якості у формному та друкарському процесах флексографічного методу друку, концепцію комплексного контролю якості та технологічну інструкцію поопераційного контролю якості формного і друкарського процесів флексографічного друку із застосуванням фотополімерних дукарських форм.

Ключові слова: флексографічний друк, комплексний технологічний процес контролю якості, складові елементи формного процесу, реологія фарб, спектральна характеристика, активність формного матеріалу, бази даних, контроль якості, технологічна інструкція.

АННОТАЦИЯ

Розум Т. В. Разработка комплексного технологического процесса контроля качества флексографской печати. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01 “Машины и процессы полиграфического производства”. - Украинская академия печати, Львов, 2003.

В диссертационной работе проанализировано современное состояние, проблемы и перспективы развития флексографской печати. Представлено критический анализ состояния квалиметрии флексографской печати и указаны пути ее усовершенствования и оптимизации. Определены основные объекты контроля, технологию и метрологическое обеспечение его проведения. Разработана концепция квалиметрии флексографской печати. Разработано: блок-схему современных технологических процессов флексографской печати; классификацию печатных форм, технологий формного производства и флексографских красок; схему параметров контроля качества во флексографской печати.

Определены технологично-качественные критерии флексографской печати и их параметры. Выбраны, на основе экспертных оценок, наиболее весомые технологично-качественные параметры, которые влияют на качественные показатели печатных форм в формном процессе и на качество готовой продукции во флексографской печати а также методики их определения и оценки.

С помощью теории вероятности рассчитана и показана вероятность возникновения дефектной продукции при применении затяжной пленки, фотоформ и формного материала с несоответствующими показателями качества в отдельности и в совокупности. Определены наиболее подходящие, по своим показателям, для использования в формном процессе марки фототехнических пленок и виды затяжных пленок, время эксплуатации облучателей и затяжной пленки, предельный срок хранения формного материала.

По результатам исследований изменения реологических свойств краски при ее разбавлении установлены технологически необходимые границы вязкости краски, при которых ее свойства остаются постоянными и не возникает изменение цветовых характеристик и интенсивности краски в процессе печати.

На основе структурно-энергетической теории разработана структурно-энергетическая модель изготовления печатных форм. Аналитически определено количество энергии, которое необходимо для прохождения процесса полимеризации, в зависимости от спектральной характеристики и мощности облучателей, коэффициента пропускания в УФ-зоне спектра затяжной пленки и фотоформы, а также от активности формного материала. Установлено, что при снижении мощности и активности в рабочей зоне спектра облучателей значительно увеличивается время экспонирования, которое приводит к нагреванию всех промежуточных элементов системы и, как следствие, ускоренной деструкции затяжной пленки и фотоформ, а также тепловой (нежелательной) полимеризации формного материала. Низкий коэффициент пропускания в рабочей зоне спектра затяжной пленки и фотоформ тоже приводит к значительным расходам энергии. Снижение активности формного материала делает невозможным получение качественных печатных форм. Определены характеристики затяжной пленки, фотоформ и формного материала, при которых процесс экспонирования будет проходить оптимально.

Структурно-энергетическая модель печатного процесса флексографской печати определяет процессы, которые проходят в зонах контакта печатного аппарата и устанавливает закономерности и основные причины износа печатной формы, анилоксового вала и ракеля, факторы, которые влияют на тиражестойкость и на общее качество оттисков, позволяет проводить комплексную количественную и качественную оценку любого из элементов системы в любой период печати тиража, а также прогнозировать качество готовой продукции.

Для изыскания резервов повышения качества прохождения технологического процесса определены основные источники возникновения погрешностей и определены мероприятия, которые бы уменьшали их влияние на получение качественной продукции. Для этого была построена причинно-следственная диаграмма Исикавы. На основе проведенных исследований построены алгоритмы контроля качества в формном и печатном процессах флексографской печати.

На основе проведенных исследований выдвинута, обоснована и разработана комплексная система качества для процессов флексографской печати, которая дает возможность оптимизировать эти процессы, а также свести к минимуму выпуск бракованной продукции. Изложены основные этапы разработки и внедрение системы на производстве, конструкция баз данных, их ведение и корректирование.

Составлена технологическая инструкция пооперационного контроля качества формного и печатного процессов флексографской печати с учетом результатов исследований, которые представленные в данной работе.

Ключевые слова: флексографская печать, комплексный технологический процесс контроля качества, промежуточные составляющие формного процесса, реология красок, спектральная характеристика, активность формного материала, базы данных, контроль качества, технологическая инструкция.

SUMMARY

Rozuom T.V. Development of complex technological process for quality control of flexographic printing. - Manuscript.

The thesis for jbtaining a scientific degree of a Candidate of Technical Sciences on a specialization 05.05.01 “Machines and processes of printing production”. - Ukrainian Academy of Printing , Lviv, 2003.

The thesis was devoted to the development of complex technological process for quality control of flexographic printing. To this end a current state and tendencies of development of flexographic printing were analyzed and designed the following: process chart of modern technological processes of flexographic printing, classification of printing plates, platemaking technologies and flexocraphic printer's ink. Principal indicators of platemaking process intermediates and their influence on time and quality of printing plates were studied. Research of changes of rheological characteristics of printer's inks during dilution as well as influence of viscosity parameter on printing quality, in particular on colour characteristics of prints and depth of imprints, was carried out. Master plates of platemaking and printing processes were designed on the basis of structure-energy theory and testing using was realized that was proved by theoretical results. Quality control algorithms for platemaking and printing processes of flexographic printing, conception of complex quality control and technological instructions for functional inspection of flexographic platemaking and printing processes using photopolymer printing plates were developed.

Key words: flexographic printing, complex quality control technological process, platemaking process intermediates, printer's ink rheology, spectral characteristic, platemaking material activity, databases, quality control, technological instruction.

Размещено на Allbest.ru

...