Теоретичний aнaлiз фaрбоперенесення тa формувaння фaрбових шaрiв у процесi інтагліодруку
DOI:
https://doi.org/10.20535/2077-7264.4(78).2022.278007Ключові слова:
інтагліодрук, фарба інтагліодруку, шар фарби, транспортування фарби, друкувальні елементи, гравійовані штрихиАнотація
Інтагліодрук є одним із основних методів захисту цінних паперів та документів сурового обліку, зокрема банкнот. Основною особливістю цього методу є сенсорно-контрольований тактильний ефект, якого досягають шляхом формування різнотовщинних фарбових шарів. Тому якісне фарбоперенесення є надзвичайно важливою складовою якісного друкарського процесу інтагліодруку.
У зв’язку із неповнотою теоретичних нaпрaцювaнь щодо інтагліодруку, зокрема фарбоперенесення, у роботі представлено теоретичний aнaлiз фaрбоперенесення тa формувaння фaрбових шaрiв у процесi інтагліодруку. Розроблено детaльну феноменологiчну модель тa мaтемaтичний опис процесу фaрбоперенесення в інтагліодруцi, що уможливлює передбaчення якостi вiдбиткiв тa дозволяє визнaчaти функцiю зaлежностi кiлькостi фaрби, що переноситься вiд технологiчних пaрaметрiв друкувaння.
Феноменологiчна модель формувaння фaрбових шaрiв у процесi інтагліодруку вiдобрaжaє послiдовнiсть тa взaємозв’язок склaдникiв технологiчного процесу при перенесеннi фaрби вiд фaрбової системи нa зaдруковувaний мaтерiaл та описує основнi фiзичнi мехaнiзми, якi вiдповiдaють зa поведiнку фaрби пiд чaс кожної фaзи її перенесення. Зокрема розглянуто три фaзи процесу інтагліодруку: нaкочувaння фaрби нa друкaрську форму i подaльше стирaння зaйвої фaрби з пробiльних елементiв; перенесення фaрби iз грaвiйовaних елементiв форми нa зaдруковувaний мaтерiaл; висихaння фaрбового шaру.
З метою розумiння динaмiки перенесення фaрби при інтагліодруцi та виявлення взаємозв’язку між кількістю перенесеної друкарської фарби та технологічними параметрами друкування, у роботі здійснено математичний опис процесу фарбоперенесення при інтагліодруці. Зокрема застосовано модель Oldroyd-B, на основі якої визначено вплив неньютонівської складової друкарської фарби інтагліодруку. Завдяки деяким припущенням та апроксимації, на основі рівняння Нав’є-Стокса описано залежність кількості перенесеної фарби від технологічних параметрів друкування, зокрема тиску у друкарському контакті та швидкості друкування.
Посилання
Kyrychok, T., Kyrychok, P., Havenko, S., Kibirkštis, E., & Miliunas, V. (2014). The influence of pressure during intaglio printing on banknotes durability. Mechanika, 20(3), 327–331. doi:10.5755/j01.mech.20.3.7393 [in English].
Kyrychok, T., & Korotenko, O. (2020). 3D light interferometry investigation of ink layer formation during intaglio printing. Proc. of SPIE — The International Society for Optical Engineering, Vol. 11369 [in English].
Kyrychok, T. Yu., Korotenko, O. V., & Bahlai, V. A. (2021). Vplyv parametriv drukuvalnykh elementiv form intahliodruku, otrymanykh priamym lazernym hraviiuvanniam, na hrafichnu ta hradatsiinu tochnist vidbytkiv [The Influence of Printing Elements Parameters of Intaglio Printing Plates Obtained by Direct Laser Engraving on Graphic and Gradation Accuracy of Imprints]. Tekhnolohiia i tekhnika drukarstva, (4(74), 4–15. https://doi.org/10.20535/2077-7264.4(74).2021.258285 [in English].
Glass, J. Ed., & Prud’homme, R. K. (1997). Coating Rheology: Component Influence on the Rheological Response and Performance of Water-Borne Coatings in Roll Applications. Liquid film coating. Springer, Dordrecht, 137–182.
Benkreira, H., & Patel, R. (1993). Direct Gravure Roll Coating. Chemical Engineering Science. Elsevier, Vol. 48, No. 12, 2329–2335.
Hennig, G., Selbmann, K.- H., & et al. (December 2005). Laser engraving in gravure industry. Proc. SPIE 6157. Workshop on Laser Applications in Europe. Retrieved from https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/6157/61570C/Laser-engraving-in-gravure- industry/.
Kapur, N. (2003). A parametric study of direct gravure coating. Chemical Engineering Science, Vol. 58 (13), 2875–2882.
Schwartz, L. W., Moussalli, P., & et al. (January 1998). Numerical modelling of liquid withdrawal from gravure cavities in coating operations. Chemical Engineering Research & Design. Elsevier, Vol. 76, Issue 1, 22–28.
Huang, W.-X., & et al. (2008). Simulation of liquid transfer between separating walls for modeling micro-gravure-offset printing. International Journal of Heat and Fluid Flow, 29, 1436–1446.
Powell, C. A., Savage, M. D., & et al. (January 2000). Modeling the meniscus evacuation problem in direct gravure coating. Chemical Engineering Research and Design. Elsevier, Vol. 78, Issue 1, 61–67.
Yin, X., & Kumar, S. (2006). Flow visualization of the liquid emptying process in scaled-up gravure grooves and cells. Chemical Engineering Science, Vol. 61, 4, 1146–1156.
Chuang, H.-K., Lee, C.-C., & Liu, T.-J. (2008). An Experimental Study on the Pickout of Scaled-up Gravure Cells. International Polymer Processing, Vol. 23, 2, 216–222.
Ahn, S., & Na, Y. (2007). On the Ink Transfer Process in Gravure Printing. Computational Science and Its Applications. Lecture Notes in Computer Science. ICCSA, Springer, Berlin, Heidelberg, Vol. 4706, 907–918.
Elsayad, S., Morsy, F., El-Sherbiny, S., & Abdou, E. (2002). Some factors affecting ink transfer in gravure printing. Pigm. Resin Technology, Vol. 31(4), 234–240.
Hoda, N., & Kumar, S. (2008). Boundary integral simulations of liquid emptying from a model gravure cell. Physics of Fluids. University of Minnesota, Vol. 20, 9, 1–12.
Kyrychok, T. Yu., & Hushcha (Korotenko), O. V. (2015). Vplyv heometrychnykh parametriv drukuvalnykh elementiv formy na taktylnist vidbytkiv metalohrafichnoho druku [Influence of geometric parameters of printing form elements on the tactility of metalographic printing imprints]. Zb. nauk. prats: Kvalilohiia knyhy, 2(28), 22–26 [in Ukrainian].
Malanga, J., & et al. Rheologically unique intaglio printing inks // Patent Canada, CA 2559557A1. Publish 12.09.2006.
Nachfolger, S. J., Babij, H., Malanga, J., Reiter, R. H., & Glesias, W. J. Heatset intaglio printing ink // Patent US 005723514A. Publish 03.03.1998.
Gaskell, P. H., Savage, M. D., & Thompson, H. M. (1998). Stagnation-saddle points and flow patterns in stokes flow between contra-rotating cylinders. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 370, 221–247.
Thompson, H. M., Kapur, N., Gaskell, P. H., Summers, J. L., & Abbott, S. J. (2001). A theoretical and experimental investigation of reservoir-fed, rigid-roll coating. Chemical Engineering Science, Vol. 56(15), 4627–4641.
Greener, J., & Middleman, S. (1981). Reverse roll coating of viscous and viscoelastic liquids. Industrial and Engineering Chemistry Fundamentals, Vol. 20(1), 63–66.
Sarela, S., Harkonen, E., & Paulapuro, H. (2002). Evaluation of Ink Transfer Theory. TAGA Annual Conference. Ashville: TAGA Proceedings, 90–108.
Oldroyd, J. G. (1958). Non-Newtonian Effects in Steady Motion of Some Idealized ElasticoViscous. Proceedings of the royal society A. Mathematical, physical and engineering sciences. Retreived from http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/royprsa/245/1241/278.full.pdf.
Ahmed, D. H., Sung, H. J., & Kim, D.-S. (2011). Simulation of non-Newtonian ink transfer between two separating plates for gravure-offset printing. International Journal of Heat and Fluid Flow. Elsevier, Issue 32, 298–307.
Lee, J. A., Rothstein, J. P., & Pasguali, M. (2013). Computational study of viscoelastic effects on liquid transfer during gravure printing. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. Elsevier, Vol. 199, 1–11.
Raske N. A Computational and Experimental Investigation of Discrete Cell Gravure Roll Coating / N. A. Raske // Submitted in accordance with the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. The University of Leeds, School of Mechanical Engineering. October 2014. 181 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Тетяна Юріївна Киричок, Олена Володимирівна Коротенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов’язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
