Дослідження впливу технологічних параметрів нанесення термохромних пігментів на якість друку інтерактивних зображень для гнучких сольових грілок
DOI:
https://doi.org/10.20535/2077-7264.1(87).2025.338216Ключові слова:
термохромні пігменти, термотрансферний друк, сольові грілки, інтерактивні зображення, математичне моделювання, зносостійкість покриттяАнотація
Предметом дослідження є встановлення впливу технологічних параметрів термотрансферного нанесення термохромних пігментів на якісні характеристики інтерактивних зображень, призначених для гнучких теплоакумулювальних виробів типу сольових грілок. Вихідним припущенням є те, що стабільність кольорової реакції, зносостійкість і візуальна чіткість термохромного шару в умовах нагрівання та охолодження залежать від комплексу технологічних параметрів друку та їх оптимального поєднання. Метою роботи є встановлення параметрів режимів нанесення термохромної композиції, оптимізованих щодо забезпечення стабільності та зворотності кольорової реакції у заданому температурному інтервалі. Для досягнення поставленої мети розроблено фізико-математичну модель процесу формування термохромного покриття з урахуванням температури сушіння, швидкості переміщення ракеля, в’язкості фарби, адгезійної здатності основи, а також теплофізичних характеристик полімерної оболонки. Експериментальні дослідження виконано із застосуванням мікрокапсульованих термохромних пігментів з температурою активації 31 ± 1° C, які наносились трафаретним способом на підготовлену ПЕТ-плівку. У ході дослідження проаналізовано вплив основних параметрів процесу на оптичну густину, контрастність між активованим та неактивованим станом, швидкість реакції на зміну температури, однорідність покриття й зворотність кольорової реакції. На основі чисельного моделювання з використанням методу Лагранжа встановлено раціональні технологічні режими: температура сушіння T = 50–55° C, швидкість переміщення ракеля v = 30–40 мм/с, низька в’язкість фарбової композиції та висока адгезія до підкладки. Практична значущість роботи полягає у формуванні інженерно обґрунтованих рекомендацій щодо вибору режимів термотрансферного друку для підвищення функціональної надійності й ергономічності гнучких сольових грілок із візуальною індикацією температурного стану.
Посилання
Jakopčević, Z., Itrić Ivanda, K., Kulčar, R., Pasanec Preprotić, S., & Vukoje, M. (2023). Enhancing applicability of reversible UV thermochromic offset inks: Edge quality parameters and thermochromic printing system modulation transfer function. Materials, 16(8), 3125. https://doi.org/10.3390/ma16083125 [in English].
Rožić, M., Šegota, N., Vukoje, M., Kulčar, R., & Šegota, S. (2020). Description of thermochromic offset prints morphologies depending on printing substrate. Applied Sciences, 10(22), 8095. https://doi.org/10.3390/app10228095 [in English].
Vukoje, M., Kulčar, R., Itrić Ivanda, K., Bota, J., & Cigula, T. (2022). Improvement in thermochromic offset print UV stability by applying PCL nanocomposite coatings. Polymers, 14(7), 1484. https://doi.org/10.3390/polym14071484 [in English].
Sethapakdi, T., Myers, P., Yu, T., Covarrubias, J., Leake, M., & Mueller, S. (2024). Thermochromorph: Dynamic relief printing with thermochromic inks. In Proceedings of SIGGRAPH Asia 2024 Art Papers, Article No. 11, 1–7. ACM. https://doi.org/10.1145/3680530.3695445 [in English].
Djurdjevic, S., Novakovic, D., Adamovic, S., Kasikovic, N., Milic, N., Strbac, B., & Hadzistevic, M. (2019). Colorimetric changes of thermochromic ink printed on smart textile materials exposed to different heat transfer methods. Tekstil ve Konfeksiyon, 29(4), 336–343. https://doi.org/10.32710/tekstilvekonfeksiyon.532666 [in English].
Jamnicki Hanzer, S., Kulčar, R., Vukoje, M., & Marošević Dolovski, A. (2023). Assessment of thermochromic packaging prints’ resistance to UV radiation and various chemical agents. Polymers, 15(5), 1208. https://doi.org/10.3390/polym15051208 [in English].
Liu, G., Yu, T., Yao, Z., Xu, H., Zhang, Y., Xu, X., Xu, X., Gao, M., Sun, Q., Zhang, T., & Mi, H. (2022). ViviPaint: Creating dynamic painting with a thermochromic toolkit. Multimodal Technologies and Interaction, 6(8), 63. https://doi.org/10.3390/mti6080063 [in English].
Zhang, W., Fei, L., Zhang, J., Chen, K., Yin, Y., & Wang, C. (2020). Durable and tunable temperature responsive silk fabricated with reactive thermochromic pigments. Progress in Organic Coatings, 147, 105697. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105697 [in English].
Ma, X., Zhao, S., Wang, L., & Zhou, H. (2019). Research on the behaviors of extending thermochromic colors for a new thermochromic microcapsule. The Journal of The Textile Institute, 110(8), 1097–1105. https://doi.org/10.1080/00405000.2019.1684224 [in English].
Kandirmaz, E. A., Ozcan, A., & Er Ulusoy, D. (2020). Production of thermochromic microcapsulated inks for smart packaging and examination of printability properties. Pigment & Resin Technology, 49(4), 273–281. https://doi.org/10.1108/PRT-12-2019-0116 [in English].
Štaffová, M., Kučera, F., Tocháček, J., Dzik, P., Ondreáš, F., & Jančář, J. (2020). Insight into color change of reversible thermochromic systems and their incorporation into textile coating. Journal of Applied Polymer Science, 137(33), 49724. https://doi.org/10.1002/app.49724 [in English].
Leite, L., Nobre, L., Boticas, I., Navarro, M., Bessa, J., Cunha, F., Neves, P., & Fangueiro, R. (2022). Temperature-sensing inks for real-time monitoring in food packaging. Materials Proceedings, 8(1), 130. https://doi.org/10.3390/materproc2022008130 [in English].
Maruyama, S., Moriya, S. Newton’s law of cooling: Follow up and exploration. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, Vol. 164, Article No. 120544. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120544 [in English].
Chuang, P.-J., Saadat, A., Ghazvini, S., Edwards, H., & Vandenberghe, W. G. (2023). Constrained Bayesian optimization using a Lagrange multiplier applied to power transistor design. arXiv preprint, arXiv:2308.09612. https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.09612 [in English].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Олександр Олександрович Палюх, Анастасія Сергіївна Рева
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.
