Технологія і техніка друкарства

Дослідження сучасних екоматеріалів для харчового паковання: порівняльний аналіз властивостей та експлуатаційних обмежень

Жанна Валентинівна Дейнеко — 2025-12-30

У статті здійснено системний аналіз фізико-механічних, термічних та бар’єрних властивостей сучасних біополімерів і екоматеріалів порівняно з традиційними полімерними матеріалами, що широко застосовуються у пакованні харчових продуктів. Визначено потенціал таких матеріалів щодо їх придатності до практичного використання, проаналізовано технологічні переваги, а також окреслено обмеження, які впливають на вибір типу паковання та сферу його застосування. Особлива увага приділена перевірці гіпотези, що екологічно безпечні матеріали, попри нижчі показники бар’єрності відносно поліетилену, здатні забезпечувати належне збереження споживчих властивостей харчових продуктів за умови правильного підбору структури паковання (плівкові, ламіновані або комбіновані рішення).

Проведено порівняльний аналіз основних фізико-механічних і термічних характеристик екологічних матеріалів відносно поліетилену. Експериментальним шляхом досліджено показники термічної стабільності, отримані на основі диференційної скануючої калориметрії (DSC) та термо-гравіметричного аналізу (TGA), а також визначено міцність на розрив, відносне подовження, показники проникності водяної пари (WVTR) та кисню (OTR). Окреслено сфери можливого застосування матеріалів, виявлено обмеження, які унеможливлюють їх використання в певних умовах процесу пакування. Підкреслено, що дані результати дослідження сприяють розумінню потенціалу біополімерів, як альтернативи традиційним полімерним матеріалам, що, у свою чергу, має важливе значення для розвитку сталих паковальних технологій та формування екологічної політики у виробництві паковання.

Результати дослідження поглиблюють наукове розуміння потенціалу біополімерів як альтернативи традиційним полімерним матеріалам і мають важливе значення для розвитку сталих паковальних технологій, мінімізації екологічного впливу та формування сучасної політики екологічної відповідальності у виробництві паковання. Отримані висновки можуть бути використані у практиці виробників паковальних матеріалів, фахівців поліграфічної галузі, дизайнерів паковання та дослідників, які займаються питаннями впровадження екологічних рішень у сфері паковальної індустрії.

Обґрунтування технологічних умов високоякісного фальцювання та приклеювання клапанів інтегральних обкладинок

Петро Олексійович Киричок — 2025-12-30

Об’єктом дослідження є процеси фальцювання та приклеювання клапанів і крайок інтегральних обкладинок у межах єдиного технологічного циклу їх формоутворення. Метою роботи є обґрунтування технологічних умов забезпечення геометричної точності та надійності приклеювання конструктивних елементів інтегральних обкладинок на основі керування контактною взаємодією в зоні фальцювання.

Встановлено, що якість приклеювання передусім визначається точністю просторового зведення елементів, яка формується на етапі фальцювання. Для кількісної оцінки геометричної якості запропоновано лінійний і кутовий критерії зведення у вигляді відхилень Δx та Δφ і обґрунтовано їх допустимі діапазони для різних рівнів вимог до якості інтегральних обкладинок. На основі аналізу експериментальних спостережень, виконаних на серійному виробничому обладнанні за промислових режимів фальцювання, а також геометричного узагальнення відхилень, систематизовано типові дефекти інтегральних обкладинок і встановлено їх причинно-наслідковий зв’язок із домінувальними контактними чинниками у зоні фальцювання.

Показано, що більшість дефектів зумовлена піками контактних напружень, нестабільним ковзанням і зниженням повторюваності формоутворення згину. Процес фальцювання розглянуто з позицій диференціального опису контактної взаємодії, що дозволило обґрунтувати вплив геометрії профілю фальцювальних планок і мікрогеометричного стану їх робочих поверхонь на розподіл напружень, характер тертя та пружне відновлення матеріалу. Встановлено, що застосування профілів із плавною зміною кривизни у поєднанні з керованим формуванням зміцнювальних мікрорельєфних напрямних на робочих поверхнях стабілізує контактні умови, зменшує пікові навантаження, підвищує повторюваність фальцювання та забезпечує дотримання геометричних допусків приклеювання.

Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості використання запропонованих критеріїв і рекомендацій для проєктування та виготовлення фальцювальних планок із підвищеною геометричною стабільністю, що забезпечує прогнозовану якість інтегральних обкладинок у серійному виробництві.

Формування оптимальних варіантів процесу проєктування інтерактивних електронних видань для медичної галузі та порівняльне оцінювання їх достовірності

Світлана Федорівна Гавенко — 2025-12-30

Стаття присвячена розробці та науковому обґрунтуванню комплексної методології формування оптимальних варіантів процесу проєктування інтерактивних електронних видань, спеціально орієнтованих на медичну галузь. У роботі систематизовано специфіку та критичні вимоги до інформаційних ресурсів у сфері охорони здоров’я, зокрема щодо точності діагностичних зображень, клінічної релевантності контенту та необхідності експертної верифікації медичної інформації.

Особливу увагу приділено детальному висвітленню етапів проєктування електронних медичних видань з фокусом на підвищенні достовірності та надійності даних, що є критично важливим для медичних застосувань, де помилки можуть мати серйозні наслідки для здоров’я пацієнтів. Розглянуто когнітивні засади проєктування, що базуються на теорії подвійного кодування та принципах когнітивного навантаження, які забезпечують оптимальне сприйняття та засвоєння складної медичної інформації.

Всебічно досліджено науково-методичні засади впровадження інноваційних технологій у процес створення медичних електронних видань. Детально розглянуто застосування елементів штучного інтелекту для персоналізації контенту, автоматичного анотування та інтелектуального пошуку; семантичних технологій та онтологій для забезпечення машиночитаності та встановлення зв’язків між публікаціями; блокчейн-технологій для гарантування авторських прав, прозорості рецензування та верифікації даних. Проаналізовано можливості використання великих даних для аналізу патернів споживання наукової інформації та оптимізації структури видань.

Результати дослідження формують концептуальну основу для подальшого розвитку адаптивних інтерактивних ресурсів, орієнтованих на специфічні потреби медичних працівників різних спеціальностей та пацієнтів. Запропоновано рекомендації щодо технічної реалізації, економічних моделей монетизації та стратегій довгострокового зберігання інтерактивного контенту. Визначено перспективи розвитку сфери інтерактивних медичних видань з урахуванням тенденцій імерсивних технологій, генеративного штучного інтелекту та квантових обчислень.

Дослідження післясвітіння люмінофору при оздобленні поліграфічної продукції трафаретним друком

Катерина Олександрівна Чепурна — 2025-12-30

У статті досліджено вплив оптичних характеристик паперових матеріалів на колориметричні показники післясвітіння фосфоресцентних лакових покриттів, нанесених методом трафаретного друку.

Експериментальні дослідження проведено на семи паперових матеріалах (білі, кольорові, металізовані, чорні) з різними показниками світлоти (L^* від 23 до 94), білизни та наявністю оптичних відбілювачів. Як світлонакопичувальний пігмент використано люмінофор зеленого кольору на основі алюмінату стронцію (фракція 50–65 мкм), який введено у концентраціях 10 %, 30 % та 50 % в універсальний трафаретний безколірний лак серії 45 975-90. Друкування проводили з нанесенням одного та двох лакових шарів. Для кількісної оцінки післясвітіння запропоновано індекс хроматичності післясвітіння (ACI), розрахований як різниця зміни хроматичності ділянок з лаком та без лаку при вимірюванні з УФ-компонентою (М1) та з УФ-фільтром (М2), що дозволяє виключити вплив флуоресценції оптичних відбілювачів матеріалу.

Встановлено залежність індексу хроматичності післясвітіння від показника світлоти (L^*) та кольору підкладки. Максимальна ефективність фосфоресценції досягається на білих матеріалах з L^*> 90 та нейтральним або синюватим відтінком (a^* ≈ 0, b^* < 0), що забезпечують мінімальне поглинання у зеленій зоні спектра. Наявність оптичних відбілювачів у складі паперу має непрямий позитивний вплив через підвищення загальної світлоти матеріалу та додаткове відбиття УФ-випромінювання до люмінофору.

Встановлено, що вплив концентрації люмінофору на інтенсивність післясвітіння має лінійний характер і суттєво залежить від оптичних властивостей задруковуваного матеріалу. Для білих матеріалів з високою відбивною здатністю оптимальною є концентрація люмінофору 50 % та нанесення двох шарів, що підвищує індекс хроматичності післясвітіння у 2,8 рази (ACI = 4,48) порівняно з одним шаром. Для кольорових та темних матеріалів збільшення концентрації понад 30 % призводить до зниження приросту індексу світіння через посилення ефектів внутрішнього фільтра — самопоглинання УФ-випромінювання верхніми шарами люмінофору (первинний IFE) та поглинання власного зеленого світіння при виході назовні (вторинний IFE).

Колориметричний аналіз доповнено візуальною оцінкою післясвітіння у темряві, що підтверджує теоретичні висновки та демонструє практичну ефективність різних комбінацій матеріалів і концентрацій пігменту.

Визначення ефективних методів вимірювання запахів на поліграфічних підприємствах

Любов Олексіївна Бабанська — 2025-12-30

Стаття присвячена визначенню ефективних методів вимірювання шкідливих сполук (запахів) у повітрі під час виробничих поліграфічних процесів та активного і залишкового запахів готової друкарської продукції для вчасного попередження критичного рівня шкідливих газів в приміщеннях поліграфічного підприємства, контролю відповідності ароматизованої продукції заданому аромату, визначення причин небажаного залишкового запаху готової продукції й запобігання його міграції до харчових продуктів у випадку використання поліграфічних виробів як первинного паковання. В статті наведено причини появи таких летких сполук як аміак та озон під час виробничих процесів, а також їхній вплив на безпеку праці. Розглянуто методи вимірювання запахів, а саме: технологію «електронного носу», тест Робінсона, вимірювання за допомогою різних газоаналізаторів, європейські (EN 1230-1:2009, EN 1230-2:2009) на державні стандарти України (ДСТУ EN 1230-1:2022, ДСТУ EN 1230-2:2022). Проведено аналіз виробничих умов семи поліграфічних підприємств України та здійснено вимірювання концентрації аміаку та озону у робочих зонах за допомогою бездротових дифузійних моніторів KKnoon Ozone Meter та Honeywell MultiRAE Lite. Виявлено перевищення рівня озону на чотирьох з семи підприємств у 2,5–8 разів (0,259–0,836 мг/м³), перевищень рівня аміаку в робочих зонах не виявлено (0–16,45 мг/м³). Для даних підприємств сформовано рекомендації щодо мінімізації шкідливих викидів та своєчасного їх виявлення — встановлення системи E-Nose або, поряд із датчиками чадного газу (на відстані 1,5–2 м від підлоги), рекомендовано встановити датчики аміаку та озону з певною відстанню один від одного. Запропоновано використання модифікацій тесту Робінсона для контролю залишкового та заданого запахів паперових та картонних паковань. Також показано, що контроль відтворення заданого аромату поліграфічної продукції можна ефективно здійснювати з використанням системи «електронний ніс», попередньо налаштувавши її за допомогою машинного навчання та інструментів штучного інтелекту.

Вплив структурних характеристик поверхні картону на якість цифрового нанесення фольги

Тетяна Євгенівна Клименко — 2025-12-30

Метою цієї роботи є дослідження закономірності впливу структурних характеристик дизайнерських картонів на якість цифрового нанесення фольги.

Для проведення дослідження обрано дизайнерські картони, які мають різні характеристики поверхні та крейдований матовий картон для порівняння результатів. Для аналізу структури поверхні картону обрано показники, що можуть впливати на якість припресування фольгою. За допомогою відповідного лабораторного обладнання визначено такі структурні показники: шорсткість, блиск, кут змочування.

Для проведення дослідження оцінки якості фольгування розроблено тест-форму, що містить тонкі лінії товщиною 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мм під кутами 0° та 90°; лінії від 0,1 до 3 мм позитивні та у виворітці; текст кеглями від 3 до 10 пунктів; два види шрифту — позитивний та у виворітці; штрихове зображення для загальної оцінки відтворення графічних елементів.

Припресування фольги здійснювалось на цифровій друкарській машині MGI Jetvarnish 3DS на кожному з досліджуваних зразків при трьох різних режимах швидкості: 15 м/с, 20 м/с та 25 м/с, при температурі t = 100° С.

Оцінювання якісних параметрів відбувалось із залученням шести експертів, якими оцінено як загальне сприйняття фольгованого зображення, так і його стійкість до механічних впливів, що імітували зношування. При оцінці якості зразків не помічено різниці у відтворенні ліній під різними кутами, що свідчить про ізотропність їх поверхневої структури. Також виявлено, що для відтворення графічних елементів фольгою необхідний достатньо товстий шар тонеру (від 36 мкм), при чому тонкі елементи виворітки при тисненні на таких картонах втрачаються частково або повністю.

Побудовано графіки залежності якості зразків та їх стійкості до зношування від параметрів щільності, шорсткості, рівня полиску та кута змочування досліджуваних зразків картонів.

Отримані результати показали, що використання дизайнерських картонів для паковань з цифровим нанесенням фольги цілком можливе і здатне забезпечити достатньо високу якість, якщо матеріал має оптимальний кут змочування поверхні 65–85°, характеризується невисокою шорсткістю в межах 3,0–3,8 мкм, що також забезпечить достатньо високу стійкість фольгованих відбитків до механічних чинників та високу щільність.

Дослідження методів отримання тактильних елементів на картонному пакованні

Євгенія Володимирівна Ігнатенко — 2025-12-30

Визначено технології, що забезпечують створення об’ємних і тактильно відчутних елементів на картонному споживчому пакованні, а також проаналізовано відбитки, виготовлені із застосуванням цифрових технологій репродукування й оздоблення. Сформульовано рекомендації щодо використання цифрових технологій для формування тактильних елементів на картонному пакованні та його подальшого застосування аудиторією з обмеженими можливостями. Розроблено класифікацію варіантів нанесення тактильних елементів на споживче картонне паковання. Зокрема, у роботі досліджено особливості формування тактильних елементів та QR-кодів у процесах цифрового друку, цифрового лакування з метою забезпечення їх ефективного сприйняття слабозрячою аудиторією. Встановлено, що для всіх досліджуваних зразків характерне збільшення ширини штрихів під час нанесення лаку або УФ-чорнил, причому для тонких ліній при цифровому друці зі зростанням кількості прогонів ці зміни відбуваються інтенсивніше, що позитивно впливає на тактильність і чіткість зчитування інформації. Виявлено, що цифрове лакування, особливо на крейдованих основах, характеризується гіршими тактильними показниками через розтікання лаку. Показано, що текст та QR-коди, відтворені методом струминного УФ-друку у декілька прогонів, вирізняються вищою чіткістю порівняно з цифровим друком із подальшим лакуванням, які не рекомендовані для відтворення дрібних елементів. Визначено, що QR-коди, нанесені у 3–4 прогони, є добре відчутними на дотик і можуть зчитуватися слабозрячими користувачами не гірше, ніж шрифт Брайля. Оптимальним встановлено розмір QR-коду 2×2 см, який поєднує надійність зчитування та компактність. Також обґрунтовано доцільність використання світлих матеріалів основи та темних кольорів коду за різних умов експлуатації.

Незважаючи на високу продуктивність цифрового лакування, його застосування є менш доцільним для забезпечення достатньої тактильності відбитків, що обумовлює переваги струминного УФ-друку для виготовлення тактильно доступної поліграфічної продукції.