У нас: 141825 рефератів
Щойно додані Реферати Тор 100
Скористайтеся пошуком, наприклад Реферат        Грубий пошук Точний пошук
Вхід в абонемент





УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ ДРУКАРСТВА

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ ДРУКАРСТВА

Мартинюк Марія Святославівна

УДК 655.534+686.1.032+686.126

УДОСКОНАЛЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ КНИЖКОВИХ ОПРАВ

ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ ВИГОТОВЛЕННЯ

05.05.01 - машини і процеси поліграфічного виробництва

А в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Львів-2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українській академії друкарства

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент Гавенко Світлана Федорівна,

Українська академія друкарства, завідувач кафедри технології друкарсько-обробних процесів.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Мервінський Роман Іванович,

Українська академія друкарства, завідувач кафедри охорони праці та екології;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Мартинюк Феофан Семенович,

ВАТ Український науково-дослідний інститут спеціальних видів друку, директор часопису “Друкарство”.

Провідна установа: Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, видавничо-поліграфічний факультет, Міністерство освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться 8 липня 2002 р. о 12 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 ознайомитися у бібліотеці Української академії друкарства

(79006, м.Львів, вул.Підвальна,17).

Автореферат розісланий 6 червня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Жидецький В.Ц.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Cучасне книговидання в Україні вимагає підвищення рівня зовнішнього оформлення та удосконалення технології виготовлення книжкових оправ з метою забезпечення їх конкурентноспроможності, зручності у користуванні, міцності та довговічності. Здійснення цих завдань можливе завдяки впровадженню нових конструкцій оправ, сучасних поліграфічних матеріалів, систем комп’ютерного керування технологічними процесами у брошурувально-палітурному виробництві (БПВ).

Удосконалення технології виготовлення книжкових оправ вимагає виконання комплексних досліджень фізико-механічних, технологічних та експлуатаційних властивостей матеріалів; розробки нових конструкцій оправ, покращення їх ергономічних, естетичних та експлуатаційних показників. Актуальність даної роботи полягає в оптимізації технології виготовлення книжкових оправ, що сприятиме збільшенню терміну їх експлуатації, покращенню якості поліграфічного виконання, раціональному використанню палітурних матеріалів. Існуюча проблема є актуальною не лише з точки зору її технічного вирішення у поліграфічному виробництві, але й з огляду на підвищення вимог до рівня оформлення книжкової продукції.

Науковою задачею даної роботи є необхідність розробки конструкцій книжкових оправ підвищеної міцності і довговічності, які б відповідали реальним умовам їх експлуатації.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота відповідає науковому напряму досліджень кафедри технології друкарсько-обробних процесів Української академії друкарства (УАД) і переліку тематики УАД “Квалілогія книги” у контексті Державної програми розвитку національного книговидання і преси України, затвердженої Указом Президента України № 58/95 від 28 лютого 1995 року. Вона виконувалась у рамках госпдоговору “Розробка та впровадження комплексної системи, методів оцінки і забезпечення якості книжкової продукції” (тема № 970-97) із книжковою фабрикою Атлас (м. Львів), в якій автор розробляв методику оцінювання експлуатаційних показників книжкових оправ.

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження – розробка технології виготовлення нових конструкцій книжкових оправ та оптимізація їх експлуатаційних параметрів.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:

провести аналіз сучасного стану та тенденцій удосконалення технології виготовлення книжкових оправ і визначити конструктивні, технологічні та експлуатаційні показники, які впливають на якість книжкових оправ;

розробити нові конструкції книжкових оправ, технологію їх виготовлення і провести аналіз їх експлуатаційних і техніко-економічних показників;

дослідити фізико-механічні і технологічні властивості сучасних палітурних матеріалів та їх вплив на міцність і довговічність книжкових оправ;

виявити особливості плоского склеювання палітурних матеріалів у процесі виготовлення книжкових оправ і ламінування дубльованими термоплівками;

провести оптимізацію процесів розкрою палітурних матеріалів і ламінування книжкових оправ.

Об’єктом дослідження є технологічний процес виготовлення книжкових оправ і їх оздоблення способом ламінування.

Предметом дослідження є конструкція книжкових оправ, експлуатаційні і технологічні показники обкладинкових матеріалів, оптимізація технологічних параметрів їх розкрою і ламінування.

Методи дослідження. Для виконання поставленої мети автором використані статистичні методи контролю для аналізу кваліметричних показників книжкових оправ; фізико-механічний аналіз для дослідження міцності та довговічності оправ; рентгеноструктурний аналіз, оптична та електронна мікроскопія для дослідження особливостей плоского склеювання і ламінування. Обробка експериментальних даних здіснювалася за допомогою математичного редактора Maple V, а для оптимізації технологічних процесів розкрою і ламінування обкладинок використано методи математичного моделювання (метод найменших квадратів та цілочисельне лінійне програмування).

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблено класифікацію книжкових оправ за кількістю основних і додаткових конструктивних елементів, а також способом приєднання до блока, що стало підставою для створення конструкцій оправ із порожнистим корінцем, які за міцністю і складністю виконання займають проміжне місце між обкладинками і палітурками.

Вперше за допомогою рентгеноструктурного аналізу встановлено глибину проникнення дисперсійних клеїв у пори обкладинкових паперів, що дозволило виявити особливості механізму протікання плоского склеювання і описати їх за допомогою механічної теорії адгезії.

Виявлено закономірності взаємозв’язку режимних і технологічних факторів процесу ламінування обкладинок орієнтованими поліпропіленовими плівками (ОПП) і впливу їх структури на деформацію ламінатів.

Здійснено оптимізацію процесу ламінування обкладинок ОПП плівками, що дозволило зменшити скручування ламінатів без втрати міцності скріплення плівки з папером.

Побудовано математичну модель розкрою палітурних матеріалів із врахуванням технологічних параметрів, що забезпечило зменшення їх відходів.

Практичне значення одержаних результатів. Створено і запатентовано конструкції книжкових оправ з порожнистим корінцем (Патенти України №№ 25601 A, 29271 А, 32803 А), які міцніші (у 4-6 разів) від обкладинок відомих стандартних конструкцій з “глухим” корінцем.

Розроблено комп’ютерну програму у середовищі Тurbo Pascal 6, для розрахунку оптимальних схем розкладок при розкрої палітурних матеріалів.

Розроблено технологічні схеми виготовлення видань в обкладинках новостворених конструкцій і практичні рекомендації щодо підбору матеріалів для їх виготовлення, які реалізовані в технологічній інструкції “Критво книжкових видань обкладинкою” (затверджені на ВО “Поліграфкнига”, м. Київ).

Отримані в процесі математичного моделювання практичні рекомендації щодо оптимальних режимів процесу ламінування апробовані в умовах ВАТ “Бібльос” (м. Львів). Нові конструкції книжкових оправ апробовані на книжковій фабриці “Атлас” (м. Львів).

Особистий внесок здобувача. Основні наукові ідеї отримані та розроблені автором самостійно. У роботах, написаних у співавторстві, здобувачеві належать: [5] – опрацювання аналітичної частини, участь в експериментальних дослідженнях; [7] – пошук та аналіз поданої інформації; [8]-[10] – ідеї створення конструкцій книжкових оправ і способів їх виготовлення; [11], [13], [14] – пошук і систематизація поданої інформації.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертації доповідалися на 1-ій Міжнародній конференції “Комп’ютерні технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи” (Львів, 1998); 38-ій конференції Московського державного університету друку (1998); 2-ій і 3-ій Міжнародних наукових конференціях “Квалілогія книги” (Львів, 1998, 2000); звітних науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу УАД (1997-2002 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 наукових праць, у тому числі три патенти України і навчальний посібник “Конструкція книги” у співавторстві.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Матеріал викладений на 200 сторінках машинописного тексту, містить 63 рисунки, 23 таблиці, п’ять додатків на 34 сторінках. У бібліографії наведено 222 назви літературних джерел.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність роботи, викладені її мета та завдання, наукова новизна і практична цінність.

У першому розділі аналізуються тенденції удосконалення конструкцій книжкових оправ у сучасному БПВ в Україні і за кордоном:

-

збільшення варіантів виконання оправ і диференціації у використанні конструкцій оправ, їх оформлення, матеріалів, залежно від призначення і тематики видань, умов експлуатації тощо;

-

ускладнення конструкцій обкладинок і спрощення конструкції видань у палітурках, що дозволяє говорити про стирання межі між ними;

-

широке застосування нових матеріалів та способів оздоблення для підвищення художньої виразності видань, які забезпечують також необхідну міцність і довговічність книжок при використанні порівняно дешевих матеріалів (лакування, припресування плівки тощо).

Технологічні аспекти вдосконалення книжкових оправ досліджували Д. Воробйов, І. Корнілов, О.Купцова, Ю.Лебедєв; естетичні – Б.Валуєнко, В. Ляхов, Я. Чіхольд та інші. Проте, не проводилися теоретичні та експериментальні роботи, які б комплексно розглядали проблеми вдосконалення книжкових оправ і оптимізації технології їх виготовлення. Зокрема, недостатня увага приділялась удосконаленню конструкцій книжкових оправ з метою збільшення довговічності видань, не вивчений вплив сучасних матеріалів і способів оздоблення на експлуатаційні показники книжкових оправ.

Розроблено класифікацію книжкових оправ, згідно з якою палітурки поділяються на суцільнокриті (тип 7), складені (тип 5, 8, 9 і бібліотечна) і з однієї деталі (тип 6, Full-Flaps, Integraldecke); обкладинки – на прості з однієї деталі (тип 1, 2, 3), ускладнені з однієї деталі (обкладинки з клапанами) і складені (тип 4). Залежно від способу з’єднання з книжковим блоком, корінець оправи може бути порожнистий або “глухий”.

Аналіз способів припресування полімерної плівки показав, що найбільш придатним (за техніко-економічними і споживчими показниками) для оздоблення книжкових оправ є спосіб ламінування дубльованими ОПП плівками, що підтверджує актуальність досліджень закономірностей цього процесу.

У другому розділі здійснено вибір об’єктів дослідження і описані методики теоретичних та експериментальних досліджень.

Зразки книжкових оправ різних конструкцій виготовляли з паперів масою 100-300 г/м2 різних виробників (всього 15 марок), а також відбитків, ламінованих ОПП плівками GBS (Голландія). Для дослідження можливості використання у процесі виготовлення книжкових оправ вибрано дисперсійні клеї: полівінілацетатна дисперсія (ПВАД) (№ 1), модифікована ПВАД (№ 2), CR Atest (№ 3), акрилова емульсія (№ 4), Planatol (№ 5), Jowaplast (№ 6)) і термоклеї – ТК-3П (№ 7), ЛХ-6 (№ 8), ТК-У (№ 9), Теплакс 2П (№ 10).

Дослідження міцності та довговічності оправ розроблених конструкцій проводили на тестері “Зіглох” (Німеччина), використовуючи “Флекс-тест” на багаторазове розкриття сторінок обкладинок. Фізико-механічні властивості обкладинкових паперів досліджували за відомими методиками: на динамометрі РБМ-10 (розривне зусилля і відносне видовження), на фальцері ДФП (міцність на багаторазове згинання), приладі Ельмендорфа (міцність на роздирання), а також їх цупкість, гладкість і проклейку. Фізико-хімічні і технологічні властивості клеїв визначали за стандартними методиками. Якісні показники ламінування визначали за показниками: усадка плівки, міцність ламінування, скручуваність ламінатів, коефіцієнт зміцнення системи “плівка-папір”, а також за оптичними властивостями ламінатів: глянець і світлостійкість.

Для дослідження особливостей процесів плоского склеювання і ламінування використовували рентгеноструктурний аналіз (прилад ДРОН-2), електронний мікроскоп РЭМ-200 та оптичний мікроскоп МИН-8.

Для моделювання процесу розкрою палітурних матеріалів використано методи лінійного програмування. Оптимізацію технологічних параметрів ламінування обкладинок ОПП плівками здійснювали методом найменших квадратів із використанням математичного редактора Maple-V. Проведена кількість дослідів забезпечила вірогідність результатів 0,96.

У третьому розділі описано результати досліджень розроблених і запатентованих конструкцій книжкових оправ із порожнистим корінцем. Встановлено, що подвійна обкладинка (рис.1., а) з так званим порожнистим корінцем забезпечує зміцнення видання на передніх зрізах, по всій площі сторінок і корінцю. Інші розроблені конструкції (рис. 1. б, в) є модифікаціями подвійної обкладинки, мають порожнистий корінець і забезпечують достатню міцність книжкового видання при значно менших витратах матеріалів. Конструкції книжкових оправ з порожнистим корінцем є довговічнішими, а при відкриванні книги не утворюють заломів на корінцю, що характерно для “глухого” з’єднання обкладинки з блоком.

Те, що описані книжкові оправи з’єднуються з книжковим блоком без форзаца дозволяє їх класифікувати як обкладинки, а наявність порожнистого корінця – як палітурки.

Рис. 1. Конструкції обкладинок із порожнистим корінцем:

а) – подвійна;

б) – з подвійними першою сторінкою і корінцем;

в) – з двох деталей з подвійною першою сторінкою.

Результати досліджень експлуатаційних показників розроблених книжкових оправ показали більшу міцність подвійної обкладинки в 4-6 разів (залежно від виду паперу) у порівнянні з обкладинкою тип 2, яка досягається за рахунок шарнірного з’єднання подвійної обкладинки з книжковим блоком, завдяки чому відбувається перерозподіл зовнішніх навантажень. Економічні розрахунки показали, що при однаковій міцності загальні затрати на видання у подвійній обкладинці менші майже на 20 % у порівнянні з витратами на видання в обкладинці з суперобкладинкою.

У четвертому розділі висвітлені результати досліджень фізико-механічних та деформаційних властивостей обкладинкових паперів і підтверджено їх вплив на міцність книжкових оправ. При збільшенні маси обкладинкових паперів їх міцність на роздирання зростає, а на перегинання, навпаки, зменшується (рис. 2, а). Крім того, значний вплив на міцність паперів має ступінь проклейки (рис. 2, б). Виявлені залежності дозволяють рекомендувати для виготовлення обкладинок папери масою 100-200 г/м2 з проклейкою не менше 1 мм (за штриховим методом).

Рис. 2. Залежність міцності на роздирання (Qр) і міцності на згинання (Qзг) обкладинкових паперів від їх:

а) – маси (m); б) – ступеня проклейки (l).

Дослідження процесу склеювання ламінованих ОПП плівками поверхонь показали, що дисперсійні клеї забезпечують міцність склеювання в межах 17-38 кПа. Дисперсійні клеї № 2, № 3 і № 4 мають достатню адгезію до ламінованих поверхонь, що можна пояснити їх хімічною спорідненістю з ОПП, яка підтверджується відповідними значеннями крайових кутів змочування (табл.1).

Для склеювання шорстких вбираючих поверхонь важливим фактором адгезійної взаємодії є забезпечення максимального контакту між субстратами, який забезпечується при певній товщині клейової плівки. За клеючою здатністю дисперсійні клеї можна розмістити у ряд:

№3 > №4 > №2 > №6 > №5 > №1.

Отже, для виготовлення складених оправ можна рекомендувати дисперсійні клеї № 2, № 3 і № 4, оскільки вони забезпечують достатню міцність склеювання при мінімальному часі загону (табл. 1).

Термоклеї (ТК) характеризуються малим часом загону (6-12 с), що ускладнює їх використання для виготовлення книжкових оправ згідно з традиційним технологічним процесом. Проте, існує можливість використання палітурних матеріалів з попередньо нанесеним шаром ТК. За швидкістю втрати липкості термоклеї можна розмістити в ряд:

№ 10 > № 9>№ 8 > № 7.

Таблиця 1.

Фізико-хімічні та технологічні властивості дисперсійних клеїв.

Особливості взаємодії системи “обкладинковий папір-клей” виявлені за допомогою рентгеноструктурного аналізу. Рентгенограми обкладинкових паперів вказують на наявність у них кристалічних та аморфних структур. Так, для паперу Аляска характерні піки 0,30 нм і 0,39 нм, які відповідають структурі крейди, в межах 24о-20о (2 Ио); для паперу Ensogloss – кристалічні піки 0,39 нм в межах 24о-20о (2 Ио). Піки 0,42 нм, які відповідають нанесеному на папір клею № 2, зникають після першого зрізу для паперу Аляска і після другого – для паперу Ensogloss (рис. 3, а і б).

Таким чином, рентгеноструктурний аналіз дозволив виявити особливості механізму взаємодії дисперсійних клеїв із обкладинковими паперами: клеї проникають тільки у невпорядковані (аморфні) зони паперу, чим можна пояснити утворення менш міцних клейових з’єднань крейдованих сортів паперу.

На основі аналізу результатів досліджень виділено два показники якості ламінування обкладинок: міцність ламінування і ступінь скручування ламінату, а також три основні фактори, які на них впливають: температура, швидкість і товщина паперу. Із підвищенням температури міцність ламінування зростає і, одночасно, збільшується небезпека скручування ламінатів. При збільшенні швидкості міцність ламінування зменшується через скорочення часу контакту між плівкою і папером. Чим товстіший папір, тим більшою повинна бути температура ламінування, чим менша товщина паперу, тим більше він схильний деформуватись. Таким чином, якість ламінування обкладинок визначається міцністю з’єднання плівки з папером і ступенем скручування ламінату.

Рис. 3. Залежність інтенсивності рентгенівських рефлексів (Ір) від кута дифракції (?) при проникненні клею в пори паперу:

а) – Аляска; б) – Ensogloss;

де 1, 2, 3 – І-ий, ІІ-ий і ІІІ-ий зрізи відповідно.

Дослідження оптичних властивостей відбитків, задрукованих офсетним способом в чотири фарби, показали, що ламінування обкладинок ОПП плівками (товщиною 27 мкм) збільшує їх глянець у 2,5-3 рази, а світлостійкість – на 25 %.

Деформування ламінатів можна пояснити усадкою ОПП плівок як наслідок температурного впливу при ламінуванні (рис.4, а). Це підтвердив

рентгеноструктурний аналіз, який показав поперечну орієнтацію і зменшення ступеня впорядкування структури плівок, вираженого висотою кристалічних гало (Нкр..г.), при підвищенні температури (рис. 4, б).

Рис. 4. Залежність усадки (а) і ступеня орієнтації (б) ОПП плівки від температури ламінування:

1 – поздовжній напрямок; 2 – поперечний.

Мікроскопічні дослідження поперечних зрізів ламінатів показали, що на гладкому крейдованому папері і коли поверхня відбитку вирівняна при багаторазовому накладанні фарби, спостерігається чітка границя між плівкою і папером (рис. 5, а); на відбитках із шорсткуватою поверхнею – границя більш розмита і плівка частково повторює рельєф макронерівностей паперу, за рахунок чого адгезійний зв’язок між ними міцніший (рис. 5, б).

Рис. 5. Мікрофотографії поперечних зрізів ламінатів на паперах різної гладкості: а) – крейдованому; б) – офсетному.

П’ятий розділ узагальнює результати досліджень впливу конструкції, матеріалів і технологічних режимів виготовлення книжкових оправ на їх якість. Побудовано ієрархічно-структурну схему (дерево властивостей) якості книжкової оправи за конструктивними, технологічними та експлуатаційними параметрами, що дозволило виявити найважливіші фактори впливу на якість книжкових оправ.

Проведено дослідження процесу формування якості книжкових оправ статистичними методами, які показали, що невідповідність лінійних розмірів книжкових оправ номінальним становить більше ніж 70 % від загальної кількості дефектів, а причиною їх виникнення (у 60 % випадків) є неточність розкрою палітурних матеріалів на заготовки. Оскільки аналіз результатів досліджень показав збільшення кількості дефектів з кожною наступною технологічною операцією, було здійснено математичне моделювання процесу розкрою палітурних матеріалів, як такого, що визначає протікання наступних операцій, а, отже, і кінцеву якість книжкових оправ. Економіко-математична модель розкрою палітурних матеріалів з мінімальними відходами має вигляд:

, ,

, , Z>0,

де аij – вихід заготовок з j-го варіанту розкрою; хj – компонент схеми розкрою; bі, - необхідна кількість заготовок і-го виду; сj – кількість відходів; Z – сумарна кількість відходів.

Отримана модель лягла в основу програми автоматизованого пошуку оптимальних схем розкрою палітурних матеріалів (за показником кількості відходів і з врахуванням технологічних вимог).

На основі аналізу експериментальних досліджень параметрів ламінування обкладинок ОПП плівками, отримано математичні моделі, які описують міцність ламінування (Q) та скручуваність (С) ламінатів залежно від маси паперу (m), температури ламінування (T) і робочої швидкості ламінатора (V):

З урахуванням технологічних умов:

Q (T,V, m) >20 кПа і С (T,V, m) ?5 мм,

отримали нерівність, яка описує область допустимих температур ламінування:

,

де ,

.

З використанням отриманих математичних моделей розроблено програму "Розрахунок оптимальних режимів ламінування обкладинок", яка дозволяє спростити процес підбору параметрів ламінування із забезпеченням отримання якісної продукції при максимальній продуктивності і мінімальних енергозатратах.

ВИСНОВКИ

У роботі розв’язано наукову задачу розробки конструкцій книжкових оправ підвищеної міцності і довговічності, які б відповідали реальним умовам їх експлуатації і при цьому отримано такі результати:

1.

На основі аналізу фахових вітчизняних і зарубіжних патентних і літературних джерел розроблено класифікацію книжково-журнальних оправ за їх конструктивними ознаками (кількістю деталей, наявністю додаткових конструктивних елементів, способу з’єднання з книжковим блоком).

2.

Розроблено конструкції обкладинок із порожнистим корінцем і технологічні схеми їх виготовлення. Лабораторні та виробничі випробовування новостворених конструкцій книжкових оправ в умовах поліграфічних підприємств показали, що їх міцність і довговічність у 4-6 разів більша у порівнянні з відомими конструкціями. Опрацьовано технологічні інструкції “Критво книжкових блоків обкладинкою”. Проведений техніко-економічний аналіз показав, що, при однаковій міцності, загальні затрати на видання у подвійній обкладинці менші майже на 20 % у порівнянні із витратами на видання в обкладинці і з суперобкладинкою.

3.

На основі проведених випробувань фізико-механічних показників обкладинкових паперів (всього 15 марок), розроблено рекомендації щодо його вибору для виготовлення обкладинок за показниками:

-

маса паперу – 100-200 г/м2;

-

ступінь проклейки – не менше 1 мм (за штриховим методом);

-

міцність на згинання – не менше 200 подвійних перегинів.

4.

Методом рентгеноструктурного аналізу встановлено характер і глибину проникнення клейових композицій у пори обкладинкових паперів, що дозволило описати особливості механізму протікання процесу плоского склеювання обкладинкових матеріалів на підставі механічної теорії склеювання.

5.

Досліджено вплив режимних і технологічних факторів на якість ламінування обкладинок, а також міцнісні та оптичні властивості ламінатів. Виявлено поперечну орієнтованість структури ОПП плівки. Пояснено механізм скручування ламінатів зменшенням впорядкованості ОПП плівки при збільшенні температури ламінування, що спричиняє усадку плівки. Мікрофотографії поперечних зрізів ламінатів показали, що краща адгезія буде у випадку ламінування відбитків з меншою гладкістю.

6.

Створено структурно-ієрархічну схему формування якісних показників книжкової оправи. Встановлено, що найбільше дефектів (до 45 %) при виготовленні книжкових оправ виникає під час проведення технологічної операції розкрою матеріалів на заготовки. Методом лінійного програмування здійснено математичне моделювання процесу розкрою палітурних матеріалів, розроблено програму пошуку оптимальних схем розкрою палітурних матеріалів для їх раціонального використання.

7.

Розроблено математичні моделі, які описують міцність скріплення плівки з папером і ступінь скручування ламінатів, на основі яких створено програму для визначення оптимальних режимів ламінування при певних вихідних умовах, що дозволило спростити процес вибору параметрів ламінування із забезпеченням отримання якісної продукції при максимальній продуктивності процесу і мінімальних матеріальних та енергетичних затратах.

Основні положення дисертації викладені в роботах:

1.

Мартинюк М.С. Дослідження технологічних та експлуатаційних властивостей палітурних матеріалів // Наукові записки. – Львів: УАД, 1998. – Вип. 1. – С. 40-42.

2.

Мартинюк М. Оптимізація процесу розкрою покривного матеріалу для палітурок методом математичного програмування // Поліграфія і видавнича справа. – 1999. – № 35. – С. 170-172.

3.

Мартынюк М.С. Оптимизация технологического процесса изготовления переплетных крышек // Полиграфич. пром-сть. – М.: НИЦ “Информпечать”. – 1999. – Вып. 3. – С. 18-20.

4.

Мартинюк М. С. Кваліметрична оцінка сучасних покривних матеріалів для книжково-журнальних оправ // Поліграфія і видавнича справа. – № 36. – 2000. – С. 90-92.

5.

Конюхова І., Мартинюк М. Дослідження впливу клейових композицій у забезпеченні якісної вставки книжкових блоків в палітурки з полімерним покриттям // Квалілогія книги: Зб. наук. праць. – Львів: В-тво Нац. універ. “Львівська політехніка”, 2000. – С. 140-144.

6.

Мартинюк М. Дослідження кваліметричних показників ламінування книжкових оправ // Квалілогія книги: Зб. наук. праць. – Львів: В-тво Нац. універ. “Львівська політехніка”, 2000. – С. 144-149.

7.

Мартинюк М.С., Якуцевич С.Я. Техніко-економічний аналіз ламінування друкованої продукції // Наукові записки. – Львів: УАД, 2001. – Вип. 4. – С. 123-124.

8.

Пат. 25601 A Україна, МПК 6 В 42 D 3/00. Конструкція книжково-журнальної обкладинки і спосіб її виготовлення / Мартинюк М.С., Гавенко С.Ф., Кулік Л.Й. – Заявл. 14.04.98; Опубл. 25.12.98, Бюл. № 6.

9.

Пат. 29271 А Україна, МПК 6 В 42 С 15/00. Спосіб приєднання суперобкладинки до обкладинки / Мартинюк М.С., Гавенко С.Ф., Кулік Л.Й. – Заявл. 14.04.98; Опубл. 16.10.2000, Бюл. № 5-ІІ.

10.

Пат. 32803 А Україна, МПК 6 В 42 D 3/00. Книжково-журнальна обкладинка і спосіб її виготовлення / Гавенко С.Ф., Мартинюк М.С., Кулік Л.Й. – Заявл. 28.04.1998; Опубл. 15.02.2001, Бюл. № 1.

11.

Мартинюк М., Огірко О. Прикладні аспекти комплексної оцінки якості оправ // Квалілогія книги. – Львів: НВП Мета, 1998. – С.106-107.

12.

Мартинюк М. Конструктивні особливості книжкових видань малих форматів і вимоги до їх якості // Квалілогія книги. – Львів: НВП Мета, 1998. – С. 107-108.

13.

Конюхова І.І., Кулік Л.Й., Мартинюк М. Використання статистичних методів оцінки якості друкованої продукції // Квалілогія книги. – Львів: НВП Мета, 1998. – С. 114-115.

14.

Гавенко С., Кулік Л., Мартинюк М. Конструкція книги. – Львів: Фенікс, 1999. – 136 с.

АНОТАЦІЯ

Мартинюк М.С. Удосконалення конструкцій книжкових оправ та оптимізація технології їх виготовлення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.01 – машини і процеси поліграфічного виробництва. – Українська академія друкарства, Львів, 2002.

Дисертація присвячена проблемі покращення якості книжкових оправ та оптимізації технології їх виготовлення, для чого запропоновано конструкції і технологічні схеми виготовлення обкладинок із порожнистим корінцем, які забезпечують покращення розкриття видання і збільшення його міцності та довговічності; досліджено вплив фізико-хімічних та фізико-механічних властивостей обкладинкових паперів і клеїв на якість книжкових оправ і дано практичні рекомендації щодо їх вибору. З допомогою рентгеноструктурного аналізу виявлено закономірності механізму плоского склеювання і ламінування.

Досліджено технологічні параметри процесу ламінування обкладинок орієнтованими поліпропіленовими плівками і здійснена їх оптимізація. Проведено математичне моделювання технологічної операції розкрою обкладинкових матеріалів і розроблено комп’ютерну програму розрахунку оптимального варіанту розкрою.

Ключові слова: конструкція книжкової оправи, обкладинка, обкладинкові матеріали, ламінування, плоске склеювання, розкрій палітурних матеріалів.

АННОТАЦИЯ

Мартынюк М.С. Усовершенствование конструкции книжных переплетов и оптимизация технологии их изготовления. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01 – машины и процессы полиграфического производства. – Украинская академия печати, Львов, 2002.

В дисертационной работе проанализировано состояние, проблемы и перспективы развития технологии изготовления книжных переплетов и показана необходимость создания конструкций повышенной прочности и долговечности, разработки технологии их изготовления, исследования механизма плоского склеивания, операций расскроя и ламинирования обложек ОПП пленками и оптимизации их технологических параметров. На основе проведенного анализа создано классификацию книжных переплетов по их конструкции и способу соединения с книжным блоком.

Созданы и запатентированы конструкции книжных переплетов с полым корешком, которые, по сравнению с обложками типа 2, обеспечивают увеличение прочности и долговечности издания в 4-6 раз, что подтверждено проведенным технико-экономическим анализом. Разработаны технологические схемы изготовления книжных переплетов новосозданных конструкций. Установлено, что прочность и долговечность книжных переплетов зависят от их конструкции, материалов, из которых они изготовлены, наличия бигов и их качественных параметров (глубины и ширины). Проведенные исследования также показали, что ламинирование обложек увеличивает их прочностные показатели на порядок в сравнении с неламинированными.

Определена взаимосвязь между физико-химических и физико-механических свойствами обложечных бумаг и качеством книжных переплетов, на основе чего сформулированы практические рекомендации по их выбору. С помощью рентгеноструктурного анализа определена глубина проникновения клеев в пористую структуру и выявлены особенности плоского склеивания обложечных бумаг с различной степенью гладкости.

Исследовано влияние технологических и режимных факторов ламинирования на качество обложек. На основе обработки экспериментальных данных получены математические модели, которые описывают прочность ламинирования и скручивание ламинатов в зависимости от массы бумаги, температуры ламинирования и робочей скорости. С их исспользованием разработана программа расчета оптимальных режимов ламинирования обложек, которая позволяет улучшить качественные показатели процесса при максимальной производительности.

Проведена квалиметрическая оценка технологического процесса изготовления книжных переплетов, создана иерархическая структурная схема качества книжного переплета. Статистические исследования технологического процесса изготовления книжных преплетов показали, что основная причина возникновения дефектов – это несоответсвие размеров полуфабрикатов номинальным, которые чаще всего возникают при раскрое материалов. Поэтому было осуществлено математическое моделирование процесса раскроя обложечных материалов и разработана компьютерная программа расчета оптимального варианта расскроя.

Ключевые слова: конструкция книжного переплета, обложки, обложечные материалы, ламинирование, плоское склеивание, раскрой переплетных материалов.

SUMMARY

Martynyuk M.S. The improvement of constructions bindings of books and optimization of the technology of production. – Manuscript.

The thesis for obtaining 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, 2002.

The thesis is devoted to the problem of improvement of a quality of book bindings and optimization of the technology of their production, for what it is offered the constructions and technological diagrams of manufacture of covers with loose back, which provide the improvement of openability of book and increase of its strength and durability. The influence of physicochemical and physical-mechanical properties of cover papers and glues on a quality of book bindings is researched and the practical guidelines at their choice are given. With the help of radiography analysis the legitimacies of plane sticking and lamination were discovered.

The technological parameters of the process of a lamination of covers by orientation of polypropylene films are researched and their optimization is carried out. The mathematical simulation of the cutting process of cover materials was conducted and the computer program of account of an optimum alternative cutting was developed.

Keywords: construction of book binding, a cover, cover materials, plane sticking, lamination, cutting of binding materials.

Здобувач Мартинюк М.С.

Підписано до друку 24.04.2002 р.

Формат 60?84/16. Папір офсетний.

Друк на різографі. Ум. друк. арк. 1,4. Обл.-вид. арк. 0,89.

Тираж 100 прим. Зам. 306.

Поліграфічний центр

Видавництва Національного університету “Львівська політехніка”

вул. Колесси, 2, 79000, Львів