Введение к работе
Актуальность темы. Структура современных носителей записи для
струйной цифровой печати представляет собой сложную систему
последовательно расположенных слоев полимерных композиционных
материалов, каждый компонент которой обладает определенной совокупностью
уникальных свойств, неразрывно связанных со свойствами других
составляющих. Такое эмерджентное и интерэктное влияние всех составляющих
системы в конечном счете определяет механизм ее взаимодействия с
окрашенными и неокрашенными компонентами чернил.
Бумаги для струйной печати должны отвечать ряду жестких требований,
предъявляемых к их оптическим, сорбционным, механическим и
геометрическим параметрам. Несмотря на то, что качество изображения
определяется результатом динамического процесса взаимодействия материала
как целостной системы и компонент чернил (тонера) печатающего устройства,
определяющую роль в его формировании играет поверхностный,
воспринимающий слой. Традиционно улучшепие эксплуатационных
параметров носителей записи обеспечивалось оптимизацией как
последовательности расположения композиционных полимерных слоев всего
материала в целом, так и состава полимерной композиции каждого слоя. В
технологии струйной печати качество изображения, полученного на материалах
- носителях записи, имеет ограничения, обусловленные свойствами слоев
материала - носителя записи.
С целью повышения качества изображений, в настоящей работе применен принципиально иной подход в управлении свойствами полимерных материалов
- носителей записи, основанный на целенаправленном изменении состава
воспринимающего слоя материалов путем формирования на их поверхности
твердых веществ - элементоксндных структурных единиц - методом
молекулярного наслаивания - одним из процессов химической нанотехнологии.
Анализ показал, что в результате проведенной химической модификации
улучшаются денситометрические, градационные, контрастно - резкостные
4 характеристики и характеристики тоно- и цветопередачи изображения, что составляет актуальность диссертационного исследования.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлось изучение и обоснование применимости методов молекулярного наслаивания для прецизионного управления широким спектром свойств полимерных композиционных материалов для струйной печати.
В соответствии с поставленной целью в работе рассматривались и решались следующие задачи:
-
изучение специфики процесса молекулярного наслаивания и выполнение основополагающих требований к его проведению и аппаратурному оформлению;
-
оптимизация структуры экспериментальной установки и технологических параметров процесса модификации, направленная на обеспечение воспроизводимости и однородности свойств рецептивного слоя модифицированных материалов;
-
оценка влияния совокупности конструктивных особенностей аппаратурного оформления и технологических параметров процесса молекулярного наслаивания на группы свойств модифицированных материалов - носителей записи для струйных технологий печати.
Методы исследования. С целью характеризации свойств исходных и
модифицированных материалов были использованы метод
термогравиметрического анализа, метод дифференциально-термического анализа, метод электронной спектроскопии диффузного отражения, метод сканирующей зондовой микроскопии, а также метод спектрофотометрического анализа.
Научная новизна. В настоящей работе впервые: 1) показана возможность применения методов молекулярного наслаивания для прецизионного управления широким спектром свойств полимерных композиционных материалов для технологий струйной печати;
5 2) доказано, что использование методов молекулярного наслаивания приводит к существенному изменению значений оптических, сорбционных и геометрических параметров полимерных композиционных материалов -носителей записи, что может служить основой целенаправленного управления их свойствами.
В работе были получены следующие новые научные результаты:
-
наномодификация воспринимающего слоя полимерных композиционных материалов, приводит к улучшению денситометрических, градационных характеристик и характеристик тоно- и цветопередачи изображения;
-
оптимизация технологических параметров, влияющих на диффузионную и кинетическую составляющую процесса наномоднфикации, позволила существенно улучшить значения оптических параметров модифицированных полимерных композиционных материалов;
-
наномодификация полимерных композиционных материалов приводит к изменению морфологических характеристик поверхности модифицированных материалов;
-
химическая природа реагента - модификатора приводит к появлению у модифицированного образца дополнительного отражения в коротковолновой области спектра;
Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы как для разработки новых материалов для струйных технологий печати, так и для усовершенствования уже созданных групп носителей записи.
Реализация и внедрение результатов исследований. Результаты исследований использованы в научно - исследовательской госбюджетной теме №669-ФР от 01.05.2009г, а также внедрены в методики лабораторных научно -исследовательских работ для студентов старших курсов по кафедре полимеров и композитов Санкт - Петербургского государственного университета кино и телевидения.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Закономерности изменения параметров воспринимающего слоя полимерных композиционных материалов для цифровой струйной печати в зависимости от условий использования прецизионных методов химической модификации, приводящих к образованию на поверхности носителей напоразмерных структур, существенно изменяющих ее морфологические характеристики.
-
На результаты химической модификации воспринимающего слоя материалов для цифровой струйной печати оказывают влияние конструктивные и технологические параметры, химическая природа модифицирующих веществ.
-
Изменение химической природы функциональных групп на поверхности материалов и морфологических характеристик воспринимающего слоя на наноуровне сказывается на изменении характера комплекса адсорбционно -адгезионных взаимодействий в системе «носитель записи - окрашенные и неокрашенные компоненты чернил», что в свою очередь отражается на потребительских свойствах материалов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
1) Международный Симпозиум «Фотография в XXI веке: Традиционные и
цифровые процессы», Санкт - Петербург, 15 — 16 июня 2006г.
-
The International Conference «Printing Technology SPb'06», St. Petersburg, June 26-30,2006.
-
Третья Всероссийская конференция (с международным участием) «Химия Поверхности и Нанотехнология», Санкт - Петербург - Хилово, Псковская обл. 24 сентября - 1 октября 2006г.
-
XX всероссийское совещание по температуроустойчивым покрытиям. СПб, 2007.
-
The 6th international conference on imaging science and hardcopy ICISH'2008, Zhanjiang City, P. R. China, 2008.
6) VIII Международная научно - практическая конференция «Визуальная
культура: дизайн, реклама, информационные технологии», Омск, 2009
7 7) Четвертая Всероссийская конференция (с международным участием) «Химия Поверхности и Нанотехнология», Санкт - Петербург - Хилово, Псковская обл. 28 сентября - 4 октября 2009г.
Публикации. Материалы диссертационной работы изложены в 12 научных трудах, в том числе 1 статья в рецензируемом издании «Известия высших учебных заведении. Проблемы полиграфии и издательского дела» (включен в Перечень журналов ВАК).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 183 источника. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц и 48 рисунков, 1 приложение.
Похожие диссертации на Носители для струйной печати на основе полимерных композиционных материалов с химически модифицированной поверхностью рецептивного слоя
