УДК 676.1-035.42


МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПЕЧАТИ НА ИССЛЕДУЕМЫХ БУМАГАХ

к.т.н. Х.А.Бабаханова, д.т.н. Д.С.Набиев

Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности

 

 

В статье исследована бумага на основе хлопковой целлюлозы в композиции с пшеничной. Для изучения качества бумаги, с точки зрения получения на ней четких оттисков и точного цветовоспроизведения, на исследуемых видах бумаг отпечатаны тест-объекты на цветном лазерном устройстве Kserox DocuColor 250 и струйном принтере Epson Stylus Photo P50. Методами математической статистики определена корреляционная связь между оптической плотностью оттиска и пористостью, шероховатостью, впитывающей способностью поверхности исследуемых бумаг. Анализ показал, что при струйной печати оптическая плотность зависит от впитывающей способности поверхности исследуемых бумаг, а при цифровой печати от шероховатости, а затем от впитывающей способности. На основе измерений цветовых координат Lab построены цветовые охваты оттисков, из которых видно, что оттиски, отпечатанные на бумагах при соотношении 75:25 без проклейки на Epson Stylus Photo P50, имеют наибольший цветовой охват.

 

In this paper the paper based on cotton cellulose in combination with wheat. To study the quality of the paper, in terms of getting her prints clear and precise color reproduction in the studied types of paper printed the test objects on a color laser device Kserox DocuColor 250 and inkjet printer Epson Stylus Photo P50. Mathematical statistics methods defined correlation between the optical density of print and porosity, surface roughness, the surface of the absorbent paper. The analysis showed that the optical density of the ink jet depends on the absorbency of the surface of the paper, and with digital printing on the roughness, and then on the absorbency. Based on measurements of color coordinate Lab built color coverage of prints, which show that the prints are printed on paper with a ratio of 75:25 with no sizing for Epson Stylus Photo P50, have the largest color gamut.

 

Целлюлоза хлопковая, пшеничная, оптическая плотность, впитывающая способность, шероховатость, цветовой охват

 

 

I. Введение. В условиях Ташкентского института текстильной и легкой промышленности на протяжение многих лет ведутся научные исследования в области получения бумаги с необходимыми печатными свойствами из местного сырья для конкретного назначения. В качестве основного сырья используется хлопковая целлюлоза (ХЦ), производимая на Янгиюльской целлюлозно-бумажной фабрике. Ведутся работы по возможности использования целлюлозы из однолетних растений - пшеничной соломы (ПЦ) в определенном соотношении с хлопковой для бумажной отрасли. Исследовались такие переменные факторы, как исходное сырьё, способ получения, применяемые химические реагенты и технологический режим отлива.

Результаты исследований физико-механических свойств исследуемых бумаг доказала возможность использования пшеничной целлюлозы в композиции с хлопковой. Бумаги с достаточной механической прочностью и среднепористой структурой достигнуты при степени помола 600 ШР, 44% концентрации щелочи и соотношении 80:20 [1].

II. Постановка задачи. Для изучения качества печатной бумаги, с точки зрения получения на ней четких оттисков и точного цветовоспроизведения, на исследуемых видах бумаг отпечатаны тест-объекты на цветном лазерном устройстве Kserox DocuColor 250 и струйном принтере Epson Stylus Photo P50.

Разработанный тест-объект (градационная передача, цветовой охват, воспроизведение мелких деталей и т.д.) включал элементы максимально информативные и простые в использовании, не представляющие трудности при оценке, а также легко воспроизводимые в условиях реального производства.

Для оценки качества оттисков контролировались следующие величины:

-оптическая плотность изображения;

- цветовые координаты Lab электронного оригинала и оттисков.

III. Результаты. C помощью денситометра, работающего с отраженным светом, — GretagMacbeth D19C (диаметр измерительной апертуры — 3,6  мм, геометрия измерения — 0/45, источник света — лампа накаливания 3000 К, точность воспроизведения — ±0,01D или ±1%). измерили оптическую плотность пробных оттисков (табл. 1, 2). Для измерения цветовых координат Lab был использован спектрофотометр GretagMacbeth Spectrolino (диаметр измерительной апертуры — 4 мм, геометрия измерения — 45/0, режим измерения на отражение, источник света — газоразрядная вольфрамовая лампа типа А).

Показатели оптической плотности пробных оттисков

Таблица 1.

№

Компози-ционный состав, %

оптическая плотность пробных оттисков, отпечатанных

на струйном принтере

Epson Stylus Photo P50

на цветном лазерном устройстве Kserox DocuColor 250

ХЦ

ПЦ

C- голу-бой краски

M- пурпур-ной краски

Y- жёл-той краски

K – чёрной краски

C- голубой краски

M- пурпурной краски

Y- жёлтой краски

K – чёрной краски

1

 

100

1,28

1,58

1,70

1,97

1,78

1,85

1,95

2,27

2

100

 

0,92

1,20

1,43

1,66

1,57

1,57

1,73

2,07

3

90

10

0,84

0,89

1,37

1,68

1,61

1,68

1,77

2,15

4

85

15

1,04

1,22

1,43

1,72

1,59

1,71

1,77

2,08

5

80

20

1,07

1,25

1,75

1,43

1,65

1,72

1,78

2,22

6

75

25

1,11

1,50

1,51

1,79

1,69

1,73

1,75

2,01

7

70

30

1,12

1,30.

1,80

1,95

1,74

1,76

1,80

1,95

8

по стан-дарту:

мел.глянц. тип 1

мел.мат.тип 2

немелов.тип 4

 

 

1,55

 

1,45

 

1,00

 

 

1,50

 

1,40

 

0,95

 

 

1,45

 

1,25

 

0,95

 

 

1,85

 

1,75

 

1,25

 

 

 

 

 

Сравнение полученных результатов оптической плотности с денситометрическими нормами ISO 12647-2 (1996) (табл.1), показало, что оптическая плотность голубой краски (С) при струйной печати бумаг при 15-20% добавлении пшеничной целлюлозы, идентична оптической плотности стандартной немелованной бумаги тип.4, оптические плотности пурпурной краски (М) при 25%, жёлтой краски при 15% добавлении дали насыщенные цвета, близкие к мелованной глянцевой бумаге тип 1. При цифровой печати все цвета насыщены, чем на мелованной глянцевой тип1.

Передача градаций в печатном процессе связана с увеличением размеров растровых точек на печатном оттиске по сравнению с печатной формой [2]. Эта связь описывается градационной кривой печатного процесса (рис.1).

Рис. 1. Градационная кривая для голубой краски при: 1 – цифровой печати, 2 – при струйной, 3 – 4 при цифровой бумаг, проклеенных 1% и 2% ПВС бумаг при соотношении 80:20 с уравнением регрессии и коэффициентом детерминации

        

Как видно из рис.1, на бумагах без поверхностной проклейки при струйной печати (2), на проклеенных 1% ПВС бумагах при цифровой печати (3) получена оптическая плотность голубой краски, близкой к стандартной немелованной бумаге тип.4.

В данной работе исследованы влияние пористости, шероховатости, впитывающей способности поверхности исследуемых бумаг на оптическую плотность оттиска. Методами математической статистики [3] определены тесноты линейной связи между следующими характеристиками оттисков:

- пористость (обозначим её для удобства расчетов У) и оптическая плотность оттиска (Х)

- шероховатость (Z) и оптическая плотность оттиска (Х)

- впитывающая способность (V) и оптическая плотность оттиска (Х).

Для определения шероховатости использовали метод Паркера, основанный на измерении скорости протекания воздуха между поверхностью бумаги и мягкой эталонной пластиной, наиболее точно характеризующий поверхностные свойства бумаги для предсказания её поведения при печати.

Определение впитывающей способности бумаг при одностороннем увлажнении по методу Кобб (30) осуществляли по ГОСТ 12605-97 (ИСО 535-91). Сущность метода заключается в определении массы воды в граммах поглощенной поверхностью бумаги при смачивании одной стороны испытуемого образца при определенных условиях в течении установленного времени, по разности взвешивания до и после смачивания.

Экспериментальные значения исследуемых характеристики представлены в таблице 2.

Экспериментальные значения исследуемых характеристики

Таблица 2.

№

Композиционный состав, %

Пори-стость,

 %

Шерохо-

ватость, с

Впиты-вающая способ-ность, г/м2

Оптическая плотность оттиска

для голубой краски

ХЦ

ПЦ

при струйной печати

при цифровой печати

непроклеенные бумаги

проклеенные бумаги

1

 

100

57,90

7,44

27

1,28

1,78

1,04

2

100

 

48,88

8,59

111

0,92

1,57

 

3

90

10

55,90

7,09

101

0,84

1,61

1,0

4

80

20

58,84

7,58

113

1,07

1,65

1,06

5

75

25

53,69

8,32

110

1,11

1,69

1,01

6

70

30

58,08

9,29

114

1,12

1,74

0,91

 

Экспериментальным путём установлены следующие уравнения зависимостей и получены количественные оценки, отражающие данное влияние. Уравнение, описывающее зависимость оптической плотности оттиска от пористости, имеет следующий вид:

На основе проведенных исследований можно сделать вывод о том, между оптической плотностью оттиска при струйной печати и пористостью наблюдается прямая линейная связь (коэффициент корреляции rxy=0,497), то при цифровой печати, коэффициент корреляции которого rxy=0,038, наблюдается слабая линейная зависимость.

y-55,548=11,959 (x-1,057) (для струйной печати)

 

y-55,548=2,497 (x-1,004) (для цифровой печати)

 

Уравнение, описывающее зависимость оптической плотности оттиска от шероховатости, имеет следующий вид:

rxz=0,131 говорит о слабой линейной зависимости оптической плотности оттиска при струйной печати от шероховатости.

При цифровой печати на проклеенных бумагах коэффициент корреляции rxz=-0,788, характеризующая высокую обратную линейную связь, то есть с увеличением параметра уменьшается значение оптической плотности.

z-8,052 = 0,691 (x-1,057) (для струйной печати)

 

z-8,052 = -11,292 (x-1,004) (для цифровой печати)

 

Уравнение, описывающее зависимость оптической плотности оттиска от впитывающей способности, имеет следующий вид:

На основе проведенных исследований можно сделать вывод о том, что если между оптической плотностью оттиска при струйной печати и впитывающей способностью наблюдается теснота высокой обратной линейной связи (коэффициент корреляции rxv=-0,615), то при цифровой печати относительно средняя обратная зависимость, так как коэффициент корреляции rxv=-0,367. Это говорит о том, что с увеличением параметра впитывающей способности уменьшается значение оптической плотности оттиска при струйной печати. То

v-1,098=-134,1 (x-1,057) (для струйной печати)

 

v-1,098=-2,173 (x-1,004) (для цифровой печати)

 

Для анализа зависимостей оптической плотности от пористости, шероховатости и впитывающей способности поверхности исследуемых бумаг отразили опытные данные на координатной плоскости. Зависимость оптической плотности от пористости выражает функция вида:

для струйной печати 

для цифровой печати

Зависимость оптической плотности от шероховатости выражает функция:

 

для струйной печати 

для цифровой печати

 

Зависимость оптической плотности от впитывающей способности выражает функция:

 

для струйной печати 

для цифровой печати

Методом наименьших квадратов установлено оптимальное значение оптической плотности для струйной печати при пористости - 42,910; впитывающей способности - 7,322; шероховатости - 237,684. Для цифровой печати: 54,160; 20,065; 334,186.

Анализ показал, что если оптическая плотность при струйной печати зависит от впитывающей способности поверхности исследуемых бумаг, то при цифровой печати от шероховатости, а затем от впитывающей способности.

На основе измерений цветовых координат Lab плашек на контрольной шкале и их бинарных наложений построены цветовые охваты оттисков (рис.2). Из рис. 2 видно, что оттиски, отпечатанные на бумагах при соотношении 75:25 без проклейки на Epson Stylus Photo P50, имеют наибольший цветовой охват.

Рис. 2. Цветовой охват оттисков, полученных: 1 – при цифровой печати непроклеенных бумаг при соотношении 75:25; 2 – при струйной печати; 3 – при цифровой печати проклеенных бумаг

 

Анализ площадей цветового охвата оттисков, определённых весовым методом (табл.2), доказал, что бумаги при цифровой и струйной печатях при соотношении 75:25 без поверхностной проклейки и после проклейки 1% ПВС дали наибольший цветовой охват, а следовательно, наибольшее количество воспроизводимых цветовых оттенков.

Показатели площади цветового охвата оттисков, определенные весовым методом

Таблица 2.

№

Композиционный состав, %

Площадь цветового охвата оттисков, определенная весовым методом

ХЦ

ПЦ

при струйной печати

При цифровой печати

 

непроклеенные

непроклеенные

проклеенные 1% ПВС

проклеенные 2% ПВС

1

 

100

0,73

0,72

0,86

1,07

2

100

 

0,82

0,84

-

-

3

90

10

0,75

0,78

0,80

1,03

4

85

15

0,85

0,76

0,92

0,95

5

80

20

0,81

0,79

0,89

0,93

6

75

25

0,86

0,82

0,91

0,86

7

70

30

0,81

0,82

0,88

0,84

 

IV. Выводы.

Анализ показал, что если оптическая плотность при струйной печати зависит от впитывающей способности поверхности исследуемых бумаг, то при цифровой печати от шероховатости, а затем от впитывающей способности.

Анализ площадей цветового охвата оттисков, определённых весовым методом, доказал, что бумаги при цифровой и струйной печатях при соотношении 75:25 без поверхностной проклейки и после проклейки 1% ПВС дали наибольший цветовой охват, а следовательно, наибольшее количество воспроизводимых цветовых оттенков.

Визуальная оценка шрифтовых композиций показала, что все бумаги воспроизводят их практически одинаково, без существенных искажений.

Литература:

1.     М.Б.Мирзаева, Х.А.Бабаханова Влияние процесса размола бумажной массы на механическую прочность бумаг. Ж.Проблемы текстиля, 2012, №2, с.52-54

2.     Киппхан Г. Энциклопедия по печатным средствам информации. Технологии и способы производства.-М.:МГУП, 2003 -1280с.

3.     Борисова А.С., Варепо Л.Г., Колозова О.А., Голунов А.В. Моделирование оценки качества печатной продукции. «Успехи современного естествознания».М.: Российская Академия Естествознания, 2007, №12, с.26-28