Оценка влияния текстурных характеристик исследуемых бумаг на качество печати

Введение. Качество печати обеспечивается при полном контакте поверхности бумаги с формой, что способствует равномерному восприятию и закреплению печатной краски. Поверхность бумаги определяется текстурными характеристиками, а именно пористостью, шероховатостью, впитывающей способностью. Известно, что на бумагах с высокой пористостью оттиски получаются менее контраст­ными, менее насыщенными, это объясняется тем, что макропоры между волокнами способствуют быстрому и полному проникновению связующего печатной краски. На более плотной, менее пористой бумаге дос-тигается более высокая четкость изобра­жения [1, 4].

Экспериментальная часть. В данной работе исследуются текстурные характеристики бумаги, в составе которого местная хлопковая целлюлоза (ХЦ), полученная из хлопкового линта, и целлюлоза из пшеничной соломы (ПЦ). По результатам иссле­дований физико-механических свойств исследуемых бумаг установлено, что при степени помола 60⁰ ШР, 44% концентрации щелочи и соотношении 80:20 получены бумаги с достаточной механической проч­ностью и среднепористой структурой [3].

Для изучения текстурных характеристик исследуемой бумаги, с точки зрения получения на ней четких оттисков и точного цветовоспроизведения, 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 контролировалась оптическая плотность изображения, измеренная с помощью денситометра GretagMacbeth D19C, значения которых вставлены в табл. 1.

Таблица 1.

Значения оптической плотности оттисков

Сравнение полученных результатов оптической плотности оттисков 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.

В данной работе для оценки влияния текстурных характеристик исследуемых бумаг на оптическую плотность оттиска, методами математической статистики [2] 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.

Таблица 2.

Экспериментальные значения исследуемых характеристик

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 r_xy=0,497), то при цифровой печати, коэффициент корреляции которого r_xy=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:

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

При цифровой печати на проклеенных бумагах коэффициент корреляции r_xz=-0,788, характеризующий 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 сильная обратная линейная связь (коэффициент корреляции r_xv=-0,615), то при цифровой печати относительно средняя обратная зависимость, так как коэффициент корреляции r_xv=-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 - 43; впитывающей способности - 7,3; шероховатости - 238. Для цифровой печати: при пористости - 54; впитывающей способности - 20; шероховатости - 334.

Выводы. Анализ исследований 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.