ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИДА И СОСТАВА ЧЕРНИЛ НА КАЧЕСТВО СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ

АННОТАЦИЯ

В статье исследовано влияние вида и состава чернил на качество струйной печати. Для оценки влияния состава водорастворимых чернил на качество воспроизведения графической информации разработан тест-объект, отпечатанный на двух типах бумаги с использованием чернил промышленного производства и чернил нового состава. Микрофотографический анализ показал, что при применении чернил нового состава наблюдается неровность и зубчатость краёв шрифта малого кегля, обусловленные реологическими свойствами чернил и их взаимодействием с носителем. Полученные результаты подтверждают необходимость оптимизации параметров чернил для повышения чёткости мелких графических элементов.

ABSTRACT

The article investigates the influence of ink type and composition on the quality of inkjet printing. To evaluate the effect of dye-based ink composition on the reproduction quality of graphic information, a test object was developed and printed on two types of paper using commercially manufactured inks and inks of a newly developed formulation. Microphotographic analysis revealed that the use of the new ink formulation results in edge irregularity and serration of small-point-size type, caused by the rheological properties of the ink and its interaction with the substrate. The obtained results confirm the necessity of optimizing ink parameters to improve the sharpness and clarity of fine graphic elements.

Ключевые слова: водорастворимые чернила, струйная печать, качество воспроизведения, микрофотографический анализ, шрифт.

Keywords: dye-based inks, inkjet printing, reproduction quality, microphotographic analysis, font.

Введение

Струйная печать является одной из наиболее востребованных технологий для воспроизведения малотиражной черно-белой и полноцветной печатной продукции. Данная технология обеспечивает оптимальное соотношение «цена–качество» для печатной продукции. К преимуществам струйной печати относятся: простота и удобство обслуживания системы, минимальное время подготовки тиража к печати, высокая скорость выполнения заказов, возможность персонализации, а также ряд других преимуществ по сравнению с традиционной офсетной печатью [1].

Качество струйной печати определяется совокупностью физико-химических свойств чернил, параметров печатающей головки и характеристик запечатываемого материала. Ключевую роль играет состав чернил, который влияет на процессы формирования капли, её транспортировку, взаимодействие с поверхностью носителя и последующую фиксацию красителя [2].

В современной практике применяются преимущественно водорастворимые (dye-based) и пигментные (pigment-based) чернила, отличающиеся механизмом формирования изображения и эксплуатационными характеристиками.

Водорастворимые чернила представляют собой молекулярные растворы органических красителей в водной среде с различными добавками, тогда как пигментные чернила являются коллоидными системами, содержащими твёрдые частицы пигмента (размером 50–200 нм), стабилизированные диспергирующими агентами (табл.1).

Таблица 1.

Сравнительная таблица для оценки качества водорастворимых и пигментных чернил

По данным табл. 1 можно сказать, что водорастворимые чернила обеспечивают высокий цветовой охват и плавность градиентов, однако уступают пигментным системам по эксплуатационной стойкости. Пигментные чернила характеризуются большей долговечностью и стабильностью изображения, что делает их предпочтительными для архивной и профессиональной печати.

Материалы и методы исследования

Для правильности подбора типа водорастворимых чернил актуально проводить исследования, так как используются различной конструкции принтеры и широкий спектр запечатываемых материалов. В связи с этим, целью данной работы является экспериментальное исследование влияния вида и состава струйных чернил на показатели качества печати при использовании принтера и различных типов запечатываемых материалов, а также установление закономерностей между физико-химическими характеристиками чернил и эксплуатационными свойствами получаемых отпечатков [3].

Для изучения влияния состава чернил на качество печати разработан тест-объект (рис.1), который отпечатан на струйном принтере на двух типах бумаги: Double side Matte inkjet paper 230 г/м² и Two sided inkjet art paper 140 г/м² при использовании чернила промышленного производства Epson 103 dye ink (Китай) и чернила нового состава.

На разработанном тест-объекте (рис.1) имеются специальные шкалы для контроля передачи градаций основной триады цветов (СМУК), многокрасочные изображения для оценки воспроизведения памятных цветов (неба, зелени, цвета кожи). Для оценки точности воспроизведения шрифтовой информации тест-объект включал позитивный и негативный шрифт гарнитуры Test Page светлого начертания размером от 4 до 18 пунктов.

Рисунок 1. Разработанный тест-объект

Таблица 2

Характеристики использованных бумаг

Для оценки графической точности воспроизведения микроштриховых элементов изображения на оттисках, отпечатанных двумя видами чернил, применялся оптический микроскоп.

Результаты и их обсуждение

Степень влияния состава чернил на качество воспроизведения графической информации оценивалось по точности воспроизведения шрифтов, а также мелких штриховых элементов [4]. Оценка воспроизведения методом оптической микроскопии проводилась с учетом минимального размера шрифта (6 пунктов), четко отпечатанного на отпечатке. Микрофотографии представлены на рис.2.

Рисунок 2. Микрофотографии оттисков, отпечатанных на бумагах:

а - Two sided inkjet art paper; б - Double side Matte inkjet paper

На микрофотографиях отпечатков, выполненных чернилами промышленного состава (Китай) и чернилами нового состава, показано, что края шрифта кегля 6 пунктов имеют неровную, зубчатую структуру, что обусловлено неконтролируемым растеканием капли по поверхности носителя, капиллярной диффузией красителя в структуру бумаги и частичным образованием спутниковых капель при формировании струи [5-6]. Дополнительным фактором может являться несоответствие реологических характеристик чернил (вязкости и поверхностного натяжения) параметрам печатающей головки, что приводит к снижению точности позиционирования капли и ухудшению чёткости контуров мелких элементов изображения.

Заключение

В статье оценивалось влияние вида и состава чернил на качество воспроизведения шрифтовой информации при струйной печати, которая широко используется в оперативной полиграфии и относится к современным цифровым, в частности бесконтактным, технологиям. Полученные результаты микрофотографического анализа свидетельствуют о том, что неровность и зубчатость краёв шрифта малого кегля обусловлены совокупным влиянием реологических свойств чернил и их взаимодействия с запечатываемым материалом. Это указывает на необходимость оптимизации вязкости и поверхностного натяжения чернил, а также согласования их параметров с характеристиками печатающей головки для повышения чёткости воспроизведения мелких графических элементов.

Список литературы:

1. Мохначев П. А. Струйная печать. Путь развития // Вестник Московского государственного университета печати. – 2011. – №11. – С. 158-161.
2. Tian H.Y, Wei X.F, Huang B.Q. Influence of Ink Performance on Ink‑Jet Printing Quality // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 469. – pp. 348–356.
3. Cao T., Yang Z., Zhang H., Wang Y. Inkjet printing quality improvement research progress: A review // Heliyon, Elsevier Ltd. – 2024. – Vol. 10. – №10.  – P. 15-27.
4. Бабаханова Х.А., Галимова З.К., Громыко И.Г. Информационная оценка качества печати // Труды БГТУ. Принт-медиатехнологии. – 2020. –  Серия 4. – №1. – С. 5-10.
5. Зильберглейт М. А., Марченко И. В. Влияние структуры бумаги на цветопередачу струйной печати // Труды БГТУ. Сер. 4, Принт-и медиатехнологии. – 2024. – № 1 (279). – С. 13–18.
6. Варепо Л.Г., Бабаханова Х.А. Влияние состава бумаги на показатели технических свойств // Омский научный вестник. ОмГТУ. – 2014. – №3 (133). – С. 251-253.