Классификация бумаги в полиграфии Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

This article discusses the NVIDIA CUDA GPU parallel computing platform. The review of algorithms for searching a convex hull on a plane is carried out and the choice of a quick hull algorithm for the implementation of a parallel version is justified. The basic instructions of the algorithm implemented using CUDA are given. An experiment to determine the effectiveness of the developed algorithm is described and its results are given. An analysis of the results.

Key words: parallel computing, GPU, CUDA, convex hull, QuickHull.

Belov Yuri Sergeevich, candidate of physical and mathematical sciences, docent, fn1-kf@mail. ru, Russia, Kaluga, Kaluga Branch of Bauman Moscow State Technical University,

Petuhov Dmitrij Evgen 'evich, student, petuhoff.dmitrij@yandex. ru, Russia, Kaluga, Kaluga Branch of Bauman Moscow State Technical University,

Grishunov Stepan Sergeevich, assistant, stepangrishunov@yandex. com, Russia, Kaluga, Kaluga Branch of Bauman Moscow State Technical University

УДК 655.05

КЛАССИФИКАЦИЯ БУМАГИ В ПОЛИГРАФИИ

Д.Г. Маркова

Рассматриваются основные виды и типы бумаги, применяемые в полиграфическом производстве, а также основные вопросы экологичности.

Ключевые слова: бумага, полиграфия, экологичность.

Полиграфическая отрасль имеет широкий профиль деятельности, от упаковочного производства, до книжной и журнальной печати. Для разного вида работ существует не только разное оборудование, но и его наполнение: краски, бумага и т.д. Существует множество различных типов бумаг и отличия есть как в составе, так и в размере. Каждый из видов имеет свои преимущества. Однако в современном мире не стоит забывать об остром и как никогда актуальном вопросе экологичности [1]. Из чего должна быть сделана бумага, чтобы можно было не волноваться о будущем лесов? Для того чтобы ответить на данный вопрос для начала необходимо рассмотреть основные существующие виды бумаги.

Вот некоторые из самых популярных разновидностей бумаги для печати:

- Bond

Этот тип бумаги прочен и долговечен в своём использовании. Благодаря высокому содержанию хлопка, бумага имеет высокую степень поглощения и поэтому часто встречается в офисах и используется в основном для бизнес-переписки.

- Глянцевая мелованная бумага

Различия по формату, белизне и плотности. Обычно используется для листовок и брошюр, поскольку имеет высокий блеск. А так как чернила хорошо высыхают, нет необходимости в герметизирующем лаке, поскольку чернила не стираются. Также традиционно используется при печати изображений или фотографий, а не текста. Глянцевая поверхность лучше подходит для печати изображений, чем матовая шероховатая.

- Матовая (штейновая)

Эта бумага является одной из наиболее часто используемых, так как она подходит для всех повседневных задач печати. Благодаря своему составу, матовая бумага хорошо впитывает чернила, позволяя им сохнуть быстрее, чем на бумаге других типов.

- Bright White

Данный тип бумаги гораздо более гладкий и не текстурированный, что делает его идеальным для высококачественной двусторонней печати. Яркость бумаги обеспечивает возможность печати на обеих сторонах без просвечивания чернил на другой стороне.

- Card Stock (кардсток)

Термин «кардсток» (cardstock) произошел от английского выражения stock of card- партия бумаги, определенного вида и плотности. В скрапбукинге это лист плотной бумаги, используемый при изготовлении открыток, страничек, альбомов и прочих скрапобъектов. Этот прочный тип бумаги чаще всего используется для скрапбукинга или для печати визиток и открыток. Так как данная бумага значительно толще, чем другие типы бумаги для принтера, она намного долговечнее.

Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. Вып. 12

Основным сырьем для производства бумаги являются целлюлозные волокна, которые представляют собой короткие нитевидные структуры. Целлюлозное волокно является основным строительным материалом растительного сырья, и его можно извлечь из древесины в больших количествах. Существует четыре основных источника целлюлозного волокна, используемых при производстве бумаги:

- хвойные деревья,

- лиственные деревья,

- переработанное волокно

- тряпичный материал (обычно состоит из нарезанного текстиля и хлопка).

В качестве пятого варианта - синтетические волокна, которые иногда используются для специальных бумаг. Другие растения, такие как сахарный тростник или бамбук, также используются в качестве источников волокна.

Хвойные и лиственные деревья служат источником волокна для листовой офсетной бумаги. Каждый источник производит волокно с немного различными характеристиками. Деревья лиственных пород, такие как тополь, береза и клен, дают более короткие волокна, около 1 мм в длину. Хвойные деревья, такие как ель, сосна и пихта, дают более длинные волокна длиной около 3 мм. Более длинные волокна мягкой древесины имеют тенденцию придавать бумаге большую прочность из-за лучшего сцепления волокон. Более короткие волокна твердой древесины обеспечивают бумагу большей массой и лучшей гладкостью поверхности.

Волокна целлюлозы имеют очень высокую прочность. Размер и форма волокон, которые варьируются в зависимости от типа дерева и даже внутри данного дерева, оказывают важное влияние на свойства бумаги.

Бумага состоит из множества ингредиентов в дополнение к волокну, включая проклеивающие материалы, минеральные наполнители и красящие вещества.

Минеральные наполнители (тонкоизмельченные, относительно нерастворимые неорганические материалы или минералы) добавляются в волокно до формирования листа для улучшения гладкости, непрозрачности и цвета. Наполнители также улучшают восприимчивость чернил офсетной бумаги. Бумага, которая была очищена, но не заполнена, может недостаточно быстро принимать печатную краску для хорошей начальной настройки, особенно при высокой скорости печати. Наполнители также уменьшают точечные искажения благодаря улучшенной гладкости поверхности. Кроме того, наполнители уменьшают просвечивание, которое происходит, когда изображение, напечатанное на одной стороне листа, можно увидеть с другой стороны из-за недостаточной непрозрачности. Наполнители улучшают яркость (белизну) бумаги, что делает напечатанные изображения более «объёмными». Глина (из очищенной натуральной каолиновой глины), диоксид титана и карбонат кальция являются наиболее часто используемыми наполнителями.

Цветная бумага требует добавления пигментов и красителей. Цветная бумага довольно распространена в листовой офсетной литографии.

Материалы для проклейки включают крахмал и канифоль. Внутренняя проклейка предназначена для придания бумаге водонепроницаемости, ключевого фактора в бумагах, используемых для литографии.

Поверхностная проклейка- это нанесение на поверхность бумаги тонкого слоя проклеивающих веществ (масса покрытия составляет до 6 г/м2) с целью обеспечения высокой прочности поверхности бумаги, предохраняющей ее от выщипывания отдельных волокон липкими красками, а также с целью уменьшения деформации бумаги при увлажнении для обеспечения точного совпадения красок в процессе многокрасочной печати. Особенно это важно для офсетной и литографской печати, когда бумага подвергается увлажнению водой в процессе печати[2].

Хорошо известно, что производство бумаги, как и любая другая промышленность оказывает огромное влияние на окружающую среду. Использование и переработка сырья оказывает множество негативных воздействий на окружающую среду.

С другой стороны, есть технологии, которые могут смягчить негативное воздействие на окружающую среду, и они также имеют положительный экономический эффект. Одним из таких процессов является производство бумаги из переработанных волокон. Такой вид производства не только потребляет меньше энергии, сохраняет природные ресурсы, а именно дерево, но и уменьшает загрязнение окружающей среды. Конфликт между экономической оптимизацией и защитой окружающей среды получил широкое внимание во многих мировых исследовательских программах для планирования системы управления отходами.

Экологичная бумага - это именно то, что следует из ее названия: более экологичная версия традиционной бумаги с меньшим углеродным следом и общим воздействием на окружающую среду. Существует два основных вида экологически чистой бумаги. Первый - это переработанная бумага. Второй - ГБС сертифицированная бумага.

Вторичная бумага производится из отходов после потребления, а не из древесной массы из свежесрубленных деревьев. Бумажные изделия могут быть переработаны в новый чистый тип бумаги. Легко увидеть, как широко распространенная переработка бумажных изделий может помочь уменьшить обезлесение, создавая более переработанную бумагу, не требующую свежих деревьев. Сокращение вы-

рубки лесов уменьшает потери среды обитания для дикой природы и сохраняет больше кислорода в атмосфере.

Вторичная бумага все чаще производится в различных сортах в бумажной промышленности. Однако все еще существуют технические проблемы, в том числе снижение механической прочности переработанной бумаги. В частности, бумага химического происхождения, то есть тонкая бумага, требует определенного уровня прочности. Например, из переработанного крафта получаются листы, которые являются достаточно слабыми по прочности. Такое поведение может быть объяснено снижением способности к повторному набуханию или уменьшением гибкости повторно увлажненных волокон целлюлозы из-за их рогового измельчения и, возможно, потерей мелких частиц в процессе переработки, что снижает как общую площадь склеивания, так и прочность бумаги.

Целью производителя переработанной бумаги или картона является создание продукта, соответствующего спецификациям и требованиям клиентов. По сути, переработанные волокна загрязнены, поэтому качество переработанной целлюлозы напрямую зависит от истории волокон, т. е. от происхождения, процессов и обработки, которые испытывали эти волокна.

Однако переработка бумаги может сделать даже больше, чем спасти деревья. Фактически, переработка примерно одной тонны бумаги снижает выбросы парниковых газов на одну тонну углеродного эквивалента и экономит около 7000 галлонов воды. Поскольку деревья помогают отфильтровывать частицы из воздуха, большее количество деревьев также означает меньшее загрязнение в глобальном масштабе.

Лесной попечительский совет(ГБС), которая описывает себя как «группа предприятий, экологи и общественные лидеры» является уважаемой некоммерческой организацией, которая направлена на защиту лесов в мире, контролируя и совершенствование производства древесины. FSC работает с большими и малыми компаниями в лесной промышленности, чтобы проверять и отслеживать древесину и целлюлозу через производственные цепочки, а также обеспечить устойчивое управление большим количеством лесов. Любые изделия из бумаги или дерева, сертифицированные FSC, были созданы с использованием устойчивых методов.

Бумага, сертифицированная FSC, будет четко помечена как таковая. Некоторые предприятия могут не решаться использовать переработанную бумагу, так как ее текстура и внешний вид могут немного отличаться от обычной бумаги. Но сертифицированная FSC бумага неотличима от традиционной и, следовательно, может оказаться более привлекательной, особенно в корпоративном мире.

Некоторая сертифицированная FSC бумага также изготавливается, по крайней мере частично, из постпотребительских материалов. Некоторые FSC сертифицированные бумаги даже частично изготавливаются из недревесных материалов, таких как солома пшеницы. Такая бумага может дополнительно уменьшить количество срубленных деревьев, необходимых для производства бумаги [3].

Переработка бумаги приобретает все большее значение для устойчивого развития бумажной промышленности как экологически чистого предприятия. Поэтому исследования, связанные с переработкой бумаги, приобретают всё большее значение для полиграфической отрасли.

Потратив время на распространение информации о переработанной и сертифицированной FSC бумаге, или поощряя использовании такой бумаги для повседневных нужд печати, можно спасти деревья, уменьшить загрязнение, сохранить воду, уменьшить выбросы углерода и обеспечить увеличение количества лесов.

Список литературы

1. Проблемы развития полиграфической отрасли [Электронный ресурс]. URL: http://perevodika .ru/ interesnoe/m6/problemy-razvitiya-poligraficheskoy-otrasli.php (дата обращения: 14.11.2019).

2. Свойства бумаги: теория и практика [Электронный ресурс]. URL: https:// compuart. ru/article/14526 (дата обращения: 15.11.2019).

3. Перспективы полиграфии [Электронный ресурс]. URL: http://www.printech-expo.ru/ru-RU/ about/ news/1968.aspx (дата обращения: 15.11.2019).

Маркова Дарья Геннадьевна, магистрант, markova-96@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

CLASSIFICA TION OF PRINTING PAPER D. G. Markova

The main types of paper used in printing production, as well as the main issues of environmental friendliness are considered.

Key words: paper, printing, environmental friendliness.

Markova Daria Gennadyevna, master student, markova-96@yandex. ru, Russia, Tula, Tula state University