Количественная оценка красковосприятия запечатываемого материала Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Секция S

МЕТРОЛОГИЯ II СТАНДАРТИЗАЦИЯ

УДК 655.3.022.51

Л.Г. Варепо, L.G. Varepo, e-mail: [email protected] Е.Б. Трапезников, E.V. Trapeznikov, e-mail: [email protected] "И.В. Нагорноеа, J.V. Nagornova, e-mail: [email protected] Омский государственный технический университет, г. Омск Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia

* Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова, г. Москва. Россия

* Moscow State University7 of Printing Arts of the наше Ivan Fedorov, Moscow, Russia

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА КРАС КОВ О С ПРИЯТИЯ ЗАПЕЧАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА

QUANTITATIVE EVALUATION INK PENETRATION PRINTING MATERIAL

Представлены результаты количественной оценки основных характеристик мнкрогеоиетрнн поверхности различных видов бумаги и ЗО-изебраженнй, полученных с использованием лазерного сканирующего конфокального микроскопа: математическая модель для расчета показателя красковосприятия бумаги с учетом характеристик профиля поверхности, глубины впитывания краски, формы и размера пор.

The results of quantitative evaluation of surface uncrogeonietry baiic characteristic::; for various kinds of paper and 3D- images obtained by using a scanning laser confocal microscope are represented the mathematical mo del of the ink penetration rate according to surface profile parameters, depth of ink penetration, shape and pore size is calculated.

Ключевые слова: поверхность, михрогеомвтрия, красковосприятие, электронная микроскотт

Keywords: surface microgeometry, ink penetration, electron microscopy

Для получения оттисков, отвечающих предъявляемым к ним требованиям ГОСТ Р 54766 (ISO 12647-2), и прогнозирования: характера взаимодействия бумаги (картона) и печатной краски в процессе печатания необходимо иметь четкое представление о красковос-приятии.

Согласно методу по ГОСТ 24356 красковосприяхие материалов определяют по оптическим плотностям плашечных полей при их одно-, двух- и трехкрасочных наложениях с учетом их последовательности. Основные недостатки - высокая трудоемкость процесса, не учитывается шероховатость поверхности и впитывание краски в поры бумаги:, ассортимент запечатываемых материалов, для которых на номограмме построены эталонные кривые для определения красковосприятия, не включает бумагу с тиснением поверхности и картон.

Методы исследований

Оценку характеристик структуры и микрогеометрии поверхности запечатываемого материала осуществляли с использованием лазерного сканирующего конфокального микроскопа KEYENCE VK-9700 Generation II. позволяющего проводить бесконтактные шмере-ния путём получения трехмерных координат точек рельефа поверхности лазерным сканированием образца бумага (картона). Высокое разрешение и передача истинного пвета изображения образца обеспечивается за счет одновременного использования для освещения коротковолнового лазера и источника белого света

Изучение границы раздела печатная краска-бумага и распределение печатной краски в поверхностных и объемных слоях запечатываемого материала проводили методом растровой электронной микроскопии с предварительной операцией cross-section на основании изображений, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM7500F JEOL

Исследование поперечного среза бумаги проводили в режиме детектирования вторичных электронов (режим SEI - image secondary electron) при ускоряющем напряжении 5-10 kB, увеличении 2000х.

Объектом исследования является оттиск, запечатанный черной краской TOYO Tianjiu Ink Orion на различных видах бумаги (картона) с различной микрогеометрией поверхности, на офсетной печатной машине Speedmaster SM-102.

Результаты и их обсуждение

Для того чтобы предопределить рельеф, который случайным образом реализуется в процессе изготовления и отделки запечатываемого материала (бумаги, картона), характер которого представлен на .Ш-изображении одного из образцов с использованием лазерного сканирующего конфокального микроскопа (рисунок 1), используем уравнение профиля поверхности [1]:

Zîrfcï

К ** — (1)

й=1

где коэффициент Ь^ вычисляется по формуле

f

2 f V

= J j ф,у} —Щ

а

1 — длина образца, гО*,у) = функция профиля поверхности при фиксированном

значении у.

Аналитическое представление профиля поверхности и оценку1 его параметров осуществляли с помощью разработанного программно-алгоритмического обеспечение с использованием языка программировании Visual С# и NET Framework 4.0 и программной среды - Microsoft Visual Studio 2010 [2].

Оценку крас ков осприятия запечатываемого материала (бумаги, картона) осуществляли с помощью математической модели, представленной ниже, имитируя процесс в заданной печатной системе и программного продукта [3, 4], что позволяет снизить временные и трудовые затраты:

где (I - средний диаметр поры, д - средняя глубина впитывания краски в поры, я - количество пор на 1 см", а и Ь - размеры образца запечатываемого материала, ¿^.у^+у - коэффициенты многочленов Фурье для профилей красочного слоя и поверхности бумаги; г -радиус пор; Т - время контакта; ц - динамический коэффициент вязкости краски; Р - давление; а - коэффициент поверхностного натяжения: ф - равновесный краевой угол смачивания.

В уравнении (3) масса краски на образце состоит из двух слагаемых М= М^ 4 первое из которых равно массе красочного слоя лежащего выше деформированной по-

Библиографический список

1. В apeno, JL Г. Аналитическое представление опенки профиля поверхности материалов для печати / Л. Г В apeno, А. С. Борисова, О. А Колобова И Известия высших учебных заведении. Проблемы полиграфии и издательского дела. - 2010. — № 5. - С. 162—3.

2. В apeno, Л. Г. Реализация алгоритма для аналитического представления профиля поверхности / Е. В Трапезников, Л. Г. Варепо, О. А. Колозова И Проблемы полиграфии и издательского дела. - 2013. - № 3. - С. 61-65

3. Варепо, Л. Г. Моделирование оценки красковосприятия пористого запечатываемого материала в процессе листовой офсетной печати / Л. Г. Варепо Н Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. - 2012. - № 5. - С. 3-8.

4. Варепо, Л. Г. Моделирование оценки крас ков осприягия на основе аналитического представления профиля поверхности / Л. Г. Варепо, А. С. Борисова, О. А. Колозова .7 Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2011. - № 3(103). - С. 323-325.

5. Варепо, Л. Г. Изучение поперечного среза запечатанного материала методом растровой электронной микроскопшш / Л. Г Варепо .7 Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2011. - № 1С 3-11.

6. Варепо, Л. Г К вопросу распределения печатной краски в структу ре запечатываемого материала / Л. Г Варепо i i Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2011. — № 2(100). - С. 230-232.