ТОПОГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЦЕНОК НЕОДНОРОДНОСТИ БУМАГИ В ПРОЦЕССЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРАСКА – БУМАГА

УДК 676.017

Зильберглейт Марк Аронович – доктор химических наук, профессор кафедры технологии неорганических веществ и общей химической технологии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: mazi@list.ru

Мидуков Николай Петрович − доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой инженерной графики и автоматизированного проектирования. Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна (198095, г. Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, 4, В-409, Российская Федерация). E-mail: gturp-igap@bk.ru

Марченко Ирина Валентиновна − магистр, старший преподаватель кафедры полиграфических производств. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: Marchenko_i_v@belstu.by

Грудо Сергей Казимирович − кандидат технических наук, доцент кафедры полиграфического оборудования и систем обработки информации. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: Grudo@belstu.by

 

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-6729-2024-285-4.

 

Ключевые слова: неоднородность бумаги, краски, просвет, отражение, модель, среднеквадраточное отклонение, энтропия, фрактальная размерность

Для цитирования: Зильберглейт М. А., Мидуков Н. П., Марченко И. В., Грудо С. К. Топографическое моделирование оценок неоднородности бумаги в процессе взаимодействия краска – бумага // Труды БГТУ. Сер. 4, Принт- и медиатехнологии. 2024. № 2 (285). С. 28–38. DOI: 10.52065/2520-6729-2024-285-4.

Аннотация

В настоящем исследовании проведено топографическое моделирование для оценки неоднородности бумаги, а также возможных результатов взаимодействия бумага − краска. За основу модели было принято положение о поглощении света «черным телом». Поверхность бумаги рассматривается как текстура с различными углублениями (промоинами), причем с увеличением глубины впадин отражение света, падающего на поверхность, уменьшается. С другой стороны, анализируя просвет бумаги методами оптической микроскопии, можно принять, что уменьшение поглощения света связано с неоднородностью структуры бумаги, обусловленной как технологией изготовления, так и свойствами бумажного волокна. Несмотря на различный механизм взаимодействия света с поверхностью бумаги и бумаги как массива, имеющего дефекты в структуре, методы обработки данных ничем не отличаются. Рассмотрены различные топографические модели неоднородных изображений и способы их контроля. Наряду с таким традиционным показателем, как стандартное отклонение (дисперсия), следует рассматривать и другие параметры: энтропия, распределение неоднородных областей по размерам и их количеству, отклонение геометрического центра изображения от центра масс. Показатель фрактальной размерности требует дальнейшего изучения в качестве способа контроля неоднородности. При рассмотрении модели оценки качества печати использование топографического моделирования предполагает учет среднеквадратичного отклонения, расчет количества областей с одинаковой яркостью по серому и, соответственно, их среднего размера.

Скачать

Список литературы

  1. The effect of Localised Dewatering on Paper Formation / B. Norman [et al.] // Proceedings International Paper Physics Conference. Niagara-on-the-lake. Canada. 1995. P. 55.
  2. Johansson P., Norman B. Methods for evaluating formation, print unevenness and gloss variations developed at STFI, TAPPI // TAPPI PRESS: Process and Product Quality Conference Proceedings. Atlanta. 1998. P. 139.
  3. Kerekes R., Schell C. Characterization of Fiber Flocculation Regimes by a Crowding Factor // J. Pulp Pap. Sci. 1992. 18 (2). J 32.
  4. Kerekes R. Perspectives on fibre flocculation in papermaking // TAPPI PRESS: International Paper Physics Conference Proceedings. Atlanta. 1995. P. 23.
  5. Kerekes R., Soszynski R., Tam Doo P. The flocculation of pulp fibres // Mechanical Engineers Publication Ltd: 8th Fundamental Research Symposium Notes. London. 1985. Vol. 1. P. 265.
  6. Seth R. Fire Quality Factors in Papermaking. II: The Importance of Fibre Coarseness: materials Interactions Relevant Pulp, Pap. Wood Ind., San Francisco, CA, Mat. Res. Soc. Proc.v.197:143. Physics Conference Proceedings. CPPA. Montreal. 1990. P. 23.
  7. Кларк Дж. Технология целлюлозы / пер. с англ. А. В. Оболенской, Г. А. Пазухиной. М.: Лесная пром-сть, 1983. 456 с.
  8. Cresson T., Luner P. Characterization of paper formation. Part 3: The use of texture maps to describe paper formation // Tappi Journal. 1991. 74 (2). P. 167,
  9. Cresson T., Luner P., The characterisation of paper formation. Part 2: The texture analysis of paper formation // Tappi Journal. 1990. 37 (12). P. 175–184.
  10. Nazhad M. M., Karnchanapoo W., Palokangas A. Some effects of fiber properties on formation and strength of paper // Appita Journal. 2003. Vol. 56, no. 1. P. 61−65.
  11. Nazhad M. The influence of formation on tensile strength of papers made from mechanical pulps // Tappi Journal. 2000. Vol. 83, no. 12. P. 63.
  12. Ramezani O., Mousa M., Nazhad М. The effect of refining on paper formation // Tappsa Journal. Archive 2. 2005.
  13. Yan H., Norman B. Fibre Length Effect on Fibre Suspension Flocculation and Sheet Formation // Nordic Pulp and Paper Research Journal. 2006. Vol. 21, no. 1. P. 30–34.
  14. Bernie J., Douglas W. A new instrumental determination of solid print nonuniformity. Proc // TAPPI Coating & Graphic Arts Conference. San Diego. 2001. P. 231−242.
  15. Вайсман Л. М. Структура бумаги и методы ее контроля. М.: Лесная пром-сть, 1973. 152 с.
  16. Кулак М. И., Медяк Д. М. Взаимосвязь структуры и оптических свойств бумаги // Актуальные проблемы прочности: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Витебск, 2004. С. 184−189.
  17. Казаков Я. В., Зеленова С. В., Комаров В. И. Влияние неоднородности структуры на характеристики жесткости картонов-лайнеров // Лесной журнал. 2007. № 3. С. 110−121.
  18. Mikko Alaval, Kaarlo Niskanen. The physics of paper // Rep. Prog. Phys. 2006. 69. Р. 669–723. doi:10.1088/0034-4885/69/3/R03.
  19. Euler-Poincarè characteristics of classes of disordered media / C. H. Arns [et al.] // Phys. Rev. 2001. E 63 031112:1–13.
  20. Hellen E. K. O., Alava M. J., & Niskanen K. J. Porous structure of thick fiber webs // Journal of Applied Physics. 1997. 81 (9). P. 6425−6431. https://doi.org/10.1063/1.364423.
  21. Niskanen K. and Rajatora H. Statistical geometry of Paper Cross-Sections // Journal of Pulp and Paper Science. 2002. 28 (7). P. 228–233.
  22. Niskanen K. J., Alava M. J. Planar Random Networks with Flexible Fibers // Phys. Rev. Lett. 73, 3475 – Published 19 December 1994. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.73.3475. 23. The physics of paper. Mikko Alava1 and Kaarlo Niskanen // Rep. Prog. Phys. 2006. 69. 669–723.

doi:10.1088/0034-4885/69/3/R03.

  1. Габидулин Э. М., Пилипчук Н. И. Лекции по теории информации: учеб. пособие. М.: МФТИ, 2007. 214 с.
  2. Балханов В. К. Основы фрактальной геометрии и фрактального исчисления. Улан-Удэ: БГУ, 2013. 224 с.
  3. Чумак О. В. Энтропии и фракталы в анализе данных. М.; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»: Ин-т компьютерных исслед., 2011. 164 с.
  4. Бобров В. И., Варепо Л. Г., Годунов А. В. Применение теории фракталов для описания и моделирования поверхности печатных материалов // Вестник МГУП. 2010. № 6. С. 76−81.
  5. Годунов А. В., Варепо Л. Г., Ихлазов С. З. К вопросу оценки неоднородности поверхности материалов для печати // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2011. № 6. С. 132−135.

Поступила 15.07.2024