ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Разработана промышленная технология изготовления и состав приемных слоев на бумажных, полимерных и комбинированных носителях- подложках для получения цветных, водостойких и светостойких изображений методами струйной печати (инк-джет принтеры, плоттеры) водорастворимыми, пигментными или сольвентными чернилами;в том числе бумаг с улучшенной атмосферостойкостью, несмазываемостью изображения, влаго- и водостойкостью, ускоренным временем высыхания, светостойкостью.

Разработаны и осваиваются в производстве инк-джет бумаги и пленки для термо- и пъезо- струйных принтеров и плоттеров, включая материалы для САПР, ГИС, офисной техники, печати цветных изображений и фотографий, постеров и плакатов для рекламы, и т.п.

Разработаны виды покрытий с практически мгновенной сушкой чернил, с возможностью многосуточной обработки водой (практически без потери яркости изображений и их размазывания), с высокой светостойкостью, соответствующей или превышающей лучшие мировые образцы.

Основной ассортимент- бумаги для офиса плотностью 90-180 г/кв.м, фотобумаги плотностью 140-260 г/кв.м, бумаги для плоттеров: для чернового вывода плотностью 80-160 г/кв.м, для САПР плотностью 90-170 г/кв.м, для постеров, плакатов плотностью 120-210 г/кв.м, и т.п. Формат выпускаемых фотобумаг: листы А4 и А3 в пачках по 20, 50 листов, рулоны шириной 610 и 914 мм и другой (до 1200 мм).

Освоено промышленное, опытно-промышленное и экспериментальное производство на ОАО «Компания Славич» (завод «Фотобумага»), г. Переславль-Залесский.

В настоящее время в России и странах СНГ отсутствует производство материалов (бумаг, пленок) для инк-джет (струйных) принтеров (офисных и фотопринтеров), а также плоттеров. Хотя рынок данных материалов практически уже сложился на основе поставок импортных материалов.

Емкость рынка России (по данным отдела маркетинга Компании)- до 13 млн$по форматным и до 20 млн$по рулонным материалам, включая бумажные, пленочные и комбинированные материалы. При этом рынок материалов для струйной печати достаточно быстро расширяется. Ожидаемый для освоения разрабатываемыми видами материалов сегмент рынка- примерно 10-15%, т.е. до 3,3 -5,0 млн$ (100-150 миллионов рублей) в ассортименте.

Рыночный ассортимент инк-джет материалов включает, в основном, материалы следующего применения (таблица 1):

Таблица 1.

Диапазон плотностей бумаг - от 80 до 240 г/м ², наиболее распространенные форматы листовых материалов- А3, А4, А5, А6, рулонных материалов- ширина рулона 610 и 914 мм.

В настоящее время рынок инк-джет материалов удовлетворяется практически полностью за счет импорта. При этом большинство поставляемых материалов не обладают необходимым комплексом свойств, важных для потребителя, а именно, влаго- и водостойкостью (в требуемых условиями записи и хранения изображений пределах), светостойкостью, прочностью слоя и записанного изображения в сухом и во влажном состоянии (несмазываемость/истираемость изображения), особенно при использовании водорастворимых чернил. Кроме этого, цена импортных материалов высока, и практически недоступна рядовому потребителю, что, наряду с высоими ценами на чернильные картриджи, сдерживает развитие цветной цифровой техники в России.

На рынке имеются также и некоторые сорта бумаг ряда ведущих производителей мира (epson, canon), в основном удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям, но их цена очень высока и недоступна большинству пользователей.

Планируемые секторы рынка-САПР и ГИС;бумаги, пленки для интерьерной рекламы;печать цветных изображений и фотографий ; офисная бумага и фотобумага, включая материалы для долговременного хранения изображений (информации), изготовление постеров и плакатов для рекламы, и т.п.

Описание основных технических характеристик (сравнение с отечественными и зарубежными аналогами), перспектива улучшения характеристик.

а) Читаемость текста - не более 2 п. Соответствует мировому уровню.

б) Водостойкость изображения (при потере 30% исходной оптической плотности элементов изображения) - не менее 3 суток. Соответствует мировому уровню.

в) Прочность элементов изображения на истирание:

в сухом виде - не менее 10 циклов. Соответствует мировому уровню.

во влажном виде- не менее 10 циклов. Соответствует мировому уровню.

г) Светостойкость изображения (при потере 30% исходной оптической плотности элементов изображения) - Соответствует мировому уровню.

д) Стоимость материалов- не более 30- 60 % от уровня мировых цен на соответствующие типы материалов - Превышает мировой уровень.

е) Цветопередача - не менее 95% . Соответствует мировому уровню.

Технология производства - экологически чистая, используются только водные растворы нетоксичных веществ.

Одним из серьёзных недостатков отпечатков, полученных на струйных принтерах, по сравнению с галогенсеребряной фотографией и лазерными принтерами, является сравнительно низкая стойкость изображений к воздействию воды и света. Существует много способов тестирования бумаг на водостойкость, например, погружение в воду на тот или иной промежуток времени (от 10 сек до суток), промывка проточной водой, нанесение капель воды, и т. д.

Соответственно, получаются различные результаты при испытаниях одних и тех же типов бумаг. В случае погружения в воду уменьшение оптической плотности элементов изображения возможно за счёт смыва части чернил с поверхности материала и экстракции красителей из внутренних слоёв бумаги, что приводит к уменьшению оптической плотности элементов изображения. В этом случае изменение оптической плотности можно измерить с помощью денситометра.

В случае нанесения капель воды, а иногда и при погружении в воду, красители мигрируют по поверхности бумаги (хроматографический эффект), при этом отпечаток частично или полностью теряет читаемость, однако измеренные при этом с помощью денситометра изменения оптической плотности могут быть очень небольшими. В этом случае данные, полученные с помощью денситометра, не позволяют получить объективные результаты.

В данной работе оцениваются водостойкость и светостойкость на основании измерения изменений баланса цветов тестовых отпечатков.

Испытания на водостойкость проводились следующим образом.

Тестовое изображение- чёрный квадрат из смесевых цветов (комбинация 100% голубого, 100% пурпурного и 100% желтого) - было создано вadobephotoshop5 в цветовом пространствеcmyk.

Отпечатки на образцах матовых инк-джет бумаг различных производителей (по четыре комплекта на каждой из выбранных для тестирования бумаг) были получены на принтереepsonstylusphoto810 изadobephotoshop5, режим "photoqualityinkjetpaper" (720dpi), цветовой профильepsonstylusphoto810 с включённым "Менеджером цветов принтера"; в диалоговом окне "Параметры страницы" включена "Калибровочная шкала".

Затем один тестовый комплект каждой из бумаг был испытан на водостойкость согласно международному стандартуiso2837, который предусматривает погружение в вертикальном положении фрагмента отпечатка в ёмкость с растворителем (в данной работе- дистиллированная вода, 40%- водный раствор этилового спирта) на определенный срок. Для воды время выдержки равнялось 24 часам, а для 40%- водного раствора этилового спирта- 10 минут.

Испытания на светостойкость проводили согласно требованиямiso2835 следующим образом: тестовые отпечатки (третий комплект) засвечивали УФ-осветителем (8 ламп типа ДБ-25) при освещенности 130 Вт/м ² в течение 24 часов.

cпомощью денситометраsakurapda-65 были произведены измерения оптической плотности исходного комплекта тестовых отпечатков, а также соответствующих отпечатков, испытанных на водостойкость, стойкость к раствору этилового спирта и светостойкость.

Были рассчитаны изменения оптической плотности образцов, испытанных на водостойкость и стойкость к раствору этилового спирта (в % относительно контрольных). Для измерения координат цвета использовался планшетный сканер НРscanjet2300c.

Все образцы были отсканированы вadobephotoshop5. С помощью инструмента "Шум" было проведено удаление пятен, после чего замерены координаты цвета пипеткой 5*5 в координатахcmyk. Измерения вadobephotoshop5 также были проведены в чёрно-белом представлении цвета, результаты которых также можно рассматривать как своего рода «оптическую плотность».

В таблице 1 представлены изменения оптической плотности чёрного квадрата в процентах на разных бумагах, испытанных на водостойкость, стойкость к раствору спирта и светостойкость, измеренной денситометром и измеренной с помощьюadobephotoshop5 в чёрно-белом представлении цвета.

Таблица 1.

В верхней строчке каждого столбца - значения для водостойкости, во второй- для стойкости к раствору спирта, в третьей- для светостойкости.

Как видно из таблицы, численные значения, измеренные при помощи разных приборов, несколько различаются, однако пропорции между значениями в столбцах сохраняются, что, на наш взгляд, позволяет использовать сканирование и последующее измерения вadobephotoshop5 в чёрно-белом представлении цвета как приемлемую в ряде случаев альтернативу денситометру.

Далее рассмотрено изменение значений координат цветовcmykдля каждого из цветов на исследованных типах бумаг- для оценки водостойкости и светостойкости каждого из красителей триадыcmyk (Рисунок 1).

Рисунок 1. Изменение координат цветов тестовых образцов различных инк-джет бумаг после воздействия воды, 40% раствора этилового спирта и УФ-света.

На приведённых графиках легко прослеживаются вариации водостойкости, стойкости к раствору этилового спирта и светостойкости красителей на четырёх разных бумагах. Обращает на себя внимание высокая стойкость к воздействию воды голубых чернил на всех четырёх бумагах.

Меньшую стойкость имеют жёлтые, и ещё меньшую- пурпурные и чёрные, в связи с чем испытанные на водостойкость отпечатки со смешанными цветами имеют голубоватый оттенок, что заметно даже и визуально.

Также из приведенных данных можно сделать некоторые заключения по цветопередаче исходных цветов.

Так, относительно дорогая бумагаepsoncolorlifephotopaperимеет наиболее сбалансированную цветопередачу и наиболее глубокий чёрный цвет, что обусловлено, очевидно, совместимостью с «родными» черниламиepson и использованием соответствующего цветового профиля принтера этой же фирмы.Эта бумага, как показано выше, обладает самой высокой светостойкостью среди рассмотренных образцов бумаг. Однако она практически не водостойка.

Бумага без покрытияepsonbrightwhiteinkjetpapers041442, как видно из представленных графиков, имеет несбалансированные исходные цвета с низкой оптической плотностью и низкую водостойкость и светостойкость.

Бумагиlomondи «Славич», несколько уступаяepsoncolorlifephotopaperв насыщенности цветов и светостойкости, весьма хорошо показали себя в испытаниях на водостойкость и стойкость к раствору спирта.

Таким образом, представленный в данной работе простой и доступный метод измерений цветопередачи, водостойкости и светостойкости отпечатков в чёрно-белых координатах и координатахcmykпозволяет получать необходимые данные даже в домашних условиях, используя практически любой планшетный сканер.

Предложенный метод позволяет количественно на доступном оборудовании оценить стойкость изображений на бумагах для струйных принтерах, в частности, при воздействии воды, органических растворителей, света и других факторов.

Проведение испытаний на основе международных стандартовiso 2835 и 2837 обеспечивает унификацию полученных результатов и возможность их сопоставления.