轻工科学与工程学院
纸基功能材料信息化科研团队
团队简介
团队主要研究人员：李志健、郭凌华、杜飞、姜慧娥、刘汉斌、王阳、吴海伟、杜春堡、李国志、孟卿君、杨保宏
主要研究领域：
领域一
针对陕西省出土的大量文物的保护、鉴定，以及近现代书画作品纸的保护开展研究。从纸基材料角度出发，探讨文物藏存、运输、古字画复制过程中的保护，书画文物植物纤维材料老化机理，书画文物植物纤维材料的鉴定，现代书画作品保护等目标开展基础性研究。主要研究方向为：
（1）国家级文物展运藏专用中性纤维基保护材料研究；
（2）书画作品中宣纸老化机理及植物纤维材料鉴定研究；
（3）植物纤维基因比较学及植物纤维材料鉴定中的应用机制研究；
（4）基于AR技术文物数字化再现和保护的机制研究；
（5）基于传感器的纸基改性机理及智能包装的应用机制研究；
领域二
依托陕西省林木资源，以陕西省制造业的转型发展为契机，围绕“中国制造2025”，面对新一代信息技术、新材料、生物医药、人类健康等信息产业，利用纸基材料良好的柔性、超亲水性、可再生、价格低廉等优势，开展以纸基材料为平台的柔性电子相关材料的基础和应用研究。
（1）用于柔性电子及能量转换器件的纸基材料微结构调控机制及其与性能的构效关系
（2）纸基材料与无机材料的相互作用及界面调控机制；
（3）纸基材料与生物大分子的相互作用及其对生物大分子的稳定机制；
（4）纸基材料的碳化机制及调控原理；
（5） 纸基材料的毛细作用及其调控机制；
（6）纸基柔性传感材料的制备与性能调控机制；
（7）湿法抄造制备高性能纤维素基电池隔膜的基础研究。
授权发明专利:
发明专利1：基于多项式拟合的转移印花产品色差评价方法
（ZL201310136550.1）
发明专利2：一种基于图像细节能量的印刷色彩均匀性测量方法
（ZL 2011 1 0241030.8）
发明专利3：一种基于小波理论的印刷品墨斑测量方法
（ZL 2011 1 0241028.0）
发明专利4：一种含氧化锌的双波长吸光水性防伪油墨添加剂的配方
（ZL201310045814.2）
发明专利5：一种制备水转移胶的方法
（ZL201010602741.9）
发明专利6：一种多孔碳酸钙初始自渗吸率测量方法
（ ZL 201310664690.6）
发明专利7：一种基于光栅防伪隐藏图像嵌入矢量图线条宽度的方法
( ZL201410088591.2)
发明专利8：一种基于隐藏图像网点面积率的模拟光栅的匹配方法
（ZL2014 1 0053346.8）
发明专利9：一种基于直线光栅的莫尔纹防伪方法
（ZL 2015 1 0267580.5）
发明专利10：一种基于隐藏图像网点面积率的模拟光栅的匹配方法
（ZL201410053346.8）
发明专利11：一种基于直线光栅的莫尔纹防伪方法
（ZL201510267580.5）
成果简介
1. 生物纤维基数字化身份
一、 项目简介
包装印刷的防伪及提高产品附加值和核心竞争力成为印刷工业发展的趋势，如何从源头上实现防伪，从承印材料出发，研究纤维基材料数字化信息，设置防伪信号，实现材料的防伪。特殊生物材料与植物纤维结合机理；加载信息化生物材料纤维加工及抄造技术；信息化生物材料在纤维表面的检测及读取；信息化生物材料在纤维表面可视化研究；生物纤维基功能材料身份化。利用信息化生物材料唯一性实现纤维材料（纸张）身份化，最终建立纤维基功能材料（纸张）身份化防伪方法。
二、接产条件
主要设备：造纸行业现有的造纸设备。
三、经济效益
开发纤维基材料数字化身份，预期经济效益每年1000万。
四、市场前景
本项目适用于需要防伪印刷及包装的材料中，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
造纸、包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、杜飞
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13468679015
邮 箱：dufei @sust.edu.cn 邮 编：710021
2. 基于包装印刷产品隐形指纹信息防伪技术研究
一、 项目简介
包装印刷的防伪及提高产品附加值和核心竞争力成为印刷工业发展的趋势。本课题以印刷品上指定的特征为指纹信息，在印刷品上选定合适隐藏区域，通过设置隐藏参数和算法模型，将指纹信息进行隐藏。按照正常的印刷作业过程完成产品的印刷。后期将隐藏的指纹信息通过提取算法模型提取，通过比对特征指纹和印刷品显性信息的一致性，达到管理、监督印刷品的真实性和可靠性，提高产品的附加值。提高烟标等包装印刷产品的附加值，能起到一定的防伪作用；不改变现有的印刷工艺，不增加印刷企业的生产成本。
二、接产条件
主要设备：印刷企业现有的印刷设备。
三、经济效益
设计开发指纹的隐藏算法，用户可以自设参数的进行指纹隐藏；
设计开发隐形指纹的提取算法，建立理论体系。预期经济效益每年500万。
四、市场前景
本项目适用于烟包等高端包装印刷产品的高附加值，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
3. 绿色水性纸凹印刷油墨的研究
一、 项目简介
“绿色环保”是印刷工业“十三五”工作的重点。印刷企业的污染主要来源于油墨的有机溶剂的挥发。
本课题针对凹版印刷，开发适合于纸张凹版印刷的不同颜色的绿色水性油墨。该油墨属于丙烯酸系列，属于无苯油墨，采取酒精和水进行稀释。粘度（3号察恩杯）控制在15-20秒；pH值在8.6-9.0之间；固含量在30±2%；VOC排放标准达到国家环保要求。目前基本完成产品的终试。
二、接产条件
主要设备：现有的凹版印刷油墨生产设备。
三、经济效益
预期经济效益每年500万。
四、市场前景
本项目适用于食品级药品的绿色环保印刷需求，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
4. 印刷品防伪信息隐藏和显隐的技术研究及应用
一、 项目简介
印品图文信息防伪技术作为保护商品的有效方法，备受企业和科技人员关注。在印品防伪技术的开发过程中，出现了各种各样的防伪方法，但普遍存在一些问题：防伪产品的生产过多依赖附加的大中型专用设备，且印品生产厂商对于防伪参数设计的自主选择性较低，不能随意的设置隐藏图文信息，另外，一些防伪技术往往需要改变现有的印刷工艺。因此，企业更倾向于自主研发的防伪及验伪技术，以便突出自身企业产品的特点及附加值，从而提升产品品牌及价值。
本项目针对目前印刷品防伪方法存在问题及不足，从印品图文信息形成的基本原理出发，在不改变当前印刷工艺的前提下，通过图像网点位移变换、网点置换的方式，进行可变参数的图文防伪算法研究，设计并开发相应的印品图文信息防伪技术，对印刷品的防伪信息进行隐藏。在此基础上，研究隐藏图文信息显隐算法，设计开发与隐藏信息对应的光栅型物理显影工具，真正达到一把钥匙开一把锁的目的，使得产品的防伪和验伪方式具有高度的唯一性。同时，研究分析图像隐藏算法与解锁工具之间最佳的匹配参数，以便指导实际生产。
二、接产条件
主要设备：现有的凹版印刷油墨生产设备。
三、经济效益
预期经济效益每年500万。
四、市场前景
本项目适用于食品级药品的绿色环保印刷需求，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
5. 基于图像灰度梯度的烟盒色彩均匀性评价模型
及测量系统的开发
印刷色彩均匀性是评价印刷品质量的一个重要指标，也是实现全阶调色彩再现的重要内容之一，尤其在等阶调或者实地印刷区域更容易出现色彩均匀性问题。对于烟盒、酒盒等这类印刷，由于印刷品本身常常存在大量的等阶调、实地印刷区域，因此印刷品的均匀性问题在这些产品中表现的尤为突出，备受关注。
现行的印刷色彩均匀性的评判主要通过计算相关区域色差和人工主观判断的两种方法，前者因采样数据点的限制，导致测量评价结果的一致性较差，而后者因个人视觉差异和认知水平的不同，评判的精度较低。
因此本研究从数字图像处理的角度出发，利用小波分析、小波多尺度下的快速算法对印刷图像进行分解和重构，通过图像重构灰度梯度变化，建立印刷品色彩均匀性评价的数学模型及算法。同时，结合人眼视觉评价体系（HVS）对数学模型与人眼视觉进行相关性分析，分析并总结模型评价算法的最佳参数。在此基础之上，搭建印刷色彩均匀性测量平台和开发测量软件，为企业实现在机动态实时评价色彩均匀性提供支持。
二、接产条件
主要设备：现有的凹版印刷油墨生产设备。
三、经济效益
预期经济效益每年500万。
四、市场前景
本项目适用于食品级药品的绿色环保印刷需求，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
6. 纸张与油墨相互渗透/渗吸模型的研究及应用
一、项目简介
印刷油墨在纸张上的呈色表现是通过油墨与纸张的相互作用来完成，这一过程称为油墨在纸张表面的渗透或者渗吸。从印刷的本质来讲，很多印刷质量问题如色彩的不均匀、呈色网点的物理扩大和光学扩大、印刷品的透印、印刷羽毛化、洇色及印刷墨斑，都与油墨在纸张中的渗透/渗吸行为有重要关系。因此，油墨与纸张的相互作用研究对于提高印刷质量，指导企业的实际生产有十分重要的意义。
本项目通过现代测量技术手段，对不同类型的纸张的渗透/渗吸特性进行测量，揭示和总结油墨流体在不同类型纸张上作用规律，基于Kubelka-Munk理论及光色散、吸收系数、墨层厚度等参数建立印刷品渗透/渗吸模型，对不同纸张印刷品的渗吸/渗透性能进行评价。在此基础上，研究建立纸张渗透/渗吸性能与印刷质量的对应关系，实现在印刷前对纸张的渗吸/渗透进行预测，以便提高印刷质量。
二、接产条件
主要设备：现有的凹版印刷油墨生产设备。
三、经济效益
预期经济效益每年500万。
四、市场前景
本项目适用于食品级药品的绿色环保印刷需求，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
7. 包装印刷用镭射银卡UV印刷的关键技术
研究与应用
一、项目简介
镭射卡纸UV印刷作为一种环保且印刷效果独特的方式，常常被应用在较为高档的纸品包装。因其纸张和油墨的特殊性，现行的印刷工艺和呈色的相关结论并不能完全适应于镭射卡的UV印刷。因此本课题从颜色复制的基本原理出发，通过对镭射卡纸张表面特性和UV油墨呈色特性参数的考察，探究两者之间存在的关系，确定合适的镭射卡纸UV印刷的色彩复制工艺，并进行印刷过程的数据化和规范化研究，给印刷行业镭射纸UV印刷制定通用的执行标准。另外，为了更好保证产品质量，对企业现有印刷机的冷却系统、输墨系统、输纸系统进行相应的改进；同时针对企业产品的特点，提出了基于小波理论的印刷品色彩均匀性和印刷墨斑检测模型，并构建相应的测量系统，最终实现产品印刷质量的在线检测。
二、接产条件
主要设备：现有的凹版印刷油墨生产设备。
三、经济效益
预期经济效益每年1000万。
四、市场前景
本项目适用于高端印刷品印刷需求，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
8. 基于包装印刷色彩管理的研究
一、项目提出背景
随着印刷工业不断发展，新技术、新工艺不断推出，对印刷品质量的要求也越来越高。色彩是印刷的生命，彩色产品的印刷和复制离不开色彩的理论，色彩管理理论已经覆盖着印刷复制的全过程，无论是印刷品的印前分色制作还是印刷过程中的颜色合成，都离不开颜色管理。目前，色彩管理在我国印刷企业已经经过概念普及的阶段，其重要性得到业内的广泛认可，并在企业进行实际应用。
二、接产条件
主要设备：印刷企业现有的印刷设备。
三、经济效益
根据企业产品类型，按照G7或者GMI认证，建立适合企业的规范化、数据化流程和数据。预期经济效益每年1000万。
四、市场前景
本项目适用于包装印刷产品的因说作业流程，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
9. 基于动态莫尔纹防伪技术应用研究
一、 项目简介
莫尔条纹多用于印刷防伪中，但是其防伪的性能不佳，防伪系数较低。新的防伪方法也不断涌现，动态莫尔纹的制作已经产生，采用动态莫尔纹进行防伪印刷，可以提高防伪性能，提高印刷趣味性，其保密性强、成本相对低廉、可靠性高，动态莫尔纹的优点，弥补了静态莫尔纹的不足。但目前还未能将动态莫尔纹致力于印刷防伪中。
本课题通过对基于莫尔条纹的图像隐藏技术和显隐技术的研究，获得该方法技术相关的理论基础，本课题目的是提供一种动态莫尔条纹防伪的隐藏模型和显隐模型的建立方法，探究出动态莫尔纹图文信息的隐藏和显现方法。在印刷防伪中，提高隐藏效果，使得基于动态莫尔条纹的图像防伪技术更好的应用于印刷企业中，降低印刷防伪的成本，提高防伪质量，增加印刷产品的附加值，提高防伪系数。
二、接产条件
主要设备：印刷企业现有的印刷设备。
三、经济效益
设计开发隐形指纹的提取算法，建立理论体系。预期经济效益每年500万。
四、市场前景
本项目适用于烟包等高端包装印刷产品的高附加值，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
10. 基于莫尔纹防伪信息放大技术的研究
一、 项目简介
基于莫尔纹的信息放大技术的防伪性能好、操作简单、成本低，该技术在企业中投入生产使用后，可以根据用户自定义的要求，生成个性化的隐藏图像，所隐藏的图像印刷工艺并不对传统的印刷工艺造成影响，也不需要专门的印刷设备、纸张、油墨等；在防伪效果上个性化及唯一性有很大程度的提高，增加了产品的防伪能力，对于企业提高产品竞争力，占有市场商机有很强的现实意义。该技术不但有助于树立品牌形象、提升企业魅力，并能够很好的保护产品防伪安全，产生可观的经济效益，同时，对印刷防伪技术具有一定的推动意义。
本课题以莫尔纹原理为基本前提，通过揭示光栅与基本图层的叠合，实现微型信息放大的效果，达到精确提取信息的目的，应用于实际生产中，可以提高防伪性能，增加产品的附加值。
二、接产条件
主要设备：印刷企业现有的印刷设备。
三、经济效益
设计开发隐藏信息的放大模型。预期经济效益每年500万。
四、市场前景
本项目适用于高端包装印刷产品的高附加值，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
11. 印刷品复制新型网点算法的设计及研究
一、 项目简介
网点是组成印刷品层次、组成颜色和传递油墨的重要因素。目前调幅网点存在暗调部分容易发生糊版、调频网点容易在亮调部分发生绝网的故障。
本课题以完成信息隐藏为主要目的，设计开发一种新型的网点算法，在完成常规印刷的同时，完成信息的隐藏和提取，应用到生产中，可以起到提升产品的高附加值及防伪的作用。
二、接产条件
主要设备：现有的制版印刷条件。
三、经济效益
设计开发新型RIP算法。预期经济效益每年400~1000万。
四、市场前景
本项目适用于高端包装印刷产品的高附加值，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
12. 防近视专色油墨配色系统开发研究
一、 项目简介
防近视专色油墨配色系统开发研究主要是寻找一种环保成本低的防近视的方法，从专色油墨调配入手，开发一种新型的调配的方法，调配出防近视的专色油墨，进而开发出一种油墨调配系统，在纸张上通过印刷方式印刷一层底色，这样就可以大幅度节约成本，避免因造纸而引起的环境污染。
“防近视专色油墨配色系统开发研究”项目主要涉及到包装印刷领域及造纸工业领域。目前，为了提高包装印刷产品的核心竞争力和附加值，对于包装印刷产品多采用专色油墨调配进行印刷，以提高产品的独特性和防伪能力。在此基础上，开发的防近视专色油墨的配色系统，通过印刷的方式，将防近视的专色油墨直接印刷到纸张上，可以替代能耗高、污染大的造纸工艺过程，降低能耗，大幅度降低成本，提高环境保护的功能，与国家的绿色低碳要求相吻合，对于印刷行业的可持续性发展添砖加瓦。
二、接产条件
主要设备：现有的制版印刷条件。
三、经济效益
设计开发专色配色模型算法。预期经济效益每年500~1000万。
四、市场前景
本项目适用于书写印刷产品的开发及印刷，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
13. 基于NFC技术共享快递盒的应用研究
一、项目简介
随着物联网的快速发展，网购成为一种普遍的购物模式，快递应运而生，对包装纸盒及胶带的用量越来越大，严重危害环境，与此同时快递单导致的个人信息泄露也成为隐患。
本文目的是从保护隐私出发改变传统快递单。本文基于NFC技术，以快递盒和快递单为研究对象，研究NFC芯片的信息写入与读取程序，设置密码保护，将普通纸质快递单替换为NFC芯片标签，并植入快递盒内部，有效的保护了个人隐私；同时使用PP快递盒，可以循环利用，实现绿色环保，降低成本。
二、接产条件
主要设备：现有的快递物流系统
三、经济效益
设计开发专用的快递APP。预期经济效益每年几个亿。
四、市场前景
随着快递及网购的增长市场迅速增长，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
快递及包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
14. AR技术在包装印刷品中应用研究
一、项目简介
随着数码科技的迅猛发展，纸质媒体的地位受到了极大的冲击，由于纸质媒体承载的信息量有限，而且有呈现的内容不够具体的缺点。如何发挥纸质媒介的优势，提升纸质媒介的高附加值是目前行业中研究的热点。AR技术是一种将计算机生成的图像或物体叠加到真实场景中，使其一起出现在使用者的视场中的技术[1]。AR技术主要是通过识别图像中的标记，触发设备显示相应的数据。但目前的AR技术只能呈现已经被编辑好的图像，无法产生新的信息。在原有的图像信息的基础上产生新的信息，在提高印刷产品本身的趣味性的同时也会提高使用者的创造性。
本课题的目的就是要开发一种算法，将被摄像头等设备采集的印刷图像或数字图像转化为旋律，同时将其作为AR技术的补充，应用到AR图书技术中，达到提高印刷产品使用时的趣味性、激发人的创作灵感，增加印刷产品的附加值的目的。该方法有很好的使用效果，具有一定的实用价值。
二、接产条件
主要设备：现有的印刷设备
三、经济效益
设计开发适用于儿童图书的AR技术。
四、市场前景
随着纸质儿童图书增长市场迅速增长，本项目技术在国内处于领先水平，市场前景良好。
五、行业类别
儿童读物及包装印刷行业
项目负责人：陕西科技大学—轻工学院、郭凌华教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：13772070131
邮 箱：guolinghua@sust.edu.cn 邮 编：710021
文物保护领域3D打印用无酸纸原料制备技术
一、项目简介
馆藏文物的长期储存对包装材料化学成分的安全性有严格的要求，其中无酸纸是该领域普遍认可、较为理想的一种包装材料。但是由于无酸纸产品多为瓦楞纸板等工业化产品，很难满足文物多样性和稀有性带来的包装需求。鉴于此，我们以3D打印机为设备平台，正在研发一种适合于3D打印的无酸纸材料。该材料以无酸纸纤维和中性快干黏结剂等为主要配料，具有无酸、无水、易干、稳定、耐久的特点。通过专用算法程序和特制的3D打印机，生成文物包装的三维缓冲实体模型并进行打印，从而实现文物包装的“量身定制”。该技术既满足了文物馆藏、外展期间对包装材料的缓冲要求，又提供了长效、安全的空气环境，将大大提高文物保护的有效性。
二、接产条件
主要设备：3D打印机（无酸纸原料专用）
三、经济效益
无酸纸原料120元/公斤，成本70元/公斤。预期经济效益：毛利润50元/公斤。
四、市场前景
本项目适用于博物馆各类馆藏文物的包装制作，可大大改善现有的囊匣、木箱包装制作中工序繁杂、材料多样、质量不稳定、不便拆卸和复用等问题，也适用于文博藏品、个性化或高值产品的包装制作。
五、行业类别
文物保护行业 个性化产品包装
项目负责人：陕西科技大学—轻工科学与工程学院李国志副教授
通讯地址：西安市北郊未央大学园区 联系方式：029-86168820
邮 箱：8328090@qq.com 邮 编：710021
