纸张
纸张的光学特性研究
2012-04-28 17:02  ???:3093

  纸张作为最主è¦çš„承å°æ料, 在å°åˆ·æ—¶æœ‰ç€å¤§é‡çš„应用。纸张的å“ç§å¤šï¼Œæ€§èƒ½å„异,为此,充分了解纸张的å„ç§ç‰¹æ€§ä»¥åŠå„ç§ç‰¹æ€§ä¸Žå°åˆ·å“呈色效果的关系,æ‰èƒ½åœ¨é€‰ç”¨çº¸å¼ æ—¶ä½œå‡ºæ—¢ç§‘å­¦åˆåˆç†çš„判断,ä¿è¯åœ¨å°åˆ·æ—¶å¾—到ç†æƒ³çš„å°åˆ·æ•ˆæžœã€‚将纸张的特性进行归类,å¯åˆ†åˆ«ä»Žå…‰å­¦ç‰¹æ€§ã€æœºæ¢°ç‰¹æ€§å’Œå°åˆ·é€‚性三个方é¢è€ƒè™‘。光学特性包括白度ã€å…‰æ³½åº¦ã€ä¸é€æ˜Žåº¦ç­‰ï¼›æœºæ¢°ç‰¹æ€§åŒ…括纸张的ä¸ç¼•æ–¹å‘ã€åŽšåº¦ã€å®šé‡ã€è€æŠ˜åº¦ã€æ’•è£‚度ã€åˆšæŒºåº¦ã€è€ç ´åº¦ç­‰ï¼›å°åˆ·é€‚性包括纸é¢å¼ºåº¦ã€é€æ°”度ã€å¹³æ»‘度等。下文将ç€é‡ä»Žçº¸å¼ çš„光学特性入手,研究影å“纸张光学特性的因素,光学特性的测试方法åŠå…‰å­¦ç‰¹æ€§å¯¹å°åˆ·è‰²å½©å‘ˆçŽ°çš„å½±å“。

  1.白度

  纸张白度是纸张å—光照射åŽå…¨å射的能力,也就是纸张白色光亮程度。它是纸张总光谱å射率ã€ç…§æ˜Žèƒ½é‡åˆ†å¸ƒã€è§‚察æ¡ä»¶å’Œè§‚察者特性的函数。当光线照射在纸张上时,仅有三ç§æƒ…况å‘生,光线被纸é¢å射,é€å°„过纸张的纤维空隙和被纤维和填料å¸æ”¶ã€‚

  影å“纸张白度的因素主è¦æœ‰é€ çº¸è¿‡ç¨‹ä¸­ä½¿ç”¨çš„染料ã€å¡«æ–™çš„白度ã€æµ†æ–™çš„白度åŠæ¶‚料的白度。

  ①白度测试方法。

  目å‰å›½é™…上常用的几ç§æµ‹é‡ç™½åº¦çš„仪器,都是测é‡çº¸å¼ å¯¹ä¸»æ³¢é•¿ä¸º457nm光的å射能力。我国纸张白度的标准测é‡æ–¹æ³•ä¸Žç¾Žå›½æ™®é使用的TAPPI白度测é‡æ–¹æ³•åŽŸç†ç›¸åŒã€‚

  该方法是将平行光æŸä»¥45°è§’照射到纸张表é¢ï¼Œæµ‹é‡çº¸å¼ æ³•çº¿æ–¹å‘çš„å射率,在入射光中放一滤色片滤去红外光,在å射光中放一滤色片以æä¾›457nmè“光作为测é‡å…‰ã€‚使用德瑞克YQ-Z-48B白度测定仪测é‡å‡ ç§çº¸å¼ çš„白度值。

  ②白度对å°åˆ·å“呈色的影å“

  纸张的白度越高,其表é¢è¶Šèƒ½ä½¿æ²¹å¢¨è‰²å½©çš„特性准确地表现出æ¥ï¼Œè¿™æ˜¯å› ä¸ºç™½çº¸è¦æŠŠé€šè¿‡é€æ˜Žå¢¨å±‚å‡è‰²åˆæˆçš„色光å射回去。所以,白度高的纸张,几乎å¯ä»¥å射全部的色光,使å°å“墨色鲜艳悦目,视觉效果好,而白度低的纸张,由于åªå¸æ”¶éƒ¨åˆ†è‰²å…‰ï¼Œæ—¢ä¸èƒ½å¦‚实表现明暗部分的å差,åˆå®¹æ˜“造æˆå色。当两ç§çº¸å¼ çš„白度值越接近,颜色的å†çŽ°æ€§å°±è¶ŠæŽ¥è¿‘,产生的色差值就越å°ï¼Œè‰²åŸŸçš„范围就越相近,å°å“çš„è´¨é‡å°±è¶Šå¥½ã€‚å之, 则色差大,色域差别大,对å°å“产生ä¸è‰¯çš„å½±å“,所以作为å°åˆ·ä¼ä¸šåœ¨å°åˆ·æ—¶è¦é€‰æ‹©åˆé€‚白度的纸张æ¥è¿›è¡Œå°åˆ·ã€‚

  白度为纸张é‡è¦ç‰¹æ€§ä¹‹ä¸€ï¼Œä¸€èˆ¬æƒ…况下,将两张白度略有差异,但表é¢ç‰¹æ€§åŠå°åˆ·èƒ½åŠ›å®Œå…¨ç›¸åŒçš„纸张放在一起,人们ä»ä¼šé€‰æ‹©ç™½åº¦è¾ƒé«˜è€…,并认定其å“质较高。

  2.纸张的光泽度

  光泽度是指纸张镜é¢å射光能力与完全镜é¢å射能力的接近程度,也å³çº¸å¼ è¡¨é¢å—入射光照射åŽï¼ŒæŒ‰ä¸€å®šè§’度å射的程度。对于å°åˆ·çº¸æ¥è¯´ï¼Œå…‰æ³½åº¦æ˜¯éžå¸¸é‡è¦çš„å‚数,市场上销售的纸张å¯åˆ†ä¸ºæœ‰å…‰çº¸å’Œæ— å…‰çº¸ä¸¤å¤§ç±»ï¼Œçº¸å¼ æŒ‰å…‰æ³½åº¦ç”±ä½Žåˆ°é«˜ï¼Œå¯æŽ’列为éžæ¶‚料纸ã€è½»é‡æ¶‚料纸ã€æ¶‚料纸ã€é“œç‰ˆçº¸å’Œé“¸æ¶‚纸。

  影å“纸张光泽度的因素主è¦æ˜¯çº¸å¼ å¹³æ»‘度的大å°ï¼Œæ˜¯å¦ç»è¿‡åŽ‹å…‰ï¼Œçº¸å¼ çš„施胶度等。

  ①光泽度的测é‡æ–¹æ³•ã€‚

  光泽度的测é‡å¯ä»¥ä½¿ç”¨å…‰æ³½åº¦è®¡è¿›è¡Œæµ‹é‡ï¼Œæµ‹é‡æ—¶å°†çº¸å¼ å射率与已知å射率的物体进行比较。光泽度测é‡æ—¶ï¼Œæ‰€é€‰å…‰å…¥å°„角度ä¸åŒï¼Œç»“果也ä¸åŒã€‚入射角越大,镜é¢å射率越大,光泽度越高,å之亦然。因此,光泽度仪按光入射角度ä¸åŒä¹Ÿå¯ä»¥åˆ†ä¸ºä¸åŒç±»åž‹ï¼Œå¦‚25°ã€45°ã€75°è§’光泽度仪,对于大多数纸张,75°æ˜¯æœ€å¥½çš„测é‡è§’度。使用德瑞克KGZ-IB光泽度仪测é‡ä¸Šè¿°çº¸æ ·çš„光泽度。

  ②光泽度对å°åˆ·è‰²å½©å‘ˆçŽ°çš„å½±å“。

  油墨在纸张表é¢å¹²ç‡¥å‘ˆè‰²ï¼Œå…¶å¹²ç‡¥ç»“膜åŽçš„连续性和å‡ä¸€æ€§å¿…定å—到纸张表é¢çŠ¶æ€çš„å½±å“,从而造æˆä¸åŒçš„颜色效果。光泽度高,在相åŒçš„æ¡ä»¶ä¸‹ï¼Œæ²¹å¢¨çš„色强度大,而色åå’Œç°åº¦å°ï¼Œå¦åˆ™å¢¨å±‚的色强度低,色åå’Œç°åº¦æ¯”较高,造æˆå½©è‰²å¥—å°ç°å¹³è¡¡æŽ§åˆ¶å›°éš¾ã€‚但对于文字å°åˆ·å“和用于书写的纸张, 为了é¿å…由于眩光影å“, 产生强光刺激眼ç›ï¼Œ 而导致阅读质é‡çš„下é™ï¼Œ 使人感到疲倦, 往往采用低光泽度的纸张。以宣传画为主的商业性å°åˆ·ä¸­ï¼Œ 高光泽度的涂料纸ä»å ä¸»æµã€‚

  3.ä¸é€æ˜Žåº¦

  纸张的ä¸é€æ˜Žåº¦ä¸ºçº¸å¼ å—光照射时光线å¸æ”¶é‡ä¸Žåå°„é‡çš„比值率。通常也采用å差率æ¥æ述纸张的ä¸é€æ˜Žåº¦ï¼ŒæŒ‡å•å¼ çº¸èƒŒè¡¬é»‘体时的扩散å射率与背衬白体时的扩散å射率的比率,ç»å¤§å¤šæ•°çº¸å¼ çš†å‘ˆé€å°„现象。

  影å“纸张ä¸é€æ˜Žåº¦çš„因素主è¦æœ‰å射能力ã€æµ‹é‡å…‰çš„波长ã€æŸ“æ–™ã€çº¸å¼ çš„定é‡ã€è¡¨è§‚密度(紧度)ã€å¡«æ–™ã€æµ†æ–™ç­‰ã€‚例如增加纸张的定é‡å¯ä»¥å¢žåŠ çº¸å¼ çš„ä¸é€æ˜Žåº¦ï¼Œæ¯”较明显的特性为:定é‡ä¸º30g/m2至100g/m2的纸张,ä¸é€æ˜Žåº¦å—定é‡å½±å“最大,定é‡å¢žåŠ ä¸€ç‚¹å³å¤§å¹…度æå‡ä¸é€æ˜Žåº¦ï¼Œå®šé‡è¶…过105g/m2çš„ä¸é€æ˜Žåº¦å¢žåŠ æœ‰é™ã€‚

  ①纸张ä¸é€æ˜Žåº¦çš„测试方法。

  使用ä¸é€æ˜Žåº¦æµ‹è¯•å™¨å¯ç²¾ç¡®æµ‹é‡çº¸å¼ çš„ä¸é€æ˜Žåº¦ï¼Œä¹Ÿå¯ä»¥ä½¿ç”¨ä¸é€æ˜Žåº¦æµ‹é‡è¡¨ï¼Œæ¦‚略测é‡çº¸å¼ çš„ä¸é€æ˜Žåº¦ï¼Œä½¿ç”¨ç›®è§†æ³•ä¹Ÿå¯ä»¥æ¯”较ä¸åŒçº¸å¼ çš„ä¸é€æ˜Žåº¦å·®å¼‚。但使用目视法和仪器比较ä¸åŒçº¸å¼ çš„ä¸é€æ˜Žåº¦æ—¶ï¼Œå¿…é¡»æ„识到,当一张纸的ä¸é€æ˜Žåº¦ä¸º100%或完全ä¸é€æ˜Žæ—¶ï¼Œçœ¼ç›å¯¹äºŽçº¸å¼ çš„ä¸é€æ˜Žåº¦çš„较å°å·®å¼‚愈æ•æ„Ÿï¼Œä¾‹å¦‚,眼ç›è¾¨åˆ«93%å’Œ94%çš„ä¸é€æ˜Žåº¦çš„差异比辨别85%å’Œ84%çš„ä¸é€æ˜Žåº¦çš„差异更明显。

  ②纸张ä¸é€æ˜Žåº¦å¯¹è‰²å½©å‘ˆçŽ°çš„å½±å“。

  ä¸é€æ˜Žåº¦è¶Šä½Žï¼Œç©ºæ°”与纤维ã€å¡«æ–™ã€èƒ¶æ–™ã€æ¶‚料之间的散射界é¢è¶Šå¤šï¼Œæ„味ç€çº¸å¼ çš„空隙度越大,纸张的光散射能力就越强,å°åˆ·æ—¶è¶Šæ˜“å‘生å°åˆ·é€å°çŽ°è±¡ï¼›å之,ä¸é€æ˜Žåº¦è¶Šé«˜ï¼Œçº¸å¼ çš„空隙度越å°ï¼Œç©ºæ°”与纤维ã€å¡«æ–™ã€èƒ¶æ–™ã€æ¶‚料之间的散射界é¢è¶Šå°‘,光线越难以é€è¿‡çº¸å¼ ï¼Œæ²¹å¢¨å°±è¶Šéš¾ä»¥æ¸—入纸张中,å°åˆ·æ—¶å‘生å°åˆ·é€å°çŽ°è±¡çš„å¯èƒ½æ€§ä¹Ÿå°±è¶Šå°ã€‚å°åˆ·è¿‡ç¨‹ä¸­è‹¥å‘生å°åˆ·é€å°çŽ°è±¡ï¼Œé‚£ä¹ˆå°åˆ·å“çš„æ­£é¢ä¸ŽèƒŒé¢å›¾æ–‡åœ¨è§†è§‰ä¸Šç›¸äº’干扰,造æˆå°åˆ·å›¾æ–‡æ··æ²Œä¸æ¸…,å°åˆ·å“è´¨é‡ä¸¥é‡ä¸‹é™ï¼Œ 轻则次å“,é‡åˆ™åºŸå“,出现é‡å¤§ç»æµŽæŸå¤±ã€‚
综上所述,纸张的光学特性会对å°åˆ·å“的呈色效果产生影å“,而纸张的å„ç§æ€§è´¨åˆäº’相关è”,æŸäº›æƒ…况是互相é…åˆå¼¥è¡¥ï¼Œå¦ä¸€äº›æƒ…况å¯èƒ½äº’相冲çªæŠµæ¶ˆï¼Œæ‰€ä»¥ï¼Œåœ¨é€‰ç”¨çº¸å¼ è¿›è¡Œå°åˆ·æ—¶ï¼Œè¦ç»¼åˆè€ƒè™‘纸张的å„ç§æ€§èƒ½ï¼Œä»¥é€‰ç”¨åˆé€‚的纸张,以期达到ç†æƒ³çš„å°åˆ·æ•ˆæžœã€‚