第五章纸张的光学性质

1、1第五章第五章 纸张的光学性质纸张的光学性质2本章学习目标1 了解纸张光泽度对印品质量的重要性，掌握纸张光泽度的定义及检测方法；2 了解纸张白度的重要性，掌握纸张白度的定义及检测方法；3 掌握纸张不透明度的定义及检测方法，明确其在印刷中的重要意义；4 了解光学现象对印品复制质量的影响。3本章重点与难点1 掌握纸张光泽度的定义及检测方法；2 掌握纸张白度的定义及检测方法；3 掌握纸张不透明度的定义及检测方法，及其在印刷中的重要意义。4光照在纸张表面发生的光学现象示意图：光照在纸张表面发生的光学现象示意图：折折 射射入射光入射光镜面反射镜面反射镜面透射镜面透射折折 射射吸吸 收收纸内界面散射纸内界

2、面散射镜面透射镜面透射镜面透射光镜面透射光镜面反射镜面反射镜面反射光镜面反射光扩散反射光扩散反射光扩散透射光扩散透射光光泽度光泽度不透明度不透明度入入射射光光61、定义、定义: 纸张在纸张在反射入射光能力反射入射光能力上上与与完全镜面反射能力完全镜面反射能力的接的接近程度。近程度。纸张表面介于完全无光泽表面和完全镜面之间。纸张表面介于完全无光泽表面和完全镜面之间。5-2 5-2 纸张的表面光泽度（）（）取决于纸张表面的取决于纸张表面的镜面反射能力镜面反射能力。2、表示方法：、表示方法：镜面光泽度镜面光泽度反射光泽度反射光泽度造纸、印刷业造纸、印刷业的光泽度的光泽度7 一、光泽度的表示方法1、镜

3、面光泽度（、镜面光泽度（GS）物体物体（S） 与与（I）之比）之比2、反差光泽度（、反差光泽度（GC）物体物体（S）与与（D）之比）之比又称对比光泽度又称对比光泽度,该指标描述了物物体表面偏离镜面光泽体表面偏离镜面光泽的程度，特别适合描述特别适合描述表面。表面。8二、光泽度的测量白纸光泽度（镜面光泽度） 纸面表面镜面反射光能力与完全镜面纸面表面镜面反射光能力与完全镜面 反射能力的接近程度。反射能力的接近程度。 印刷光泽度 用用IGT印刷适性仪以一定印刷条件印在印刷适性仪以一定印刷条件印在 试样上的墨层干燥后，在光线照射下沿试样上的墨层干燥后，在光线照射下沿 同一方向反射光的能力。同一方向反射光

4、的能力。 9（1）镜面光泽度测定）镜面光泽度测定 入射角入射角7575度度, ,以抛光以抛光黑黑玻璃作为工作标准，黑玻璃优于玻璃作为工作标准，黑玻璃优于白玻璃白玻璃。光电器件（镜面方向反射光检测装置）光源透镜（产生平行光束的校正棱镜）试样压板（限制平行光束的光栅）10光电器件（镜面方向反射光检测装置）光源透镜（产生平行光束的校正棱镜）试样压板（限制平行光束的光栅）11b)b)镜面光泽度的测试类型镜面光泽度的测试类型: :20200 0角测定法：一般用于铸涂纸、蜡光纸等高光泽度的纸张角测定法：一般用于铸涂纸、蜡光纸等高光泽度的纸张 不适用于光泽度较低的涂布纸。不适用于光泽度较低的涂布纸。4545

5、0 0角测定法：主要适用于铝箔纸、真空镀铝纸等金属复合角测定法：主要适用于铝箔纸、真空镀铝纸等金属复合 纸的镜面光泽度测试或高光泽的涂料纸。纸的镜面光泽度测试或高光泽的涂料纸。60600 0角测定法：主要适用于高光泽的涂料纸。角测定法：主要适用于高光泽的涂料纸。750角测定法：主要适用于涂布纸，也可用于未涂布纸角测定法：主要适用于涂布纸，也可用于未涂布纸。 或低印刷光泽度的纸张印样，适用于大多数纸或低印刷光泽度的纸张印样，适用于大多数纸12c)c)影响测量结果的因素影响测量结果的因素 物体表面特性物体表面特性 入射光的入射角度：入射角入射光的入射角度：入射角，镜面反射率，镜面反射率，光泽度值光

6、泽度值，反之亦然。，反之亦然。 测量仪器：结果中须注明测量仪器：结果中须注明 照明条件：入射光的波长等特征照明条件：入射光的波长等特征 观察条件：所采取的角度范围观察条件：所采取的角度范围 仪器：IGT印刷适性仪实验：先印试样，等吊凉干燥后48小时内 用光泽度仪进行测量。 （2 2）纸张印刷光泽度测定 1314光泽度与表观平滑度的关系（）（）1、物体表面镜面反射光强度公式、物体表面镜面反射光强度公式cos410eII cos40eII 式中：式中：I0入射光的强度；入射光的强度； I 镜面反射光的强度；镜面反射光的强度； 入射角；入射角； 光的波长；光的波长； 物体表面粗糙度（均方根粗糙度）物

7、体表面粗糙度（均方根粗糙度） 物体表面镜面反射光量随物体表面平滑度的提高而增加物体表面镜面反射光量随物体表面平滑度的提高而增加152、纸张表面镜面反射光强度与表观平滑度的关系、纸张表面镜面反射光强度与表观平滑度的关系分析方法为实际测量分析方法为实际测量-作图作图分析结果分析结果纸张表面粗糙度纸张表面粗糙度，光泽度值光泽度值测量平滑度的方法测量平滑度的方法与光泽度的相关性与光泽度的相关性表观平滑度表观平滑度相关性高相关性高印刷平滑度印刷平滑度相关性低相关性低15163、不同纸张表面光泽度比较、不同纸张表面光泽度比较未涂布未压光纸未涂布未压光纸未涂布压光未涂布压光纸纸涂布未压光涂布未压光纸纸涂布压

8、光纸涂布压光纸高光泽铸涂高光泽铸涂纸纸压光和涂布可以提高纸张的表面光泽度，压光和涂布可以提高纸张的表面光泽度，压光压光，光泽度，光泽度；涂布量；涂布量，光泽度，光泽度。17四、 纸张表面光泽度对印刷品质量的影响1、对印刷品光泽度的影响、对印刷品光泽度的影响快干油墨的印品光泽度快干油墨的印品光泽度大于慢干油墨大于慢干油墨(1)纸张表面光泽度越高，纸张表面光泽度越高，印刷品光泽度就越高印刷品光泽度就越高(2)相同光泽度下：相同光泽度下：(3)光泽度低而高平滑度的纸张光泽度低而高平滑度的纸张 仍可获得高印品光泽度仍可获得高印品光泽度182、对着墨效率的影响、对着墨效率的影响指在纸面印以一定墨膜厚度时

9、的印刷密度。指在纸面印以一定墨膜厚度时的印刷密度。 同样墨膜厚度下，同样墨膜厚度下，。检测结果表明：印刷时，检测结果表明：印刷时，印刷品反射密度随纸面墨膜厚度而增加印刷品反射密度随纸面墨膜厚度而增加的快慢程度，单位的快慢程度，单位1/m。纸张铜版纸胶版纸新闻纸光泽度%66.314.98.9密度平滑度(m-1)0.510.230.15P71表表5-2 纸张光泽度对密度平滑度的影响纸张光泽度对密度平滑度的影响 不同的印刷品，对印刷纸的光泽度有不同的要求不同的印刷品，对印刷纸的光泽度有不同的要求; 光泽度均匀性比光泽的平均水平更为重要光泽度均匀性比光泽的平均水平更为重要。195-3 纸和纸板的白度与

10、颜色(一一) 白度白度纸张的白度是纸张对主波长为纸张的白度是纸张对主波长为457nm的蓝光的蓝光的反射率与标准白板的反射率之比的百分率。的反射率与标准白板的反射率之比的百分率。 Datacolor ELREPHOp TAPPI白度测量20 (二二) 视觉白度视觉白度视觉白度是纸面白光总反射率和在整个波长视觉白度是纸面白光总反射率和在整个波长上反射率均匀性的结合。上反射率均匀性的结合。提高视觉白度的方法：提高视觉白度的方法： 加与纸浆颜色互补的染料加与纸浆颜色互补的染料 加荧光增白剂（染料）加荧光增白剂（染料）21(三三) 印刷纸白度的重要性印刷纸白度的重要性与油墨形成足够的反差、保持油墨本色。

11、与油墨形成足够的反差、保持油墨本色。因大多数彩色油墨都为透明或半透明的，纸面的反因大多数彩色油墨都为透明或半透明的，纸面的反射光会通过墨层透射出来，高白度纸张的反射光不射光会通过墨层透射出来，高白度纸张的反射光不会干扰油墨的颜色。会干扰油墨的颜色。彩色印刷品应采用高白度纸张进行印刷,在80%左右；书刊类，采用纸张的白度不必太高 ,55%以上即可。22(四四) 影响纸张白度的因素影响纸张白度的因素 1浆料的白度：最重要的影响因素；浆料的白度：最重要的影响因素；2染料：染料的选择应在测量白度的光波附近不会染料：染料的选择应在测量白度的光波附近不会影响其反射率，既能调正纸张颜色，又不明显地影响影响其

12、反射率，既能调正纸张颜色，又不明显地影响纸张白度；纸张白度； 3填料：取决于其种类及等级。填料：取决于其种类及等级。 4涂料：涂料：涂料纸白度涂料纸白度=原纸白度原纸白度+涂料白度涂料白度+涂布量涂布量 ；反之亦然反之亦然涂料中涂料中TiO2(白度高且不透明白度高且不透明), 涂层白度涂层白度 ；覆盖原纸；覆盖原纸颜色，使涂布层表面的度得到进一步提高。颜色，使涂布层表面的度得到进一步提高。23p透明度与不透明度区别：透明度与不透明度区别：二者有关联，但有各自不同二者有关联，但有各自不同的意义。的意义。不透明度取决于不透明度取决于，透明度仅取决于透明度仅取决于。：不反射、不：不反射、不散射、不吸

13、收照射在其上面散射、不吸收照射在其上面的光，而透过所有的光。的光，而透过所有的光。入射光镜面反射光扩散反射吸收扩散透射镜面透射5-4 5-4 纸和纸板的透明度与不透明度 24二、纸张的不透明度二、纸张的不透明度 表示纸张对光线透射的抵制能力表示纸张对光线透射的抵制能力由透过纸张的光线强度与入射光线强度的比率来度量。由透过纸张的光线强度与入射光线强度的比率来度量。一、纸张的透明度一、纸张的透明度 表示纸张透过光线的能力表示纸张透过光线的能力 透明率镜面透射率透明率镜面透射率/总透射率总透射率 描图纸、复制纸和某些包装纸的重要质量指标描图纸、复制纸和某些包装纸的重要质量指标. .印刷纸、书写纸等纸

14、张的重要指标印刷纸、书写纸等纸张的重要指标. .1 1、不透明度的测量25%100(%)射率背衬白体时单张纸的反射率背衬黑体时单张纸的反反差率26测量原理：测量原理：背衬白体，白体表面有扩散反射背衬白体，白体表面有扩散反射.背衬黑体时，透射光被黑体全部吸收，无附加反射光背衬黑体时，透射光被黑体全部吸收，无附加反射光.如果无光透过纸页，两种情况下反射率相等，反差率为如果无光透过纸页，两种情况下反射率相等，反差率为1.0，即不透明度为即不透明度为100；如果有光全透过纸页，则背衬黑体时反射率为如果有光全透过纸页，则背衬黑体时反射率为0，因而反差率，因而反差率为为0，即不透明度为，即不透明度为0。2

15、不透明度的表示方法不透明度的表示方法 27（1）TAPPI不透明度不透明度 单张纸背衬黑体时的反射率单张纸背衬黑体时的反射率与相同点背衬有效反与相同点背衬有效反射率为射率为89%白体时反射率白体时反射率的比率的比率，记作 。 %100RRC89. 0o89. 0 TAPPITAPPI不透明度不透明度 印刷不透明度印刷不透明度IGTIGT印刷不透明度印刷不透明度%100RRC89.0o89.0%100RRo印刷不透明度%100ppoRROP28单张纸背衬黑体时反射率单张纸背衬黑体时反射率与背衬相同纸纸层时反射与背衬相同纸纸层时反射率率的比值。的比值。 印刷不透明度较好的量度了纸张印刷后透背的性质

16、。印刷不透明度较好的量度了纸张印刷后透背的性质。 %100RRo印刷不透明度29在在IGT印刷适性仪上，以一定印刷条件下印刷试样，纸印刷适性仪上，以一定印刷条件下印刷试样，纸样印区反面反射率样印区反面反射率与未印区反面在足够厚纸上反射与未印区反面在足够厚纸上反射率率之比，称为之比，称为IGT印刷不透明度印刷不透明度。%100ppoRROPOP值与印刷不透明度之差间接表示了油墨的渗透程度值与印刷不透明度之差间接表示了油墨的渗透程度与与具有一定的可比具有一定的可比性，增加了油墨层，可看出油墨的渗透作用对纸张不透性，增加了油墨层，可看出油墨的渗透作用对纸张不透明度的影响。明度的影响。30三、透印（p

17、rint throughprint through）1透印透印（IGT印刷不透明度）印刷不透明度） 定义：定义：其中：其中：PTst:因纸张透背所致透印组分；因纸张透背所致透印组分； PTpp:因油墨中颜料渗透所致透印组分；因油墨中颜料渗透所致透印组分； PTvs:因油墨中连结料从油墨整体分离渗入纸张孔隙取代因油墨中连结料从油墨整体分离渗入纸张孔隙取代空气所致透印组分。空气所致透印组分。2透背（印刷不透明度）透背（印刷不透明度） 近似：近似：popRROPPTlog)1log(透印值oSTRRPT logvsppstPTPTPTPT31四、影响纸张不透明度的因素四、影响纸张不透明度的因素（）（

18、）1 1反射能力反射能力 反射能力：反射能力取决于反射能力：反射能力取决于吸收系数吸收系数与与散射系数散射系数的的比值。比值。反射能力反射能力 , ,纸张的不透明度纸张的不透明度 。2 2测量光的波长测量光的波长 主要影响纸张的吸收能力主要影响纸张的吸收能力( (蓝光测量蓝光测量) ) 。蓝光范围吸收能力大蓝光范围吸收能力大,不透明度不透明度 。3 3染料染料加入染料加入染料, ,纸张不透明度纸张不透明度 。当测量波长与染料的最大吸收波长相对应，染料产生当测量波长与染料的最大吸收波长相对应，染料产生最大不透明效应。最大不透明效应。3233345-5 5-5 纸张的光散射对网目调印刷品质量的影响

19、印刷品反射密度增加印刷品反射密度增加图像层次反差下降图像层次反差下降图像清晰度下降图像清晰度下降光线照射网目调印刷品光线照射网目调印刷品351 1、对印刷密度的影响使使印刷密度印刷密度提高提高网目调印刷网目调印刷, 黑墨，印刷品的黑墨，印刷品的光反射率光反射率会下会下降，下降程度随网点密度的增加而增加。降，下降程度随网点密度的增加而增加。网点密度网点密度50%的印品的印品试样，其总光反射率试样，其总光反射率小于原反射率的一半小于原反射率的一半原因：部分扩散反射光线被墨层吸收原因：部分扩散反射光线被墨层吸收36印刷品密度印刷品密度(反射密度反射密度)DR与光反射率之与光反射率之间的关系：间的关系：IIRDR0lg1lgR-反射率反射率I0-入射光量入射光量 I-反射光量反射光量R，DR（反射密度）反射密度）对于对于50%网点印刷的印品，网点印刷的印品，R（反射率）（反射率）的降低的降低量大于量大于50%，反射密度值也大于预计的量。，反射密度值也大于预计的量。37-使图像反差使图像反差下降下降图像层次反差下降图像层次反差下降383、对图像清晰度的影响、对图像