Оцінка поверхні паперів і зв'язок вимірювань до стандартів

Максим Синяк, канд. техн. наук, міжнародний технічний експерт компанії X-Rite

Опис паперів в стандарті ISO 12647-2

Почнемо з того, що розглянемо таблицю зі стандарту уважніше. У ній наведено п'ять різних типів паперів, які найчастіше використовуються для поліграфічних потреб. Було б неправильно стверджувати, що всі застосовувані на виробництві паперу повинні в точності збігатися з наведеними в таблиці. Однак, коли ми говоримо про стандарт 126472, то під стандартизованими параметрами друку розуміється використання витратних матеріалів відповідно до стандарту. Проілюструвати це можна дуже просто: при застосуванні фарб, що не відповідають по колориметричним параметрам стандарту ISO 2846 (фарби для офсетного друку), досягти «вірних» значень при друку неможливо. При використанні паперів, що мають той чи інший відтінок, наприклад червонуватий або містить надмірно багато оптичного відбілювача, домогтися необхідних значень також не вдається.

Як видно з таблиці, папір оцінювалася не тільки по колориметричним значенням Lab, а й по оптичних параметрах глянцю, білизни, а також по щільності. Ці параметри часто не беруться до уваги, або, краще сказати, на них не звертають уваги, намагаючись відповідати тільки колориметрическим значенням.

Розглянемо оптичні властивості паперу більш докладно. Традиційно до них відносяться білизна або колір, лиск або глянець, прозорість або світлопроникність. Від них залежать контрастність зображення, якість друку, точність передачі кольору при багатоколірного друку і зовнішній вигляд друкованої продукції в цілому.

Оптичні властивості самого матеріалу залежать від того, як і в якій мірі проявляються відображення, поглинання і пропускання світла.

Прозорість і світлопроникність

У паперовій промисловості при розгляді оптичних властивостей паперу умовно розрізняють поняття світлопроникності і прозорості. Здатність тіла пропускати світло називається світлопроникністю, вона виражається коефіцієнтом світлопроникності. Окремим випадком світлопроникності є прозорість - пропускання світла без розсіювання. Прикладом прозорого матеріалу є скло. Для паперу більше характерна світлопроникність з розсіюванням світла, обумовленим багаторазовим заломленням його в дісперсіоннопорістой структурі паперу.

Оціночні значення паперів за стандартом ISO 12647-2

Прозорістю паперу називається ступінь видимості в відбитому світлі через папір знаків і малюнків, нанесених на підкладці. Хоча методи визначення світлопроникності і прозорості принципово різняться, проте ці два поняття нерозривно пов'язані. Найбільш світлопроникний папір буде і найбільш прозорою. Це дає підставу умовно назвати папір, що відрізняється високим ступенем світлопроникності і прозорості, одним терміном - високопрозрачная папір.

В принципі, світлопроникність є недоліком паперу, так як робить видимим надруковане на зворотному боці відбитка. Для практичної характеристики світлопроникності користуються умовним і узагальненим показником непрозорості - відношенням кількості світла, відбитого від аркуша паперу на чорній підкладці, до світла, відбитого від світлонепроникної стопи тієї ж паперу. Саме тому в стандарті в якості основних беруть значення для чорної підкладки, а для білої вони наводяться як довідкові.

Світлопроникність паперу залежить від виду використаних напівфабрикатів, ступеня їх помелу, наявності в композиції паперу наповнюють і фарбувальних речовин, а також від характеру поверхні паперу.

Режим сушіння паперу при її виробництві також впливає на світлопроникність. При виготовленні високопрозрачной паперу зазвичай максимально видаляють повітря з листа, а перенесення вологи здійснюється лише рідиною.

Наявність барвника в папері призводить до зростання светопоглощения, в зв'язку з чим зменшується її світлопроникність. Оціночні вимірювання ступеня прозорості паперів проводяться на фотометрическом приладі - лейкометре.

Білизна та яскравість

Білизна (whiteness) - властивість паперу відбивати більшу частину падаючого на неї світла неуважно і рівномірно по всій видимій частині спектру. Поперше, це означає, що, завдяки шорсткою поверхні, папір розсіює відбите світло в різних напрямках, на відміну від дзеркального відображення, коли кут відбиття дорівнює куту падіння (рис. 1). Подруге, при відображенні спектральний склад світла не змінюється і при освітленні природним сонячним світлом відбите світло буде ахроматическим.

Мал. 1. Приклад розсіювання світла від поверхні і використовуються кути вимірювання

Кількісно білизна виражається коефіцієнтом відображення, тобто відношенням кількості відбитого світла до падаючого - це перша характеристика білизни. Різниця коефіцієнтів відбиття в різних зонах спектра вказує на відхилення від білизни. При наявності того чи іншого відхилення виникає колірний відтінок.

Найбільш часто зустрічається відхиленням від білизни у друкованих паперів є жовтизна, що виявляється в зниженому відображенні у синій зоні спектра. У цій зоні спостерігаються найбільші відмінності кривих відбиття різних видів паперів, а також відбуваються найбільші зміни при подальшій обробці і вицвітання. Тому за показник білизни беруть значення коефіцієнта відображення (або, кажучи мовою стандарту, яскравості (Brightness)), виміряного через синій світлофільтр з довжиною хвилі 457 ± 5 нм. Одна з причин цього криється в сприйнятті людським оком блакитною та жовтою зон спектра. Яскравість використовувалася спочатку для тестування ефективності відбілювання. У вибіленого паперу спектральна крива має яскраво виражену зону обурення в блакитний і фіолетовою зонах спектра (рис. 2). Це також забезпечує дуже хороший спосіб вимірювання та порівняння паперів при їх старінні.

Параметр «білизна» відноситься до всього розподіленого спектру. Якщо папір дійсно біла, то вона буде мати високий ступінь відображення і не буде поглинати одну виділену довжину хвилі більше, ніж інші; зовні такий папір буде виглядати білою під нормованим джерелом світла. Поява відтінку на папері свідчить про поглинання всіх хвиль і відображенні какойто специфічною.

Оцінка поверхні паперів і зв'язок вимірювань до стандартів

Мал. 2. Спектральні криві відображення паперів і ефект оптичного відбілювача

Користуючись коефіцієнтом відображення, можна в широких межах характеризувати матеріали по їх оптичними властивостями - від дуже білих до темно-сірих і практично чорних. Кольоровий відтінок паперу створює різну контрастність при сприйнятті різних кольорів, а це порушує перенесення кольорів при відтворенні кольорових оригіналів.

Вимірювання величин білизни і яскравості можна проводити на спектрофотометрах різних компаній, в тому числі на спектрофотометрі SpectroEye компанії XRite. На рис. 3 наведені всі можливі оціночні параметри для паперів, що використовуються в даному спектрофотометрі.

Оцінка поверхні паперів і зв'язок вимірювань до стандартів

Мал. 3. Параметри білизни в спектрофотометре SpectroEye

Глянець, блиск, глосс, лиск і т.д.

На жаль, в поліграфічній практиці існує порівняно багато слів, що описують один і той же ефект, процес або явище, що часом бентежить. Наприклад, ефект спрямованого відбиття світла може називатися лоском, глянцем, блиском, глоса, а для металізованих поверхонь - ще й дзеркальним відображенням.

Для уникнення плутанини розділимо вищеназвані поняття. Блиск - фізичний ознака поверхні, який може бути яскравим або блискучим, металевим або матовим, тоді як глянець - це ефект візуального сприйняття об'єкта. Чим більше прямого світла відображено, тим очевиднішим буде прояв блиску, а поверхня буде здаватися більш глянцевою.

Чисто технічно поняття «лиск» і «блиск» є синонімами, однак в деяких специфікаціях і перекладах міжнародних стандартів вони носять різне смислове навантаження і мають різні одиниці виміру.

Нарешті, глосс - словохамелеон, яке в залежності від перекладу може позначати як глянець, так і лиск або блиск.

У статті ми приймемо допущення і будемо вживати слово «глянець» для опису візуального ефекту.

Вимірювання глянцю

Ефект глянцю заснований на взаємодії світла і поверхні з її фізичними властивостями. Людське око досі залишається найкращим інструментом для оцінки відмінності в глянці. Однак візуального поверхневого контролю недостатньо, тому що умови оцінки не визначені і люди бачать і судять по-різному.

Для оцінки глянцю існує прилад, званий глянцметр (глоссметр) або блескометр, який відповідно до зазначеного вище ГОСТом має просту оптичну схему і складається з джерела світла і лінзи, що направляє пучок паралельних променів на випробувану поверхню. У приймальному пристрої, що складається з лінзи, польовий діафрагми і фотоелемента, що сприймає відбите світло в заданому тілесному куті, інтенсивність світла фіксується з малим кроком кута відбиття і завжди залежить від вимірюваного матеріалу і кута освітлення. У разі неметалевих поверхонь (пластиків, криють матеріалів) кількість відбитого світла збільшується з ростом кута освітлення. Залишок світла проникає в матеріал, абсорбується або відбивається в залежності від кольору. Металеві і металізовані поверхні мають більш високу ступінь відображення і менше залежать від орієнтації приладу на вимірюваному зразку, ніж неметалеві.

Оцінка поверхні паперів і зв'язок вимірювань до стандартів

Мал. 4. Прилад для вимірювання глянцю - модель ZGM 1120 компанії Zehntner, що працює за стандартом Tappi T480 (75 °)

Прилад для вимірювання глянцю - глянцметр - досить простий по конструкції і заснований на простій ідеї вимірювання. Неполяризоване білий світ збирається лінзою в пучок світла на поверхні, розташованої в фокальній площині лінзи джерела. Відбите світло збирається інший лінзою і потрапляє на фотоприймач. На рис. 4 показаний загальний вид приладу компанії Zehntner, європейського лідера у виробництві приладів для вимірювання глянцю. Дана модель використовується для визначення глянцю паперів стандарту ISO 126472.

При калібрування приладу застосовується полірований чорний скляний «стандарт» з показником заломлення 1,567. Для цього каліброваного еталона встановлене значення блиску становить 100 одиниць блиску при стандартизованих кутах вимірювання, наприклад 20, 60, 75 і 85 °. Проведення оцінки під стандартизованим кутом освітлення / вимірювання - найважливіший критерій для правильної оцінки.

Деякі стандарти, використовувані для вимірювання глянцю для різних галузей промисловості:

Традиційно розмірність результатів вимірювань для фарб і лаків позначається шкалою від 0 до 100 умовних одиниць глянцю.

Для прозорих матеріалів значення глянцю підвищується шляхом мультиплицирования відображення в самому матеріалі, що говорить не про неможливість вимірювати глянець, а про необхідність правильно підбирати підкладку для його вимірювання і кут вимірювання.

В основу кожного індустріального стандарту визначення глянцю належить суб'єктивне сприйняття людини для того чи іншого виду виробів. Високий показник глянцю для паперу не може застосовуватися для автомобільного виробництва і навпаки. Ми оцінюємо поверхню, концентруючи погляд на відбитому зображенні джерела світла. Щоб гарантувати якість, необхідно визначити вимірювані і / або оціночні критерії. Гладкі і поліровані поверхні відбивають падаюче світло більш чітко, а падаюче світло відбивається від поверхні тільки в головному напрямку. На грубих поверхнях світло розсіяний у всіх напрямках, і візуальне сприйняття зовсім інше: відбитий від об'єкта світло більше не здається блискучим або глянцевим - він тьмяний. Чим більше однорідний світло розсіяний, тим менш інтенсивне відображення в головному напрямку і більш тьмяне зображення.

Щоб чітко провести різницю між високим і низьким глянцем, використовується кілька кутів. Кут 20 ° зазвичай застосовується для вимірювання глянцевої поверхонь, 60 ° - для среднеглянцевих поверхонь, 85 ° - для нізкоглянцевих поверхонь. Для інших видів виробництва використовуються і інші стандартизовані кути, наприклад кут 75 ° для пластикових матеріалів і паперу, 45 ° для вінілу.

Різниця у вимірах за різними стандартами із застосуванням різних кутів полягає в тому, під яким кутом падає і приймається світло і відповідно утворюється пляма відбитого світла (рис. 5).

Оцінка поверхні паперів і зв'язок вимірювань до стандартів

Мал. 5. Різні апертури вимірювання глянцю

Вимірювання глянцю в поліграфії, згадані в стандарті 126472, засновані на стандарті 82 541 і проводяться за методом TAPPI Т480.

Не завжди, але досить часто глянець є мірою якості поверхні відбитка, наприклад зниження блиску покритої поверхні може вказувати на проблеми покриття, такі як погана адгезія лаку або недостатня «Глянець» лаку запечатаній поверхні. Подібні проблеми завжди необхідно розглядати за допомогою інструментального контролю.

Оздоблення друкованої продукції: лакування і ламінування

Обробкою друкованої продукції називають найрізноманітніші процеси, спрямовані на поліпшення її властивостей: товарного вигляду, зносостійкості, водостійкості і т.п.

Складові хорошою газети: дизайн, верстка, контент

Існує гарна традиція - коли треба підкреслити, що раніше було добре, а зараз все не так, то починають порівняння чого-небудь з 1914 роком або з кращими роками радянського періоду

Що потрібно знати про трафаретних фарбах

Трафаретний друк, або, як її часто називають, шовкографія, - це вид друку, що дозволяє наносити фарбу самої різної товщини на матеріали з усілякою текстурою

Популярні статті

Видалення ефекту червоних очей в Adobe Photoshop

При недостатньому освітленні в момент зйомки дуже часто доводиться використовувати спалах. Якщо об'єктами зйомки є люди або тварини, то в темряві їх зіниці розширюються і відображають спалах фотоапарата. Що з'явилося відображення називається ефектом червоних очей

CorelDRAW: розміщення тексту вздовж кривої

У цій статті наведені приклади розміщення фігурного тексту уздовж розімкнутої і замкнутої траєкторії. Розглянуто можливі настройки його положення відносно кривої, а також розказано, як відокремити текст від траєкторії

Нормативні вимоги до етикеток

Етикетка - це переважно друкована продукція, що містить текстову або графічну інформацію і виконана у вигляді наклейки або бирки на будь-який продукт виробництва