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纸张的光学特性
 
纸张的外观质量取决于它的光学特性。其中包括纸张的光泽度,白度,不透明度。而纸张的外观质量又直接影响到印刷品的质量,所以纸张的光学特性是纸张很重要的参数。
一、光泽度
纸张的光泽度是纸张表面反射入射光的能力与完全镜面反射能力接近的程度。我们能看见自然界的万物就是光线在物体表面产生漫反射的缘故,所以通俗一点说纸张的光泽度就是反应纸张表面显示影像的能力,是对纸张表面性能进行评价的一个指标。纸张的光泽度越高,其表面越能像镜子似的反射光线,越能造成鲜亮或具有光辉的外观特性。纸张的光泽度与印刷有非常紧密的关系,高光泽度的纸张能使印刷品的色彩光亮,但光泽度太高的纸张会使印刷品产生眩光,刺激读者的眼睛,不利于阅读。印刷品的光泽度与纸张的镜面反射特性密切相关,一般纸张的光泽度高,则印刷品的光泽度高,印刷品图文层次鲜明,色彩鲜艳。所以在以文字为主的印刷品当中为了防止眼睛的疲劳等原因,一般采用光泽度较低的纸,而在以美术图片、商标装潢等为主的商业性印刷品当中为了使成品的色泽鲜艳悦目,通常采用光泽度高的纸张。
光泽度分为白纸光泽度和印刷光泽度,通常所说的光泽度是指白纸光泽度,它是用纸张在一定角度下的镜面反射率与标准黑玻璃在同样角度下的镜面反射率之比来表示的,即把标准黑玻璃的镜面反射率定为100%,记为100度,纸张镜面反射率为标准黑玻璃镜面反射率的百分之多少,就记为多少度。测定纸张光泽度的仪器有75度光泽度计(GB/T 8941.3-1988纸和纸板镜面光泽度测定法 75°角测定法)和20度光泽度计(GB/T 8941.1-1988纸和纸板镜面光泽度测定法 20°角测定法),75度光泽度计主要适用于涂布纸及纸板,也可用于未涂布纸及纸板或低印刷光泽度的纸及纸板印样。20度光泽度计主要适用于铸涂纸,蜡光纸等高光泽度的纸及纸板,也适用于高印刷光泽度的纸及纸板印样,但不适用于光泽度较低的涂布或未涂布的纸及纸板。
影响纸张光泽度的决定性因素是纸张平滑度的大小,纸面凹凸不平,就会把光反射成各个角度,表现为低的光泽度;纸面越平滑,反射光的扩散比例就越小,则纸张的光泽度就越高。纸张经过涂布后,涂料的细微粒子填满了原纸表面的凹陷,使纸张的平滑度提高,从而提高了纸张的光泽度。但涂布并不能大大提高纸张的光泽度,只有经过超级压光后,使纸张表面经过强烈摩擦后,光泽度才会有大的提高。虽然超级压光大大提高了纸张的光泽度,但涂布量对光泽度的影响也是十分重要的。
二、白度
纸张的白度是指纸张受光照射后全反射的能力,即在一定测试条件下,反射光与入射光的比值。也是纸张的白色光亮程度,因此又称亮度。白色纸张可真实客观的反映出印刷图文的全部色彩,提高文字的反差和清晰度,使复制品色彩鲜艳,达到图文并茂的效果,纸张的白度是各种纸张的重要指标之一。白度高的纸张可增强油墨与纸张的对比度,有助于分辨图文,所以用白度高的纸张印刷彩色图画,颜色可鲜艳一些。但白度低的纸张会吸收部分光,使印迹发灰、发暗,影响印刷品的鲜艳度。但并不是白度越高的纸张越好,白度高的纸张,反射光线强,对视觉神经刺激过强,容易引起视觉疲劳。所以我们应当根据实际的需要选择不同白度的纸张,胶版印刷纸和铜版纸的白度需要有较高的白度,应当在80度以上,而一般印刷书籍的纸张则不需要很高的白度,一般在70度左右就可以了。
理想的白色应该对各种波长的可见光的漫反射率均为100%,但这种理想的白色实际上并不存在,氧化镁(Mg0)粉末压成的薄片对可见光的漫反射接近于理想情况,所以通常以氧化镁粉末压成的薄片作为白度的标准。现在采用漫射垂直法检测纸张的白度(GB/T 7974-2002 纸、纸板和纸浆亮度(白度)的测定 漫射/垂直法)。因为光谱蓝区上457nm的蓝光照射物体时,所测量出的光反射率大小与人眼目测白度的高低有最好的相关性,而且纸张在457nm蓝光照射下,所表现出来的反射能力最敏感。所以现在检测纸张的白度正是以457nm的蓝光照射到氧化镁板的反射率为基准,以该种光照射到纸面上起反射率是氧化镁板反射率的百分比来表示的。如某种纸张对457nm蓝光的反射率是氧化镁板反射率的90%,则称此种纸张的白度为80度。
影响纸张白度的因素,最根本的就是浆料本身的白度,要加强对浆料的漂白,其次就是填料,当填料的白度比纤维组成的白度高时,就可以稀释纸浆的黄色色调而明显提高纸张的白度。无论是涂布纸还是非涂布纸都可以在纸浆或涂料中添加荧光增白剂来提高纸张的白度。在非涂布纸的生产中,还可以加胶、加矾、加填后的纸料中,加入少量品蓝、湖蓝或品红这些染料来吸收反射出来的一部分黄光,来达到提高纸张白度的目的。
三、不透明度
纸张的不透明度是指纸张受光照射时光线吸收量与反射量之比,是纸张阻光能力的描述,即纸张组织入射光通过的能力。对于印刷来说,就是不能出现透背透印现象,即印刷后图文不要透过另外一面的性能。从本质上讲,支配纸张的不透明度的关键因素是纸面对光线的反射和纸层内光线的漫折射与吸收。纸张实际上是由纤维、填料、胶料、空气等组成的不均一介质,进入纸层的光线在这些不同介质界面中发生漫反射,在纸页内发生的漫反射越厉害,透过纸页的光量就越少,纸的不透明度就越大。另外纸页吸收的光量越多,纸张的不透明度也就越高。
如果所有光线都透射而无反射和吸收时,则不透明度为0;反之无透射而全部光线都被反射或吸收时,则不透明度为100%。书籍报刊用纸的不透明度越高越好,以防阅读时同时又见到另一面的文字。现在采用纸衬背漫反射法测定纸张的不透明度(GB/T 1543-2005 纸和纸板 不透明度(纸衬背)的测定)。
影响纸张不透明度的因素有很多,从理论上讲,只要能增加散射能力和吸收能力的任何因素都能影响到纸张的不透明度。在原料与制造工艺相同的情况下,定量越高的纸张,不透明度越高。紧度的提高与不透明度的数值略成反比,这是因为紧度的提高使纸张纤维与空气的接触面积减少了,而漫反射只有在纤维—空气界面才会产生。纸张的纤维长度及纤维壁的厚度,短纤维比长纤维造的纸有较高的不透明度纤维壁厚的纤维抄的纸也比纤维壁薄抄的纸不透明度要高一些。加入填料染料也可以大大提高纸张的不透明度,填料能填充纸张纤维间的缝隙,使光线不易通过;当染料的最大吸收波长与测量光波长相对应时,染料会大大提高纸张的不透明效应。影响纸张不透明度的因素还有很多,如浆料本身,打浆的方式以及涂蜡等等。

 
参考文献
1、陈永常 主编《纸张、油墨的性能与印刷适性》第三章印刷用纸的性质 化学工业出版社
2、王尚义 编著《实用纸张技术指南》第五章 印刷用纸的性能及其检验印刷工业出版社
3、陈正伟 主编《印刷包装材料与适性》第二章 印刷纸的性能  化学工业出版社
更新时间:2009/1/4   
 
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