Оптические свойства бумаги.

Из зако­нов сме­ше­ния цветов

Любой задан­ный цвет может быть вос­про­из­ве­дён с помо­щью трёх еди­нич­ных цве­тов: крас­но­го, сине­го и зелё­но­го.” “Непре­рыв­но­му изме­не­нию излу­че­ния (осве­ще­ния) соот­вет­ству­ет непре­рыв­ное изме­не­ние цвета

Опти­че­ские свой­ства бума­ги харак­те­ри­зу­ют­ся пока­за­те­ля­ми белиз­ны, непро­зрач­но­сти, цве­то­вы­ми харак­те­ри­сти­ка­ми, ярко­стью и лос­ком. Это состав­ная часть печат­ных свойств бумаги. 

Рас­смат­ри­ва­ем в обоб­щён­ном виде, чем опре­де­ля­ют­ся эти харак­те­ри­сти­ки в бумаге.

Как оценить оптические свойства бумаги?

Наи­бо­лее часто исполь­зу­ет­ся пока­за­тель белиз­ны. Одна­ко один этот пара­метр не даёт пол­но­го пред­став­ле­ния об опти­че­ских свой­ствах. Извест­но ведь, что при оди­на­ко­вом уровне белиз­ны образ­цы белой бума­ги зри­тель­но вос­при­ни­ма­ют­ся по-раз­но­му, они могут иметь раз­лич­ные оттен­ки серо­го, жёл­то­го, голу­бо­го т.е. иметь раз­ную сте­пень их насыщенности. 

Цве­то­вое раз­ли­чие объ­ек­тов, ощу­ща­е­мое чело­ве­че­ским гла­зом, зави­сит от его инди­ви­ду­аль­ной спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти. По ГОСТ 54766–2011 Тех­но­ло­гия поли­гра­фии. Кон­троль про­цес­са изго­тов­ле­ния циф­ро­вых фай­лов, раст­ро­вых цве­то­де­ле­ний, проб­ных и тираж­ных оттис­ков. ГОСТ Р 54766–2011 (ИСО 12647–2:2004)* цве­то­вое раз­ли­чие для оттис­ков допу­сти­мо до зна­че­ния ΔЕ=5.

Цветовое различие, видимое человеческим глазом, составляет в координатах CIELab корень квадратный из суммы  квадратов отклонений по трём координатам: Δa;Δb;ΔL.

В про­из­вод­стве бума­ги исполь­зу­ет­ся более жёст­кое тре­бо­ва­ние к ΔE, рав­ное 3. Таким пара­мет­ром руко­вод­ству­ет­ся, напри­мер АО ” Гознак”.

Бума­га — мате­ри­ал, созда­ю­щий­ся из раз­но­род­ных ком­по­нен­тов, орга­ни­че­ско­го и мине­раль­но­го про­ис­хож­де­ния, раз­ли­ча­ю­щих­ся так­же и по опти­че­ским харак­те­ри­сти­кам: белизне, коэф­фи­ци­ен­ту пре­лом­ле­ния лучей све­та, цве­то­вым параметрам.

Основные компоненты бумаги

Белиз­на и коэф­фи­ци­ент пре­лом­ле­ния (кото­рый опре­де­ля­ет непро­зрач­ность) неко­то­рых основ­ных ком­по­нен­тов бума­ги при­ве­де­ны в таблице.

Зна­че­ние белиз­ны и коэф­фи­ци­ен­та пре­лом­ле­ния ком­по­нен­тов бумаги

Веще­ство	Белиз­на, %	Коэф­фи­ци­ент пре­лом­ле­ния лучей
Цел­лю­ло­за белёная	85 — 90	1,530
Дре­вес­ная масса	60 — 80	1,530
Као­лин	78 — 85	1,560
Мел	80 — 95	1,560
Крах­мал	70 — 80	1.530
Вода	-	1,333
Воз­дух	-	1,000

Ещё боль­шей сте­пе­ни роз­нят­ся ком­по­нен­ты бума­ги по сво­им цве­то­вым пара­мет­рам. Понят­но, что в зави­си­мо­сти от содер­жа­ния в бума­ге тех или иных ком­по­нен­тов, харак­те­ра их рас­пре­де­ле­ния в ней, будут изме­нять­ся опти­че­ские харак­те­ри­сти­ки бумаги.

Оптическая неоднородность

Из — за раз­ной сте­пе­ни срод­ства друг с дру­гом ком­по­нен­тов бума­ги, а так же вви­ду интен­сив­но­го обез­во­жи­ва­ния бумаж­ной мас­сы, исполь­зу­е­мо­го при про­из­вод­стве бума­ги, воз­мож­но неод­но­род­ное рас­пре­де­ле­ние ком­по­нен­тов по тол­щине бумаж­но­го полот­на. Напри­мер, со сто­ро­ны более интен­сив­но­го уда­ле­ния вла­ги на сеточ­ном сто­ле (при одно­се­точ­ном фор­мо­ва­нии вода уда­ля­ет­ся толь­ко с одной сто­ро­ны бума­ги) из струк­ту­ры вымы­ва­ют­ся напол­ни­тель, про­кле­и­ва­ю­щие веще­ства, более мел­кие фрак­ции воло­кон. Более мел­кие состав­ля­ю­щие волок­ни­стой ком­по­зи­ции бума­ги, так назы­ва­е­мая “мелочь”, обла­да­ют более высо­кой, чем круп­ные волок­на спо­соб­но­стью погло­щать рас­тво­рён­ные в воде веще­ства (это могут быть кра­си­те­ли, про­кле­и­ва­ю­щие добав­ки, свя­зу­ю­щие, ино­род­ные окра­шен­ные вклю­че­ния, напри­мер, гуму­со­вые веще­ства воды).

Всё это ведёт к воз­ник­но­ве­нию цве­то­во­го раз­ли­чия поверх­но­стей бума­ги. Если сюда доба­вить и воз­мож­ное раз­ли­чие в струк­ту­ре поверх­но­стей бума­ги, то раз­ли­чие в опти­че­ских свой­ствах может дости­гать кри­ти­че­ских размеров.

Нюансирующие красители

Для при­да­ния белой бума­ге оттен­ков, исполь­зу­ют­ся нюан­си­ру­ю­щие кра­си­те­ли, кото­рые сдви­га­ют спектр отра­же­ния чаще все­го в голу­бую область.

Важ­ное зна­че­ние для фор­ми­ро­ва­ния белиз­ны, ярко­сти, цве­то­вых харак­те­ри­стик бума­ги име­ет исполь­зо­ва­ние опти­че­ски отбе­ли­ва­ю­щих веществ (ООВ). Это веще­ства, кото­рые бла­го­да­ря сво­ей спо­соб­но­сти погло­щать энер­гию неви­ди­мо­го уль­тра­фи­о­ле­то­во­го излу­че­ния корот­ко­вол­но­вой части источ­ни­ков све­та и пре­об­ра­зо­вы­вать её в види­мое — повы­ша­ют яркость и белиз­ну бума­ги. Эта спо­соб­ность веществ назы­ва­ет­ся люми­нес­цен­ци­ей.

Это поз­во­ля­ет при белизне цел­лю­ло­зы око­ло 90 % иметь белиз­ну бума­ги, пре­вы­ша­ю­щую 100%. При этом надо иметь вви­ду, что толь­ко исход­ная белиз­на волок­ни­сто­го полу­фаб­ри­ка­та, а не искус­ствен­но создан­ная с помо­щью ООВ, опре­де­ля­ет его чисто­ту и дол­го­веч­ность при хранении.

Светопроницаемость и прозрачность

Све­то­про­ни­ца­е­мость и про­зрач­ность бума­ги явля­ют­ся свой­ства­ми важ­ны­ми для бума­ги на кото­рую нано­сит­ся печать. Уве­ли­че­ние непро­зрач­но­сти дости­га­ет­ся вве­де­ни­ем в бума­гу веществ, име­ю­щих коэф­фи­ци­ент пре­лом­ле­ния све­то­вых лучей, более высо­кий чем у цел­лю­лоз­ных волокон.

Умень­ша­ет­ся све­то­про­ни­ца­е­мость с повы­ше­ни­ем мас­сы 1 м ² по экс­по­нен­ци­аль­но­му зако­ну. Уве­ли­че­нию све­то­про­ни­ца­е­мо­сти спо­соб­ству­ет уве­ли­че­ние плот­но­сти бумаги.

---

Изме­не­ния бума­ги при хра­не­нии или исполь­зо­ва­нии тоже мож­но оце­нить по изме­не­нию опти­че­ских харак­те­ри­стик. Обыч­но оце­ни­ва­ют изме­не­ние цве­то­вых пара­мет­ров, кото­рые часто про­яв­ля­ют­ся в уве­ли­че­нии интен­сив­но­сти по коор­ди­на­те b+ т.е. в пожел­те­нии. Таким обра­зом мож­но оце­ни­вать дол­го­веч­ность бума­ги, наря­ду с изме­не­ни­ем её проч­ност­ных и струк­тур­но-дефор­ма­ци­он­ных характеристик.

О кра­ше­нии бума­ги для про­из­вод­ства цвет­ных видов бума­ги тре­бу­ет отдель­но­го раз­го­во­ра и мы об этом здесь не говорим.

Более подроб­но опти­че­ские и цве­то­вые пара­мет­ры бума­ги (в том чис­ле, непро­зрач­ность, лоск), мето­ды их изме­ре­ния, при­ро­да цве­та бума­ги с при­ве­де­ни­ем нор­ма­тив­ной доку­мен­та­ции рас­смот­ре­ны в нашем посте: Изме­ре­ние каче­ства бума­ги и кар­то­на .

Наши посты о тре­бо­ва­ни­ях к бума­ге для печа­ти и осо­бен­но­стях её свойств:

• Бума­га для печа­ти. Общие тре­бо­ва­ния к бума­ге для печа­ти;
• Печат­ные свой­ства бума­ги.