喷墨耗材高光相纸光泽度与视觉亮度差别的研究.pdf

信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期喷墨耗材高光相纸光泽度与视觉亮度差别的研究彭春宁,樊 利,李孟倩(乐凯胶片股份有限公司 河北 保定 071054)【摘摘要要】通过对比市售的喷墨高光耗材的光泽度和视觉亮度,发现某国产喷墨耗材光泽度高达 60(60角),进口某高光的光泽度为 58(60角),但二者在目测的情况下,进口某高光相纸的视觉亮度要高于国产某高光相纸,通过研究认为视觉亮度与 20角下的光泽度的反应基本一致;同时发现进口某高光相纸在 430470 nm 范围内反射光的能量超过 100%,证明了进口某高光相纸中具有某种能激发出 430470 nm 范围内的光的物质;国产某高光相纸复合涂层在入射光 60角时会在第一和第二涂层界面上发生全反射,而全硅产品进口某高光相纸的反射会在涂塑层上,此时光需要 2 次穿透进口某高光相纸的涂层,能量损失比国产某高光相纸多,国产某高光相纸产品在此条件下光泽度会比进口某高光相纸的涂层光泽度高。【关关键键词词】视视觉觉亮亮度度;光光泽泽度度;反反射射率率【中中图图分分类类号号】TQ587 【文文献献标标识识码码】A 【文文章章编编号号】1009-5624(2023)07-0008-05Research on the difference between gloss and visual brightness of high-gloss photo paper of inkjet consumablesPENG Chunning,FAN Li,LI MengqianLucky Film Co.,Ltd.,Baoding,Hebei 071054,China【Abstract】By comparing the gloss and visual brightness of commercially available inkjet high-gloss consumables,this paper finds that thegloss of a domestic inkjet consumables is as high as 60(60 degree angle),and the gloss of an imported high-gloss is 58(60 degree angle),but in the case of visual inspection,the visual brightness of an imported high-gloss photo paper is higher than that of a domestic high-glossphoto paper,and through research,it is believed that the reaction of visual brightness and gloss at a 20-degree angle is basically the same;At the same time,it was found that the energy of the imported high-gloss photo paper reflected light in the range of 430nm-470nm exceeded100%,which proved that the imported high-gloss photo paper had a substance that could excite light in the range of 430nm-470nm;Adomestic high-gloss photo paper composite coating will be fully reflected at the interface of the first and second coatings at an angle of 60degrees of incident light,while the reflection of a high-gloss photo paper imported by all-silicon products will be on the coating layer,thistime needs to penetrate the coating of an imported high-gloss photo paper twice,the energy loss is more than that of a domestic high-glossphoto paper,and the gloss of a domestic high-gloss photo paper product under this condition will be higher than that of the coating gloss ofan imported high-gloss photo paper.【Key words】Visual brightness;Gloss;Reflectance0 引言印刷品的光泽度是指印刷品表面对入射光的反射能力与完全镜面反射能力的接近程度。印刷品的光泽度越高,其表面反射的光线越多,越能造成鲜亮或具有光泽的外观特性1。2022 年国产某高光相纸推出,光泽度高达60,同时还拥有抗划伤和优异的抗弯折性能。进口某高光相纸是目前最高质量的喷墨高光相纸,光泽度为 58,市场售卖价格是 129 元/m2。二者在自然光同等条件下,目视感觉,进口某高光相纸比国产某高光相纸要亮。人眼观测产品样品的光路示意图如图 1:一般情况下,我们观测样品时人眼与样品的夹角一般在 30内来获取感官对产品的明亮度的感觉。图 1 光路示意图那么是什么原因进口某高光相纸在光泽度比国产的某高光纸低的情况下,目视反而显得更亮。1 实验1.1 实验材料及设备实验材料:进口某高光相纸、C55、国产某高光相纸、鼓楼-照相涂塑纸基。实验设备:光泽度测试仪(天津信通)、色调测试仪(PF-10)、光反射率仪(柯尼卡 CM-5)。1.2 实验过程实验测试:(1)测试样品的反射率(20、60、90)。(2)测试样品的总反射射率。(3)测试样品的色调。2 结果与讨论2.1 对比进口某高光相纸、C55、国产某高光相纸的光泽度数据测试结果如图 2。通过上图可以看出:(1)鼓楼基材在经过压光后 20角的光泽度变化最大,说明表面的平整状态对接近于垂直光源的反光影响较大。此时光在涂塑层上发生反射,表面的平整度会影响到光反射的路径,越平整则产生的镜面反8信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期图 2 光泽度测试结果对比图射越强,接收器接收的能量也就越多。(2)进口某高光相纸在 20角下光泽度比国产某高光相纸高,在 60角下比国产某高光的反而低,在 85角下比国产某高光的低,说明进口某高光相纸在大角度下传感器接收到光的能量比国产某高光相纸的低。在 20角的条件下,进口某高光相纸在此条件下光泽度比国产某高光相纸高,说明其反射的总能量比国产某高光相纸的高。而反射的总能量与基材和涂层却又密切相关,基材的平整度高,镜面反射强,涂层吸收少,那么最后反射光的总能量就高。反之,基材的平整度差,漫反射高,涂层吸收多,那么最后反光的总能量就少,光泽度就低。在喷墨印刷中,使用量最大的介质就是涂料纸,而涂料纸的光泽度主要取决于其复杂的表面形状-表面微观凹凸不平的程度,即微观表面粗糙度 Ra(平均值)2。2.2 对比进口某高光相纸、国产某高光相纸的结构对光泽度的影响进口某高光相纸的电镜结构如图 3。图 3 进口某高光相纸电镜图而光路传播路径如图 4 所示。图 4 中,入射光=1,反射光=4+8+9。反射光的总强度与光泽度成正比。进口某高光相纸的能谱结构分析如图 5 所示。从图 5 可以看出,进口某高光相纸的涂层是由二氧化硅组成,涂层的总厚度约为 40 m,二氧化硅的折射率为1.5 左右。而国产某高光相纸的涂层采用复合涂层,在图 4 光路传播路径示意图图 5 进口某高光相纸切片能谱60角时,光线穿透第一层后,在第二层的界面上发生了全反射,此时光路只需穿透第一层,而进口某高光相纸由于只采用硅作为涂层,因此在 60角下,光线需要穿透整个涂层,并在涂塑面上反射回来,需要穿透整个 40 um 的涂层,因此这时候整个光强损失比国产某高光相纸的大,所以在 60角下面进口某高光相纸的光泽度比国产某高光相纸的低。模拟日常人眼观测样品。在观片台上用灯光照射不同样品在 20角下面对光的反射情况图,如图 6、图 7。图 6 进口某高光相纸观片灯反射图图 6 说明进口某高光相纸图片上的灯的边缘平直,说明漫反射少,基本都是镜面反射。图 7 国产某高光相纸图片上的灯的边缘毛刺与图 6对比说明国产某高光相纸漫反射比进口某高光相纸强,说9信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期图 7 国产某高光相纸观片灯反射图明纸基表面凹凸不平,粗糙度比进口某高光相纸的高。因此在图片距离人眼 2040 cm,视觉角度 20左右时,反射光的总能量比进口某高光相纸的低。从图 5、图 6、图 7 可以看出,喷墨耗材的涂层属于半透明涂层,其主要的反光性能还是由基材决定。进口某高光相纸的基材平整度好,所以其反射光的强度就高,而国产某高光纸的基材平整度较进口某高光相纸的差,所以在图 7 中可以明显看到漫反射,因此降低了进入眼睛的总能量。印刷介质的平滑度即本身光泽是影响印刷品光泽最关键的因素。只有平滑度高的印刷介质,墨膜流平后才能产生镜面反射。如果油墨印上后,印迹墨膜高低不平,对光只能形成漫反射,印刷品的光泽就会很差3。2.3 涂层反射率特性对光泽度的影响光的物理量是频率和振幅,物质对光的反射特性也是由频率和振幅来衡量的,通过测量样品对光在不同波长(频率)上的反射能量测量,确定样品的反射特性。通过对光的不同波长的反射能量的分析,确定材料对光的反射特性。2.3.1 对比国产某高光相纸与进口某高光相纸的反射特性通过测定二者对不同频率光的反射率来确认二者之间的反射特性。测试结果如图 8 所示。图 8 不同频率下的反射率的对比图通过图 8 可以看到,进口某高光相纸在红光 740 nm(4.00E+14 Hz)到蓝光410 nm(7.31707E+14 Hz)这个范围内反光率比国产某高光相纸低得多,但是从 430 480nm(6.976 74E+14 Hz6.25E+14 Hz)范围内其反射率超过 100%,说明了该波段内的反射出来的光的能量大于标准光在该波段内的能量值,说明进口某高光相纸在光的照射下额外激发出了蓝光。一般而言,喷墨耗材用的涂塑纸基的涂塑层中会加入增白母料,增白母料中添加了荧光增白剂。荧光增白剂是一种能吸收紫外光并激发出蓝色或蓝紫色荧光的有机化合物,吸附有荧光增白剂的物质。其一方面能将照射在物体上的可见光反射出来,同时还能将吸收的不可见紫外光(波长为 300400 nm)转化为蓝色或蓝紫光的可见光发射出来,蓝色和黄色互为补色,因而消除了物品基体的黄色,使其显得洁白、艳丽;另一方面增加了物体对光线的发射率,发射光的强度超过了投射于被处理物上原来可见光的强度。因此,人们用眼睛看上去物体的白度增加了,从而达到增白的目的4。进口某高光相纸和国产某高光相纸都表现出了增白的效应,但是进口某高光相纸的效应更强,其原因是涂层透过率高,基材表面平整。2.3.2 不同涂层对光泽度的影响C55 和国产某高光相纸的涂层不相同,一个属于单一涂层,另外一个属于复合涂层,单一涂层与复合涂层在不同角度下的光泽度对比如表 1 所示。表 1 C55 和国产某高光相纸的光泽度对比样品名称光泽度(20)光泽度(60)C5524.251.3国产某高光相纸35.164.2通过表 1 的数据可以看出,复合涂层的高光纸在 2 个测试角度下光泽度都高于单一涂层的高光纸。不同涂层结构对光的反射率如图 9 所示。从图 9 可以看到,国产某高光相纸与 C55 相比,从红光(4.00E+14)到蓝光(7.2 E+14)反射率国产某高光相纸比 C55 的高,说明在基材相同的情况下,国产某高光相纸结构比 C55 结构来说,在红光和蓝光范围内都提高了反射率。图 9 国产某高光与 C55 不同频率下的反射率对比图01信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期2.3.3 反射光频率对目视亮度的影响不同产品对光的反射率的测定如图 10 所示。图 10 不同样品在不同频率下的反射率对比从图 10 可以看出从蓝光到红光范围内,反射率从大到小的排列为进口某高光相纸国产某高光相纸 C55,这个结果与目视结果一致,而该测试方式是探测接收器与样品几乎处于垂直,因此再次验证了人眼观测方式与 20角的光泽度测试和物质的反光率测试方法的结果一致性。2.3.4 不同工艺对光泽度的影响在市场上目前销售的全铝产品中,主流产品为 C55 与某艺两种全铝产品,二者的工艺不同。用户一直认为 C55产品是国产中最优秀的,产品一直比别的产品要“亮”一些。二者在不同角度下的光泽度对比见表 2。表 2 国产样品光泽度对比样品名称光泽度(20)光泽度(60)C5524.251.3某艺23.450通过表 2 的数据可以看出,C55 在 2 个测试角度下光泽度都高于某艺的高光纸。说明人眼视觉的亮度在 20角下很敏感。二者对光的反射率如图 11 所示。图 11 国产样品不同频率下的反射率对比从图 11 可以看到,C55 在蓝光到红光范围内的反射都比某艺的产品高,这也就是市场上一直都认为 C55 的产品比别的产品要好、要亮的原因。最后再次比较一下国产某高光、C55、某艺这三款产品对光的反射率的特点,反射率测试结果如图 12 所示。图 12 国产产品不同频率下的反射率对比目前在人眼视觉下,国产某高光相纸C55某艺。图12 的实验数据也支持了目视结果。同时由于国产某高光相纸、C55、某艺都使用的是同一厂家,所以可以明显看到它们的反光率都受基材本身的影响。该种基材在 580 nm处存在着凹陷。说明基材对黄光的反射率低,基材偏向蓝色。综上所述:可以看出产品对光的反射率能够与人眼对产品的亮度感官对应。而产品的反射率的测定角度为 0度。所以对于喷墨产品来说,20角的光泽度的测试值,更具有参考意义。2.4 对比样品的色调图 13 为各个样品的色调测试结果。图 13 样品色调对比图图 13 可以看出,进口某高光相纸产品比国产某高光相纸更偏向绿一点,更亮白一些。而国产某高光相纸显得更蓝一些,更暗一些。3 结论(1)对于喷墨印刷耗材,客户拿到时首先会直接观察,而这种观察是样品与眼睛的角度一般情况下在 20左右,因此光泽度选用 20角测量更具有实际意义。(下转第 16 页)11信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期以上为各区间分别选取10 批物料进行对比,初始 pBr在 1.88 1.89 时,感光度较低,颗粒较小;初始 pBr 在1.911.92 时,颗粒粒径和感光度略高,但反差较低;初始pBr 值为 1.90 1.91 时,颗粒更加均匀,形状更加规则。如图 8 所示。图 8 不同初始 pBr 值乳剂颗粒电镜对比 从三个区间初始 pBr 值乳剂颗粒电镜对比得出,pBr值为 1.901.91 时,颗粒形状更加规则,小颗粒较少,各项性能最佳。以上试验证明,通过调节明胶溶液并精确调控电极参数,可以达到精准控制乳剂颗粒的目的,从而制备性能更加优良的乳剂产品。3 结语(1)通过自主设计溴离子浓度传感器,解决了原有设备成本高、采购困难、稳定性较差等一系列卡脖子问题,而且该设备稳定性好、反馈准确、采购方便、易维护,为工业片后续生产起到了决定性的作用。(2)生产工艺的改进,提高了工业片乳剂的稳定性和产品质量,满足了精细化生产需求。(3)试验和生产过程中,已完全掌握控制溴离子浓度乳剂生产的控制方法,做到精确控制乳剂颗粒大小,同时为继续优化工艺奠定了基础。【参考文献】1 张邦彦.工业射线胶片乳剂制备技术的新进展J.影像技术,2004(2):40-42.2 刘书强,李春妍,张炜炜.工业射线胶片的应用J.影像技术,2003(2):40-42.3 尹娜娜,李明谦,代鑫,等.导电凝胶型全固态 Ag/AgCl 参比电极的制备及性能J.中国无机分析化学,2018,8(3):58-62.4 A.Zaleski,李崇艺.卤离子浓度对卤化银晶体特性的影响J.感光材料,1987(4):21-23.作者简介:张宏伟(1982),男,河北保定,高级技师,研究方向:信息记录材料。(上接第 11 页)(2)人眼对于光是有敏感频率的,增加相纸在敏感频率的光的反射对提高人眼的视觉效果是更好的手段。(3)喷墨相纸的涂层属于半透明或透明图层,其亮度主要依靠基材来实现,反射的总能量与基材和涂层却又密切相关,基材的平整度高,镜面反射强,涂层吸收少,那么最后反射光的总能量就高,反之,基材的平整度差,漫反射高,涂层吸收多,那么最后反光的总能量就少,光泽度就低,涂层对于亮度来说提高有限。(4)荧光增白剂是提高产品白度和反射“亮度”(光强)的一个有效手段。【参考文献】1 葛惊寰.对喷墨印刷品光泽度的研究J.包装工程,2007,(3):71-73.2 SHRIKE A G.GlossDynamics of InkjetPrintsD.Orono:TheUniversity of Maine,2001.3 廉望荣.涂布印刷纸的光泽度J.西南造纸,2000,(6):12-14.4 张秀青,邱化玉.荧光增白剂及其在造纸中的应用C.2007(第七届)中国造纸化学品开发应用国际技术交流会论文集.2007:267-270.61