紙の基礎と印刷適性－構造・物性・加工・印刷品質評価－ - 江前敏晴の ...

江 前 敏 晴 , 紙 の 基 礎 と 印 刷 適 性 (Part 1)塗 工 紙 は 筋 状 のむらがあるのに 加 えてさらに 大 きな 1~2 cm の 大 きさのむらの 存 在 が 確 認できる。 図 34 にあるように 2 値 化 するとさらにその 差 がはっきりする。2-5 光 沢光 沢 のある 印 刷 物 は、 高 級 感 を 醸 し 出 すことができる。そのため、 印 刷 光 沢 ( 印 刷 インキが 載 った 部 分 の 光 沢 )は、 印 刷 品 質 を 左 右 する 重 要 な 要 素 となっている。 特 に、 商 品 宣伝 用 の 高 級 塗 工 紙 グレードでは、 一 般 消 費 者 の 購 買 意 欲 をそそる 効 果 があるので 高 い 印 刷光 沢 が 求 められる。 本 発 表 では、 印 刷 光 沢 発 現 メカニズムに 関 し、 内 外 の 研 究 例 を 紹 介 するとともに、 我 々がこれまでに 行 ってきた 研 究 結 果 をまとめて 報 告 する。2-5-1 理 論 - 光 沢 の 表 す 意 味紙 の 光 沢 は 紙 の 平 滑 性 と 密 接 な 関 係があり、 通 常 平 滑 性 の 指 標 であるとみなされるが、それは 次 の 理 由 による図 35 に 示 すように 紙 面 の 法 線 方 向 に対 しθ=75°の 入 射 角 で 光 I 0 を 当 て、 同 じく 75°の 反 射 角 で 反 射 光 Iを 検 出 し、そ印 刷 品 質 のよい 塗 工 紙 印 刷 品 質 の 悪 い 塗 工 紙の 光 の 強 度 の 比 率 I/I 0 を 測 定 して 求 める。図 34 バーンナアウト 後 のイメージスキャナ光 沢 度 は 相 対 分 光 分 布 と 分 光 視 感 効 率 の ー 画 像 を 2 値 化 したもの。 塗 工 むらが 印積 を 全 ての 波 長 にわたって 積 分 したもの 刷 品 質 を 低 下 させる。に 相 当 する。フレネルの 法 則 によれば 光 学 的 に 平 滑 な 表 面 の( 分 光 ) 鏡 面 反 射 率 は、 入 射光 の 波 長 λと 入 射 光 の 角 度 θの 関 数 になっている。この 関 数 f(θ, λ)はフレネル 係 数 と 呼 ばれ、式 (4)で 表 される。22⎡⎛2 2( ) ⎞ ⎛ 22 2 ⎤1( ) ( ) ⎞( ) ⎢⎜cosθ− n λ − sin θ ⎟ ⎜ n λ cosθ− n λ − sin θf θ , λ =+⎟2 ⎢⎜2 2 ⎟ ⎜ 22 2 ⎟⎢( ) ( ) ( )⎥ ⎥⎥ 式 (5)⎣⎝cosθ+ n λ − sin θ ⎠ ⎝ n λ cosθ+ n λ − sin θ ⎠ ⎦ここで、n(λ): 波 長 λのおける 屈 折 率 θ: ( 紙 の 場 合 通 常 )75°である。紙 のような 粗 い 表 面 については、 反 射 率 はさらに 表 面 粗 さの 関 数 にもなっており、 式 (5)で 表 される。2I⎡ ⎛ 4πσcosθ⎞ ⎤= f ( θ , λ)exp⎢−⎜ ⎟ ⎥式 (6)I0⎢⎣⎝ λ ⎠ ⎥⎦ここで、I: 鏡 面 反 射 光 強 度 、I 0 : 入 射 光 強 度 、σ: 表 面 粗 さの 標 準 偏 差 である。ISO 及 び JIS で 定 義 されている 光 沢 度 の 単 位 は、 屈 折 率 1.567(Tappi では 1.540)のガラスの 鏡 面 研 磨 面 に 対 する 反 射 率 が光 沢 度 100(%)となるように 目 盛 られている。これは 反 射 率26.46 %に 相 当 する。 従 って 屈 折 率 の 高 い 材 料 では 100 以 上 の光 沢 度 になる。なお、 印 刷 面 の 光 沢 を 測 定 する 場 合 インキの図 35 鏡 面 反 射 の 光 路色 や 拡 散 反 射 が 光 沢 に 与 える 影 響 はごくわずかで、 白 色 面 は黒 色 面 よりわずかに 光 沢 度 が 高 いが、その 差 は 1 以 下 である。式 (6)によれば、 紙 の 光 沢 は、 光 の 入 反 射 角 、 入 射 光 の 波 長 、 屈 折 率 及 び 材 料 表 面 の 平 滑IθnθσI018