基于色差法的鍍鋁紙疊印呈色研究

楊道文（浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江溫州325003）

基于色差法的鍍鋁紙疊印呈色研究

楊道文
（浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江溫州325003）

鍍鋁紙作為一種新型的包裝印刷材料，廣泛應(yīng)用于酒標(biāo)、煙標(biāo)及食品包裝等領(lǐng)域。與普通紙張相比，其色彩再現(xiàn)能力存在較明顯差異，二次疊印色的不確定性更大。文章基于色差法理論，通過實(shí)驗(yàn)對鍍鋁紙的實(shí)際疊印呈色和理想疊印呈色進(jìn)行了比較，分析了不同疊印色序?qū)ι畹挠绊憽?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論，可以作為企業(yè)工藝數(shù)據(jù)化及規(guī)范化的重要理論依據(jù)和參考。

色差法；鍍鋁紙；疊印

1　概述

鍍鋁紙是一種特殊的新型包裝材料，它屬于金屬化紙的一種，金屬化紙是在原紙(基紙)上，通過真空蒸鍍的方法將金屬沉積在基紙的表面，從而形成厚度大約幾百埃的金屬層，這樣就使得原紙表面具有某種金屬的光澤和特殊的性能，常用于香煙包裝、啤酒標(biāo)等包裝產(chǎn)品的生產(chǎn)。[1]

由于其特殊的金屬表面屬性，決定了這種材料在印刷過程中，其印刷適性與普通紙張的明顯區(qū)別，尤其是在膠印機(jī)上。采用普通油墨進(jìn)行印刷時存在很多不確定性，其色彩的控制難以準(zhǔn)確把握，色彩難以準(zhǔn)確復(fù)制。[2]而目前印刷行業(yè)普遍缺乏這類材料印刷顏色的控制標(biāo)準(zhǔn)，僅憑機(jī)長或質(zhì)量管理人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制，難以達(dá)到較高的顏色復(fù)制質(zhì)量。從這一背景出發(fā)，以油墨疊印作為切入點(diǎn)，對鍍鋁紙的呈色效果和色域表現(xiàn)范圍進(jìn)行研究。通過色差法疊印呈色實(shí)驗(yàn)，分析了鍍鋁紙實(shí)際疊印色與理想疊印色之間的色差情況。還通過色度法疊印次序呈色實(shí)驗(yàn)，分析了疊印次序的改變對鍍鋁紙呈色效果的影響程度。

2　印刷色彩評價理論體系

2.1CIE l976L*a*b*色度空間介紹

CIE1976L*a*b*空間是一種經(jīng)典的顏色空間，這種色度空間理論是1976年推薦業(yè)界使用的。它是用色度和明度值來表示顏色的。[3]這種空間當(dāng)中的Lab值（即明度和色相值）是由CIEXYZ*系統(tǒng)通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換而得到的，轉(zhuǎn)換公式如下：

式中，X/X0，Y/Y0，Z/Z0均不小于0.01；

X，Y，Z——樣品色的三刺激值；

X0，Y0，Z0——“標(biāo)準(zhǔn)白”色的三刺激值，CIE的標(biāo)準(zhǔn)值為X0=94.83，Y0=100，Z0=107.38。

L*表示心理明度；a*，b*為心理色度。從上面的轉(zhuǎn)換可以看出，這種轉(zhuǎn)換是非線性的，所以原來的色域空間范圍所形成的馬蹄狀的曲線就會發(fā)生變形，變形之后的圖形可以用笛卡爾坐標(biāo)系來表示。在這種坐標(biāo)系當(dāng)中，分別有紅綠軸和黃藍(lán)軸，顏色是通過紅綠軸的變化和黃藍(lán)軸的變化來體現(xiàn)的，而中心的軸則表示明度。明度在0到100之間變化，如圖1所示。

圖1　笛卡爾色度空間坐標(biāo)

2.2色差公式

在印刷包裝領(lǐng)域，經(jīng)常會用色差來表示兩種色彩之間的差異，不過色彩是一種感覺，要把這種感覺加以量化，就必須借用一定的數(shù)學(xué)手段。通常所采用的方法是以色度空間為基礎(chǔ)，計(jì)算出兩個顏色的明度差，色度差，然后再通過色差公式的計(jì)算得到。[4]

明度差：

所謂明度差就是兩個顏色在明暗視覺上的差別。正值表示待測色比標(biāo)準(zhǔn)色亮，負(fù)值表示待測色比標(biāo)準(zhǔn)色暗。

色度差的計(jì)算有紅綠色度差和黃藍(lán)色度差之分，其計(jì)算如式(3)和式(4)。

這兩個色度差第一個的大小表示顏色偏紅或者是偏綠；第二個表示顏色偏黃還是偏藍(lán)，為正值時偏紅黃，為負(fù)值時偏藍(lán)綠。

總色差計(jì)算公式如下：

該值越大，說明二者的顏色偏差越大；該值越小，說明二者的顏色誤差越小，即顏色的復(fù)制再現(xiàn)效果很好。

2.3色差法測量疊印呈色效果理論

由于油墨的疊印效果反映了印刷品的色彩再現(xiàn)性，而印刷品的色彩可采用色差法來測量，因此，我們可采用色差法來測量油墨的疊印效果。首先計(jì)算兩種油墨的理想疊印顏色的色度值，然后測量兩種油墨實(shí)際疊印顏色值，最后計(jì)算上述二者之間的色差，色差越小，則兩種油墨的疊印效果越理想。[5-6]

兩種油墨疊印之后的理想顏色三刺激值X、Y、Z，可以用(6)式計(jì)算：

ρ1(λ)——第一色油墨的一組光譜反射率數(shù)值；

ρ2(λ)——第二色油墨的一組光譜反射率數(shù)值；

ρw(λ)——紙基的光譜反射率；

計(jì)算出三刺激值之后，就可以通過(1)式來計(jì)算出色度坐標(biāo)L*、a*、b*。

而兩種油墨實(shí)際的疊印顏色L*、a*、b*值，可以用分光光度計(jì)測量得到，然后再根據(jù)CIE1976 L*a*b*色差公式(5)，計(jì)算出理想顏色與實(shí)際顏色之間的色差。

由以上分析可以看出，采用色差值描述油墨的疊印效果，能直接反映油墨的實(shí)際疊色效果與理想疊色效果之間的差異，正因?yàn)槿绱?，這種方法能更客觀地反映油墨的疊印呈色后的效果。

3　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以CIE1976L*a*b*色度空間理論為基礎(chǔ)，以鍍鋁紙為實(shí)驗(yàn)對象，采用相同的油墨在實(shí)驗(yàn)試樣上進(jìn)行印刷，改變色序以得到不同的間色。由前文闡述可知，采用色差值描述油墨的疊印效果，能直接反映油墨的實(shí)際疊印色效果與理想疊印色效果之間的差異，因此，通過這種方法可以用數(shù)據(jù)化的形式來體現(xiàn)油墨疊印效果與理想值的差別。[7]下面的實(shí)驗(yàn)將通過色差法來分析疊印呈色的效果。另外，還會根據(jù)色度空間理論，測量不同的疊印次序之間顏色的色差，從而進(jìn)一步分析比較不同的疊印色序之間顏色的差異情況。[8]

4　實(shí)驗(yàn)過程

4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備與條件

實(shí)驗(yàn)儀器：IGT-C1型印刷適性儀，X-Rite SP60積分球式分光光度計(jì)。

印刷壓力：400N。

印刷速度：0.4m/s。

實(shí)驗(yàn)紙張：鍍鋁紙。

實(shí)驗(yàn)油墨：新寶龍膠印亮光快干油墨。

實(shí)驗(yàn)溫度：25℃～30℃。

實(shí)驗(yàn)濕度：60%～65%。

4.2實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)

取鍍鋁紙實(shí)驗(yàn)樣張，通過在IGT-C1型印刷適性儀進(jìn)行印刷，分別印得黃（Y）、品（M）、青（C）三種原色的色樣條、還有不同疊印次序的紅（R）：Y/M（注：表示黃疊品紅，下同）和M/Y；綠（G）：Y/C和C/Y；藍(lán)（B）：M/C和C/M間色樣條，每種顏色印制5條，用積分球式分光光度計(jì)測量單色色樣和紙基，分別獲取從380 nm到730 nm（間隔10 nm）共36個光譜反射率數(shù)據(jù)，并用分光光度計(jì)測定各種試樣的L*a*b*值取平均值，測量數(shù)據(jù)見表1。以表1中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用公式(6)可以計(jì)算出理想顏色的三刺激值X、Y、Z，將三刺激值通過公式(1)轉(zhuǎn)換為色度坐標(biāo)L*、a*、b*，以上計(jì)算利用Matlab編程計(jì)算實(shí)現(xiàn)(計(jì)算程序見附錄1)，而實(shí)際疊印顏色的L*、a*、b*可以直接通過分光光度計(jì)測量出來，最后利用CIE1976L*a*b*色差公式(5)，可以計(jì)算出鍍鋁紙的理想疊印色與實(shí)際疊印色之間的色差。

表1　各色樣的光譜反射率測量值

以上數(shù)據(jù)如表2所示。

4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

一是我們分析三種間色的色差大小對比，從圖2中可以看出，實(shí)測值和理想值之間色差最小的是綠色樣，而紅色樣和藍(lán)色樣色差較大。這說明綠色的實(shí)際疊印效果最接近理想疊印效果，而紅色和藍(lán)色疊印效果不佳，與理想疊印顏色有較大差距。這對實(shí)際生產(chǎn)的意義在于，使用鍍鋁紙印刷應(yīng)該盡量避免設(shè)計(jì)疊印紅和藍(lán)，盡可能用專色來實(shí)現(xiàn)這兩種顏色效果，而疊印綠色效果與理想狀態(tài)很接近，印刷圖文設(shè)計(jì)中可以大膽運(yùn)用。

表2　實(shí)測顏色值與理想顏色值的色差情況

圖2　實(shí)測顏色與理想顏色值色差柱形圖

二是再分析疊印色序?qū)ΟB印效果的影響，其中，對于紅色（R），品疊黃（M/Y）的色差值要略小于黃疊品（Y/ M）的色差值，說明前者的疊印效果稍好。對于藍(lán)色（B），青疊品（C/M）的色差值要遠(yuǎn)低于品疊青（M/C）的色差值，說明前者的疊印效果明顯好于后者。而就綠色（G）來看，黃疊青（Y/C）和青疊黃(C/Y)這兩種疊印色序的色差值相差不大。據(jù)此，在實(shí)際印刷中，在不影響其他工藝要求的前提下，應(yīng)盡量采用色差值較小的疊印色序，即紅色采用品疊黃，綠色采用青疊黃，而藍(lán)色應(yīng)該采用青疊品，從而可以獲得和理想顏色更加接近的色彩。

5　結(jié)語

利用色差法疊印呈色實(shí)驗(yàn)，分析了鍍鋁紙的實(shí)際疊印色與理想疊印色之間的明度差、色度差及總色差。同時還就不同疊印色序?qū)ι畹挠绊戇M(jìn)行了實(shí)驗(yàn)及分析。就鍍鋁紙這種特殊的承印材料而言，其疊印承色能力與銅版紙或膠版紙有明顯差異，從實(shí)驗(yàn)結(jié)論來看，紅色及藍(lán)色疊印顏色的色差較為突出。結(jié)論對于廣泛應(yīng)用鍍鋁紙的標(biāo)簽及包裝印刷企業(yè)有很重要的參考價值，當(dāng)然文章的研究也有一定的局限性，譬如針對不同厚度鍍鋁層及不同鍍鋁方法對疊印顏色的影響并未深入研究，將在筆者的后續(xù)研究繼續(xù)探討。

[1]白木,子萌.鍍鋁紙?jiān)诎b業(yè)的應(yīng)用[J].包裝工程,2003(6):15-18.

[2]周世生,鄭元林,曹從軍.印刷色彩學(xué)[M].北京:印刷工出版社,2008.

[3]周明香.平版印刷油墨疊印密度測算方法的研究[D].江南大學(xué),2008.

[4]張旭亮,朱元泓.油墨疊印的色度評價方法研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào),2009(9):11-14.

[5]黃靈閣,等.實(shí)地密度值和油墨疊印率對金墨印刷的影響[J].包裝工程,2010(3):26-29．

[6]黃蓓青,等.油墨疊印效果測量方法的探討[J].包裝工程,2011(7):14-17．

[7]康啟來.真空鍍鋁紙商標(biāo)生產(chǎn)工藝探討[J].今日印刷,2010(9):23-26．

[8]王程鑫.普通膠印油墨鍍鋁紙印刷注意事項(xiàng)[J].印刷世界,2010(5):17-19.

（責(zé)任編輯：肖志堅(jiān)）

The Study on Overprint Color about Metallized Paper Based on The ChromaticAberration Method

YANG Dao-wen
(Zhejiang Industry and Trade Vocational College,Wenzhou,325003,China)

As a new type of packaging and printing materials,metallized paper is widely used in food packaging,cigarette and wine label.Compared with general paper,the color reproduction ability has obvious difference and two superimposition is of greater uncertainty.Based on the theory of chromatic aberration method,the actual test was conducted to compare the metallized paper overprint color and overprint color,at the same time,the effect of different superimposition sequence of color was analyzed as well.In this paper,the experimental data and conclusions can be used as an important theoretical basis and reference for enterprise process data and standardization.

the chromatic aberration method;metallized paper;overprint

TS802

A

1672-0101(2015)04-0042-04

10.3969/j.issn.1672-0105.2015.04.011

2015-06-05

楊道文，碩士，浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事印刷圖像復(fù)制與印刷材料研究。