Najbielszy papier niekoniecznie najlepszy

6 Dec 2016 14:53

Najmocniej bielone papiery nie zawsze są postrzegane jako te najbielsze. Coppel Gustafsson ze szwedzkiego instytutu Innventia opracował nowe modele teoretyczne pozwalające pro-ducentom papieru na lepszą ocenę, jak kartka papieru jest postrzegana w rzeczywistych warunkach oświetleniowych. Stwarza to z kolei nowe możliwości optymalnegowykorzystania rozjaśniaczy optycznych i tworzenia bardziej konkurencyjnych produktów. Gustafsson obronił ostatnio pracę doktorską pt. „Białość i fluorescencja papieru – Percepcja i optyczne modelowanie” na Mid Sweden University w Sundsvall. Praca Gustafssona dotyczy modelowania i przewidywania postrzegania białości zwykłego papieru w zależności od jego składu, łącznie z fluorescencyjnymi środkami wybielającymi. Obejmuje to psychofizyczne modelowanie postrzegania białości w oparciu o wymierne właściwości odbicia światła oraz fizycznego modelowania rozpraszania światła i jego fluorescencji w oparciu o skład papieru. Istniejące modele są najpierw testowane, następnie proponuje się poprawki do nich, a w kolejnym etapie jest oceniana ich efektywność. Standardowe i powszechnie stosowane równanie białości CIE jest najpierw testowane na komercyjnych papierach biurowych z wizualną oceną dokonywaną przez różnorodne grupy obserwatorów, a ulepszone modele zostają zatwierdzone. Kontrast, znany z tego, że wywiera wpływ na wygląd kolorowych powierzchni w zależności od koloru otoczenia, okazuje się w znacznym stopniu wpływać na postrzeganie białości. Model wyglądu kolorów łącznie z jednoczesnym efektem kontrastu (CIECAM02-m2), wcześniej przetestowany na kolorowych powierzchniach, jest z powodzeniem stosowany do badań nad postrzeganiem białości. Niedawno zaproponowany poszerzony model Kubelka-Munka rozpraszania światła, w tym fluorescencji nieprzezroczystych mediów o określonej grubości, jest po raz pierwszy z powodzeniem testowany na prawdziwych papierach. Praca Gustafssona pokazuje, że linearne równanie CIE białości nie sprawdza się w przewidywaniu postrzegania białości w przypadkach wysoce białych papierów o wyraźnym odcieniu niebieskawym. Równanie to ma zastosowanie tylko w określonej przestrzeni barw, który to warunek nie jest spełniany przez wiele komercyjnych papierów biurowych, choć przez większość obserwatorów są one postrzegane jako białe. Proponowane przez autora nielinearne równania białości dały tym papierom poziom białości, który koreluje z ich postrzeganą białością, a zastosowanie równania białości CIE poza regionem jego ważności przecenia tutaj postrzeganie białości. Gustafsson wykazał również, że kwantowa wydajność dwóch różnych fluorescencyjnych rozjaśniaczy optycznych (FWA) w zwykłym papierze jest raczej stała dla danego typu FWA i jego stężenia, zawartości wypełniacza oraz typu włókna. Dlatego też wydajność fluorescencji zasadniczo zależy tylko od zdolności do absorpcji światła przez rozjaśniacz optyczny w jego paśmie pochłaniania. Wraz ze wzrostem stężenia FWA rośnie poziom białości. Ponieważ FWA absorbuje światło w fioletowo-niebieskich regionach widma elektromagnetycznego, współczynnik odbicia zmniejsza się w tym regionie wraz ze wzrastającą ilością FWA. Ta fioletowo-niebieska absorpcja ma tendencję do nadawania papierowi bardziej zielonego odcienia i wyjaśnia zjawisko zielenienia papieru oraz saturację poziomu białości przy zwiększonej koncentracji FWA. Przesunięcia ku czerwieni obserwuje się wraz ze wzrostem stężenia FWA, ale nie ma to znaczącego wpływu na poziom białości. Wyniki badań Gustafssona nadają się do bezpośredniego przemysłowego zastosowania w celu lepszego instrumentalnego pomiaru białości, a tym samym optymalnego wykorzystania rozjaśniaczy optycznych. Ponadto stworzony został program Open PaperOpt w oparciu o moduł Monte Carlo do symulacji komputerowej rozpraszanego przestrzennie i kątowo światła. Na podstawie informacji Tappi opracował TG