食品包裝光柵印刷中莫爾條紋的影響

鄭 莉（海口經濟學院，海南 海口 571127）

莫爾條紋是兩線條或兩物體之間以恒定角度和頻率發生干涉的視覺效果［1，2］。食品包裝印刷圖像復現為了呈現其層次階調，通常應用網點或小點子作為油墨載體將油墨轉移到承印物上，網點作為油墨載體，按一定規律呈線條狀排列形成［3］。顯然，在食品包裝中四色印刷復制的圖像將不可避免地生成莫爾條紋。

目前食品包裝印刷圖像復現雖然也可采用調頻加網方式表現圖像層次［4－6］，但由于目前版材分辨率及包裝印刷工藝等原因，并未被廣泛使用。為了避免或減弱莫爾條紋對印刷圖像復現的不良影響，在實際食品包裝印刷作業中往往通過調整加網角度來實現，但由于光柵印刷的光柵，其本身特殊結構具備有莫爾條紋效應［7－9］，傳統印刷的加網角度對其并不太適用。本研究擬就此對莫爾條紋在光柵印刷中產生的影響進行分析，以便尋求解決光柵印刷莫爾條紋效應的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

有色PVC片材、PVC雕刻片材：深圳（龍城陽琪）塑料廠；

日本富士菲林片：東莞佳燁印刷器材有限公司。

1.1.2 儀器

分光測試儀：CS－660型，杭州彩譜科技有限公司；

測色燈箱：五光源型，杭州彩譜科技有限公司；

色卡：GP－1201型，杭州彩譜科技有限公司；

分光密度儀：528型，愛麗色（東莞）有限公司；

連續變倍顯微鏡：SWG－L45B－1型，深圳斯威冠光學有限公司；

數顯角度儀：JL－360型，鑫量儀器科技（上海）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 測試項目

（1）以不同光柵線數和網屏線數相互疊合，通過改變其角度測試莫爾條紋變化狀況；

（2）評價狀況不同的莫爾條紋對食品包裝印刷圖像的影響；

（3）選擇合理的光柵印刷加網角度，根據光柵印刷特性選擇合適的光柵/網屏線數比。

1.2.2 試驗方法

（1）選擇常用印刷網屏線數（如175，150，100），選取不同分辨率的光柵；

（2）通過網屏和光柵以不同角度疊合，觀測莫爾條紋效應的變化。

2 結果與討論

2.1 影響莫爾條紋效應的因素

在食品包裝印刷圖像復現中，不連續離散的網點組成直線光柵，其相互干涉必然發生莫爾效應，其構成的圖案破壞了食品包裝印刷的圖像觀賞性［10－12］，極大地影響了食品包裝印刷的圖像質量，分析莫爾效應形成機理是為了避免或消除其影響的有效途徑。

2.1.1 莫爾條紋效應與網屏夾角的關系 圖1為兩網線間距相等以不同角度相互疊合的網屏所產生的莫爾條紋效應圖例。其中圖1（a）為橫向莫爾條紋，其基于網屏夾角較小時產生；圖1（b）為斜向莫爾條紋，一般而言，當網屏以不同角度疊合時，都會出現這類莫爾干涉條紋；圖1（c）為當兩網屏夾角幾乎重合時所產生的縱向莫爾條紋。值得指出的是，若兩網屏夾角絕對重合，不會產生莫爾條紋，但在食品包裝印刷作業中這種情況較難實現。

圖2為兩網屏交錯疊合產生的莫爾條紋狀況。

圖1 莫爾條紋類型Figure 1 Moire fringe types

圖2 莫爾條紋形成Figure 2 Moire fringes formed

由圖2并參考文獻［13］可推導出式（1）、（2）：

式中：

W——莫爾條紋寬度，μm；

θ——網屏夾角，（°）；

φ——W對Y軸的夾角，（°）；

P1、P2——分別為網屏間距，μm。

若P1＝P2，θ＝0時，由式（1）可知，莫爾條紋為無限大；

若P1＝P2，θ以0°～45°變化時（θ≠0），莫爾條紋寬度見圖3。在這里因網屏由黑白相間兩直線以90°相交而成，故僅考慮θ＝0°～45°狀況。

圖3 網屏夾角不同的莫爾條紋Figure 3 Different screen angle moire fringe

圖3為網屏夾角不同的莫爾條紋。由圖3可知，莫爾條紋隨網屏夾角增加逐漸減輕，在45°附近影響最小，小于10°莫爾條紋影響急劇加大，θ＝0°時，莫爾條紋為無限大；同時還表明不同線數的網屏都有這種取向。

若P1≠P2，其莫爾條紋變化見圖4、5。

2.1.2 莫爾條紋效應與光柵間距的關系 圖4為指定網屏夾角下光柵間距（P2分別為100，120，150，175μm）變化的莫爾條紋狀況。由圖4可知，當光柵間距或網線相差較大時，莫爾效應影響趨向減弱；當網線夾角較小時，光柵間距相同，莫爾效應影響最大。

圖5為指定的光柵間距相互疊合時由加網角度變化而形成莫爾效應。由圖5可知，莫爾條紋隨加網角度增加而減弱，粗網屏疊合生成的莫爾效應影響小于細網屏。

圖4 光柵間距變化的莫爾效應Figure 4 Moire grating pitch change

圖5 加網角度變化的莫爾效應Figure 5 Moire effect change screen angle

2.2 莫爾條紋效應的評價

圖6為以不同網屏/光柵線數比及不同夾角所呈現的莫爾條紋效果。由圖6（a）～（d）可知，網線/光柵線數比較為接近時，在10°以內時莫爾條紋表現較為明顯，在30°時莫爾條紋影響不太明顯。由圖6（e）和（f）可知，改變網線/光柵線數比時，夾角在5°和15°時網屏/光柵線數比較大，莫爾條紋影響減弱。由圖6（g）可知，網屏/光柵線數比繼續增大時莫爾條紋影響繼續減弱。

圖6 網屏/光柵不同角度疊合莫爾條紋效應Figure 6 The different angle screen/grating superposed moire effect

不同線數的網屏和光柵匹配試驗結果表明，網線/光柵線數比越大，莫爾條紋影響越弱。網線夾角變化的試驗，也顯示出夾角越大，莫爾條紋影響越弱的特征，這與理論計算結果基本符合。

綜上所述，在食品包裝中光柵印刷的加網角度大于30°時，能較好地實現消除或減弱莫爾條紋的目的。若改變網線/光柵線數比，也能達到改變莫爾條紋影響的目的，網線/光柵線數比較大，莫爾條紋影響將減弱。由于光柵本身具有網屏性質，在0°～90°范圍內按30°等分網屏與光柵夾角。考慮光柵性質和印刷工藝［14－16］，可以將主要色版按（如 M、C版）以30°夾角放置，其余色板與光柵按15°角放置，印刷網線為150～200，常用光柵線數有161，75，70，50LPI等，印刷網線高有利于網線/光柵線數比拉開。另外，光柵印刷橫向精度要求較縱向精度要高，故橫向套合要求較高，色調表現適宜范圍約在30%～70%。若采用短調K版，工藝較為完善，可以考慮將相近色相色版加網角度重合（如C、K版），如此可使加網角度有較大的選擇性。

3 結論

通過對食品包裝中新工藝技術—光柵印刷技術進行研究，選擇網屏/光柵不同的線數比及不同的加網角度為研究對象，經實驗驗證了計算結果和莫爾條紋分布曲線。根據食品包裝中圖像光柵的作業，對光柵印刷的加網角度及網屏/光柵線數比，提出了合理配置的方法。同時還指出，改變網屏/光柵線數比，印刷加網角度可根據上述方法相應變化。通過研究，實現了光柵印刷加網技術的正確應用，為深入光柵技術的研究提供了在食品包裝印刷中的一種研究方法，具有較大應用價值，特別是在食品包裝的防偽方面，光柵印刷有著較大的發展空間。

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