Свет, прошедший через пленку, частично поглощается подложкой, а частично ею отражается; часть отраженного света вновь проходит через пленку, так что пленка тем светлее, чем выше светоотражающие свойства подложки.
Полное математическое описание этих явлении сложно даже для упрощенного случая, когда глянцевая пленка постоянной толщины нанесена на матовую подложку. Это связано с тем, что значительная часть (обычно более половины) света, рассеянного на пигментных частицах, подвергается отражению на границе раздела пленка/воздух (рис. 14 4) и, таким образом, ослабляется вновь ввиду поглощения пигментами или подложкой прежде, чем вторично достигнет поверхности раздела. Аналогичная ситуация возникает на границе раздела пленка/подложка, когда свет подвергается отражению между подложкой и пигментированным слоем [3]. На рис. 14.5 показан последовательный ряд актов внутреннего отражения, которые происходят до тех пор, пока весь свет не поглотится или окончательно не отразится от пленки.
Ят = Ле + |
(1—/?Е) (1-д,) /?р 1-Я,/?р |
Рис. 14.4 Внутреннее отражение на поверхности раздела воздух/покрытие: 1 — чистое связующее; 2 — воздух; 3 — поток света; 4 — полное внутреннее отражение; 5 — пигмент |
(14.4) |
Влияние поверхности раздела воздух/пленка можно весьма просто вычислить суммированием геометрических прогрессий внутренних отражений:
Таблица 14.1. Влияние отражений на поверхности раздела воздух/пленка на коэффициент отражения глянцевых пленок (/?Е=0,05; =0,55)
|
Где Ят — коэффициент отражения от глянцевой пленки; — коэффициент наружного отражения от поверхности раздела; /?, — коэффициент внутреннего отражения от поверхности раздела; ЯР — коэффициент отражения от пигментированной пленки на подложке.
! Табл. 14.1 иллюстрирует изменение /?т в зависимости от ЯР для 7?е=0,05 и У? I = 0,55, причем типичные значения даны для угла освещения 45° и показателя преломления среды 1,5. Можно отметить, что влияние поверхности раздела должно значительно уменьшить отражение. Вследствие этого большинство неглянцевых материалов (включая матовые покрытия) заметно темнеют, если их Ьокрыть лаком. Для очень темных поверхностей эффект лакирования зависит от того, будет ли наблюдатель видеть зеркально отра-
Рис. 14.5. Внутренние отражения на поверхности и подложке: 1 — падающий свет; 2 — воздух; 3 — чистое связующее; 4 — пигмент; 5 — подложка |
Женный от поверхности свет; если это происходит (например, поверхность освещается рассеянным светом, отраженным от облачного неба или стен), исходный цвет кажется светлее. Это кажущееся посветление темных цветов часто воспринимается сильнее, чем можно предположить на основании табл. 14.1, так как для совершенно однородного освещения со всех направлений /?Е возрастает почти до 0,1.
Одно существенное следствие отражения на поверхности раздела важно в рассмотрении оптических свойств пленок. Свободная пленка (или пленка, наложенная на прозрачную фольгу) имеет поверхность раздела воздух/пленка с обратной стороны такую же, как и с освещенной. Эта вторая поверхность раздела также имеет коэффициент внутреннего отражения около 0,55 для рассеянного света. Таким образом, свободная пленка (неукрывающей толщины) будет иметь такую же отражательную способность, как если бы она была нанесена ка светло-серый субстрат, если же эту пленку свободно положить на черно-белые клетки шахматной доски, кон- ^жст^будет-мното~кгеннпге’, чеждля~той же пленки, нанесенной на доску.