Työn valvoja Professori Pirkko Oittinen

TEKNILLINEN KORKEAKOULU Prosessi- ja materiaalitekniikan osasto Puunjalostustekniikan laitos AINO MENSONEN PAPERIN MIELLYTTÄVYYS Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten Espoossa 16.2.1996. Työn valvoja Professori Pirkko Oittinen

TEKNILLINEN KORKEAKOULU DIPLOMITYÖN TIIVISTELMÄ Tekijä ja työn nimi: Aino Mensonen Paperin miellyttävyys Päivämäärä: 16.2.1996 Sivumäärä: 85 Osasto: Professuuri: Prosessi- ja materiaalitekniikan osasto Aut-75 Graafinen tekniikka Puunjalostustekniikan laitos Työn valvoja: Professori Pirkko Oittinen Paperin miellyttävyys syntyy eri tekijöiden yhteisvaikutuksena. Assosiaatioteorioiden mukaan ihminen assosioi uuden asian ennalta koettuun. Tästä assosiaatioketjusta riippuu miellyttääkö uusi asia vai ei. Työn tavoitteena oli löytää sellaisia paperin ominaisuuksia, jotka vaikuttavat paperin miellyttävyyteen. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin niitä paperin ominaisuuksia, joilla uskotaan olevan merkitystä paperin miellyttävyyden suhteen. Kirjallisuusosassa käsiteltiin myös pakkausten miellyttävyyttä. Kokeellisessa osassa tehtiin subjektiivisia testejä 130 kuluttajalle ja ammattilaiselle. Testihenkilöt jaettiin seitsemään ryhmään: yli 50-vuotiaat kuluttajat, nuoret kuluttajat, nuoret ammattilaiset, painoalan ammattilaiset, paperialan ammattilaiset, keski-eurooppalaiset kuluttajat ja aasialaiset kuluttajat. Näytteet olivat taidepainopapereita, joille oli elektrofotograafisesti värikopioitu aikakauslehden kuvapainotteinen sivu, tekstipainotteinen sivu tai mainos. Näytteet jaettiin kuuteen sarjaan. Viidellä sarjalla tutkittiin paperin visuaalista miellyttävyyttä ja yhdellä paperin kosketeltavuutta. Kosketeltavuussarjassa muuttujia olivat paperin karheus, pintaenergia, kitka, jäykkyys ja paksuus. Testihenkilöt tekivät erilaisuus-, pari- ja paremmuusvertailutestit. Tarkoituksena oli löytää ryhmien sisällä yhdenmukaiset mielipiteet paperin ja painotuotteen miellyttävyydestä ja verrata niitä muiden ryhmien mieltymyksiin. Erilaisuuden määrittäminen oli testihenkilöille vaikeaa. Parivertailu oli helpoin suorittaa. Ammattilaisille testien suorittaminen oli helpompaa kuin kuluttajille. Tuloksia tarkasteltiin MDS-analyysin avulla. Sen perusteella testihenkilöt kiinnittivät huomionsa kuvapainotteisessa aikakauslehden sivussa ja mainoksessa paperin kiiltoon, kiillon tasaisuuteen, paperin vaaleuteen ja paperin sävyyn. Kiillon tasaisuus oli ammattilaisille tärkeämpää kuin kuluttajille. Yleisesti testihenkilöt pitivät vaaleasta mattapaperista. Kiilto oli yleisesti pääkriteeri. Aasilaiset kuluttajat eivät kiinnittäneet huomiotansa kiiltoon, heistä sävy oli tärkeämpi kriteeri. Aasialaiset pitivät hieman kellertävän sävyisestä paperista. Tekstipohjaisen aikakauslehden sivun arviointi oli vaikeampaa kuin kuvapainotteisen aikakauslehden sivun tai mainoksen. Tämä johtui siitä, että painojäljen osuus tekstipohjaisessa aikakauslehden sivussa oli suuri ja tässä työssä painomenetelmä oli kaikilla papereilla sama. Kosketeltavuustestissä testihenkilöt kiinnittivät huomionsa paperin jäykkyyteen, karheuteen, kiiltoon ja tahmeuteen. Yleisesti testihenkilöt pitivät sileästä mattapaperista. Tahmea paperi ei miellyttänyt.

HELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ABSTRACT OF THE MASTER S THESIS Author and the name of the thesis: Aino Mensonen Pleasantness of paper Date: 16.2.1996 Number of pages: 85 Faculty: Professorship: The Faculty of Process Engineering and Aut-75 Graphic Arts Technology Materials Science Department of Forest Products Technology Supervisor: Professor Pirkko Oittinen The pleasantness of paper is a sum of many factors. According to association theories people associate new things something we know beforehand. It depends on this association how the new thing pleasures. Paper properties which are assumed to affect the pleasantness of paper are discussed in the literature part. The about pleasantness of packages is also reviewed. The goal of this study was to find which papers properties affect the pleasantness of paper. In the experimental part subjective tests were made by over 130 persons. The test papers were art papers. They were divided in seven series. Five series were used to study how paper visually pleases people and in one series to find how the touch of the paper pleases people. Three different layouts were printed on the papers: a picture page, a text page and advertisement. The tests were made by seven groups: over 50 years old consumers, young consumers, young professionals, professionals from the printing industry, professionals from the paper industry, consumers from Middle-Europe and consumers from Asia. The test persons made pair comparison tests and ranking tests. They also marked to what extent the samples looked alike or different. It was difficult for test persons to mark the difference between two samples. The pair comparison tests were easy for everyone. Generally the tests were easier for the professionals than for the consumers. In the visual tests with the picture page and the advertisement test persons paid their attention to the gloss, the surface, the luminance and the hue of the paper. The smoothness of the paper surface was much more important for the professionals than for the consumers. Generally the test persons liked light-coloured matt paper. The gloss was the main criterion. The hue of the paper was main criterion for the consumers from Asia; they liked yellowish paper. The text page was harder to rate than the picture page and the advertisement. That was because the printed area was bigger in the text page than in the others and only the paper properties varied (not the printing technology). In the tests where it was studied how the touch of the paper pleases people, tests persons paid their attention to the gloss, the smoothness, the stiffness, the thickness and the "stickiness" of the paper. Generally the test persons liked mattpaper with smooth surface, the "sticky" paper was not considered to be pleasant.

ALKUSANAT Tämä työ on tehty Teknillisen korkeakoulun Graafisen tekniikan laboratoriossa. Työ on osa Nordisk industriefondin hanketta Trykkvalitet - informationsteori. Esitän lämpimät kiitokseni työn valvojalle professori Pirkko Oittiselle kannustuksesta ja ohjeista työni eri vaiheissa. Kiitän sukulaisiani, ystäviäni, Helsinki Media painon henkilökuntaa ja Metsä-Serla Äänekosken taidepainopaperitehtaan henkilökuntaa mielenkiinnosta työtäni kohtaan. Ilman apuanne eivät subjektiiviset testit olisi olleet mahdollisia. Lisäksi haluan kiittää Markku Leskelää osallistumisesta työni ideoimiseen ja Teuvo Ilmosta avusta ideoiden toteuttamisessa. Kiitän laboratoriomestareita Tuire Toivosta ja Mervi Sillmania mittauksissa saamastani avusta. Tuirea kiitän erityisesti subjektiivisten testien järjestämisestä. Mikolle kiitos tuesta ja kannustuksesta. Espoossa 16.2.1996. Aino Mensonen

SISÄLLYSLUETTELO KIRJALLISUUSOSA 1 JOHDANTO 1 2 MIELLYTTÄVYYS KÄSITTEENÄ 2 2.1 Havaitseminen 2 2.2 Aistit 3 2.2.1 Näköaisti 4 2.2.2 Tuntoaisti 4 3 MIELLYTTÄVYYTEEN VAIKUTTAVAT PAPERIN OMINAISUUDET 5 3.1 Sävy 5 3.2 Vaaleus ja valkoisuus 5 3.3 Karheus ja kiilto 6 3.4 Kosketeltavuus 9 3.4.1 Paperin pintaenergia 9 3.4.2 Paperin kitka 10 3.4.3 Formaatio 11 3.4.5 Käyryys 11 3.4.6 Jäykkyys 11 4 PAPERIN MIELLYTTÄVYYS 13 4.1 Pakkausten miellyttävyys 13 4.2 Paperin ja painotuotteen miellyttävyys 15 4.3 Paperin ja pakkauksen miellyttävyyden mittaus 15 5 LAADUN SUBJEKTIIVINEN MÄÄRITYS 17 5.1 Silmän kontrastinherkkyys ja erotuskyky 17 5.2 Subjektiiviset testausmenetelmät 19 5.2.1 Parivertailu 19 5.2.2 Paremmuusarvostelu-menetelmät 20 5.3 Asennneanalyysi 21 5.4 Multidimensional scaling-tekniikka paperin miellyttävyyden arvioinnissa 22 5.4.1 MDS-menetelmän matemaattiset periaatteet 23 86

KOKEELLINEN OSA 6 KOKEELLISEN OSAN JOHDANTO 27 6.1 Esikoe, asenneanalyysi 27 6.2 Koesuunnitelma 28 7 TYÖSSÄ KÄYTETYT TUTKIMUSMENETELMÄT JA - LAITTEISTOT _ 31 7.1 Kiilto 31 7.2 Kiillon tasaisuus 31 7.3 Sävy, väri ja vaaleus 32 7.4 Kosketeltavuus 32 7.5 Pintaenergia 33 7.6 Kitka 33 7.7 Karheus, jäykkyys, neliömassa, paksuus ja tiheys 34 7.8 Testausolot 34 8 OBJEKTIIVISET MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU 35 8.1 Sarjat 1 ja 2, kuvapohjainen ja tekstipohjainen sivu testitaidepainopapereilla 35 8.2 Sarjat 3, 4 ja 6, tekstipohjainen sivu, mainossivu ja blanko sivu tuotantotaidepainopapereilla 40 8.3 Sarja 5, kosketeltavuussarja 44 9 SUBJEKTIIVISET MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU 46 9. 1 Sarja 1, kuvapainotteinen sivu 46 9.1.1 Ryhmä 1, yli 50-vuotiaat kuluttajat 46 9.1.2 Ryhmä 2, nuoret kuluttajat 49 9.1.3 Ryhmä 5, ammatti-opiskelijat 51 9.1.4 Yhteenveto sarjasta ja vertailu eri ryhmien kesken 54 9.2 Sarja 2, tekstipainotteinen aikakauslehden sivu testitaidepainopaperilla 54 9.2.1 Yhteenveto sarjasta 2 56 9.3 Sarja 3, tekstipainotteinen aikakauslehden sivu tuotantotaidepainopaperilla 57 9.3.1 Ryhmä 2, nuoret kuluttajat 57 9.3.2 Ryhmä 5, ammatti-opiskelijat 59 9.3.3 Ryhmien välinen vertailu 62 9.4 Sarja 4, mainos 62 9.4.1 Ryhmä 1, yli 50-vuotiaat 62 9.4.2 Ryhmä 2, nuoret kuluttajat 64 9.4.3 Ryhmä 3, painoalan ammattilaiset 67 9.4.4 Ryhmä 4, paperialan ammattilaiset 69 9.4.5 Ryhmä 6, keskieurooppalaiset opiskelijat 71 9.4.6 Ryhmä 7, aasialaiset opiskelijat 72 9.4.7 Ryhmien välinen vertailu 74 9.5 Sarja 5, kosketeltavuussarja 75 9.6 Sarja 6, blanko paperi 77 87

9.7 Sarjojen välinen vertailu 79 9.8 Johtopäätökset 79 10 YHTEENVETO 81 11 LÄHDELUETTELO 83 LIITTEET: Liite 1: Sarjan 1 mittaustulokset Liite 2: Sarjan 2 mittaustulokset Liite 3: Sarjan 3 mittaustulokset Liite 4: Sarjan 4 mittaustulokset Liite 5: Sarjan 5 mittaustulokset Liite 6: Sarjan 6 post-hoc-estimaatti Liite 7: Konfiguraatioestimaattikartat Liite 8: Näyte kuvapainotteisesta sivusta (sarja 1) Liite 9: Näyte tekstipainotteisesta sivusta (sarjat 2 ja 3) Liite 10: Mainossarjassa (sarja 4) käytetyt paperit Liite 11: Kosketeltavuussarjassa (sarja 5) käytetyt paperit 88

1 JOHDANTO Paperin miellyttävyyttä ei ole aikaisemmin julkaistusta tiedosta päätellen tutkittu. Miellyttävyysvaikutelma syntyy tunnetusti useiden tekijöiden yhteisvaikutuksena. Ihmiset ovat erilaisia, mieltymykset ovat erilaisia. Ihmiset assosioivat uuden asian johonkin aiemmin koettuun. Tästä assosiaatioketjusta riippuu yleisen käsityksen mukaan miellyttääkö uusi asia ihmistä vai ei. Paperia ja painojälkeä on mittauksellisista lähtökohdista tutkittu paljon. Kuva-analyysi on pitkälle kehittynyttä. Kuluttajan mieltymykset ovat jääneet taka-alalle. On tärkeää tietää mihin painotuotteen ominaisuuksiin kuluttaja kiinnittää huomionsa ja mitkä ominaisuudet miellyttävät kuluttajaa. Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää, mitkä paperin ominaisuudet vaikuttavat paperin miellyttävyysvaikutelmaan. Työssä rajottuttiin vain paperin ominaisuuksien vaikutuksen tutkimiseen, eikä käsitelty esim. painotuotteen formaattia. Lisäksi rajoituttiin tutkimaan vain taidepainopapereita. Kirjallisuusosassa miellyttävyyttä lähestytään psykologian näkökulmasta, assosiaatioteorioiden avulla. Kirjallisuusosassa käsitellään niitä paperin ominaisuuksia, joiden ajatellaan vaikuttavan paperin ja painotuotteen miellyttävyyteen. Työssä käsitellään myös pakkausten miellyttävyyttä, koska siitä on tutkimustuloksia. Kokeellisessa osassa tutkitaan paperin miellyttävyyttä subjektiivisilla menetelmillä. Koska työssä rajoitutaan taidepainopaperin tutkimiseen, ei kaikkia kirjallisuusosassa käsiteltäviä paperin miellyttävyyteen vaikuttavia ominaisuuksia problematisoida kokeellisessa osassa. Papereiksi valitaan eri taidepainopapereita ja testihenkilöiksi eriikäisiä kuluttajia, ammattilaisia ja eri maantieteellisiä alueita edustavia kuluttajia. Painomenetelmänä käytetään elektrofotograafista digitaalista värikopiointia. Menetelmä on edullinen ja densiteettivaihtelut eri paperien välillä ovat kopioidessa pieniä. Näin voidaan tutkia nimenomaan paperin ominaisuuksia. Papereille kopioidaan kuvapainotteinen aikakauslehden sivu, tekstipainotteinen aikakauslehden sivu ja mainos. Työssä tutkitaan paperin visuaalista miellyttävyyttä sekä paperin kosketeltavuutta. Tarkoituksena on löytää tekijöitä, jotka vaikuttavat miellyttävyysvaikutelmaan. Lisäksi tarkoituksena on saada selville onko ryhmien sisällä yhdenmukaisia mielipiteitä paperin ja painotuotteen miellyttävyydestä ja verrata niitä muiden ryhmien mieltymyksiin. 1

2 MIELLYTTÄVYYS KÄSITTEENÄ Miellyttävyys on ominaisuus, joka kuvaa mielihyvää ja herättää mieltymystä. Verbi miellyttää tarkoittaa mielihyvän tunteen aikaansaamista, mieltymyksen herättämistä, mielen tyydyttämistä /44/. Miellyttävyyden tunteen saa aikaan esimerkiksi se, että tuotetta on miellyttävä käsitellä /2/. Psykoanalyyttisen oppisuunnan mukaan miellyttävyys syntyy mielikuvista, kohde assosioidaan miellyttävään kokemukseen tai asiaan. Miellyttävyyden voi aistia kaikilla aisteilla. 2.1 Havaitseminen Havaintopsykologia /22/ pyrkii löytämään sisäisiä lakeja ja periaatteita, joiden mukaan havainnot tapahtuvat eri aistien alueilla. Odotuksemme ja arvostusseikat vaikuttavat havaitsemiseen. Havaitsemme ensisijaisesti tai ainakin paremmin nimenomaan niitä ärsykkeitä, jotka kiinnostavat meitä ja joita pidämme tärkeinä ja arvokkaina. Havaintoprosesseja analysoidaan suhteuttamalla havaintoilmiöt ulkoisiin fysikaalisiin ärsykkeisiin. Ärsykkeellä on yleensä jokin mitattavissa oleva intensiteetti. Nykyisen käsityksen mukaan havaintoon sisältyy aina kohinaa. Jos kohina on voimakasta käy havainto epävarmaksi (kuva 1). Mallilla voidaan tilastoida vastaajien vastausstrategiasta johtuvat erot, toiset vastaajat ilmoittavat havainnosta, kun ovat siitä täysin varmoja, toiset heti kun vähänkin tuntuu, että ärsyke esiintyy. /22/ Koehenkilön arvio ärsykkeen esiintymisestä Ei Kyllä Ärsykkeen esiintyminen Kyllä Ärsyke huomaamaton Oikea reaktio Ei Oikea hylkääminen Väärä hälyytys Kuva 1. Eri vaihtoehdot havaintokokeessa. /22/ Hahmopsykologia /22/ korostaa havaintojen kokonaisvaltaista luonnetta: havaintokokonaisuus hallitsee havainnon yksityisiä osasia ja havainto on enemmän kuin osiensa summa. Hahmolait pyrkivät osoittamaan periaatteet, joilla hermostomme yhdistelee kokonaisuuksia havaintojen yksityiskohdista. Muodostunut kokonaishahmotus on usein niin voimakas, että se voi vääristää yksityiskohtien havaitsemista. Hahmolakeja on analysoitu suuressa määrin näköhavainnon osalta, mutta hahmoperiaatteet voidaan siirtää myös muiden aistien alueille. 2

Yksinkertaisin ajattelun rakennusaine on mielleyhtymä, assosiaatio. Assosiaatiolla /30/ tarkoitetaan kahden mielteen liittymistä toisiinsa, assosioitumista, niin, että toinen niistä palauttaa mieleen toisenkin. Kognitiivisen psykologian /28/ mukaan havaitseminen riippuu havaitsijan taidoista ja kokemuksista - siitä, mitä hän tietää asiasta ennestään. Useimmat havaintoteoriat ovat kehitetty näköaistia ajatellen. Nykyisen käsityksen mukaan ihminen ei katso kuvaa vaan käsittelee sitä. Näköjärjestelmän detektorit aikaansaavat hermojärjestelmässä viestejä vasteina kohteen piirteistä. Tieto välittyy aivoihin, jossa sitä verrataan aikaisemmin varastoituun tietoon. Tähän aikaisempaan tietoon liitetään uusi tieto. Kuvassa 2 on esitetty havaitsemisprosessi. Muistivarasto Verkkokalvo kuva Käsittelyä Lisää käsittelyä Lisää käsittelyä Havainto Kuva 2. Havaitsemisprosessin kuvaus. /28/ 2.2 Aistit Tässä työssä tutkittiin paperin miellyttävyyttä. Tutkimuksessa käytettiin subjektiivisia mittauksia, joita täydennettiin objektiivisilla mittauksilla. Subjektiivisissa testeissä tutkittiin paperia sitä katselemalla ja koskettamalla. Aisteista käsitellään tämän vuoksi näkö ja tunto. Taulukossa 1 on esitetty näkö- ja tuntoaistin toimintamuodot /5/. Taulukko 1. Näkö- ja tuntoaistin toimintamuodot. Aisti Osa, jolla aistii Asia, jonka aistii Reseptorit Näkö Retina Vaaleus Sauvat Kontrasti Tapit Liike Muut tekstuuripiirteet Väri Tunto Iho Paine Ruffini corpuscles Merkel discs Tärinä Pacinian corpuscles Jokaisella reseptorisolulla on rajoitettu alue, joka on herkkä ulkopuolelta tuleville ärsykkeille. Tätä aluetta kutsutaan vastaanottoalueeksi. Yksi retinan näköreseptori on aktiivinen vain silloin, kun valo läpäisee linssin ja osuu solun vastaanottoalueelle. Samoin ihon aistireseptori huomaa ärsykkeen vain omalla alueellaan. /5/ 3

2.2.1 Näköaisti Tämän työn ongelman asettelun kannalta on tärkeää käsitellä näköaisti. Kuvassa 3 on esitetty silmän rakenne. Kuva 3. Silmän rakenne. Fovean alueella lähes jokaisella reseptorilla on oma bipolaari- ja gangliosolunsa. Kukin tappisolu on synaptisessa yhteydessä bipolaarisoluun ja tämä edelleen gangliosoluun. Tämän vuoksi kyky erottaa yksityiskohtia on hyvä. Puolet isoaivojen näköalueesta käsittelee nimenomaan foveasta tulevaa informaatiota. Muualla verkkokalvossa monta reseptoria on yhteydessä samaan bipolaarisoluun ja useita bipolaarisoluja yhteen gangliosoluun. Gangliosoluja on tämän vuoksi paljon vähemmän kuin reseptoreita ja ne keräävät impulsseja suurelta verkkokalvon alueelta. Tämän vuoksi yksityiskohtien erotuskyky verkkokalvon reunakohdissa on huono mutta valonherkkyys suuri. /30/ Aistimusten tulkinnan kannalta tärkein osa aivoissa on taaempi assosiatiivinen alue. Assosiatiiviset alueet eivät ole minkään aistin yksinomaisessa palveluksessa. Ne keräävät tietoa useista aistireseptoreista ja muokkaavat niitä siten, että ihminen saa kokonaiskäsityksen ympäristöstään ja sen osista. Assosiatiivisia alueita ja sekundäärisia aistialueita tarvitaan mutkikkaiden mielikuvien syntymiseen. /30/ 2.2.2 Tuntoaisti Tuntoaisti on yksi ihon aisteista. Muut ihonaistit ovat termiset aistit ja kipuaistit. Ihminen tuntee hermopäätteen avulla. Esim. ihminen tuntee ihokarvan taivutuksen, koska karvan juuren ympärillä on vapaita hermopäätteitä. Muut kosketusreseptorit reagoivat ihon muodonmuutokseen. Kosketus voi olla kevyt, koska jo yhden mikrometrin suuruinen muodonmuutos voi saada aikaan aistimuksen. Painereseptorit puolestaan lähettävät impulsseja vasta, kun suuri ihoalue muuttaa muotoaan. Kämmenissä on paljon tuntoreseptoreita. /30/ Tuntoaisti aistii paineen ja tärinän. Voidaan olettaa, että ihminen tuntee paperin epätasaisuuden paine-erona. 4

3 MIELLYTTÄVYYTEEN VAIKUTTAVAT PAPERIN OMINAISUUDET Tässä työssä paperin mittausmenetelmien pitäisi olla sellaisia, että mittaustulokset korreloisivat subjektiivisten mittaustulosten kanssa. Seuraavassa esitetään ne paperin ominaisuudet, joiden oletetaan korreloivat tässä työssä tehtävien subjektiivisten mittausten kanssa. 3.1 Sävy Katselijalle muodostuu silmään saapuvan valoärsykkeen perusteella subjektiivinen värivaikutelma. Tämä voidaan jakaa kolmeen osatekijään: värisävyyn, kylläisyyteen ja vaaleuteen /1/. CIE:n suositteleman väriavaruuden CIELAB L*, a* ja b* koordinaatit määritellään tristimulusarvojen (X, Y, Z) perusteella. L* kuvaa vaaleutta, a* ja b*- koordinaatit kromaattisuutta. Värin suhteellinen sävykulma h* ja kylläisyys c* lasketaan värikoordinaateista a* ja b* kaavojen 1 ja 2 mukaan. a h* = arctan * b * (1) 2 2 ( ) c* = a * + b * (2) Sävykulman vaihtelualue on 0...360. Neutraalinharmaissa kentissä a* ja b* ovat nolla, joten myös c* on nolla. Harmaatasapainon hyvyyttä /vrt. esim. 35/ kuvataan kromaattisuuseron c avulla (kaava 3). Muunväristen kenttien toistoa voidaan mitata värierona E (kaava 4) tai värisävyerona H (kaava 5). c = c c * * f g (3) * * * * * * [( f g ) ( f g ) ( f g ) ] 2 2 2 1 / 2 (4) E = L L + a a + b b * * * * [( ) ( f g ) ( f g ) ] 2 2 2 1 / 2 (5) H = E L L c c missä f viittaa syöttökuvaan ja g tuloskuvaan. 3.2 Vaaleus ja valkoisuus Valkoisuus on visuaalisen vaaleus- ja värivaikutelman yhdistelmä. Visuaalista vaaleusvaikutelmaa kuvaa ominaisheijastusluku Ry eli Y-arvo. Ideaalivaalea on hypoteettinen pinta, joka heijastaa kaiken sille osuvan säteilyn eli Ry on 1 (tai 100 %) kaikilla aallonpituuksilla. /17/ Valkoisuuden mittaukset perustuvat värinmittausmenetelmiin. Värinmittauksessa määritetään joko suodinfotometria tai spektrofotometria käyttäen kolmiärsykekomponentit X, Y ja Z, joista lasketaan CIE-värikoordinaatit x ja y. Valkoisuusmittauksissa 5

ongelmana on löytää yksi kaava, joka painottaisi kolmiärsykekomponentteja oikeassa suhteessa. Mm. valkopistettä ei nähdä valkoisena. Tämä johtuu siitä, että silmä ja aivot rekisteröivät valkoiseksi sen, mikä on vähän sinertävämpää kuin objekti, joka heijastaa täydellisesti koko näkökentän yli. /6/ Paperin valkoisuutta voidaan kuvata /6/ kaavan 6 avulla: ( ) ( ) W = Y + 800 x x + 1700 y y, (6) n n missä x ja y ovat näytteestä mitatut arvot ja xn ja yn referenssiarvot D65-lampulla mitattuna, x=x/(x+y+z) ja y=y/(x+y+z). Lim et al /23/ ovat tutkineet paperin vaaleutta. Heidän testeissään tutkittiin parivertailuin kolmella ryhmällä ja kolmella eri painatuksella seitsemää eri paperia, joissa vaaleusaste vaihteli. Ryhmät jakaantuivat paperitehtaan työntekijöihin, nuoriin kuluttajiin ja paperialan ammatti-ihmisiin. Paperit olivat painamattomia, puoliksi painettuja tai kokonaan painettuja. Vaaleus vaihteli 78,8-91,7 %. Heidän tutkimuksissaan eri ryhmien välillä ei ollut eroja vaaleuserojen havaittavuuden suhteen. Myöskään painetun alueen suhteellisella osuudella eikä valaistusoloilla ollut merkitystä lopputulokseen. Subjektiivisten ja objektiivisten mittausten välille saatiin korkea korrelaatio. Kokemuksen mukaan valaisuolosuhteet ja katselukulma kuitenkin vaikuttavat subjektiivisiin tuloksiin. Ihmisen saama vaikutelma paperin vaaleudesta riippuu havaitsemisolosuhteista. Kuvan muoto ja taustan tummuus vaikuttavat havaittuun vaaleuteen. Harmaa kohde näyttää vaaleammalta tummalla taustalla kuin vaalealla taustalla. Värillinen pinta näyttää vaalealta, jos valaistuksen väri järjestetään siten, että pinnan heijastama valo sisältää kaikkia aallonpituuksia yhtä paljon. /1/ Ihminen pystyy havaitsemaan helposti vaaleuseroja. Visuaalinen arvio paperin vaaleudesta vaihtelee eri henkilöiden välillä /6/. On todettu, että toiset pitävät enemmän violetin valkoisesta, kun taas toiset sinisen valkoisesta /36/. Paperin visuaalissa arvioinnissa ryhmä ammattilaisia vertailee näytepaperien valkoisuutta keskenään ja asettaa ne valkoisuuden mukaan järjestykseen. Tässä menetelmässä arviointiolosuhteilla on tärkeä merkitys, sillä tulokset voivat vaihdella huomattavasti, jos arvointi suoritetaan esim. erilaisissa valaisuolosuhteissa /13/. 3.3 Karheus ja kiilto Pinnasta kokonaisheijastuva valo muodostuu sisäisestä heijastuksesta ja ensipintaheijastuksesta. Sisäinen heijastus on pinnan sisään taittuneen valon se osa, joka heijastuu diffuusisti takaisin. Ensipintaheijastus on pinnasta heijastuva väritön valo. Kiiltävällä pinnalla kiilto muodostuu diffuusi- ja spekulaarikomponenteista (valonjakokäyrästä identifioitu spekulaaripiikki), mattapinnalla kiilto muodostuu pelkästään diffuusikomponentista. Pinnan kokonaisheijastusta katselukulman funktiona kuvataan valonjakokäyrän avulla. /37/ 6

Pinnan kiilto määritetään fysikaalisesti joko mittaamalla valonjakokäyrä tai kokonaisheijastus peiliheijastuskulmasta. Kuvassa 4 on esitetty mittalaitteen ja silmän ero kiillon katselun suhteen. /37/ Kuva 4. Mittalaitten ja silmän ero kiillon katselun suhteen. /37/ Mittalaite mittaa määrätyltä alueelta heijastuvan valon intensiteettiä, silmä puolestaan usean pisteen intensiteettiä. Kiillon havaitseminen perustuu pinnan luminanssijakaumaan, ei yksityisen pisteen intensiteettiin. Tärkeä kiiltohavaintoon vaikuttava tekijä on ajalliset luminanssimuutokset. Tällaisia esiintyy, kun koehenkilö liikuttaa näytettä, vaihtelee katselukulmaa tai valolähde liikkuu. Ajallinen luminanssimuutos ilmenee siten, että heijastuma liikkuu pinnalla. /37/ Paperin pinnan kokonaiskarheus voidaan jakaa optiseen, mikro- ja makrokarheuteen. Eri tekijöiden vaikutukset kiiltoon on esitetty taulukossa 2. /vrt. esim. 37/ Taulukko 2. Eri tekijöiden vaikutus kiiltoon. /vrt. esim. 37/ Karheuden Aallonpituus Vaikutus valoon Aiheuttaja Vaikutus kiiltoon mittakaava Optinen 0,1-1 µm Valoenergian diffraktio Pinnan partikkeleiden Vähentää kiiltoa sisäinen karheus, koko, muoto ja pakkautuminen Mikro 1-100 µm Valoenergian heijastuminen eri suuntiin Partikkelien pakkautuminen, flokkuloituminen, kuitukarheus ja kuitukoko Vähentää kiiltoa Makro 100-1000 µm Valoenergian heijastuminen eri suuntiin Partikkelien ja kuitujen orientoituminen sekä kuiturakenteet Aiheuttaa havaittavaa epätasaisuutta Paperilla optisen karheuden lähteitä /38/ ovat päällysteen pigmettipartikkeleiden kokoja muototekijät, sideaineen epätasainen jakautuminen paperissa ja kuitujen rakenne. Painovärikerroksessa saman suuruusluokan karheutta aiheuttaa värikerroksen epätasainen jakautuminen ja painoväripigmentit. Edellistä suuremman kertaluokan karheutta aiheutuu kuitujen koosta ja niiden muodostamista rakenteista. Visuaaliset kiiltotyypit /10/ voidaan jakaa kuuteen ryhmään: terävyyskiilto, peilikiilto, kontrastikiilto, usvaisuuskiilto, sheen ja surface nonuniformity. Taulukossa 3 on selitetty tarkemmin em. kiillot. 7

Taulukko 3. Kiiltotyypit. /10/ Kiiltotyyppi Terävyyskiilto Peilikiilto Kontrastikiilto Usvaisuuskiilto Selitys Korkeakiiltoisten pintojen kyky muodostaa selviä peilimäisiä kuvia. Pinnan suhteellinen kirkkaus verrattuna referenssipintaan. Matalakiiltoisilla pinnoilla, joilla peilimäisiä kuvia ei näy. Pinnoilla voidaan havaita eroja vierekkäisten alueiden suhteellisessa kirkkaudessa, kun pintaa tarkastellaan toisaalta peiliheijastussuunnassa ja toisaalta siitä paljon poikkeavassa suunnassa. Valon sironta peiliheijastussuunnasta. "Sheen" Tulee näkyviin valaistaessa näytettä suuressa kulmassa (> 85 ). "Surface nonuniformity" Ei varsinainen kiiltotyyppi, mutta kiilto saattaa mahdollistaa pinnan karheustekstuurin näkymisen. Painovärin tahraaminen on ongelmana mattapintaisilla papereilla. Kiiltäväpintaisten ongelmana on luettavuus. Trendinä on nykyään käyttää ensimmäisillä sivuilla kiiltäväpintaista paperia ja sisäsivuilla mattapintaista paperia. Tällöin annetaan lehdelle hyvä yleiskuva ja voidaan painaa etusivuille korkealaatuisia monivärikuvia. Sisäsivuilla puolestaan luettavuus on hyvä. /3/ KCL:ssa käytetään kiillon epätasaisuuden määrittämiseen ominaisperimetriä ja kiillon variaatiokerrointa. Variaatiokerroin on keskihajonnan ja keskiarvon suhde, kiilloltaan tasaisella paperilla on pieni variaatiokerroin. Ominaisperimetri /14/ on kehäviivan pituus jaettuna näytteen pinta-alalla. Kehäviiva on kynnystetyn kuvan mustien alueiden reunaviivan pituus. Kuvassa 5 on esitetty ominaisperimetrin geometrinen tulkinta. Kuva 5. Ominaisperimetrin geometrinen tulkinta. /14/ Ominaisperimetri on pieni, jos epätasaisuuslaikun koko on suuri, ja suuri, jos laikun koko on pieni. Kiiltävillä papereilla pienet laikut saavat aikaan visuaalisesti epätasaisen näköisen paperin ja suuret laikut tasaisen paperin. Mattapapereilla pienet laikut saavat aikaan visuaalisesti tasaisen näköisen paperin ja suuret laikut epätasaisen 8

paperin. Kiiltävillä papereilla ominaisperimetrin arvon pitäisi olla pieni ja mattapapereilla arvon pitäisi olla suuri, jotta visuaalinen vaikutelma olisi mahdollisimman tasainen paperi. /29/ 3.4 Kosketeltavuus Laamasen /18/ mukaan tekstiilikankaille käytettäviä subjektiivisia ja objektiivisia suureita voi käyttää kuvaamaan myös paperin vastaavia ominaisuuksia. Taulukossa 4 on VTT:n tekstiililaboratoriossa käytössä olevat mittasuureet ja vastaavat paperin mittasuureet. Taulukko 4. Tekstiilien ja papereiden subjektiivisten ominaisuuksien vastaavat objektiiviset ominaisuudet (ks = paperin konesuunta, ps = paperin poikkisuunta, yp = paperin yläpuoli, ap = paperin alapuoli) Tekstiilit: Tekstiilit: Objektiiviset suureet Paperit: Objektiiviset suureet Subjektiivinen käsituntu Jäykkyys Taipuisuus Taivutusjäykkyys (ks, ps) Joustavuus Pintakitka Pintakitka (yp, ap) Laskeutuvuus Pinnan geometrinen karheus Pinnan geometrinen karheus (yp, ap) Pehmeys Kokoonpuristuvuus Kokoonpuristuvuus Täyteläisyys Vinoutuvuus Pintakitka paperi / paperin ks Kahisevuus Venyvyys, paksuus, neliömassa Paksuus, neliömassa Tässä työssä on tehty hypoteesi, että paperin kosketeltavuus on riippuvainen paperin pintaenergiasta, kitkasta, karheudesta, jäykkyydestä ja paksuudesta. Seuraavassa on käsitelty em. ominaisuuksia johdannonomaisesti. Ominaisuuksia ei määritellä vaan niistä käsitellään vain tämän työn kannalta oleelliset seikat. Kappaleissa esitetyissä viitteissä on ominaisuuksia tarkasteltu lähemmin. 3.4.1 Paperin pintaenergia Pintaenergeettisiä perusominaisuuksia ovat pintajännitys ja pintaenergia: pintaenergia on mitta rajapinnoilla vaikuttaville energioille ja pintajännitysvoimille. Pintajännitys muodostuu van der Waalsin voimista. Van der Waalsin voimat ovat peräisin molekyylien elektronien liikkeistä ja indusoitujen ja pysyvien dipolien välisistä vuorovaikutuksista. /vrt. esim. 34/ Puhtaan aineen pintaenergian, γ termodynaaminen määritelmä on /21/ γ δ = G δ A T p, (7) missä δgon Gibbsin energian muutos ja δaon pinta-alan muutos. 9

Pintaenergiaa koostuu kahdesta komponentista: dispersiovoimista eli elektronien liikkeestä ja poolisista voimista eli indusoiduista ja pysyvistä dipoleista. Pintaenergia esitetään em. komponenttien summana /21/: d γ = γ + γ p (8) missä yläindeksi d viittaa dispersiovoimista johtuvaan komponenttiin ja p poolisista voimista johtuvaan komponenttiin. Hypoteettisesti voidaan esittää suuren pintaenergian omaavan paperin olevan miellyttävän tuntuinen. Suuren pintaenergian omaava paperi tuntuu pehmeältä. Testihenkilö tuntee paremmin käsissään pienen pintaenergian omaavan paperin pinnan kuin suuren pintaenergian omaavan paperin pinnan. 3.4.2 Paperin kitka /vrt. esim. 25/ Kahden kiinteän kappaleen kosketuksen välistä tangenttikomponenttia kutsutaan kitkaksi. Lepokitka esiintyy kappaleen ollessa paikalla. Se estää kappaleen liikkeellelähdön. Liikekitka puolestaan kuvaa sitä vastusta, joka esiintyy kappaleen liikkuessa toisen pinnan päällä. Liikekitka johtuu pintojen hankauksesta ja se jarruttaa pintojen liikettä toistensa suhteen. Paperin kitkan katsotaan johtuvan pääasiassa pintojen välisestä mekaanisesta lukkiutumisesta sekä atomien ja molekyylien välisistä sidosvoimista. Paperin sileämmän puolen lepokitkakertoimen on todettu olevan suurempi kuin karheamman pinnan. Tämän perusteella on esitetty olevan ilmeistä, että atomien ja molekyylien väliset sidosvoimat vaikuttavat paperin kitkakertoimeen enemmän kuin pinnan karheudesta aiheutuva mekaaninen lukkiutuminen. Taulukossa 5 on esitetty paperin kitkaan vaikuttavia tekijöitä. Taulukko 5. Paperin kitkaan vaikuttavia tekijöitä. Paperin ominaisuudet Ominaisuus Esimerkkejä Perusominaisuudet neliömassa, paksuus, bulkkisuus Koostumus ja rakenne kosteuspitoisuus, kuitulaji, jauhatus, täyteaine, liima, formaatio, kaksipuoleisuus, kuivatusolosuhteet Pintaominaisuudet sileys, pintakäsittely Muodonmuutosominaisuudet kokoonpuristuvuus, taittolujuus Mittausmuuttujat Ominaisuus Kontaktipinta Hankausolosuhteet Muut tekijät Esimerkkejä geometrinen muoto, koko, materiaalit pintapaine, lämpötila, mittausnopeu, mittalaitteen jäykkyys tärinä, iskut, elektrostaattiset varaukset pinnoilla Paperin bulkin ja kitkakertoimen välille on löydetty suora yhteys. Tietyllä paperin paksuudella kitkakerroin pienenee neliömassan kasvaessa. Paperin pinnan karheuden vaikutuksesta paperin kitkaominaisuuksiin on saatu ristiriitaisia tuloksia. 10

Hypoteettisesti voidaan olettaa, että kitkakertoimella on ideaaliarvo, jonka omaava paperi on miellyttävä. Hyvin pienen kitkakertoimen omaava paperi oletettavasti tuntuu liian liukkaalta ja suuren kitkakertoimen omaava paperi liian karhealta. 3.4.3 Formaatio /vrt. esim. 15/ Formaatiolla tarkoitetaan paperin pienimittakaavaista neliömassan vaihtelua. Kun paperia tarkastellaan valoa vasten, näyttää paperi pilviseltä. Tätä paperin subjektiivista ominaisuutta kutsutaan paperin pohjaksi. Pohjan tasaisuuteen vaikuttaa sekä kuitumateriaalin että optisten ominaisuuksien jakautuminen arkissa. Subjektiiviseen vaikutelmaan vaikuttaa ihmisen näköaistin toiminta. Formaatio on tärkeä paperin ominaisuus, koska se vaikuttaa paperin muihin ominaisuuksiin, kuten paksuuden, pinnan karheuden ja huokoisuuden tasaisuuteen sekä paperin mekaanisiin ja optisiin ominaisuuksiin. 3.4.5 Käyryys /vrt. esim. 43/ Paperin käyryys on näytteen muodosta ja mittausjärjestelmästä riippumaton materiaaliominaisuus. Paperin kaarevuuden kuvaamiseen tarvitaan kolme suuretta. Kaarevuus arvot Kx, Ky ja Kxy ovat paperin konesuuntainen, poikkisuuntainen ja diagonaalinen käyryys, jotka kuvaavat paperin materiaaliominaisuuksia ja liittävät paperin käyristymisen sen rakenteeseen. Painopapereiden käyristyminen voidaan jakaa kolmeen eri tapaukseen: valmistuksen jälkeiseen, kosteuden aiheuttamaan ja palautumattomaan käyristymiseen. Paperin valmistuksen jälkeinen käyryys ei ole vain valmistusprosessista riippuva ominaisuus, vaan se riippuu myös paperin rakenteesta ja kuivatuksen toispuoleisuudesta sekä paperin käsittelystä. Kosteuden aiheuttamaan käyryyteen vaikuttaa vain rainan toispuoleisuus. Kosteuskäyristymä on kääntäen verrannollinen paperin paksuuteen. 10-20 %:n ero paperin ylä- ja alapuolen kuituorientaatiosuhteessa tai sitoutuneisuudessa riittää aiheuttamaan selvän kosteuskäyristymän kopio- ja tulostuspapereissa. Palautumaton käyristyminen aiheutuu kuivatuksessa syntyneiden sisäisten jännitysten lauetessa tai muuttuessa, kun paperia kostutetaan tai lämpökäsitellään. Jännityksen alaisena kuivattu paperi käyristyy puolelle, jossa sisäisten jännitysten laukeaminen on suurinta. Jännitystilojen muutokset riippuvat siitä, millä tavalla lämpö tai kosteus vaikuttaa paperiin z-suunnassa. 3.4.6 Jäykkyys /vrt. esim. 12/ Monikerrosrakenteen taivutusjäykkyys muodostuu eri kerrosten yhteisvaikutuksesta ja eri kerrosten suhteellinen vaikutus on riippuvainen kerroksen etäisyydestä rakenteen neutraaliakselista. 11

Subjektiivista jäykkyyttä voidaan mitata mm. parivertailu-menetelmällä. Tällöin jäykkyyskriteerinä käytetään paperin lukujäykkyyttä eli ryhtiä. Jokinen /12/ on tutkinut paperin subjektiivista jäykkyyttä. Hän tutki neliömassaltaan 54, 60 ja 80 grammaisia papereita. Teoreettisesti tarkasteltuna paperin taivutusjäykkyys muodostuu paperin paksuuden antamasta jäyhyysmomentista ja kimmokertoimesta. Taivutusjäykkyyttä pitää mitata sekä kone- että poikkisuunnassa, koska useat jäykkyyttä säätelevät tekijät vaikuttavat eri tavoin paperin eri suunnissa. Jokinen /12/ päätyi tulokseen, että jäykkyyden suurin potentiaali on paperin poikkisuunnassa ja poikkisuunnassa jäykemmät paperit koettiin subjektiivisissa testeissä kokonaisuutena jäykempinä. Taivutusjäykkyytteen voidaan vaikuttaa lähinnä paperin bulkkia kasvattamalla. Jokisen /12/ mukaan taivutusjäykkyyteen voidaan vaikuttaa myös yksittäisten kuitujen ominaisuuksilla, kuidunpituutta kasvattamalla ja kuituvaurioita vähentämällä. Taivutusjäykkyyteen voidaan vaikuttaa päällysteen komponenttien valinnalla ja päällystemäärällä. Jäykkyyteen vaikuttavat pigmentti, sideainetyyppi ja sideaineen määrä. Päällystemäärän kasvattaminen laskee bulkkia merkittävästi. Päällysteen kimmokerrointa kasvattamalla voidaan parantaa paperin taivutusjäykkyyttä. Päällystetyn paperin bulkki on voimakkaasti riippuvainen paperin taivoitekiillosta. Jokisen /12/ tutkimusten perusteella paperin bulkkiin positiivisesti vaikuttavat hallintasuureet vaikuttavat negatiivisesti kiiltoon, eikä superkalanterin hallintasuureilla pystytä merkittävästi vaikuttamaan paperin bulkkiin tietyllä kiiltotasolla. 12

4 PAPERIN MIELLYTTÄVYYS 4.1 Pakkausten miellyttävyys /vrt. esim. 9/ Pakkausten miellyttävyyttä on tutkittu paljon. Pakkausmateriaalina käytetään usein paperia. Pakkausten miellyttävyyden tutkiminen muistuttaa täten paperin miellyttävyyden tutkimista. Tämän vuoksi tässä työssä käsitellään pakkausten miellyttävyyttä. Paitsi pakkaus, kuluttajan tuotevalintaan vaikuttavat tärkeimpinä muuttujina ennakkotietämys tuotteesta ja valmistajasta, tuotteen hinta, tuotteen puolesta suoritettu mainonta, kilpailevien tuotteiden läsnäolo valintatilanteessa ja tuotteiden esillepano esim. valintamyymälässä. Tarkasteltaessa kuluttajan tuotevalintaprosessia pakkauksen tehtävien kannalta voidaan prosessissa erottaa seuraavat vaiheet: 1) Primäärinen edellytys koko ostoprosessille on, että kuluttaja havaitsee pakkauksen. Pakkauksen tehtävänä tässä vaiheessa on vetää kuluttajan huomiota puoleensa ja erottua riittävän selvästi kilpailevista pakkauksista. 2) Kuluttajan havaittua pakkauksen sen on kyettävä herättämään mielenkiintoa pakkausta ja pakattua tuotetta kohtaan. 3) Kuluttajan mielenkiinnon herättyä pakkausta kohtaan siinä määrin, että hän ryhtyy lähemmin tarkastelemaan sitä, pakkauksen kommunikointikyky joutuu koetukselle. Pakkauksen tulee välittää kuluttajalle riittävästi informaatiota tuotteesta ja sen ominaisuuksista ja samalla viestittää sanomattomin keinoin ulkoasultaan kuluttajalle sellaista mielikuvaa tuotteesta joka vetoaa kuluttajan ostomotiiveihin. 4) Mikäli pakkaus onnistuu kommunikointi- ja viestintätehtävissään, kuluttajalle saattaa herätä halu ostaa kyseinen tuote. 5) Lopullisessa myyntitehtävässään pakkauksen on kyettävä taivuttamaan kuluttaja tekemään tuotevalintansa juuri kyseisen pakkauksen hyväksi jättäen kilpailijat hyllylle. Kuluttajan huomion herättämiseksi pakkaussuunnittelussa pyritään värejä, muotoa, kokoa, kuvitusta, tavaramerkkiä, logoa tai muita helpostihavaittavia symboleja hyväksikäyttäen muodostamaan pakkaukselle ulkoasu, joka nopeasti ja tehokkaasti vetää kuluttajan huomion puoleensa. Pakkauksen ulkoasun on samalla muodostettava miellyttävä kokonaisuus, joka lisää puoleensa vetävyyttä; ihmiset yleensä välttävät epämiellyttävien kohteiden havaitsemista. Kuluttajalle jo tutuksi tulleeseen tuotteeseen kytkeytyy mielikuva, joka on vahvasti sidoksissa pakkauksen ulkonäköön (esim. Fazerin sininen suklaa). Kuluttaja etsii näitä tuotteita halutessaan hyllyltä nimenomaan tietyn näköistä pakkausta, joka identifioi halutun tuotteen laadun. 13