怎么测纸张的白度?纸张白度值计算公式又有哪些?

对于造纸行业来说,白度不仅是衡量纸张品质质量的重要物理量,也是评价纸张外观质量的重要指标,其表征的是白色或近白色样品白的程度,数值越大,代表越白。对纸张白度值的确定,不但能为产品质量的控制提供实测数据,还能达到生产商和消费者满意。本文了纸张白度测量的方法及白度值计算的常用公式,感兴趣的朋友可以了解一下!

纸张白度测量

纸张白度测定的困难性:

白色是人们最喜用和喜见的一种色调,也是造纸工业产品和原材料的重要外观质量指标一。但如何准确地测定白度却有三个困难:

1.纯白色的物体是反射率对任何波长的光都等于100%的纯白物体,但此种物体在自然界中并不存在,因此尚无一种白的自然物质来做白色的标准原器。

2.自然界中的各种白色物体,包括纸浆、纸及纸板,大部分都不同程度地带有白色以外的其它色调,如偏黄、偏蓝等,而不同人对各种色调又有不同的爱好,如有人喜欢蓝白,有人喜欢中性白。因此白度是一个心理物理量,仅仅依靠物理测试的方法,对于各种色调的白色试样,测定结果很难达到与不同人的目测规律完全一致。

3.自从被测物中加入荧光增白剂,白度测试变得更加困难。因为荧光增白剂主要在紫外幅射的激发下,吸收光源中的紫外线释放出可见的蓝紫光,补偿被测物的黄色调,达到增白效果。因此,如测定荧光白度,光源必须含有丰富的紫外幅射。而要获得准确的测定结果,仪器光源又必须能精确地模拟日光。但人类至今尚未研制出一种与标准日光光谱功率分布完全一致的光源。

怎么测纸张的白度?

白度是颜色具有的高反射率和低饱和度(纯度)的属性。白色是一个颜色群体,处于主波长大约在470~570nm的狭长范围内,一般情况下其亮度y>70,兴奋纯度Pe<0.1。虽然白色并不是一种单一的颜色(单色),但是大多数观察者还是能够根据白色样品的分光反射率、兴奋纯度和主波长不同,按白度的差别,排列出先后顺序。对于给定的同一组白色样品,它们的这种排列顺序不仅会因为观察者的不同而不同,即使是同一观察者,如果用不同方法评价,结果也不同。另一方面,对样品白度的评价,还与观察者的喜好有关。例如,有的喜好带红光的白,有的喜好带蓝光的白,有的观察者喜好带绿光的白,观察者个人的喜好是不同的。另外,白度的评价结果还与观察条件的变化密切相关,在不同亮度或在具有不同光谱功率分布的光源下观察同一样品,都会出现不同的结果。在实际生产中,常见的白度的评价方法有两种。一种是比色法,就是把持测样品与白度已知的标准样进行比较。另一种方法就是用白度测量仪器来测量,仪器中已经储存了许多白度计算公式,测量时仪器根据使用者的设定选用相应的白度公式自动进行计算,直接输出白度值。这种方法因评价条件客观,所以评价结果客观。

纸张白度值计算公式:

由于白度是一个复杂的心理物理量,所以几十年来各国专家相继提出了数以百计的白度计算公式,以便使白度的测定结果与人的目测规律相符。其中几种主要白度公式如下:

1.单波段白度公式

W=R457

W=R2

公式W=R457是国际上造纸工业普遍采用的白度公式,该公式源于对纸浆漂白效果的检验。由于纸浆的光谱反射率均为蓝紫短波长部分低于长波长部分,同时纸浆通过漂白后短波长蓝紫光波段反射率提高幅度大于长波段,而提高幅度最大部位在457nm左右,因此造纸工业选用了以有效波长457nm的蓝紫光反射率表示白度的测定结果,以便灵敏地分辨纸浆的漂白效果。

公式W=R2是国际标准化组织(ISO)提出的含荧光增白剂纸张白度的表示方法。该公式虽然也是以试样对蓝紫光的反射率做为白度测定结果,但仪器的光谱特性必须与D65照明体条件下测定CIE三刺激值中z值的光谱特性相符。

物体表面白色程度主要决定两个因素,一是反射光能力即反射光量的大小,在色度学上通常称之为亮度。另一因素是光谱反射率曲线的平直程度。光谱反射率曲线越平直,即带色度越小,同时反射光量越大,越显白。由于以上两公式均仅以反射光量一个因素表示白度,所以为了表示在概念上的差别,国外多称这两个公式的白度为亮度而不直接称之为白度。这两个公式只适用于在色空间中的分布近似直线的白色物质。

2.多波段白度公式

为了更确切全面地表示白度,人们提出了多波段的或从色度学角度评价的白度公式,如:

(1)W=4Rz-3Ry(BASF公式)

(2)W=Ry+3Rz-3Rx(Berger公式)

(3)W=L+3a-3b(Stensby公式)

(4)W=Dy+Px+Qy+C(GANZ白度线性公式)

(5)W=Y/Y0-800(x-xn)-1700(y-yn)(GANZ白度公式)

3.二元性白度公式

由于白度公式多种多样,为便于统一,经过长期讨论和实践,1983年CIE大会上通过了一项白度公式,即CIE1982白度公式,该公式分为白度W和偏色调Tw两部分,因此称二元性白度公式:

2°视角

W=Y+800(xn-x)+1700(yn-y)

Tw=1000(xn-x)-650(yn-y)

10°视角

W10=Y10+800(xn10-X10)+1700(yn10-y10

Tw10=900(Xn10-X10)-650(yn10-y10

式中:

xn(xn10)和yn(yn10)为完全反射漫射体的色品坐标。

CIE1982白度公式规定只用于CIE标准照明体D65评价白度。对于完全反射漫射体,其W和W10均为100,Tw和Tw10为0。Tw和Tw10越偏正,绿度越大,反之越偏负,红度越大。同时该公式只适用于以下范围的试样:

W和W10大于40和小于5Y-280或5Y10-280;

Tw或Tw10大于-3和小于+3。


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