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纸张的白度怎么理解?纸张白度计算公式有哪些?

文章出处:未知 人气:281发表时间:2023-08-23

纸张的白度怎么理解?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。本文对纸张白度及其计算公式做了介绍。

纸张白度仪

纸张的白度怎么理解?

对于印刷来说,纸张的白度直接影响着产品的呈色效果。因此,纸张的白度是纸张性质中备受重视的参数之一。

所谓白度,指纸张的洁白程度。它是对在全波长范围内光波的反射能力的表现。目前我国较多采用通过测量纸张的白度(又称亮度)的方式来反映纸张的洁白程度。白度有两种不同的测量方式,即TSO亮度和TAPPA光度,它们都是以测量波长在457nm(约380~510nm)为中心的光波照射在试样上的反射值来衡量纸张的洁白程度,两者的主要区别在于测量光线的角度、试样的大小和仪器的准确度。对于特定的纸样,其测量值相差不大,一般在+2~-2之间,但二者不可混为一谈。

但白度仅用纸张对光波的反射值来衡量,并且考虑眼睛的视觉特性,特别对现在纸张中填料、染料、OBA等化学添加剂的加入,白度的测量已不能确切反映视觉接受的白度,故而国际上较多使用视白度来衡量纸张的洁白程度。

视白度数值是通过测定纸样白色的三原式分量而得到三刺激值XYZ后,用经济公式计算而得,由于视白度的测量是基于人眼的视觉特性,故更能准确反映纸张的洁白程度。

视白度与白度作为反映纸张洁白程度的指标,在测量结果并无一定的线性关系,但两者关系密切。一般来讲,白度较高,视白度也较高,但也有例外,如纸浆测得的白度较高,但视白度就低于白度,对于现在高档的文化用纸,添加了较多的染料、荧光剂化学物质,其视白度很高,但白度却变化不大。


纸张白度值计算公式的类型:

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。


白度和白色是一回事吗?

在颜色世界里,人们遇到最多的是白和近白色。“白”具有光反射比(明度)高和色饱和度(彩度)低的特殊颜色属性。基于目视感知而判断反射物体所能“显白的程度”,术语上称之为白度。与其他颜色一样,白色也是三维空间的量,大多数色觉正常的观察者可以将一定范围内的光反射比、色饱和度和主波长不同的白色,按其白度的高低排成一维的白度序列,从而进行定量的评价。从色知觉角度讲,白度的评价和测量与高等色度学有关,工农业产品生产及质量检测的实践表明,确定白度的概念是有意义的。虽然在不同的生产领域里对白度的评价和公式的应用有不同的见解,但是仍然能够在可靠性和准确性方面均使人满意的情况下,得出相对统一的白度标。实践证明,白度标可以与已确立的色度参数和色知觉参数联系起来。

人们知道,所谓理想的标准白板是对一切波长的辐射都是无吸收地完全漫射体,即它是反射比对任何波长都等于1的一种纯白物体。白雪或许是唯一的具有世界一致性的纯白色代表。但它无法长期保存亦无法随时随地取得。故现代的标准白板只能以反射比非常接近1的一些化学品作为代表——标准白,而且也不是一个全漫射反射体,以此对被测物质作目视的相对比较,这就是至今尚无一种白的自然物质来作为白色的缘由。

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