什么是紙張白度?紙張白度定量評價的公式有哪些?
2024-01-16
什么是紙張白度?紙張的白度即紙張的潔白程度,它是評價紙張性能的重要指標(biāo),直接影響著印刷品的呈色效果。要想對紙張的白度進行量化,就需要使用相應(yīng)的白度計算公式。本文對紙張白度及紙張白度計算公式做了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
什么是紙張白度?
白度即表征物體的色白程度。目前各行業(yè)根據(jù)其產(chǎn)品特點,設(shè)計出多種表征白度的方法,但是無論何種白度表示方法,均應(yīng)以人眼感知為主,其表征結(jié)果應(yīng)該能夠匹配于人的視覺感受。紙張白度通常由紙張對特定波長的光線反射程度來表征。當(dāng)457nm波長的藍光照射氧化鎂時,其基本達到100%的反射率,所以,將457nm波長的藍光照射樣品時,其反射率與氧化鎂反射率之比記為樣品的白度。
紙張白度定量評價的公式類型:
目前對白度的定量評價主要有三方面的困難。首先由于人們對物質(zhì)表面的顏色感覺帶有一定的主觀性和個體差異性,例如有的人喜歡暖紅色的白,有的人喜歡帶藍色的白,因此不同的人目視的白度就會有一定的差別;其次物質(zhì)的顏色會隨著觀察環(huán)境和條件的改變而有些許變化;最后因為不同的行業(yè)和產(chǎn)品的差異需要不同的評價標(biāo)準(zhǔn),因此想要得到一個既符合目視評定又符合色度學(xué)測量的通用白度公式有一定的困難。目前根據(jù)不同行業(yè)的特點,以下幾個公式得到了相對廣泛的認(rèn)可。
1.單波段白度公式
我們已經(jīng)知道對任何一種白色物質(zhì)的表面都可以用色度坐標(biāo)三個參數(shù)(X,Y,Z)按照顏色的三個基本屬性(光反射比、色飽和度和主波長)來表示。但是現(xiàn)實中人們都不停地探索著用距離理想白度的百分比來簡單表示,即用一個或兩個參數(shù)表示。
藍光白度(又稱R457白度)是一種單波段白度公式被廣泛應(yīng)用在造紙、塑料、建材等行業(yè)中。紙張、建材、織物等物質(zhì)的白度之所以能用一維標(biāo)準(zhǔn)來表示,主要取決于這些物質(zhì)本身的固有屬性,這些物質(zhì)的白度在色空間近似直線分布。此外對于紙張的分光測試結(jié)果顯示,短波長比長波長的分光反射率下降很多。因此對于紙張可以使用短波長區(qū)域的反射率來表示。
2.多波段白度公式
同樣有很多物質(zhì)(如染料)由于自身特性的原因,其表面白度無法簡單的用一維標(biāo)度來表示。對一部分染料,其波長在450nm以上時才有較高的反射率,但在短波長處反射率卻快速下降,分光反射率曲線不呈平坦分布,其目視反射率較高;另一部分染料,分光反射率較低,曲線平坦,目視反射率較低。由于這兩種相反情況的存在,無論用長波長還是短波長反射率來評價染料的白度顯然不夠科學(xué),因此就需要用兩種或以上波長的反射率組合表示白度。這樣通過同時使用短波長、長波長的反射率及其系數(shù)的方法來表示試樣的白度,更符合試樣的目視評定和色度學(xué)測量。多波段白度公式一般的形式為:W=f(R1,R2),其中f表示系數(shù),R代表反射率。染料行業(yè)常用的BASF白度公式就是典型的多波段白度公式,BASF白度公式為:W=4RZ-3RY。
3.明度及純度型白度公式
在自然界中,有一些白色物質(zhì)的分光反射率并不對特定波長有峰值,其色調(diào)有些偏黃。此外由于現(xiàn)代工業(yè)中人們大量使用藍色染料和熒光增白劑,這些添加物的使用不僅會使白度增加,而且會導(dǎo)致白色夾雜顏色(如偏藍)。這兩種情況都會使目視反射率升高,色度降低。對于這些物質(zhì)學(xué)者們嘗試用明度和純度函數(shù)來表示樣品的白度,國標(biāo)GB/T5950-1996《建筑材料與非金屬礦產(chǎn)品白度測量方法》中提出亨特完全白度公式,此白度公式特點是以色差的形式計算白度,測定結(jié)果級差較小,白度較高,此公式只適合用于白度較高的物品。
亨特白度公式的表達式為:WH10=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2,其中WH10表示亨特完全白度,L代表明度,a、b代表色度。
4.甘茨白度
以上幾種白度公式中,基本上沒有考慮偏色的影響,偏紅、偏綠都統(tǒng)稱為白。但在實際中,理想的中性白是不存在的。經(jīng)過國際上長期的討論和商議,CIE色度技術(shù)委員會在1986年制定了白度測量的規(guī)范:
(1)應(yīng)該使用同樣的標(biāo)準(zhǔn)光源(或照明體)例如D65照明體(色度學(xué)用 CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體)為近似的CIE標(biāo)準(zhǔn)光源,進行視覺的儀器的白度測量。
(2)不符合(1)條件下得到的實驗數(shù)據(jù)不能確定或檢驗白度公式。
(3)推薦使用白度W=100的完全反射體(在可見波段光譜反射比都等于1的理想漫射體。簡稱PRD)作為白度公式的參照標(biāo)準(zhǔn)。
按照CIE制定的標(biāo)準(zhǔn),測量白度時采用其推薦的D65標(biāo)準(zhǔn)光源,參照標(biāo)準(zhǔn)白采用完全反射漫射體,在此基礎(chǔ)上CIE委員會制定了甘茨白度公式,此公式以物體顏色三刺激值為基準(zhǔn)來計算,顏色三刺激值的特性決定了白度值大小。
甘茨白度公式的表達式為:W10=Y10-800x10-1700y10+813.7,TW10=650y10-900x10+673。其中W10代表白度值,TW10代表色澤值。