什么是紙張白度?紙張白度定量評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(duì)紙張的白度進(jìn)行量化,就需要使用相應(yīng)的白度計(jì)算公式。本文對(duì)紙張白度及紙張白度計(jì)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(diǎn),設(shè)計(jì)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(duì)特定波長(zhǎng)的光線反射程度來表征。當(dāng)457nm波長(zhǎng)的藍(lán)光照射氧化鎂時(shí),其基本達(dá)到100%的反射率,所以,將457nm波長(zhǎng)的藍(lán)光照射樣品時(shí),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(píng)價(jià)的公式類型:
目前對(duì)白度的定量評(píng)價(jià)主要有三方面的困難。首先由于人們對(duì)物質(zhì)表面的顏色感覺帶有一定的主觀性和個(gè)體差異性,例如有的人喜歡暖紅色的白,有的人喜歡帶藍(lán)色的白,因此不同的人目視的白度就會(huì)有一定的差別;其次物質(zhì)的顏色會(huì)隨著觀察環(huán)境和條件的改變而有些許變化;最后因?yàn)椴煌男袠I(yè)和產(chǎn)品的差異需要不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),因此想要得到一個(gè)既符合目視評(píng)定又符合色度學(xué)測(cè)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(diǎn),以下幾個(gè)公式得到了相對(duì)廣泛的認(rèn)可。
1.單波段白度公式
我們已經(jīng)知道對(duì)任何一種白色物質(zhì)的表面都可以用色度坐標(biāo)三個(gè)參數(shù)(X,Y,Z)按照顏色的三個(gè)基本屬性(光反射比、色飽和度和主波長(zhǎng))來表示。但是現(xiàn)實(shí)中人們都不停地探索著用距離理想白度的百分比來簡(jiǎn)單表示,即用一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)表示。
藍(lán)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(duì)于紙張的分光測(cè)試結(jié)果顯示,短波長(zhǎng)比長(zhǎng)波長(zhǎng)的分光反射率下降很多。因此對(duì)于紙張可以使用短波長(zhǎng)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(jiǎn)單的用一維標(biāo)度來表示。對(duì)一部分染料,其波長(zhǎng)在450nm以上時(shí)才有較高的反射率,但在短波長(zhǎng)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(zhǎng)波長(zhǎng)還是短波長(zhǎng)反射率來評(píng)價(jià)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(zhǎng)的反射率組合表示白度。這樣通過同時(shí)使用短波長(zhǎng)、長(zhǎng)波長(zhǎng)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(píng)定和色度學(xué)測(cè)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(duì)特定波長(zhǎng)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(lán)色染料和熒光增白劑,這些添加物的使用不僅會(huì)使白度增加,而且會(huì)導(dǎo)致白色夾雜顏色(如偏藍(lán))。這兩種情況都會(huì)使目視反射率升高,色度降低。對(duì)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(guó)標(biāo)GB/T5950-1996《建筑材料與非金屬礦產(chǎn)品白度測(cè)量方法》中提出亨特完全白度公式,此白度公式特點(diǎn)是以色差的形式計(jì)算白度,測(cè)定結(jié)果級(jí)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(dá)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(shí)際中,理想的中性白是不存在的。經(jīng)過國(guó)際上長(zhǎng)期的討論和商議,CIE色度技術(shù)委員會(huì)在1986年制定了白度測(cè)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(jìn)行視覺的儀器的白度測(cè)量。
(2)不符合(1)條件下得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能確定或檢驗(yàn)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(jiǎn)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(cè)量白度時(shí)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(huì)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(jì)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(dá)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。