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,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(bai)度(du)(du)即表征物體的(de)(de)色白(bai)程度(du)(du)。目前(qian)各行(xing)業根據其(qi)(qi)產品特點,設(she)計出多種(zhong)表征白(bai)度(du)(du)的(de)(de)方(fang)法(fa),但是無(wu)論何種(zhong)白(bai)度(du)(du)表示方(fang)法(fa),均應(ying)以(yi)人(ren)眼感(gan)知為主,其(qi)(qi)表征結(jie)果應(ying)該(gai)能(neng)夠匹配(pei)于(yu)人(ren)的(de)(de)視覺感(gan)受。紙張白(bai)度(du)(du)通常由(you)紙張對(dui)特定波(bo)長的(de)(de)光(guang)線(xian)反(fan)射(she)(she)(she)程度(du)(du)來表征。當457nm波(bo)長的(de)(de)藍(lan)光(guang)照(zhao)射(she)(she)(she)氧(yang)化鎂時,其(qi)(qi)基本達(da)到100%的(de)(de)反(fan)射(she)(she)(she)率(lv),所以(yi),將(jiang)457nm波(bo)長的(de)(de)藍(lan)光(guang)照(zhao)射(she)(she)(she)樣品時,其(qi)(qi)反(fan)射(she)(she)(she)率(lv)與氧(yang)化鎂反(fan)射(she)(she)(she)率(lv)之比記為樣品的(de)(de)白(bai)度(du)(du)。
紙張白度定量評價的公式類型:
目(mu)前對(dui)白(bai)(bai)度(du)的(de)(de)(de)(de)定(ding)量評(ping)價主要(yao)有(you)(you)三方面的(de)(de)(de)(de)困難。首先由于人(ren)(ren)(ren)們對(dui)物質(zhi)表面的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)感覺帶有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)主觀性和個(ge)體(ti)差(cha)異(yi)(yi)性,例如有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)(ren)喜歡(huan)(huan)暖(nuan)紅色(se)的(de)(de)(de)(de)白(bai)(bai),有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)(ren)喜歡(huan)(huan)帶藍(lan)色(se)的(de)(de)(de)(de)白(bai)(bai),因此不(bu)同的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)(ren)目(mu)視的(de)(de)(de)(de)白(bai)(bai)度(du)就會(hui)有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)差(cha)別;其次物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)會(hui)隨著觀察環(huan)境和條件的(de)(de)(de)(de)改(gai)變而有(you)(you)些許變化;最(zui)后(hou)因為不(bu)同的(de)(de)(de)(de)行(xing)業和產品的(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)(yi)需要(yao)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)評(ping)價標準,因此想要(yao)得到(dao)一(yi)個(ge)既符合(he)目(mu)視評(ping)定(ding)又符合(he)色(se)度(du)學測量的(de)(de)(de)(de)通用(yong)白(bai)(bai)度(du)公式有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)困難。目(mu)前根據(ju)不(bu)同行(xing)業的(de)(de)(de)(de)特(te)點,以(yi)下幾(ji)個(ge)公式得到(dao)了相對(dui)廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)認可。
1.單波段白度公式
我(wo)們(men)(men)已(yi)經知道對(dui)任何(he)一種白(bai)色(se)物質的(de)表面都可以用(yong)色(se)度(du)(du)坐標(biao)三(san)(san)個(ge)參數(shu)(X,Y,Z)按照(zhao)顏(yan)色(se)的(de)三(san)(san)個(ge)基(ji)本(ben)屬性(光反射比、色(se)飽和度(du)(du)和主波長)來表示。但是現實中(zhong)人們(men)(men)都不停(ting)地探索著用(yong)距(ju)離理想白(bai)度(du)(du)的(de)百分(fen)比來簡單表示,即(ji)用(yong)一個(ge)或兩個(ge)參數(shu)表示。
藍光(guang)(guang)白(bai)(bai)度(又稱R457白(bai)(bai)度)是一種單波段(duan)白(bai)(bai)度公(gong)式被(bei)廣(guang)泛(fan)應用在造紙(zhi)、塑(su)料、建材等行業中。紙(zhi)張、建材、織物(wu)等物(wu)質的白(bai)(bai)度之所以(yi)能用一維標準來表(biao)示(shi),主要取(qu)決于(yu)這些物(wu)質本身的固有屬(shu)性(xing),這些物(wu)質的白(bai)(bai)度在色空間近似(si)直線分布(bu)。此外對于(yu)紙(zhi)張的分光(guang)(guang)測試結(jie)果顯示(shi),短波長比長波長的分光(guang)(guang)反射(she)(she)率下降(jiang)很多。因此對于(yu)紙(zhi)張可以(yi)使用短波長區域的反射(she)(she)率來表(biao)示(shi)。
2.多波段白度公式
同樣(yang)有(you)很多物(wu)質(如(ru)染(ran)料(liao)(liao)(liao))由于(yu)(yu)自身特性的(de)(de)(de)原因,其(qi)(qi)(qi)(qi)表(biao)面白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)無法簡單(dan)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)一(yi)(yi)維(wei)標度(du)(du)(du)來(lai)表(biao)示。對一(yi)(yi)部分(fen)染(ran)料(liao)(liao)(liao),其(qi)(qi)(qi)(qi)波長(chang)(chang)在(zai)450nm以上(shang)時(shi)才有(you)較高的(de)(de)(de)反(fan)射(she)率(lv)(lv),但在(zai)短波長(chang)(chang)處反(fan)射(she)率(lv)(lv)卻快速(su)下降,分(fen)光反(fan)射(she)率(lv)(lv)曲線不(bu)呈(cheng)平(ping)坦分(fen)布,其(qi)(qi)(qi)(qi)目(mu)視反(fan)射(she)率(lv)(lv)較高;另(ling)一(yi)(yi)部分(fen)染(ran)料(liao)(liao)(liao),分(fen)光反(fan)射(she)率(lv)(lv)較低(di),曲線平(ping)坦,目(mu)視反(fan)射(she)率(lv)(lv)較低(di)。由于(yu)(yu)這兩種相反(fan)情況(kuang)的(de)(de)(de)存在(zai),無論用(yong)(yong)長(chang)(chang)波長(chang)(chang)還是短波長(chang)(chang)反(fan)射(she)率(lv)(lv)來(lai)評(ping)價染(ran)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)顯(xian)然不(bu)夠科學,因此就需要用(yong)(yong)兩種或以上(shang)波長(chang)(chang)的(de)(de)(de)反(fan)射(she)率(lv)(lv)組合(he)表(biao)示白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)。這樣(yang)通過(guo)同時(shi)使用(yong)(yong)短波長(chang)(chang)、長(chang)(chang)波長(chang)(chang)的(de)(de)(de)反(fan)射(she)率(lv)(lv)及(ji)其(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)數(shu)的(de)(de)(de)方法來(lai)表(biao)示試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du),更符合(he)試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)目(mu)視評(ping)定和色(se)度(du)(du)(du)學測(ce)量。多波段白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)公式(shi)一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)形式(shi)為(wei):W=f(R1,R2),其(qi)(qi)(qi)(qi)中f表(biao)示系(xi)數(shu),R代表(biao)反(fan)射(she)率(lv)(lv)。染(ran)料(liao)(liao)(liao)行業常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)BASF白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)公式(shi)就是典型的(de)(de)(de)多波段白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)公式(shi),BASF白(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)公式(shi)為(wei):W=4RZ-3RY。
3.明度及純度型白度公式
在(zai)自然界中(zhong),有一些(xie)白色(se)(se)物(wu)(wu)質的分光反(fan)射率(lv)并不(bu)對特(te)(te)定(ding)波(bo)長(chang)有峰(feng)值,其(qi)色(se)(se)調有些(xie)偏(pian)黃。此(ci)外由于現(xian)代(dai)工業(ye)中(zhong)人們大量使用(yong)(yong)藍色(se)(se)染(ran)料(liao)和(he)熒光增白劑(ji),這些(xie)添加(jia)物(wu)(wu)的使用(yong)(yong)不(bu)僅會(hui)使白度(du)(du)(du)(du)(du)增加(jia),而且會(hui)導致白色(se)(se)夾(jia)雜顏色(se)(se)(如偏(pian)藍)。這兩種情況(kuang)都(dou)會(hui)使目視反(fan)射率(lv)升(sheng)高(gao),色(se)(se)度(du)(du)(du)(du)(du)降低。對于這些(xie)物(wu)(wu)質學者們嘗試用(yong)(yong)明度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)純度(du)(du)(du)(du)(du)函數來表示(shi)樣(yang)品(pin)(pin)的白度(du)(du)(du)(du)(du),國標GB/T5950-1996《建筑材料(liao)與非金屬礦產(chan)品(pin)(pin)白度(du)(du)(du)(du)(du)測量方(fang)法》中(zhong)提出亨(heng)特(te)(te)完(wan)全白度(du)(du)(du)(du)(du)公(gong)式,此(ci)白度(du)(du)(du)(du)(du)公(gong)式特(te)(te)點(dian)是以色(se)(se)差的形式計算(suan)白度(du)(du)(du)(du)(du),測定(ding)結(jie)果級差較小(xiao),白度(du)(du)(du)(du)(du)較高(gao),此(ci)公(gong)式只適合(he)用(yong)(yong)于白度(du)(du)(du)(du)(du)較高(gao)的物(wu)(wu)品(pin)(pin)。
亨特白度公式的表達式為:WH10=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2,其中WH10表(biao)示(shi)亨特完全白度,L代表(biao)明度,a、b代表(biao)色(se)度。
4.甘茨白度
以上(shang)幾種白度公式中,基(ji)本上(shang)沒(mei)有考(kao)慮偏色(se)的影(ying)響,偏紅、偏綠都(dou)統(tong)稱為白。但在實(shi)際中,理(li)想(xiang)的中性白是不存在的。經過國際上(shang)長期的討論和(he)商議,CIE色(se)度技術(shu)委(wei)員(yuan)會在1986年制定了(le)白度測量(liang)的規范:
(1)應該使用同樣的(de)標準(zhun)(zhun)光源(yuan)(或照(zhao)明體)例如D65照(zhao)明體(色度(du)學用 CIE標準(zhun)(zhun)照(zhao)明體)為近(jin)似的(de)CIE標準(zhun)(zhun)光源(yuan),進行視(shi)覺的(de)儀器的(de)白度(du)測量。
(2)不(bu)符合(he)(1)條件下得到的(de)實驗數據不(bu)能確(que)定或檢驗白度公式。
(3)推薦使(shi)用白(bai)度W=100的完(wan)全反射體(在(zai)可(ke)見(jian)波(bo)段光(guang)譜反射比都等于1的理(li)想漫射體。簡(jian)稱PRD)作為白(bai)度公式(shi)的參照標(biao)準。
按照CIE制(zhi)定(ding)的標(biao)準(zhun),測量白(bai)度時(shi)采(cai)用其推薦的D65標(biao)準(zhun)光源,參照標(biao)準(zhun)白(bai)采(cai)用完全(quan)反射(she)漫射(she)體,在此(ci)基礎上CIE委員(yuan)會制(zhi)定(ding)了(le)(le)甘茨白(bai)度公(gong)式,此(ci)公(gong)式以(yi)物體顏色三刺(ci)激值為(wei)基準(zhun)來(lai)計(ji)算,顏色三刺(ci)激值的特性決定(ding)了(le)(le)白(bai)度值大(da)小(xiao)。
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。