什么是纸张白度?纸张白度定量评价的公式有哪些?
2024-01-16
什么是纸张白度?纸张的白度即纸张的洁白程度,它是评价纸张性能的重要指标,直接影响着印刷品的呈色效果。要想对纸张的白度进行量化,就需要使用相应的白度计算公式。本文对纸张白度及纸张白度计算公式做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!
什么是纸张白度?
白度即表征物体的色白程度。目前各行业根据其产品特点,设计出多种表征白度的方法,但是无论何种白度表示方法,均应以人眼感知为主,其表征结果应该能够匹配于人的视觉感受。纸张白度通常由纸张对特定波长的光线反射程度来表征。当457nm波长的蓝光照射氧化镁时,其基本达到100%的反射率,所以,将457nm波长的蓝光照射样品时,其反射率与氧化镁反射率之比记为样品的白度。
纸张白度定量评价的公式类型:
目前对白度的定量评价主要有三方面的困难。首先由于人们对物质表面的颜色感觉带有一定的主观性和个体差异性,例如有的人喜欢暖红色的白,有的人喜欢带蓝色的白,因此不同的人目视的白度就会有一定的差别;其次物质的颜色会随着观察环境和条件的改变而有些许变化;最后因为不同的行业和产品的差异需要不同的评价标准,因此想要得到一个既符合目视评定又符合色度学测量的通用白度公式有一定的困难。目前根据不同行业的特点,以下几个公式得到了相对广泛的认可。
1.单波段白度公式
我们已经知道对任何一种白色物质的表面都可以用色度坐标三个参数(X,Y,Z)按照颜色的三个基本属性(光反射比、色饱和度和主波长)来表示。但是现实中人们都不停地探索着用距离理想白度的百分比来简单表示,即用一个或两个参数表示。
蓝光白度(又称R457白度)是一种单波段白度公式被广泛应用在造纸、塑料、建材等行业中。纸张、建材、织物等物质的白度之所以能用一维标准来表示,主要取决于这些物质本身的固有属性,这些物质的白度在色空间近似直线分布。此外对于纸张的分光测试结果显示,短波长比长波长的分光反射率下降很多。因此对于纸张可以使用短波长区域的反射率来表示。
2.多波段白度公式
同样有很多物质(如染料)由于自身特性的原因,其表面白度无法简单的用一维标度来表示。对一部分染料,其波长在450nm以上时才有较高的反射率,但在短波长处反射率却快速下降,分光反射率曲线不呈平坦分布,其目视反射率较高;另一部分染料,分光反射率较低,曲线平坦,目视反射率较低。由于这两种相反情况的存在,无论用长波长还是短波长反射率来评价染料的白度显然不够科学,因此就需要用两种或以上波长的反射率组合表示白度。这样通过同时使用短波长、长波长的反射率及其系数的方法来表示试样的白度,更符合试样的目视评定和色度学测量。多波段白度公式一般的形式为:W=f(R1,R2),其中f表示系数,R代表反射率。染料行业常用的BASF白度公式就是典型的多波段白度公式,BASF白度公式为:W=4RZ-3RY。
3.明度及纯度型白度公式
在自然界中,有一些白色物质的分光反射率并不对特定波长有峰值,其色调有些偏黄。此外由于现代工业中人们大量使用蓝色染料和荧光增白剂,这些添加物的使用不仅会使白度增加,而且会导致白色夹杂颜色(如偏蓝)。这两种情况都会使目视反射率升高,色度降低。对于这些物质学者们尝试用明度和纯度函数来表示样品的白度,国标GB/T5950-1996《建筑材料与非金属矿产品白度测量方法》中提出亨特完全白度公式,此白度公式特点是以色差的形式计算白度,测定结果级差较小,白度较高,此公式只适合用于白度较高的物品。
亨特白度公式的表达式为: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
以上几种白度公式中,基本上没有考虑偏色的影响,偏红、偏绿都统称为白。但在实际中,理想的中性白是不存在的。经过国际上长期的讨论和商议,CIE色度技术委员会在1986年制定了白度测量的规范:
(1)应该使用同样的标准光源(或照明体)例如D65照明体(色度学用 CIE标准照明体)为近似的CIE标准光源,进行视觉的仪器的白度测量。
(2)不符合(1)条件下得到的实验数据不能确定或检验白度公式。
(3)推荐使用白度W=100的完全反射体(在可见波段光谱反射比都等于1的理想漫射体。简称PRD)作为白度公式的参照标准。
按照CIE制定的标准,测量白度时采用其推荐的D65标准光源,参照标准白采用完全反射漫射体,在此基础上CIE委员会制定了甘茨白度公式,此公式以物体颜色三刺激值为基准来计算,颜色三刺激值的特性决定了白度值大小。
甘茨白度公式的表达式为:W10=Y10-800x10-1700y10+813.7,TW10=650y10-900x10+673。其中W10代表白度值,TW10代表色泽值。