印刷行业白度标准的应用

[摘要]

本文阐明了白度的定义与原理,讲述了其在印刷行业的常用的相关白度公式及测量方法和应用,希望印刷用户能充分理解并将白度参数应用于日常生产工作以控制物料品质且达到客户对纸张白度的参数要求。

[关键词]

白度,纸张白度,白度公式

[正文]

自然界中有很多白色,比如雪,石灰,棉花等等。白色具有光谱反射率高且彩度低的特点,一般认为当物体表面对可见光谱所有波长的反射比在80 %以上,可认为该物质的表面为白色。白度则是“显白的程度”,表征的是白色或近白色样品白的程度,数值越大,代表越白,一般用WI表示

白度的表示方法有很多种,不同行业采用的方法不尽相同,使用较多的方法主要是蓝光白度和CIE白度,另外还有甘茨白度、Hunter白度、Berger白度等方法。印刷行业主要用Tappi亮度(蓝光白的一种)和CIE白度来评判纸张或者白墨的显白的程度。

蓝光白度是单波段白度公式,测量的是短波段457nm的蓝光漫反射因数,用R457表示。主要分为Tappi亮度(也称GE亮度),ISO亮度和D65亮度。下面是不同的蓝光白度对应的标准,光学几何和光源条件的对比:

国际标准

光学几何

光源

Tappi452

45°/0°

CIE C

ISO亮度(ISO2470-1

漫反射(d/0°)

CIE C

D65亮度(ISO2470-2

漫反射(d/0°)

CIE D65


Tappi亮度:Tappi亮度有两个标准,Tappi452是印刷和造纸行业常用的白度标准之一,要求的是45°/0°仪器测量得到R457Tappi525要求的是积分球式仪器测量得到R457 。纸浆和造纸工业技术协会 (TAPPI) 已授权T452用于衡量纸张的亮度。Tappi T452也被称为 GE亮度,因为通用电气发明了第一台纸张亮度测试机。该方法规定了测量方式为45°/0°的方式,光源为C。造纸厂通常会用T452来对于纸张的白度进行管控,对于白度要求会在标准数据基础上有一个容差范围,容差范围的大小取决于造纸品质要求的高低。同时越来越多的品牌商或者第三方印刷品检测机构对印刷品使用的纸张的白度T452有具体的要求,比如T45290。爱色丽的老款530的纸张指数和现在的eXact2分光密度仪的纸张参数功能都有T452参数,如下图一,选择纸张参数-亮度功能,里面的TB-452则是我们说的Tappi452亮度。图二是测量一张办公用打印纸的T452Tappi452亮度结果为93.99


接下来我们来介绍下印刷和造纸行业常用的另一个白度标准CIE白度:

CIE白度与ASTM E313-95以后的白度公式相一致,作用于D65光源和C光源下, ISO11475ISO11476分别是纸和纸板在室外光(D65/10°)和室内光(C/2°)条件下的CIE白度测定。在使用CIE白度时同样需要关注要求的光源视角条件,也要注意仪器的结构类型。

CIE白度公式如下:



T-淡色调指数

Y-样品在XYZ色度学系统中的三刺激值中的Y

x,y-样品在XYZ色度学系统中的三色坐标中的xy

x0,y0-完全漫反射体在XYZ色度学系统中相应光源视角下的三色坐标中的x0,y0

爱色丽分光密度eXact的纸张参数功能也能测量CIE白度,eXact里有3ASTM E313白度公式: E313-SEE313-98E313-05。其中E313-SE是同老款分光仪SpectroEye相同的白度公式,也就是E313-1973E313-05在测量数值上等同于CIE白度,图三为测量同一种纸张的三种不同E313公式的结果:


图三

我们再以某一种印刷用纸张为例,测量CIE白度,如图四,第一行为第二行为 图五为对应的CIE白度测量结果CIE白度为80.94CIE色调为-0,34,当CIE 白度大于100时,表明样品是蓝相的白,小于100时是黄相的白,所以该纸张样品小于100是黄相的白;当色调指数T大于0时,表明样品是偏绿相的白,小于0时是偏红相的白,该纸张样品为负数,则是偏红相的白,所以总体来说该纸张样品偏暖色。


后我们再介绍一下其他几种eXact能测量的白度参数Berger白度和Stensby白度如图六:


图六

Berger白度在造纸和纺织行业有一些应用,公式如下:

公式的测量条件是C/2°,如果Berger白数值大于33.33则是蓝相的白,小于33.33则是黄相的白。

Stensby白度主要用于洗涤剂行业,造纸行业也有少数应用,公式如下:

公式的测量条件也是C/2°,如果Stensby白度大于100则是蓝相的白,小于100则是黄相的白,我们以某纸张测量样品为例,如图七:


图7

从数据上可以得出结论,此纸张样品为蓝相的白。

随着印刷品牌商与第三方检测机构对于白度的要求越来越详细具体,希望印刷用户能充分理解各种不同的白度标准并将白度参数正确应用于日常生产工作以控制物料品质且达到客户对纸张白度的参数要求。

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