白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。白色在色彩空间中处于很狭窄的范围内,也可以用我们常用的三维色彩空间L*a*b*来表示,但是人们一般习惯使用白度(WI)这种一维的表示方法来衡量样品白的程度。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。

下图为白纸样品在不同白度方法下的白度数据:

国际和国内的很多标准会引用不同的方法来定标,需要注意的是有些标准即使引用的方法相同,也会由于其规定的测量条件差异而导致最终结果的不同,也有的标准中引用了不止一种方法。下面我们来举例说明:

1、 蓝光白度

首先我们来看一下蓝光白度,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。

纸张行业多数采用蓝光白度的方法,但是因为标准的不同,称呼上也有所差异,例如ISO亮度、D65亮度、TAPPI亮度等,对应的标准分别如下:

ISO2470中规定了使用积分球式仪器来测量,2470-1为室内日光条件C光源下测量得到R457,称为ISO亮度;2470-2为室外日光条件D65光源下测量得到R457,称为D65亮度。

国标GB/T7974遵循的是ISO2470-2标准,并增加了D65荧光亮度的测量方法,要求仪器具有420nm的UV滤镜,UV校准条件下得到的R457与420nmUV排除条件下得到的R457的差值为D65荧光亮度。

Tappi亮度有两个标准,Tappi452要求的是45°/0°仪器测量得到R457;Tappi525要求的是积分球式仪器测量得到R457。

国准GB8940.1规定的是45°/0°仪器在D65光源条件下测量得到R457

由此我们可以看到,虽然都是纸张白度,也都是采用蓝光白度的方法,如果采用的标准不同,其结果也会有所区别。造纸厂对白度数据的管控要求也都各有千秋,主要取决于各工厂对产品质量要求的高低,有些造纸厂要求其白度在标准数据的基础上上下浮动1.5的范围内。爱色丽也提供专门针对造纸行业的纸张白度测量方案

另外,钛白粉行业也多使用蓝光白度,有的钛白粉企业要求其蓝光白度值≥92.5;标准YS/T469中规定了氧化铝,氢氧化铝采用积分球式仪器在D65/10°条件下其蓝光白度,并规定了白度测定范围是70-99.9;GB2913规定了塑料白度试验方法,采用的也是蓝光白度R457。使用蓝光白度的标准和行业还有很多,此处不一一赘述。

2、 CIE白度

CIE白度广泛应用于各个行业中,被ISO、ASTM、AATCC、DIN等协会所接受,与ASTME313-95以后的白度公式相一致,作用于D65光源和C光源下,在纺织行业、建筑材料、非金属矿物产品和纸张行业都有应用。ISO11475和ISO11476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值

x,y-样品在XYZ色度学系统中的三色坐标中的x,y值

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值

下图为白纸样品在不同光源视角下的CIE白度数据和淡色调指数:

当CIE 白度大于100时,当淡色调指数T大于0时,表明样品是偏绿向的白,小于0时是偏红向的白。

3、 甘茨白度 & Hunter白度

甘茨白度是类似于CIE白度的二维公式。GB/T17749、GB/T23774、YS/T469中都有提到,公式如下:

Hunter白度采用的是Hunter色空间坐标来计算。GB/T2015白色硅酸盐水泥和GB/T13835.7兔毛纤维白度试验方法都是采纳的Hunter白度,公式如下:

白度还有很多其他的标准和方法,我们此处不逐一介绍。在实际应用中,任何行业和企业在进行白度测量时,都要注意以下几个方面:

1、 遵循哪个标准。

2、 注意标准中规定的仪器测量结构,光源视角等测量条件。爱色丽提供ERX50ERX30等仪器,可以实现精准的白度测量。

3、如果标准中没有明确规定测量条件,在上下游使用时,要统一测量结构和光源视角,以便于数据沟通。

4、关注标准中规定的制样方式,如果没有明确规定,测量时要统一制样方式,尤其是一些粉末类样品,例如钛白粉是否需要压片等等。


白度参考标准:

ISO2470-1:《纸、纸板和纸浆蓝光漫反射因数的测定(室内日光条件)(ISO亮度)》

ISO2470-2:《纸、纸板和纸浆蓝光漫反射因数的测定(室外日光条件)(D65亮度)》

GB/T7974:《纸、纸板和纸浆蓝光漫反射因数D65亮度的测定(漫射/垂直法,室外日光条件)》

Tappi452:《纸浆、纸、和纸板的亮度(457nm下直接反射)》

Tappi525:《纸浆漫射亮度(d/0°)》

GB8940.1:《纸和纸板白度测定法 45/0定向反射法》

YS/T469:《氧化铝、氢氧化铝白度测定方法》

GB2913:《塑料白度试验方法》

ISO11475:《纸和纸板-CIE白度的测定,D65/10°(室外光)》

ISO11476:《纸和纸板-CIE白度的测定,C/2°(室内光)》

ASTM E313: 《通过仪器测量色度计算白度和黄度指数的标准试验规程》

GB/T17749: 《白度的表示方法》

GB/T13025.2 《制盐工业通用试验方法 白度的测定》

GB/T15595 《聚氯乙烯树脂.热稳定性试验方法.白度法》

GB/T23774 《无机化工产品白度测定的通用方法》

GB/T26464 《造纸无机颜料亮度(白度)的测定》

GBT/5950 《建筑材料与非金属矿产品白度测量方法》

GB/T 9338 《荧光增白剂.相对白度的测定仪器法》

GB/T20155 《白色硅酸盐水泥》

GB/T13835.7 《兔毛纤维试验方法.第7部分白度》


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