白度指紙張表面的潔白程度,即紙張受光照射后全面反射的能力,用百分比表示。紙張的質(zhì)量標準對白度有明確的要求,如銅版紙要求白度不小于85%。
紙張白度是指紙張受光照射后全面反射的能力,又有紙張亮度之稱,用百分率表示。紙張的白度越高,其表面越能使油墨色彩的特性準確表現(xiàn)出來。這是因為白紙要把通過透明墨層減色合成的色光反射回去。所以,白度高的紙張,幾乎可以反射全部的色光,使印品墨色鮮艷悅目,視覺效果好。而白度低的紙張,由于只吸收部分色光,既不能如實表現(xiàn)明暗部分的反差,又容易造成偏色。使用BD-1反射光度計可以檢測紙張的白度。
對于印刷來說,紙張的白度直接影響著產(chǎn)品的呈色效果。因此,紙張的白度是紙張性質(zhì)中備受重視的參數(shù)之一。
目前國家有關部門已委托中國制漿造紙研究院起草一部有關于紙產(chǎn)品的白度標準,該標準將對紙和紙板的白度(亮度)規(guī)定最高限度,凡超過該限度的產(chǎn)品皆為不合格。
專家說“一張普通的打印紙白度約為100%,但從眼睛的舒適性來說,白度為85%左右就已經(jīng)夠了。”而市民消費理念存在偏差,以為紙張越白越好,但實際上生產(chǎn)廠家為了增加紙張白度就得添加熒光漂白劑,既浪費了資源又造成污染,同時白度太高的紙張還會對人的視覺造成傷害。而原本白度較低的再生紙卻因為市民的錯誤消費理念難以推廣。針對以上存在的問題,為了幫助市民樹立正確的消費觀念,所以制定白度標準勢在必行。
目前表示白度的方法有很多,主要是ISO亮度、D65亮度和CIE白度,相應的標準也有GB和ISO等多種。
由于白度屬于材料的光學參數(shù)之一,為了避免臺間差,需要知道具體的儀器型號、光源、視角、白度標準,才可以進行相互的數(shù)據(jù)匹配。
紙張的性能及質(zhì)量指標:白度(亮度)
紙張白度是紙張一個重要技術指標,通常把完全反射漫射體(標準白)的白度規(guī)定為100%,用紙樣與標準樣在白度計上比較,反射率小的白度低。白度髙的紙,可增加墨跡與紙張的反差,使圖文更清晰。用白度高的紙張印刷彩色圖文,可增加顏色的鮮艷程度,彩色印刷要求紙張白度越高色彩越真實。但書刊印刷常常不需要高白度紙,因為紙張白度高,印品反差大,讀者眼睛看上去黑白對比強烈,對眼睛產(chǎn)生強烈刺激容易使眼睛疲勞。一般書刊紙白度要求為55%-75%,新聞紙要求白度為45%-52%,膠版彩印紙白度要求為77%-87%,對彩印銅版紙白度要求最高為80%-85%。
有些印刷品,如畫報線條文字和彩色圖片印在同一頁面上,為了使彩色圖片色彩鮮艷,使用白度高的紙張,但線條文字部分反差過大。為了解決這一矛盾一般采取兩種辦法,一是線條文字加網(wǎng)降低油墨厚度減小反差;另一辦法是在印刷文字部分加淺底色以減小視覺反差。另外,并非白度高的紙張價格就高,因為造紙?zhí)岣甙锥鹊墓に嚦杀静⒉灰欢ǜ摺?/span>
自然界中有很多白色,比如雪,石灰,棉花等等。白色具有光譜反射率高且彩度低的特點,一般認為當物體表面對可見光譜所有波長的反射比在80 %以上,可認為該物質(zhì)的表面為白色。白度則是“顯白的程度”,表征的是白色或近白色樣品白的程度,數(shù)值越大,代表越白,一般用WI表示。
白度的表示方法有很多種,不同行業(yè)采用的方法不盡相同,使用較多的方法主要是藍光白度和CIE白度,另外還有甘茨白度、Hunter白度、Berger白度等方法。印刷行業(yè)主要用Tappi亮度(藍光白的一種)和CIE白度來評判紙張或者白墨的顯白的程度。
藍光白度是單波段白度公式,測量的是短波段457nm的藍光漫反射因數(shù),用R457表示。主要分為Tappi亮度(也稱GE亮度),ISO亮度和D65亮度。下面是不同的藍光白度對應的標準,光學幾何和光源條件的對比:
國際標準 | 光學幾何 | 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亮度有兩個標準,Tappi452是印刷和造紙行業(yè)常用的白度標準之一,要求的是45°/0°儀器測量得到R457;Tappi525要求的是積分球式儀器測量得到R457?。紙漿和造紙工業(yè)技術協(xié)會?(TAPPI)?已授權T452用于衡量紙張的亮度。Tappi T452也被稱為?GE亮度,因為通用電氣發(fā)明了第一臺紙張亮度測試機。該方法規(guī)定了測量方式為45°/0°的方式,光源為C。造紙廠通常會用T452來對于紙張的白度進行管控,對于白度要求會在標準數(shù)據(jù)基礎上有一個容差范圍,容差范圍的大小取決于造紙品質(zhì)要求的高低。同時越來越多的品牌商或者第三方印刷品檢測機構(gòu)對印刷品使用的紙張的白度T452有具體的要求,比如T452≥90。愛色麗的老款530的紙張指數(shù)和現(xiàn)在的eXact2分光密度儀的紙張參數(shù)功能都有T452參數(shù),如下圖一,選擇紙張參數(shù)-亮度功能,里面的TB-452則是我們說的Tappi452亮度。圖二是測量一張辦公用打印紙的T452,Tappi452亮度結(jié)果為93.99。
接下來我們來介紹下印刷和造紙行業(yè)常用的另一個白度標準CIE白度:
CIE白度與ASTM E313-95以后的白度公式相一致,作用于D65光源和C光源下,?ISO11475和ISO11476分別是紙和紙板在室外光(D65/10°)和室內(nèi)光(C/2°)條件下的CIE白度測定。在使用CIE白度時同樣需要關注要求的光源視角條件,也要注意儀器的結(jié)構(gòu)類型。
CIE白度公式如下:
T-淡色調(diào)指數(shù)
Y-樣品在XYZ色度學系統(tǒng)中的三刺激值中的Y值
x,y-樣品在XYZ色度學系統(tǒng)中的三色坐標中的x,y值
x0,y0-完全漫反射體在XYZ色度學系統(tǒng)中相應光源視角下的三色坐標中的x0,y0值
愛色麗分光密度儀eXact的紙張參數(shù)功能也能測量CIE白度,eXact里有3種ASTM E313白度公式:?E313-SE,E313-98,E313-05。其中E313-SE是同老款分光儀SpectroEye相同的白度公式,也就是E313-1973;E313-05在測量數(shù)值上等同于CIE白度,圖三為測量同一種紙張的三種不同E313公式的結(jié)果:
圖三
我們再以某一種印刷用紙張為例,測量CIE白度,如圖四,第一行為,第二行為?。圖五為對應的CIE白度測量結(jié)果:CIE白度為80.94;CIE色調(diào)為-0,34,當CIE?白度大于100時,表明樣品是藍相的白,小于100時是黃相的白,所以該紙張樣品小于100是黃相的白;當色調(diào)指數(shù)T大于0時,表明樣品是偏綠相的白,小于0時是偏紅相的白,該紙張樣品為負數(shù),則是偏紅相的白,所以總體來說該紙張樣品偏暖色。
后我們再介紹一下其他幾種eXact能測量的白度參數(shù)Berger白度和Stensby白度,如圖六:
圖六
Berger白度在造紙和紡織行業(yè)有一些應用,公式如下:
公式的測量條件是C/2°,如果Berger白數(shù)值大于33.33則是藍相的白,小于33.33則是黃相的白。
Stensby白度主要用于洗滌劑行業(yè),造紙行業(yè)也有少數(shù)應用,公式如下:
公式的測量條件也是C/2°,如果Stensby白度大于100則是藍相的白,小于100則是黃相的白,我們以某紙張測量樣品為例,如圖七:
圖7
從數(shù)據(jù)上可以得出結(jié)論,此紙張樣品為藍相的白。
隨著印刷品牌商與第三方檢測機構(gòu)對于白度的要求越來越詳細具體,希望印刷用戶能充分理解各種不同的白度標準并將白度參數(shù)正確應用于日常生產(chǎn)工作以控制物料品質(zhì)且達到客戶對紙張白度的參數(shù)要求。