什么是白度，白度如何测定？

白度是一个分析物体表面特征时会用到的概念。那么，什么是白度？如何形成的，怎么测定白度呢？本文进行了简单总结。

什么是白度？

　　1. 白度的含义

白度表征物体表面白色的程度，以白色含有量的百分率表示。测定物体的白度通常以氧化镁为标准白度100%，并定它为标准发射率100%，以蓝光照射氧化镁标准板表面的反射率百分率来表示试样的兰光白度，用红、绿、蓝三种流色片或三种光源测定三个数值，平均值为三色光白度。反射率越高，白度越高，反之亦然。

一般当物体表面对可见光谱内所有波长的反射比都在80%以上时，可认为该物体表面为白色。白色位于色空间中相当狭窄的范围内，它们与其他颜色一样，可以用三维量（即光反射比Y、纯度C、主波长λ）来表示。但人们却习惯将不同白度物体按一维量白度（W）排序来定量评价其白色程度，而把理想白色（如高纯度硫酸钡，其白度值为100%）作为参比标准。无论是目视评定白度，还是用仪器评定白度，都必须建立在公认的“标准”基础上。所以，所谓白度是指距离理想白色的程度。

从分光反射率曲线看，白色织物在可见光波段内几乎是一条没有波峰的光滑曲线。白织物经漂白后，反射率增大，曲线上移；若织物经漂白和上蓝增白后，曲线从510～700nm段下移，相对提高了400～519nm段的反射率；若织物经漂白和荧光增白处理，使曲线400～550nm段上移。这就是说，增白其实质是使光谱蓝端的反射率增强。

　　2. 白度标准

　　通用的表示方式是CIE（国际照明委员会）推荐的ISO 105标准白度

　　3. 白度形成原理

　　白度是通过漫反射形成的。白度的形成原理主要与光谱色中的蓝紫色光和黄绿色光成分的反射和吸收有关。物体在光照下，其表面会反射部分光线。当光线中含有蓝紫色成分时，这些光线会被物体表面分子的电子吸收，然后被再次发射回来。由于蓝紫光在所有光谱色中具有较高的频率和能量，所以它的反射率相对较低，因此，表面反射的光线中蓝紫光的比例会相对较低，使白度下降。与此相反，当光线中含有黄绿色成分时，物体表面的分子可以应用该成分的波长和频率来振动，并吸收这些光线，吸收之后放出其他光谱的颜色，这时候般的波长和能量比较低，反射率相对较高，使白度增加。

　　4. 白度计算公式

1. 甘茨白度

甘茨白度是CIE 白度委员会在1986 年正式公布出版的白度公式。可以写为WGANZ，其特点是：以物体颜色的三刺激值为依据作为计算，颜色的三刺激值性质决定了对白度的贡献，它们的等白度表面是等间距的平行面，其白度可以用Y，x，y 的线性公式表示：

W=Y+800（xn- x）+1700（yn- y）

W10=Y10+800（xn- x10）+1700（yn- y10）  

TW=900（xn- x）- 650（yn- y）

TW10=900（xn- x10）-650（yn- y10）      

W10 为白度值；TW，TW10 为淡色调指数；Y，x10，y10 为在10o 视场下，测得试样值；xn，yn 为在10°视场下D65标准光源的坐标值；xn=0.3138，yn=0.3309。  从公式可以看出，对于任何光谱中性的白度样品，其白度值W都等于三刺激值Y，W值越大，表示白度越高。淡色调指数值可正可负，正值越大表示带淡蓝—绿度越大，负的绝对值越大就表示淡品红—黄度越大。公式主要用于W（或W10）值大于40、小于（5Y- 280）或小于（5Y10- 280），TW（或TW10）值大 于- 3、小于+3 的样品。该公式结果与目视的相关性较好，但其级差与目视级差差别较大，对明显带颜色的样品没有意义。

2. 蓝光白度（又称R457白度）

R457白度是一种简易的测量方法，在国际标准ISO2470 纸张漫反射比的测量，以及我国造纸、塑料、建材等一些行业中都使用了R457白度。它规定利用近似的A光源照明，白度仪器的总体有效光谱响应曲线的峰值波长在457nm处，半宽度44 nm。

定义蓝光白度为：Wr=KrΣβ（λ）F（λ）△λ      

式中：Kr=100/ΣF（λ）△λ；β（λ）为与标准白板的蓝光白度仪器相同照明观察条件下的光谱亮度因数。ISO关于纸张板白度的最新标准也使用了三刺激值反射比因数的概念和定义。这样一般三刺激值色度 测量仪在D65/10°条件下，利用测量Z值获得R457白度值，其转换方程为：

Wr=0.925×Z+1.16      

3. 亨特白度

根据GB/T 5950—1996《建筑材料与非金属矿产品白度测量方法》提出了亨特白度公式：WH=100-［（100- L）2+a2+b2］1/2

式中，WH 为亨特白度；a，b 为亨特色品指数,

a=17.2（1.0547X10-Y10）/Y101/2，

b=6.7（Y10-  0.9318Z10）/Y101/2；

L 为亨特明度指数，L=10Y101/2；X10，Y10，Z10为三刺激值。

亨特白度测量条件采用C照明体2 o视场观测条件。此白度值的特点是以色差的形式计算白度，测定结果的白度值较高，级差较小，适合于白度值较高样 品的测定。

4. Taube白度

该白度为美国材料试验协会(313-73ASTM)使用的TAUBE公式计算出的一个数值，公式为： WT=3.367X-3Y  该公式计算出的白度值的级差与目视感知的级差符合性较好，但只能用于中性样品。有的美国企业使用Y 值来表示测定样品的白度值。

5. 建材与非金属矿产品通用公式

WG=Y10+400x10-1000y10+205.5      

这个公式是在GB/T5950-1996《建材及非矿产品白度测量方法》中规定的公式之一，它在考虑了我国白色产品生产情况及产品白色度值的前提下，同时做了向国际标准靠拢的工作，使得该公式在测试方法、 量值评价等方面既符合我国实际情况，又与国际测试水平靠拢。

　　5.白度测定仪器的测定方法

测定物体白度的仪器白度仪、色差仪、分光测色仪等。其中白度仪是专用的白度检测设备。色差仪和分光测色仪既可以检测白度，还可以检测颜色、黄渡、色牢度等其他色度指标，是一种全面的色度检测设备。

以色差仪为例。具体使用方法如下所示：

1、开机。按下电源开关键，出现开机动画。

2、校正。如果校正超过有效期，需要重新校正，根据页面提示操作即可。

3、设置参数。选择白度作为页面显示数据，白度数据会直接显示在测量屏幕上。

4、准备样品。准备好测量的样品，样品表面需保持清洁，不能有脏污。

5、开始测量。按下测量键，等待片刻，可以在显示屏上查看测量结果。

6、重复测量。选择不同的样品位置惊醒测量，以便得出准确的白度数据。

8、保管仪器。测试完后，关闭电源。用保护袋和箱子储存好仪器。

白度的控制方法

　　其实现在大多数生产商都使用色差仪来控制白度值，可能有人会问为什么不用白度计来控制，事实上是白度计只可以测量白度其他的色彩数据都无法管理，但我们知道工业生产中不可能只有一种白度需要控制，还有白度、色差和色彩调配都是工业中颜色控制的主体，所以色差仪使用要全面很多。

　　控制白度值首先要根据自己的产品选好适合自己行业的相关标准在根据这个标准制定相关的色彩控制数据，利用色差仪控制产品的白度。如果你从事行业没有具体的行业相关白度标准，就要根据自己行业的产品和产品的采购方进行沟通协议确定的色彩参数。

　　其实色差仪控制产品的白度还是非常精确和完善的，色差仪的功能中很早就开始开发这项功能，到今天也算是一项非常成熟的技术了，所以不必担心测量不准确的现象。