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什么是纸张的白度?印刷行业白度检测

白度指纸张表面的洁白程度,即纸张受光照射后全面反射的能力,用百分比表示。纸张的质量标准对白度有明确的要求,如铜版纸要求白度不小于85%。

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纸张白度是指纸张受光照射后全面反射的能力,又有纸张亮度之称,用百分率表示。纸张的白度越高,其表面越能使油墨色彩的特性准确表现出来。这是因为白纸要把通过透明墨层减色合成的色光反射回去。所以,白度高的纸张,几乎可以反射全部的色光,使印品墨色鲜艳悦目,视觉效果好。而白度低的纸张,由于只吸收部分色光,既不能如实表现明暗部分的反差,又容易造成偏色。使用BD-1反射光度计可以检测纸张的白度。



对于印刷来说,纸张的白度直接影响着产品的呈色效果。因此,纸张的白度是纸张性质中备受重视的参数之一。


白度标准


目前国家有关部门已委托中国制浆造纸研究院起草一部有关于纸产品的白度标准,该标准将对纸和纸板的白度(亮度)规定最高限度,凡超过该限度的产品皆为不合格。


专家说“一张普通的打印纸白度约为100%,但从眼睛的舒适性来说,白度为85%左右就已经够了。”而市民消费理念存在偏差,以为纸张越白越好,但实际上生产厂家为了增加纸张白度就得添加荧光漂白剂,既浪费了资源又造成污染,同时白度太高的纸张还会对人的视觉造成伤害。而原本白度较低的再生纸却因为市民的错误消费理念难以推广。针对以上存在的问题,为了帮助市民树立正确的消费观念,所以制定白度标准势在必行。


白度的表示方法


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,相应的标准也有GB和ISO等多种。


白度测量说明


由于白度属于材料的光学参数之一,为了避免台间差,需要知道具体的仪器型号、光源、视角、白度标准,才可以进行相互的数据匹配。


纸张的性能及质量指标:白度(亮度)

纸张白度是纸张一个重要技术指标,通常把完全反射漫射体(标准白)的白度规定为100%,用纸样与标准样在白度计上比较,反射率小的白度低。白度髙的纸,可增加墨迹与纸张的反差,使图文更清晰。用白度高的纸张印刷彩色图文,可增加颜色的鲜艳程度,彩色印刷要求纸张白度越高色彩越真实。但书刊印刷常常不需要高白度纸,因为纸张白度高,印品反差大,读者眼睛看上去黑白对比强烈,对眼睛产生强烈刺激容易使眼睛疲劳。一般书刊纸白度要求为55%-75%,新闻纸要求白度为45%-52%,胶版彩印纸白度要求为77%-87%,对彩印铜版纸白度要求最高为80%-85%。


有些印刷品,如画报线条文字和彩色图片印在同一页面上,为了使彩色图片色彩鲜艳,使用白度高的纸张,但线条文字部分反差过大。为了解决这一矛盾一般采取两种办法,一是线条文字加网降低油墨厚度减小反差;另一办法是在印刷文字部分加浅底色以减小视觉反差。另外,并非白度高的纸张价格就高,因为造纸提高白度的工艺成本并不一定高。


印刷行业白度标准的应用

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R457;Tappi525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T452≥90。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T452,Tappi452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, 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

爱色丽分光密度仪eXact的纸张参数功能也能测量CIE白度,eXact里有3种ASTM E313白度公式: E313-SE,E313-98,E313-05。其中E313-SE是同老款分光仪SpectroEye相同的白度公式,也就是E313-1973;E313-05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80.94;CIE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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