背景
白度在很多行業(yè)都被作為很重要的指標,制造商們認為白度是單一的指數(shù),相對三維色差公式比如Hunter Lab或CIE L*a*b*來說更容易理解和接受,所以,出現(xiàn)了很多描述白色程度的公式。為了更好地描述白色,這些白度公式或指數(shù)必須能代替樣品的特征,比如兩個樣品在比對白度時,他們在光澤、表面紋理、透明度和其它物理特性上的趨勢要和測量指標對應(yīng)起來,而且這些樣品必須是無彩色接近白色的,那些有顏色的產(chǎn)品不適合白度,測量起來是沒有意義的。
wanmei的白我們稱為PRD(perfect Reflecting Diffuser),WI值是100,Tint指數(shù)是0。MgO和BaSO4是高反射的物質(zhì),比較接近PRD,但也有更好的物質(zhì)替代。
不同的白度應(yīng)用在不同的行業(yè)或領(lǐng)域中,zui常用的白度是E313白度,來源于ASTM E313標準(白色不透明物質(zhì)白度和黃度的標準測試方法),其和CIE的差異參見ASTM E313-20,可以聯(lián)系韻鼎了解詳情。
常用白度標準:
1、塑料2913-82塑料白度試驗方法
●45/0,孔徑>20mm直徑,457藍光白度,適合含熒光樣品,光源含紫外—未提及紫外數(shù)據(jù)穩(wěn)定性●半透明塑料片測試方法,5塊厚度2mm*50*50,墊白,正反測量。
2、GB7974-02,紙、紙板和紙漿亮度(白度)的測定 漫射/垂直法
●GB7973規(guī)定,D65條件下,主波長457±0.5nm藍光的內(nèi)反射因素(試樣層數(shù)達到不透明時的反射率),熒光樣品會>100%。熒光亮度是因為熒光增白劑(FWA)的影響下R457白度。●儀器要求模擬D65,裝有紫外調(diào)節(jié)/截止濾光鏡(控制紫外穩(wěn)定性需要)。●要求三級熒光標準,不確定三級的具體標準,但熒光標準是必須的。
3、GB9338-08,熒光增白劑 相對白度的測定 儀器法
●修改采用ISO105-J02:1997,紡織品色牢度白度●FWA定義:一種熒光染料,在UV照射下,可激發(fā)出藍紫光與基質(zhì)上黃光互補而具有增白效果●選用指數(shù)和參考指標:白度(W10,就是行業(yè)統(tǒng)稱的CIE白度,與E313白度幾乎一樣)、Tint(色調(diào)系數(shù),表示白色材料色光偏向的數(shù)值,受最大反射波長影響)、三刺激值XYZ●規(guī)定了白度的范圍,但對熒光儀器沒有規(guī)定,對校正沒有說明
4、GB17644-08,紡織纖維白度色度試驗方法
其中WI公式沿用的是Hunter白度公式,光學(xué)結(jié)構(gòu)是0°/d,試樣盒離測量孔的距離未描述
5、GB23774-09,無機化工產(chǎn)品白度測定的通用方法
●粉體產(chǎn)品白度●D65或A光源,0/d或d/0,457白度●標準白板要求是氧化鎂和硫酸鋇●結(jié)果計算里描述三種白度
l 藍反白度:w=0.925Z+1.16l 甘茨白度:w=Y+800(0.3138-x)+1700(0.3310-y)l 建材白度:Wj=Y+400x-1000y+205.5
6、GBT 9340-2009 熒光樣品顏色的測量方法
●規(guī)定了幾何條件為45°/0°、0°/45°和d/8°三種●熒光樣品的白度包含兩種公式
l CIE白度l Tint淡色調(diào)指數(shù)
7、GBT17749-2008 白度的表示方法
●白度定義:白度W或W10,淡色調(diào)指數(shù)Tint,Tw或Tw10,Tw>0,越大越綠,Tw<0時,絕對值越大越紅。*漫反射體的Tw=0●非熒光白度,使用的XYZ參照GB3979的光譜得到W或Tw●熒光白度,按GB9340的光譜得到W或Tw●W的公式-- Y+800(Xn-X)+1700(yn-y),實際是CIE白度●Tw的公式—900/1000(xn-x)-650(yn-y)●規(guī)定了適用范圍:W:(40,5Y-280),Tw(-3,3)
8、GB13176.1洗衣粉白度的測定
●Ganz白度,0/d、d/0、45/0、0/45●顯示用白度W和Tw配合使用
9、QBT2317牙膏用天然碳酸鈣行業(yè)標準
10、GBT5950-08建筑材料與非金屬礦產(chǎn)品白度測量方法
●用W和Tw公式,推薦d/0和0/d結(jié)構(gòu),描述了其它色差公式
常見的白度公式
1、CIE白度(WI CIE)相當于 ASTM 方法 E313 中公布的白度指數(shù),計算方法相同,廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)中。
●WIE313=4Z%-3Y●WICIE=Y+800(Xn-X)+1700(yn-y),這里xn=0.3101,yn=0.3162(C/2°)、xn=0.3138,yn=0.3309(D65/10°)
2、甘茨白度(WI GANZ)的計算類似于CIE白度的二維公式,以物體顏色的三刺激值為依據(jù)作為計算,顏色的三刺激值性質(zhì)決定了對白度的貢獻。Ganz白度的貢獻是當測量熒光樣品時,儀器光源的衰減或結(jié)構(gòu)的不同帶來了WI和Tint指數(shù)的不同,Ganz白度則提供了連續(xù)穩(wěn)定的測量。
●W=DY+Px+Qy+C(D65/10)●Y和xy是三刺激值和色品坐標,DPQC是系數(shù),D=1,P=-1868.322,Q=-3695.690,C=1809.441
3、藍光白度(457Bt)可用于測量紙張的白度測試,根據(jù)TAPPI文件T452在 400 nm至510 nm范圍內(nèi)計算457 nm 白度。HunterLab 的分光光度計測量結(jié)果與符合TAPPI的儀器上進行的測量結(jié)果一致。
●Wb=R457=KbΣR(λ)F(λ)△(λ)●Wb、R457,藍光白度,儀器光譜響應(yīng)在有效波長457±2nm,半寬度為44nm的藍光條件下測定的反射因數(shù);●Kb,規(guī)劃系數(shù),=ΣF(λ)△(λ);●R(λ),樣品的光譜反射因數(shù);●F(λ),藍光白度儀的相對光譜響應(yīng)分布;●λ,波長。
4、亨特白度(Hunter)基于HunterLab公司發(fā)明的L,a,b色立體空間的L,a,b值計算得到。
●WH=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2,●WH=L-3b
●Wz=0.847Z(C/2°),●Wz.10=0.932Z10(D65/10°),Z%=100ZCIE/Zn
●Tw,10=900(0.3138-x10)-650(0.3310-y10)
●ASTM E313 1973年用過的公式,WTB=4B-3G,現(xiàn)使用較少
同一個樣品,不同測量指數(shù)下,數(shù)值不同。如下表所示。
推薦幾款白度指數(shù)儀:
小型臺式白度指數(shù)儀ColorFlex EZ
45o/0o光學(xué)結(jié)構(gòu),31.8mm孔徑向上,內(nèi)置系統(tǒng),可直接使用,無需外接電腦,操作方便,價格便宜。
0°/45°光學(xué)幾何,可直接使用,無需外接電腦,操作方便??尚薀晒獗壤?/span>
SpectraTrend HT在線白度儀設(shè)計堅固耐用,可適用于各種工廠的嚴酷環(huán)境。在線測量系統(tǒng)給您提供連續(xù)的產(chǎn)品顏色信息,使您快速決定優(yōu)化生產(chǎn)加工過程,保證產(chǎn)品質(zhì)量,大量節(jié)省時間和人工成本。自動校準、啟動、測量、上傳數(shù)據(jù)、左右掃描或固定位置掃描、實時顯示產(chǎn)品色差和長期趨勢監(jiān)控。
通過去除鏡面反射模式,可以滿足短纖維的白度測試,最新修訂的標準有關(guān)于此的要求,對于含熒光白度的樣品,需要配熒光校正板。
對于如上的拼湊式的統(tǒng)計,各個行業(yè)在用白度的公式其實是不統(tǒng)一的,但也有交集。其中d/0°是比較標準的去除鏡面反射模式,與45°/0°以及0°/45°很接近。考慮到市場上近乎所有的儀器廠家吧,能符合標準,并統(tǒng)一起來的方法其實也是比較清晰的。