白度、ISO亮度與D65亮度的區(qū)別

發(fā)布時間：2020-02-28 11:34

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白度、亮度在造紙行業(yè)里使用極為頻繁，無論是生產(chǎn)實踐、商業(yè)貿(mào)易還是書刊文獻(xiàn)中都經(jīng)常使用，但是在實際使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)概念模糊和混淆的情況。因此，上海備得數(shù)碼科技有限公司特地收集了相關(guān)的學(xué)術(shù)資料，從定義、光源、測量儀器和測量結(jié)果的差異等方面就白度、ISO亮度與D65亮度做一個明確區(qū)別介紹，相信會為大家解開心中的疑惑。

1、定義區(qū)分

對亮度的定義進(jìn)行比較可知，ISO標(biāo)準(zhǔn)定義的ISO亮度與國家標(biāo)準(zhǔn)定義存在區(qū)別，ISO亮度采用C光源，而我國國家標(biāo)準(zhǔn)定義的亮度采用D65光源。根據(jù)定義，只有符合ISO 2470的規(guī)定才能稱之為ISO亮度，按照GB/T 7974規(guī)定的亮度應(yīng)稱之為D65亮度。

白度的另外一種表示方法是CIE白度，這個術(shù)語在我國造紙工業(yè)應(yīng)用較少，造紙行業(yè)也沒有制定相應(yīng)的方法標(biāo)準(zhǔn)，但是在國際上應(yīng)用較為廣泛，ISO/TC6制定了相應(yīng)的測試方法標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)也有部分企業(yè)采用這種白度表示方法。CIE白度分為C光源和D65光源兩種照明條件，相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)分別為ISO11475《紙和紙板——CIE白度的測定，D65/10°（室外光）》和ISO11476《紙和紙板——CIE白度的測定，C/2°（室內(nèi)光）》，兩種不同光源的CIE白度公式分別為：

從上面兩個公式可以看出，CIE白度是在整個可見光譜范圍內(nèi)對白色的評價，CIE白度比亮度更符合人眼對白度的評價。ISO亮度或D65亮度只是457nm藍(lán)光的反射因數(shù)，它反映的只是紙張的亮度，反映不出樣品的顏色或色調(diào)的特點，但是它能較好的反映出近白色紙張的白色差別，并且表示方法簡單，因此使用亮度指標(biāo)來反映紙張的白度。

2、光源及測量結(jié)果的差別

從定義上比較可以看出，因采用光源的不同，亮度表示方法也不相同。下面從光源的光譜特性來分析比較不同光源對ISO亮度與D65亮度量值的影響，圖1是兩種光源的相對功率分布比較。

C光源代表相關(guān)色溫6774K的平均晝光，它的光色近似于陰天的天空，相當(dāng)于室內(nèi)光。D65光源代表相關(guān)色溫6504K時的晝光，相當(dāng)于室外光。從兩種光源相對光譜功率分布比較可以看出，在可見光范圍內(nèi)，C光源和D65光源相對光譜功率分布有差異，但相差不大。但是在紫外光范圍內(nèi)，D65光源的紫外成分大大高于C光源。因此，在測量不含熒光增白劑樣品時，兩種光源條件對亮度測試的結(jié)果相差不大，但是在測量含有熒光增白劑的樣品時，由于熒光增白劑經(jīng)紫外光照射后激發(fā)出藍(lán)色可見光，從而達(dá)到提高白度和亮度的目的，而D65光源中紫外成分大大高于C光源，比C光源可以激發(fā)出更多的可見光，因此測試含有熒光增白劑的同一樣品時，D65亮度大于ISO亮度。我國造紙工業(yè)及歐洲國家亮度采用D65光源，而北美及日本亮度采用C光源。

為了比較兩種光源條件下亮度測量的差別，采用同一漿樣在同樣的打漿、抄造條件下抄制兩種紙樣，其中#3紙樣不含熒光增白劑，#4紙樣含有一定量的熒光增白劑。使用L&W Elrepho分光度計分別測量兩種紙樣在D65和C兩種光源條件下400～700nm波長的反射因數(shù)、CIE白度和亮度（見表1）。

3、測量儀器功能的比較

隨著測量技術(shù)的發(fā)展，測量白度、亮度的儀器也有很大發(fā)展。20世紀(jì)60～70年代主要使用ZBD型白度儀，到80年代主要使用SBD型白度儀，它們的幾何條件均為45/0，從90年代開始大量使用d/0型白度儀，以WS-SD、YQ-Z-48A/B、DN-B型為代表，近幾年來許多單位進(jìn)口了先進(jìn)的分光光度儀。因此，我國造紙行業(yè)使用的白度儀規(guī)格型號較多。下面就這些型號的白度儀的主要差別、測量范圍及儀器的主要功能進(jìn)行比較。

從儀器的幾何條件分為45/0和d/0儀器兩種。

45/0儀器采用與樣品表面成45°平行光照射樣品，在樣品的垂直方向接收反射光，典型的儀器是SBD型白度儀，該儀器依據(jù)GB/T 8940.1-1988，采用D65光源，因此只能測量D65亮度。目前使用較多的d/0儀器采用積分球形成漫射光照射樣品，在樣品的垂直方向接收反射光，光源因儀器的型號不同而不同（見表2）。

從儀器類型上可分為濾光片式白度儀和簡易式分光光度計。濾光片式白度儀是將光源發(fā)出的光或樣品表面反射的光經(jīng)特定的藍(lán)色濾光片濾光后，采用光電技術(shù)測量白度、亮度，國內(nèi)生產(chǎn)的大部分儀器采用D65光源（如SBD型白度儀、YQ-Z-48A/B、YQ-Z-DN、WS-SD型白度儀），只能測量D65度，JY9800型反射光度計則包括了兩種光源，可以同時測量ISO亮度和D65亮度。因此能否測量ISO亮度因儀器的型號而異。簡易式分光光度計采用光譜光度法，將樣品表面反射的光通過單色儀或光柵分成單色光后，通過光電技術(shù)按照一定的波長間隔測量光反射因數(shù)，再結(jié)合相對光譜功率分布計算出兩種光源條件下白度、亮度。采用分光法能夠使儀器的光譜特性控制更為精確，因此能夠得到較高的準(zhǔn)確度，而且功能更多，常用的有Elrepho 2000，L&W Elrepho型分光光度計。表2列出幾種不同型號的白度儀的特性差別。

表2可以看出，這幾種儀器采用的光源、幾何條件及所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)存在著一定的差別，不同的儀器測量的參數(shù)是不同的，在使用過程中應(yīng)能正確區(qū)分。

不同型號白度儀的比較