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浅析纸张白度

《广东印刷》2010年第4期 文/张倩 更新日期:2012-04-25

纸张白度是指纸张受光照后完全反射的能力,用百分率表示。从技术的观点来看,纸张及纸板白色程度包括了各种复杂的因素,它是纸张总光谱反射率、照明能量分布、观察条件和观察者特性的函数。在GB/T17749–1999《白度的表示方法》中,白度定义为表征物体色白的程度,白度值越大,则白色程度越大。目前各行业的白度表示方法非常多,约有100多种,不管采用何种方法表示白度,对白度的评价结果应能与人的视觉感受相一致。

1.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。

上海市造纸学会常务秘书长蒋荣祺说,“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。

2.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。

在ISO 2470:1999《纸、纸板和纸浆——漫反射因数的测定(ISO亮度)》中对ISO亮度进行了定义:配有滤光片或具备相应功能使光谱特性有效波长为457 nm、半波宽44nm,并通过调整照射到样品的光源UV含量与CIE照明体C一致的仪器测定的内反射因数。

在我国的国家标准GB/T 7974-2002《纸、纸板和纸浆亮度(白度)的测定(漫射垂直法)》中定义的亮度为:在GB/T7973所规定的反射光度计的模拟D65光源条件下,试样对主波长(457±0.5)nm蓝光内反射因数。这个定义就是我们日常使用中所称的白度,在ISO 2470:1999标准中称为D65亮度。

白度的另外一种表示方法是CIE白度,在国际上应用较为广泛,ISO/TC6制定了相应的测试方法标准, 国内也有部分企业采用这种白度表示方法。CIE白度分为C光源和D65光源两种照明条件,相应的ISO标准分别为ISO 11475《纸和纸板-CIE 白度的测定,D65/10o(室外光)》和ISO 11476《纸和纸板—CIE白度的测定,C/2o(室内光)》。

3.测量纸张白度

国家标准GB8940.1-88中规定:以D65照明体、45/0照明观测条件的蓝光为基准,纸张白度是对457 nm蓝光漫反射率的度量,白度反映的就是亮度特征。所以通过检测纸张亮度,就可以获得纸张白度,亮度和白度具有同一性。

白度的基准值是以457nm的蓝光照射到氧化镁板的反射率为基准, 以该种光照到纸面上其反射率是氧化镁板的反射率的百分比来表示纸张白度。

研究表明面阵CCD对于457nm的蓝光具有比较好的响应灵敏度。由CCD获取的彩色图像经过A/D转换后,在计算机内是以像素为单位逐点存储的,每一点存储的信息量都包含了该点的R、G、B三种与接收到的辐射能成正比的分量值。R、G、B分别表示图像的红色、绿色、蓝色分量;图像的亮度运算通过图像彩色变换获得,式(1)。

其中Y是图像的亮度信息,U、V是图像色差信息。将纸张亮度值和白度基准的亮度值进行比较后,就得到该纸张样本的白度。

在测试纸张白度时要注意的问题:

①在切取试样时, 应在纸页横幅上均匀切取,试片总厚度应达到反射因数不再随层数的增加而提高的程度。

②各试片均应正反面、纵横向一致叠成一叠。

③仪器有功能转换的,功能手轮转换一定要到位,不然会影响测试结果的准确性。

④对测定含荧光增白剂的纸张, 应注意仪器光源紫外辐射量的调节, 过高或过低都会影响测试结果。

⑤SBD-1数字白度仪采用的是45/0的几何条件,该条件测试结果受试样表面方向性影响显著, 因此需定向测试。在测试时应以纸的纵横向呈45度角的方向上(即试片的对角线与仪器的前后方向平行)进行测试, 可消除纵横向不同的测试偏差。

⑥采用SBD-1数字白度仪对样品进行连续测试时, 当测试几个样品后, 应重新校准仪器, 以消除仪器漂移量影响。

4.提高纸张白度

①浆料的浓度。假设用的浆料为硫酸,调整硫酸的PH值在6.0-6.5的范围,纸浆的白度和L、a、b值就会有较好的提高,纸浆的白度逐步趋于稳定。

②寻求新型的表面施胶剂,也是提高纸张白度的有效途径。

③填料的白度。填料的白度因其种类和等级不同,有很大的差别。如果使用比浆料白度高的填料,则加填量越多,纸张的白度也就越高。

④涂料的白度。涂料印刷纸的白度是由原纸的白度、涂料的白度以及涂布量来确定的。如果原纸的白度高于涂层,一些透过涂层的光线将被原纸表面反射回去,并再次通过深层涂层的表面反射出来,则白度也可提高。

5.纸张白度对印刷色差的影响

无论是通过目测还是仪器测量,我们都可以相信,纸张本身的白度总是一定的,不同纸张间的白度差也是一定的。从现有资料可知,白度不同的纸张印后色差是不恒定的,时大时小。对于某一指定标准,纸张的白度差越大,产生的色差值并不像人们预料的那样大,有时反而更小,由此可以看出:纸张的印刷色差与白度差之间并不存在正向的关系。所以,各种纸张在白度上的相近程度与印后颜色的相近程度间并无正向关系,在印刷缺纸的情况下,凭目测的方法挑选一种白度相近的纸张代替的作法是不可取的。

6.纸张白度与呈色效果的关系

纸张的白度越高,其表面越能使油墨色彩的特性准确地表现出来。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。如有的出现偏黄,有的出现偏红,有的出现偏绿,还有的出现偏蓝等等。当纸张本身偏色时,纸面上所印的颜色便是油墨和纸张两者综合呈色的效果了,这样必然会出现一些偏色情况,基于这一情况,印刷时有必要对纸张的白度和偏色情况对照原稿进行分析,通过采取适当的措施达到纠正偏色的目的。如当纸张色泽偏黄时,就不宜选用深黄、孔雀蓝和大红等色相的油墨印刷,也就是说,一方面,应根据纸色特点,正确选用油墨来消除偏色。另一方面,可通过调墨工艺来纠正色偏。

7.总结

纸张白度是准确呈现颜色的根本源泉,那么印刷用纸尤其是作为辨色的主要因素之一的纸基,承载彩色印迹的白纸白度,对所呈现的色相、明度、饱和度起着决定性作用。所以,在印刷中,由于不同的印刷品所需要的纸张的白度是不一样的,所以一定要选择合适的纸张来印刷,才能保证最好的印刷质量。