BS ISO 02470——纸、纸板与纸浆漫反射蓝光反射率(白度)测定标准系列(ISO亮度与D65亮度)

BS ISO 2470 — Paper, board and pulps — Measurement of diffuse blue reflectance factor(2016/2008 版系列)

📄 BS ISO 2470(英国采用编号 BS ISO 02470)是关于纸、纸板与纸浆漫反射蓝光反射率(diffuse blue reflectance factor,即通常所说的”白度”)测定的国际标准系列。白度是纸张与纸浆最重要的外观质量指标之一,直接影响印刷品、文化用纸与生活用纸的视觉品质,也是纸浆漂白程度与商品浆贸易验收的核心参数。本系列由 ISO/TC 6(纸、纸板与纸浆)归口,英国方面由 BSI 技术委员会 PAI/11(纸、纸板与纸浆试验方法)参与归口。系列分为两个部分:第 1 部分规定室内日光(indoor daylight)条件下的测定(即 ISO 亮度,ISO brightness),第 2 部分规定室外日光(outdoor daylight)条件下的测定(即 D65 亮度,D65 brightness)。

💡 “白度”并非单一物理量:它是在特定照明与观测几何条件下测得的蓝光漫反射率。ISO 亮度(室内日光)与 D65 亮度(室外日光)采用不同的照明体,测得的数值与意义有所不同,报告时必须明确标注。

一、标准系列概述 📌

纸浆经过漂白后,残留的木素等发色基团减少,对蓝光的吸收降低,反射率提高,表现为白度升高。测定漫反射蓝光反射率时,将试样置于分光光度计的测量口上,以规定几何条件(通常为 d/0 漫射照明、垂直观测或 45°/0 等)照射,在蓝光波段(峰值约 457 nm)测量试样相对标准白板的反射率,得到白度值。

BS ISO 2470 系列第 1 部分与第 2 部分在测量原理上相同,但采用的照明体与计算权重不同:第 1 部分采用室内日光照明体(对应于 CIE 标准照明体 C 或其变体),得到 ISO 亮度;第 2 部分采用 D65 标准照明体(室外日光),得到 D65 亮度。两部分的测量装置、校准与操作程序分别规定,保证结果的准确性与可比性。

⚠️ 白度测定对紫外(UV)含量敏感:含荧光增白剂(FWA)的纸张在紫外激发下会发出可见蓝光,使测得的白度偏高。标准对 UV 的包含/排除作出了规定,测量时应按产品要求选择。

二、系列构成与技术要点 🔧

标准号发布年份照明条件指标应用
BS ISO 2470-12016室内日光ISO 亮度(ISO brightness)室内照明下纸张与纸浆白度评价
BS ISO 2470-22008室外日光(D65)D65 亮度(D65 brightness)室外/自然光条件下白度评价

两部分均以 CIE 标准色度系统为基础,测量结果以百分率表示,并给出相应的校准与精密度要求。

三、ISO 亮度测定(第 1 部分)☀️

第 1 部分规定了在室内日光条件下测定纸、纸板与纸浆 ISO 亮度的方法。测量采用符合规定的分光光度计或滤光片式白度仪,以室内日光照明体(近似 CIE 标准照明体 C)照明试样,在蓝光有效波长(约 457 nm)下测量漫反射蓝光反射率。结果以 ISO 亮度(%)表示。

标准对仪器的几何条件、光谱特性、UV 处理(包含或排除)、试样制备(如试样叠层数)、校准用标准白板以及测量环境(温度、湿度与标准环境调节)均作了规定。试样应按标准环境调节后测量,以保证测量结果的稳定与可比。

💡 含荧光增白剂的纸张,其 ISO 亮度强烈依赖仪器的 UV 含量。若仪器 UV 含量与标准不一致,应对 UV 校准并采用含/不含 UV 两种模式,区分”总亮度”与”不含荧光白度”。

四、D65 亮度测定(第 2 部分)🌞

第 2 部分规定了在室外日光条件下测定纸、纸板与纸浆 D65 亮度的方法。测量采用 D65 标准照明体(代表室外自然日光),在蓝光波段测量漫反射蓝光反射率,得到 D65 亮度。D65 亮度更接近纸张在室外自然光下的视觉白度感受,常用于对室外使用或对光照环境敏感的产品评价。

与第 1 部分相比,第 2 部分采用 D65 照明体,其光谱功率分布与室内日光照明体不同,因此同样白度的试样测得的两项指标数值存在差异。标准对 D65 照明的实现、光谱特性与 UV 处理也作出了规定,并给出了相应的校准与测量程序。

⚠️ ISO 亮度与 D65 亮度不可混用:两者基于不同照明体,数值不同,报告必须明确标注所测指标及其标准号,避免贸易与技术沟通中的歧义。

五、测量装置与校准 📊

  • 分光光度计或白度仪:具备规定的照明/观测几何与蓝光波段响应。
  • 标准白板:用于校准的高反射率、光谱中性标准板,须定期溯源。
  • UV 校准:通过 UV 校准标准确定仪器 UV 含量,控制荧光效应影响。
  • 试样制备:按标准规定叠层、平整、无污点与折痕,厚度足够以避免背景透光。
  • 环境调节:试样在标准环境(23 ℃ ± 1 ℃、RH 50% ± 2%)中调节后测量。
⚠️ 试样叠层不足会导致背景透光、白度偏低;试样表面污点、折痕与不均匀会引入测量误差。应按规定制备试样并保证测量区域均匀。

六、工程实践应用 🛠️

  • 🔍 纸浆贸易:商品浆的白度(ISO 亮度)是定价与验收的关键指标,买卖双方按标准方法测定。
  • 🔧 漂白控制:纸浆厂以白度监控漂白工艺,平衡白度与浆强度、得率与成本。
  • 📊 纸张质量:文化用纸、印刷纸与生活用纸将白度作为出厂检验项目,保证外观一致性。
  • 📋 荧光管理:对含荧光增白剂的纸张,按需要区分含 UV 与不含 UV 的白度,满足不同应用要求。

七、常见问题解答 ❓

❓ 问:ISO 亮度与 D65 亮度有什么区别?
答:ISO 亮度在室内日光照明体下测定,D65 亮度在 D65 标准照明体(室外日光)下测定;两者照明条件不同,数值不同,不能混用。
❓ 问:为什么含荧光增白剂的纸张白度会偏高?
答:荧光增白剂吸收紫外光并发射可见蓝光,使仪器测得的蓝光反射率增加,白度升高;须按标准控制 UV 包含/排除。
❓ 问:白度测量前试样为什么要叠层?
答:叠层可避免背景透光造成白度偏低,保证测量反映试样本身的反射特性;叠层数按标准规定确定。
❓ 问:白度仪如何校准?
答:用溯源的标准白板校准反射率,用 UV 校准标准确定仪器 UV 含量,并定期核查光谱响应与几何条件。
🔍 问:为什么要在标准环境中调节试样?
答:纸张含水量影响其光学性能,标准环境调节(23 ℃ ± 1 ℃、RH 50% ± 2%)保证测量结果稳定可比。
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