BS EN ISO 08254——纸和纸板镜面光泽度测定系列标准

Paper and board — Measurement of specular gloss(ISO 8254 系列)

📄 BS EN ISO 8254 是英国标准学会(BSI)采用欧洲标准 EN ISO 8254 而制定的纸和纸板物理性能测试方法系列标准,专门规定镜面光泽度(specular gloss)的测量方法。镜面光泽度是纸张表面反射特性的重要指标,与纸张的涂布质量、压光处理、表面平滑度以及印刷适性密切相关。本系列由两个部分组成:第 1 部分规定采用 75° 会聚光束、按 TAPPI 方法测量光泽度;第 2 部分规定采用 75° 平行光束、按 DIN 方法测量光泽度。两个部分在原理上互为补充,共同构成纸张光泽度检测的完整体系。

💡 光泽度是纸张「看起来亮不亮」的定量表达。同一张纸在不同角度、不同光束条件下测得的光泽度数值并不相同,因此必须严格按照标准规定的几何条件进行测量,结果才具有可比性。

一、系列构成与适用范围 📌

BS EN ISO 8254 系列共两个部分,覆盖了两种主流的镜面光泽度测量几何条件:

部分标准号测量方法典型应用
第 1 部分BS EN ISO 8254-1:200975° 会聚光束(TAPPI 方法)涂布纸、铸涂纸等高光泽纸张
第 2 部分BS EN ISO 8254-2:201675° 平行光束(DIN 方法)一般印刷纸、书写纸及纸板

两部分均归属于 ICS 85.060(纸和纸板)。技术内容由 ISO/TC 6「纸、纸板和纸浆」技术委员会与 CEN/TC 172「纸浆、纸和纸板」共同制定,英国方面的参与工作由 BSI 技术委员会 PAI/11「纸、纸板和纸浆试验方法」负责。第 1 部分代替了 2003 年版本,第 2 部分代替了 2003 年版本,两者均保留了各自长期沿用的方法学传统。

二、光泽度的定义与几何条件 🔍

镜面光泽度定义为:在规定的入射角和检测角条件下,试样表面的镜面反射光通量与标准参考表面的镜面反射光通量之比。标准采用 75° 入射角(以试样法线为基准),这一角度特别适合纸和纸板,因为纸面光泽通常较金属、玻璃等光滑表面低,75° 入射可以放大表面反射差异,提高测量灵敏度。

两个部分的主要区别在于光束形态:

  • 会聚光束(converging beam):光源发出的光经透镜系统会聚后照射到试样上,光斑较小、测量区域集中,适合测定涂布纸等局部光泽均匀性要求较高的样品,即 TAPPI 方法。
  • 平行光束(parallel beam):光源发出的光经准直系统成为平行光束,光斑较大、测量面积更宽,测得的是较大区域的平均光泽度,即 DIN 方法。
⚠️ 光束形态不同会导致测量结果不同。两种方法不可直接互换使用:同一批样品,用会聚光束与平行光束测出的光泽度数值可能存在明显差异,报告时必须注明所用方法(第 1 部分还是第 2 部分)。

三、仪器要求与校准 🔧

标准对光泽度仪提出明确要求,核心要素包括:

  • 几何结构:入射光束与检测光束均以试样表面法线为中心呈 75°,且检测器接收的光学孔径和光源光阑必须符合标准规定的尺寸,以保证光束会聚或平行特性。
  • 光源:采用 C 光源或近似 C 光源的照明条件,色温与光谱分布应稳定,避免因光源漂移导致测量偏差。
  • 标准板:采用高光泽度的黑玻璃标准板或高抛光标准板作为参考基准,其光泽度值应经溯源标定,并定期校验。
  • 量程与线性:仪器量程应覆盖待测样品的光泽度范围,并在测量范围内具有良好的线性响应。

校准时应使用至少一块已知光泽度值的标准板,必要时使用两块不同光泽度等级的标准板进行两点校准,以确认仪器的线性度。标准板表面应保持清洁,避免划伤、指纹和灰尘污染,否则会导致校准值漂移。

四、试样制备与测量步骤 📏

标准规定试样应在标准大气条件下进行温湿预处理(一般温度为 23 ℃、相对湿度 50%),使试样达到水分平衡。试样应平整、无折痕、无皱褶、无污渍,且不得用手直接触摸测量区域,以免油脂污染影响反射测量。

测量时应注意以下几点:

  • 在每个试样上至少取不同位置进行多次测量(通常为试样正反面、不同部位),取算术平均值作为该试样的光泽度。
  • 测量方向应保持一致,必要时分别测量纵、横两个方向,以反映纸张的纵向与横向光泽差异。
  • 若试样厚度、表面状态不均,应增加测量点数,以提高结果的代表性。
  • 测量前应确认仪器已充分预热并完成校准,读数稳定后再记录。
💡 多次测量取平均是降低纸张表面不均匀性影响的关键手段。对于涂布纸等局部光泽波动较大的样品,建议沿纵向和横向分别测取多个点,并在报告中给出最大值、最小值和平均值。

五、结果表示与报告 📊

镜面光泽度以无量纲的光泽度单位(GU)表示,通常保留整数或一位小数。报告中应至少包含以下信息:

  • 所采用标准的编号及部分(第 1 部分 TAPPI 法或第 2 部分 DIN 法);
  • 试样的标识、取样部位和方向;
  • 测量次数、算术平均值及离散范围;
  • 温湿预处理条件;
  • 仪器型号与校准情况;
  • 任何偏离标准规定的操作细节。

结果的可比性依赖于严格的试验条件控制。若试样在测量过程中发生明显变形或表面损伤,应视为无效测量,重新取样。

六、工程实践应用 🛠️

纸张镜面光泽度在印刷、包装和造纸行业中具有重要工程意义:

  • 🔍 印刷适性评价:高光泽度涂布纸能呈现更鲜艳、更具质感的印刷品,是高档画册、包装盒用纸的重要质量指标。
  • 📋 质量检验:造纸厂将镜面光泽度作为涂布纸、压光纸的出厂检验项目,用于监控涂布量和压光工艺稳定性。
  • 🔧 工艺优化:通过对比不同压光参数、涂布配方下的光泽度变化,可优化生产工艺,提升产品档次。
  • 📊 产品验收:采购双方常以光泽度作为到货验收的技术指标之一,需明确约定测量方法(TAPPI 或 DIN)与合格范围。

七、常见问题解答 ❓

❓ 问:BS EN ISO 8254 第 1 部分与第 2 部分能否互相替代?
答:不能直接替代。两者几何条件不同(会聚光束 vs 平行光束),测量结果存在系统差异。选用时应根据产品标准或合同约定的方法执行,并在报告中明确标注所依据的部分。
❓ 问:为什么纸张光泽度常用 75° 入射角?
答:纸张表面反射率通常低于光滑无机材料,75° 入射角能增大表面反射差异,提高对纸面光泽细微变化的灵敏度,故被 TAPPI 和 DIN 方法共同采用。
❓ 问:光泽度单位 GU 是什么含义?
答:GU 是 gloss unit(光泽度单位)的缩写,表示试样镜面反射光通量与标准参考板之比。100 GU 对应标准高光泽黑玻璃板,数值越高表示表面越光亮。
🔍 问:测量前为什么必须进行温湿预处理?
答:纸张含水率受温湿度影响,含水率变化会改变纸张表面平整度和反射特性。经标准大气条件(如 23 ℃/50% RH)平衡后测量,可消除环境差异带来的误差,保证结果可复现。
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