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白度仪、白度计
概述

    白度(whiteness)表示物质表面白色的程度,以白色含有量的百分率表示。测定物质的白度通常以氧化镁为标准白度100%,并定它为标准反射率100%,以蓝光照射氧化镁标准板表面的反射率百分率来表示试样的蓝光白度;用红、绿、蓝三种滤色片或三种光源测出三个数值,平均值为三色光白度。反射率越高,白度越高,反之亦然。
    一般当物体表面对可见光谱内所有波长的反射比都在80%以上时,可认为该物体表面为白色。白色位于色空间中相当狭窄的范围内,它们与其他颜色一样,可以用三维量(即光反射比Y、纯度C、主波长λ)来表示。但人们却习惯将不同白度物体按一维量白度(W)排序来定量评价其白色程度,而把理想白色(如高纯度硫酸钡,其白度值为100%)作为参比标准。无论是目视评定白度,还是用仪器评定白度,都必须建立在公认的“标准”基础上。所以,所谓白度是指距离理想白色的程度。
    从分光反射率曲线看,白色织物在可见光波段内几乎是一条没有波峰的光滑曲线。白织物经漂白后,反射率增大,曲线上移;若织物经漂白和上蓝增白后,曲线从510~700nm段下移,相对提高了400~519nm段的反射率;若织物经漂白和荧光增白处理,使曲线400~550nm段上移。这就是说,增白其实质是使光谱蓝端的反射率增强。
    测定白度的仪器有多种,主要是光电白度计,标准不完全相同。习惯上把白度的单位“%”作为“度”的同义词,如新闻纸的白度为55%~70%(即55~70度)。

测量方法

    20世纪后半叶来,各种先后提出和使用的白度公式已达上百种,但到目前为止,仍没有一个完全使人满意的通用白度公式。合理的白度公式应取决于白色试样的目视评定和色度学测量的相符程度。为了较好地解决白度的定量评价一致性问题,CIE(国际照明委员会)成立了白度分委员会,并于1983年正式推荐了:
    CIE(1983)白度公式:
    W = Y + 800(xn - x) + 1700(yn - y)
    W10 = Y10 + 800(xn10 - x10) + 1700(yn10 - y10)
    在采用添加着色剂时:
    TW = 1000(xn - x) + 650(yn - y)
    TW10 = 1000(xn10 - x10) + 650(yn10 - y10)
    式中:xn、yn──为完全漫反射体的色品坐标,采用CIE1973标准色度观察者;
          xn10、yn10──对10°视场的标准观察者,试样在D65光源下的色品坐标;
          W10──试样白度值,对于完全漫反射体,其值为100;
          TW、TW10──试样的白色泽,也叫色调系数。它表示各种色光的白色距离中性白度色光主波长(466nm)程度的量值。其值为正值时表示偏绿;其值为负值时表示偏红。对于完全漫反射体,其值为0。
    我国国家标准规定采用以下一组CIE白度公式:
    W10 = Y10 + 800(0.3138 - x10) + 1700(0.3310 - y10)
    TW10 = 900(0.3138 - x10) + 650(0.3310 - y10)
    对于带明显颜色的试样,使用白度公式评价白度毫无意义,所以CIE规定使用此白度公式时,试样的白度值和色调系数应在下列范围内:
    40 < W10 < 5Y10 - 280;
    -3 < TW10 < +3;
    使用CIE1983白度公式是有限制的:公式的应用仅限于相似样品的比较;测试必须用同一台仪器,且应一块接一块连续进行。使用不同仪器、不同条件测定白度,其结果完全不同。

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