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一、白度的定义及分类 白是具有光反射比高和色饱和度低的特殊颜色属性,是基于目视感知而判断反射物体所能显白的程度。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...查看详情>>
一、白度的定义及分类
白是具有光反射比高和色饱和度低的特殊颜色属性,是基于目视感知而判断反射物体所能显白的程度。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。
为了便于研究及比较,人们引入三刺激值Y(明度)、兴奋纯度(Pe),以及L、a、b值几个物理量来规范白度或颜色。对于Y和Pe来讲,不同的人有不同的看法,有资料显示物体表面Y>70,Pe<10时可看做白色,有的则显示Y=70~90,Pe=0~10时为白色。
为了进一步改进和同一颜色的评价方法,国际照明委员会(CIE)引用了L、a*、b*三个数值来表示某一颜色,L值为亮度,变化范围了0~100,L=0为完全黑暗,即为黑色,L=100为明亮。a*、b*值有正负之分,其中a表示红绿色,-a*为绿色,绝对值越大,绿色饱和度越大,+a*为红色,数值越大,红色越强烈。b*值为黄蓝色,-b*为蓝色,绝对值越大,蓝色越深,+b*为黄色,数值越大,黄色越深。有了这三个数值之后可在空间建立三维颜色坐标系,见图1,L、a、b为坐标轴,任何一种可见光颜色都可以在坐标系中表示出来,这种表示方法比于Y和Pe更为精确,适用范围更广。
图1 三维颜色坐标系
目前,国际上对于白度的计算公式或方法有多种,如甘茨白度、蓝光白度、亨特百度、Tabble白度、建材白度等,甚至每个行业或企业都有不同的评定方法,就是用频率来看,甘茨白度、蓝光白度、亨特白度是应用最为广泛的三种,下面简单介绍一下。
1、甘茨白度
甘茨白度是CIE在20世纪80年代公布的白度公式,其特点是以物体颜色的三刺激值为依据进行计算,相关的公式如下:
W10为干茨白度值,TW、TW10为淡色调指数,Y、x10、y10为在10°视场下测得的式样值,xn、yn为在10°视场下D65标准光源的坐标值,其中xn=0.3138,yn=0.3309。该公式的优点是对于白度较好的物质测量结果较为准确,但是对于其他颜色的测量准确性较差,一般只用于评价白色物质。
2、蓝光白度
蓝光白度简写为Wb或R457,公式为:
Wb=Kb∑R(λ)F(λ)△λ
该公式中,Kb为归化系数,数值为Kb=∑F(λ) △λ,R(λ)为标准白板的蓝光白度仪器相同照明观察条件下的光谱亮度因数,F(λ)为蓝光白度计的相对光谱相应分布,λ为波长。由于该公式的参考量较多,二期计算起来较为繁琐,因此通常用三刺激值色度测量仪(D65在10°下测量)测出的Z值来转化,转化公式为:
Wb=0.925Z+1.16
上述公式也具有一定的使用范围,因其参数较少,计算方便在油墨、涂料等领域可作为计算参考,而且准确性较高。
3、亨特白度
亨特白度在我国比较通用,在国标中也有明确规定,亨特白度用WH表示,计算公式如下:
式中a、b为亨特色品指数,L为亨特明度指数。亨特白度的测量有两种方法,一种是在C照明体2°视场中,亨特指数L、a、b分别为:
另一种亨特白度的测量方法是在D65标准照明体10°的视场中,亨特指数L、a、b分别为:
上述各式中X2、Y2、Z2与X10、Y10、Z10分别为2°视场和10°视场中的三刺激值。该方法的特点是以色差形式计算白度值,测定结果的白度值较高,极差较小,适用于白度值较高的样品的测量,在钛白粉行业中应用较多。
二、白度的测量方法
白度的计算和测量方法有多种,因此在对比白度时需要说明用的何种计算方法,因为不同的计算方法得到的白度值有较大不同。在市面上有很多用于测量白度的仪器,不同一起的测量原理可能存在差异,致使同种样品使用不同仪器测量时结果有所不同。
目前用于测量白度的仪器有MS-350、ND101-DP、ZDB-1等,它们的光源型号和视野角度有所不同,不同的测试条件对白度的影响较大,因此,测试方法的选择对白度数据有相当大的影响。
收起百科↑ 最近更新:2017年07月03日
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