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紙和紙板鏡面光澤度的測定——20°、45°、75°

2023-12-06

1. 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以20°、45°、75°光澤度儀測定紙和紙板鏡面光澤度的方法。20°光澤度測定法主要適用于鑄涂紙、蠟光紙等高光澤度的紙和紙板，也適用于高印刷光澤度的紙和紙板印樣。不適用于光澤度較低的涂布或未涂布的紙和紙板。

45°光澤度測定法主要適用于測定鋁箔紙、真空鍍鋁紙等金屬復(fù)合的紙和紙板。75°光澤度測定法主要適用于涂布紙及紙板，也可用于未涂布紙及紙板或低印刷光澤度的紙及紙板印樣，試樣的顏色和漫反射比的差別對測定光澤度的影響不大。

 

2. 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 450紙和紙板試樣的采取（GB/T 450-2002，eqv ISO 186：1994）

GB/T 10739紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件（GB/T 10739-2002，eqv ISO 187：1990）

 

3. 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

光澤度gloss

物體表面方向性選擇反射的性質(zhì)，這一性質(zhì)決定了呈現(xiàn)在物體表面所能見到的強反射光或物體鏡像的程度。

定向反射regular reflection、鏡面反射specular reflection

遵循幾何光學(xué)定律，沒有漫射的反射。

漫反射diffuse reflection

宏觀范圍內(nèi)，沒有定向反射的反射。

鏡面光澤度specular gloss

試樣表面以鏡面反射角反射到規(guī)定孔徑內(nèi)的光通量與相同條件下標(biāo)準(zhǔn)鏡面的反射光通量之比，以百分?jǐn)?shù)表示。

 

4. 原理

用光電檢測器測定與法線成一定角度（20°、45°、75°）人射到試樣表面，并從試樣表面與法線成相應(yīng)角度（20°、45°、75°）反射到規(guī)定孔徑內(nèi)的光，其結(jié)果顯示在儀器上。

 

 

 

5. 儀器

5.1 光學(xué)系統(tǒng)

5.1.1  光學(xué)系統(tǒng)由光源、透鏡、試樣壓板和光電器件組成。

5.2光澤度標(biāo)準(zhǔn)

5.2.1  20°光澤度標(biāo)準(zhǔn)

具有平整、潔凈和拋光表面，在587.6 nm處的折光指數(shù)為1.540的黑玻璃。通過菲涅爾（Fesnel）公式給出光澤度值為100個光澤度單位。理論上鏡面光澤度的標(biāo)準(zhǔn)是理想的、完全反射的平鏡面，其光澤度值定為2199個光澤度單位。

5.2.1.1 高光澤度標(biāo)準(zhǔn)

潔凈的拋光黑玻璃板，由其在 587.6 nm波長下測量的折光指數(shù)來計算20°鏡面反射。如折光指數(shù)不是1.540，則光澤度值由下式計算：

5.2.1.2 中光澤度標(biāo)準(zhǔn)

具有平整的表面、與所測試的紙張有相近的反射通量分布，中心區(qū)域的光澤度均勻，且可穩(wěn)定放在測量位置的陶瓷板。由權(quán)威實驗室在符合5.1.1的儀器上用高光澤度標(biāo)準(zhǔn)作為比對進行校推。 

注1：光澤度標(biāo)準(zhǔn)板不用時應(yīng)放在密閉的盒內(nèi)，保持清潔，防止其表而受到污染或損傷。切勿將標(biāo)準(zhǔn)板的工作面朝下放置，以免勝污或磨損。手持標(biāo)準(zhǔn)板時，應(yīng)握在標(biāo)準(zhǔn)板邊緣，以免手上的油汗沾污標(biāo)準(zhǔn)板的工作表面。標(biāo)準(zhǔn)板可浸在熱水和淡洗滌液（不能用肥皂水）中，用軟毛刷輕輕劇洗。然后用近65C的熱水沖洗，漂清洗滌液，最后用蒸餾水漂洗干凈，放在約70C烘箱中烘干。高光澤度標(biāo)準(zhǔn)板可用不掉毛的脫脂擦鏡紙或其他吸收性材料輕輕擦凈，但中光澤度標(biāo)準(zhǔn)板不宜擦拭。

注2：幾年之后，高光澤度標(biāo)準(zhǔn)板表面的折光指數(shù)會逐漸降低，光澤度值也會隨之發(fā)生變化。因此建議每隔一年由上級計量部門檢定一次，最好重新拋光表面以恢復(fù)其原狀。

5.2.2  45°光澤度標(biāo)準(zhǔn)

光澤度標(biāo)準(zhǔn)表面是一個全部內(nèi)反射45的直角三棱鏡的斜邊面，該表面襯在陽極氧化鋁板上。三棱鏡的尺寸是25 mmX25 mmX35.3 mm，用硬冕玻璃制成，折光指數(shù)為1.50~1.52。在25 mm距離內(nèi)，能吸收可見光1.5%~2.0%，且其鏡面反射率因數(shù)應(yīng)在80%~90%。光澤度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)定期由上級計量部門標(biāo)定。

5.2.3  75°光澤度標(biāo)準(zhǔn)

具有平整、潔凈和拋光表面，在589.26 nm處的折光指數(shù)為1.540的黑玻璃。通過菲涅爾（Fesnel）公式給出光澤度值為100個光澤度單位。理論上鏡面光澤度的標(biāo)準(zhǔn)是理想的、完全反射的平鏡面，其光澤度值定為3844個光澤度單位。

5.2.3.1 高光澤度標(biāo)準(zhǔn)

潔凈的拋光黑玻璃板，由其在589.26 nm波長下測量的折光指數(shù)來計算75°鏡面反射。符合5.2.1.1.注：如已知折光指數(shù)，若折光指數(shù)每偏離標(biāo)準(zhǔn)值（1.540）0.001時，則光澤度值可從100.0中增加或減去0.065的一個相應(yīng)值來計算。例如，折光指數(shù)n=1.523的黑玻璃，其給定的光澤度值按式（4）計算，得出G=98.9.5.2.3.2中光澤度標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 零光澤度標(biāo)準(zhǔn)

由黑色天鵝絨襯里的空阱或其他適宜的黑阱構(gòu)成。

 

6. 試樣制備

6.1 按GB/T 450規(guī)定取樣，并按GB/T 10739 進行試樣的處理和測定。

6.2 避開水印、斑點及可見紙病，在抽取的樣品上沿紙頁橫幅均勻切取100 mmX100 mm試樣5張。如需要兩面測定，則應(yīng)切取10張試樣，并標(biāo)明正反面。試樣應(yīng)保持清潔，不應(yīng)用手接觸測試面。

 

7. 儀器校準(zhǔn)

7.1 接通電源，預(yù)熱到規(guī)定時間。

7.2 選擇測試角度，

7.3 換上零光澤度標(biāo)準(zhǔn)（5.3），調(diào)節(jié)讀數(shù)至零。

7.4 標(biāo)準(zhǔn)值校準(zhǔn)

7.4. 120和75°測試時，取下零光澤度標(biāo)準(zhǔn)（5.3）用高光澤度標(biāo)準(zhǔn)（5.2.1.1）校準(zhǔn)儀器，將讀數(shù)調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)板的標(biāo)定值。然后換上中光澤度標(biāo)準(zhǔn)（5.2.1.2）讀出光澤度值，該讀數(shù)應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)板的標(biāo)定值接近。如果相差超過1個光澤度單位，應(yīng)檢查儀器的幾何特性、光譜特性和光度計特性，或者重新檢查兩標(biāo)準(zhǔn)板的標(biāo)定值。

7.4.2  45°測試時，取下零光澤度標(biāo)準(zhǔn)（5.3），用45°光澤度標(biāo)準(zhǔn)（5.2.2）將儀器讀數(shù)校準(zhǔn)到標(biāo)定值。

 

8. 試驗步驟

8.1儀器校準(zhǔn)后，將試樣待測面對著測試孔，縱向和橫向各測定一次，然后換一張試樣測定同一面，直至測完5張試祥；如需兩面的光澤度，則另取5張試樣按上述相同的步驟測試另一面的值。

8.2每一面取縱向和橫向的平均值作為光澤度測定結(jié)果，以百分?jǐn)?shù)表示，修約至整數(shù)。如需兩面的光澤度則分別計算5片試樣正面和反面光澤度的平均值，或根據(jù)需要計算其標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)。

注；在測定過程中，可用標(biāo)準(zhǔn)板和黑筒多次校準(zhǔn)儀器。當(dāng)測定結(jié)束后，應(yīng)再校準(zhǔn)一次，以確保儀器始終校準(zhǔn)無誤。

 

9. 精確度

9.1  20光澤度

暫無可用數(shù)據(jù)。

9.2  45°光澤度

用符合本標(biāo)準(zhǔn)的儀器測定均勻試樣時，其測定結(jié)果的再現(xiàn)性在2個光澤度單位以內(nèi)。

9.3  75°光澤度

表1所列的是至少25個實驗室對5個試樣縱向的測定結(jié)果，每個結(jié)果均基于10次測定，每次均測定正、反面。

 

10. 試驗報告

試驗報告應(yīng)包括以下項目：

a）本標(biāo)準(zhǔn)編號并注明所采用的角度；

b）試樣的標(biāo)志和說明；

c）報告光澤度測定結(jié)果的平均值，或分別報告正面和反面的光澤度平均值；

d）根據(jù)需要，報告測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)；

e）偏離本標(biāo)準(zhǔn)的任何試驗條件。