白度是一個分析物體表面特征時會用到的概念。那么，什么是白度？如何形成的，怎么測定白度呢？本文進(jìn)行了簡單總結(jié)。
1. 白度的含義
白度表征物體表面白色的程度，以白色含有量的百分率表示。測定物體的白度通常以氧化鎂為標(biāo)準(zhǔn)白度100%，并定它為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射率100%，以藍(lán)光照射氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)板表面的反射率百分率來表示試樣的蘭光白度，用紅、綠、藍(lán)三種流色片或三種光源測定三個數(shù)值，平均值為三色光白度。反射率越高，白度越高，反之亦然。
一般當(dāng)物體表面對可見光譜內(nèi)所有波長的反射比都在80%以上時，可認(rèn)為該物體表面為白色。白色位于色空間中相當(dāng)狹窄的范圍內(nèi)，它們與其他顏色一樣，可以用三維量（即光反射比Y、純度C、主波長λ）來表示。但人們卻習(xí)慣將不同白度物體按一維量白度（W）排序來定量評價其白色程度，而把理想白色（如高純度硫酸鋇，其白度值為100%）作為參比標(biāo)準(zhǔn)。無論是目視評定白度，還是用儀器評定白度，都必須建立在公認(rèn)的“標(biāo)準(zhǔn)”基礎(chǔ)上。所以，所謂白度是指距離理想白色的程度。
從分光反射率曲線看，白色織物在可見光波段內(nèi)幾乎是一條沒有波峰的光滑曲線。白織物經(jīng)漂白后，反射率增大，曲線上移；若織物經(jīng)漂白和上藍(lán)增白后，曲線從510～700nm段下移，相對提高了400～519nm段的反射率；若織物經(jīng)漂白和熒光增白處理，使曲線400～550nm段上移。這就是說，增白其實質(zhì)是使光譜藍(lán)端的反射率增強(qiáng)。
2. 白度標(biāo)準(zhǔn)
通用的表示方式是CIE（國際照明委員會）推薦的ISO 105標(biāo)準(zhǔn)白度
3.?白度形成原理
白度是通過漫反射形成的。白度的形成原理主要與光譜色中的藍(lán)紫色光和黃綠色光成分的反射和吸收有關(guān)。物體在光照下，其表面會反射部分光線。當(dāng)光線中含有藍(lán)紫色成分時，這些光線會被物體表面分子的電子吸收，然后被再次發(fā)射回來。由于藍(lán)紫光在所有光譜色中具有較高的頻率和能量，所以它的反射率相對較低，因此，表面反射的光線中藍(lán)紫光的比例會相對較低，使白度下降。與此相反，當(dāng)光線中含有黃綠色成分時，物體表面的分子可以應(yīng)用該成分的波長和頻率來振動，并吸收這些光線，吸收之后放出其他光譜的顏色，這時候般的波長和能量比較低，反射率相對較高，使白度增加。
4.?白度計算公式
1. 甘茨白度
甘茨白度是CIE 白度委員會在1986 年正式公布出版的白度公式?？梢詫憺閃GANZ，其特點是：以物體顏色的三刺激值為依據(jù)作為計算，顏色的三刺激值性質(zhì)決定了對白度的貢獻(xiàn)，它們的等白度表面是等間距的平行面，其白度可以用Y，x，y 的線性公式表示：
W=Y+800（xn- x）+1700（yn- y）
W10=Y10+800（xn- x10）+1700（yn- y10） ?
TW=900（xn- x）- 650（yn- y）
TW10=900（xn- x10）-650（yn- y10） ?????
W10 為白度值；TW，TW10 為淡色調(diào)指數(shù)；Y，x10，y10 為在10o 視場下，測得試樣值；xn，yn 為在10°視場下D65標(biāo)準(zhǔn)光源的坐標(biāo)值；xn=0.3138，yn=0.3309。 ?從公式可以看出，對于任何光譜中性的白度樣品，其白度值W都等于三刺激值Y，W值越大，表示白度越高。淡色調(diào)指數(shù)值可正可負(fù)，正值越大表示帶淡藍(lán)—綠度越大，負(fù)的絕對值越大就表示淡品紅—黃度越大。公式主要用于W（或W10）值大于40、小于（5Y- 280）或小于（5Y10- 280），TW（或TW10）值大 于- 3、小于+3 的樣品。該公式結(jié)果與目視的相關(guān)性較好，但其級差與目視級差差別較大，對明顯帶顏色的樣品沒有意義。
2.?藍(lán)光白度（又稱R457白度）
R457白度是一種簡易的測量方法，在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2470 紙張漫反射比的測量，以及我國造紙、塑料、建材等一些行業(yè)中都使用了R457白度。它規(guī)定利用近似的A光源照明，白度儀器的總體有效光譜響應(yīng)曲線的峰值波長在457nm處，半寬度44 nm。
定義藍(lán)光白度為：Wr=KrΣβ（λ）F（λ）△λ ?????
式中：Kr=100/ΣF（λ）△λ；β（λ）為與標(biāo)準(zhǔn)白板的藍(lán)光白度儀器相同照明觀察條件下的光譜亮度因數(shù)。ISO關(guān)于紙張板白度的最新標(biāo)準(zhǔn)也使用了三刺激值反射比因數(shù)的概念和定義。這樣一般三刺激值色度 測量儀在D65/10°條件下，利用測量Z值獲得R457白度值，其轉(zhuǎn)換方程為：
Wr=0.925×Z+1.16 ?????
3.?亨特白度
根據(jù)GB/T 5950—1996《建筑材料與非金屬礦產(chǎn)品白度測量方法》提出了亨特白度公式：WH=100-［（100- L）2+a2+b2］1/2
式中，WH 為亨特白度；a，b 為亨特色品指數(shù),
a=17.2（1.0547X10-Y10）/Y101/2，
b=6.7（Y10- ?0.9318Z10）/Y101/2；
L 為亨特明度指數(shù)，L=10Y101/2；X10，Y10，Z10為三刺激值。
亨特白度測量條件采用C照明體2 o視場觀測條件。此白度值的特點是以色差的形式計算白度，測定結(jié)果的白度值較高，級差較小，適合于白度值較高樣 品的測定。
4.?Taube白度
該白度為美國材料試驗協(xié)會(313-73ASTM)使用的TAUBE公式計算出的一個數(shù)值，公式為： WT=3.367X-3Y ?該公式計算出的白度值的級差與目視感知的級差符合性較好，但只能用于中性樣品。有的美國企業(yè)使用Y 值來表示測定樣品的白度值。
5.?建材與非金屬礦產(chǎn)品通用公式
WG=Y10+400x10-1000y10+205.5 ?????
這個公式是在GB/T5950-1996《建材及非礦產(chǎn)品白度測量方法》中規(guī)定的公式之一，它在考慮了我國白色產(chǎn)品生產(chǎn)情況及產(chǎn)品白色度值的前提下，同時做了向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏的工作，使得該公式在測試方法、 量值評價等方面既符合我國實際情況，又與國際測試水平靠攏。
測定物體白度的儀器白度儀、色差儀、分光測色儀等。其中白度儀是專用的白度檢測設(shè)備。色差儀和分光測色儀既可以檢測白度，還可以檢測顏色、黃渡、色牢度等其他色度指標(biāo)，是一種全面的色度檢測設(shè)備。
以色差儀為例。具體使用方法如下所示：
1、開機(jī)。按下電源開關(guān)鍵，出現(xiàn)開機(jī)動畫。
2、校正。如果校正超過有效期，需要重新校正，根據(jù)頁面提示操作即可。
3、設(shè)置參數(shù)。選擇白度作為頁面顯示數(shù)據(jù)，白度數(shù)據(jù)會直接顯示在測量屏幕上。
4、準(zhǔn)備樣品。準(zhǔn)備好測量的樣品，樣品表面需保持清潔，不能有臟污。
5、開始測量。按下測量鍵，等待片刻，可以在顯示屏上查看測量結(jié)果。
6、重復(fù)測量。選擇不同的樣品位置驚醒測量，以便得出準(zhǔn)確的白度數(shù)據(jù)。
8、保管儀器。測試完后，關(guān)閉電源。用保護(hù)袋和箱子儲存好儀器。
其實現(xiàn)在大多數(shù)生產(chǎn)商都使用色差儀來控制白度值，可能有人會問為什么不用白度計來控制，事實上是白度計只可以測量白度其他的色彩數(shù)據(jù)都無法管理，但我們知道工業(yè)生產(chǎn)中不可能只有一種白度需要控制，還有白度、色差和色彩調(diào)配都是工業(yè)中顏色控制的主體，所以色差儀使用要全面很多。
控制白度值首先要根據(jù)自己的產(chǎn)品選好適合自己行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)制定相關(guān)的色彩控制數(shù)據(jù)，利用色差儀控制產(chǎn)品的白度。如果你從事行業(yè)沒有具體的行業(yè)相關(guān)白度標(biāo)準(zhǔn)，就要根據(jù)自己行業(yè)的產(chǎn)品和產(chǎn)品的采購方進(jìn)行溝通協(xié)議確定的色彩參數(shù)。
其實色差儀控制產(chǎn)品的白度還是非常精確和完善的，色差儀的功能中很早就開始開發(fā)這項功能，到今天也算是一項非常成熟的技術(shù)了，所以不必?fù)?dān)心測量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
BLF 保來發(fā)