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1、印刷材料与适性实验指导书印刷包装工程实验中心实 验 一 常用印刷纸和纸板白度及不透明度的测定一、实验目的和内容白度是检验纸和纸板质量的重用指标之一。白度的大小和变化对印刷品的质量影响很大，本实验的目的是用测量白度的专用仪器，对印刷常用纸张的白度和不透明度进行测量并加以分析，以便对实际生产起一定的指导作用。二、实验仪器、工具和材料1、SBD-1B型数字白度仪2、硫酸钡标准校正白板、黑筒和滤光镜3、新闻纸、书写纸、胶版纸和不同克度的铜版纸、白版纸三、仪器的结构、功能和测试原理1、SBD-1B型数字白度仪的结构SBD-1B型数字白度仪用于直接测量表面平整的物体或粉末的白色程度，对于经荧光增白剂处理的
2、物体，本仪器不仅能测定与视感度相一致的白度值，且能定量反映该物体荧光增白所反射的增量值。仪器的结构如下图所示。1.读数显示屏；2.后盖板；3.反射光道孔；4.入射光道孔；5.测量头装置；6.功能手轮；7.试样座；8.测量口；9.滑筒；10.“灯色温”；11.“被偿”调节孔；12.“校准”旋钮；13.“调零”旋钮；14.“测量”按键；15.“灯电流”键按；16.标牌；17.面板；18.BCD码输出插座；19.电源开关；20.保险管；21.电源的输入插座；22.MC；23.商标；24.橡皮脚2、仪器的功能仪器配有特殊的滤光器，适宜于对有色物体的色度或色差的测量，仪器的测色系统是符合CIE1964年
3、所规定的10，大视场的色匹函数值，仪器能直接给出被测物在D65标准照明条件下的三刺值或色品（度）坐标值。仪器对白色物体的白度评价能以三刺激值按CIE1986年15号出版物公布的白度公司换算其白度值（W10），和色调值（TW10），也可以按目前国际上各行业制度的白度公式换算其行业的白度值，及求取色调或不同样品间的色差（详见附见A） 仪器对纸张的不透明度可准确地测量。因此仪器可广泛地应用于纸张、纸板、纺织品、化纤、陶瓷、搪瓷、面粉、日用化工制品、塑料、矿物、滑石粉、瓷土、白色水泥等物体的白度和色度的准确测量。也适用于对洗涤剂、洗衣机的质量评价。.基本参数和技术要求如下：(1). 基本参数：测量范围
4、：0199.9%分 辨 力：0.1%测量孔径：30mm仪器备有BCD码输出插座供用户接插计算机、打印机。(2). 仪器标准工作条件温 度：232相对湿度：小于60%仪器应在室温均匀的环境中工作。室内无强电磁场干扰与强光源辐射。(3). 技术指标：（1） 测量系统照明与探测条件：45/0（2） 测量系统光谱特性：见表表1测定项目仪器的全有光效谱特性主峰波长nm半宽度nmR457白度X10（2）Y10Z10（Z白度）457600550450448510050（3）准确度：见表2表2功能准确度R457白度（ISO白度）Z白度不透明度（T）Y亮度XY1.01.00.52.00.020.02（4）稳定度
5、：（预热预调后）1小时漂移不大于读数的0.5%1个字（5）重复性（预热预调后）A、短期重复性：（15分钟内）100%R：0.2%1个字0：0.1%1个字B、长期重复性：（15分钟内）100%R：0.5%1个字0：0.1%1个字3、工作原理纸或纸板的白度是指白色或接近白色的纸或纸板表面对兰光的反射率，以相对于兰光照射氧化镁或硫酸钡标准板的反射百分率表示。仪器利用光电效应原理，采用双光路和模数转换电路，测量试样表面漫反射的辐亮度与同一辐照条件下完全漫反射体的辐亮度之比，来达到“白度”、“不透明度”、“色度”的测量目的。仪器的光路工作原理如图2所示。1、光源；2、入射光斑孔；3、聚光透镜；4、滤光片
6、插件；5、滤光器盆；6、试样；7、滤光片插件；8、接收光栏；9、测量光电池；10、补偿光电池；11、保护玻璃；12、光补偿器；13、导光管仪器的光路如图2所示：低功率的钨卤素灯（1）作为光源，入射光经过入射光斑孔（2）投射到聚光透镜（3）上，经聚光后成平行的光束经滤光片插件（4）通过滤光器盘（5）上的某一特制的滤光器，照射在被测样品（6）上，入射光束轴线与样品表面的法线成45夹角。在该入射光路中设有一插件位置，供测试时插入滤光片插件。以修正入射光束的光谱分布曲线。试样表面的漫反射光线经某一种特性的滤光插件（7）滤光后通过接收光栏（8）至测量光电池（9）组成测量光路。仪器的另一路光经导光管（13
7、），将光源恒定的辐通量，引向光补偿器（12），使补偿光电池（10）接收该路恒定的辐射光能，作为参比光路。仪器的电路工作原理如图3所示：图3仪器采用双光电池补偿电路和热敏电阻补偿电路，来提高仪器的稳定性。用数字显示直接读取白度值或三刺激值。其工作原理是：由于投射在试样表面的辐通量是恒定的，但因试样表面的漫反射率不同，其漫反射的射辐亮度也不同，使测量光电池上受到不同程度的光照射产生不同的光电流，而补偿光电池上的辐照度是同一光源的辐射下接收恒定的光电流，把测量光电池输出的光电流由“电流电压转换器”（1）转换成电压：经温度补偿器，再经过电压放大器放大。输出与被测试亲的漫反射率成正比的电压VX，送到“电
8、压数字转换器”的测量电压输入端。把补偿光电池的输出光电流，经过“光电流电压转换器”（2）转换成比较补偿电压VR，送到“模数转换器”的基准电压输入端。“模数转换器”转换结果的数字n由下式表达：式（1）中：K为常数 VX为测量光路的测量电压。 Vr为补偿光路的基准比较电压。A1、a2分别是测量光电池和补偿光电池的温度系数。 t的变化温度。由于电路中设计了温度被偿，使测量光电池的温度得到了补偿，从而达到了温度系数a1=a2的目的。故式（1）可简化为： n即于被测试样的漫反射率。四、实验操作步骤1、仪器使用前的准备工作：（1）在使用仪器之前，使用者必须熟读仪器使用说明书，正确掌握其规定的工作条件及使用
9、方法。（2）在开机工作前，应用脱脂棉蘸无水酒精将仪器的试样座（7）与测量口（8）擦试干净，以免沾污白板及被测试的样品。（3）将待用的参比色板是用擦镜纸擦拭干净，再用洗耳球吹去表面可能留有的纤维束，然后装上金属手柄。注：参比白板各量值（R457、X10（1）、X10（2）、Y10、Z10）是由随机的硫酸钡粉体白板相对应的标称值传递而来。（4）用洗耳球将黑筒吹净。（5）滤光片插件的插置和功能手轮的选位由测定项目而定，详见表3注与注。（6）样品的制备应符合下列要求： 被测试样表面须均匀平整，在重复测试时应保持白板或被测样品纵横方向的一致性。对于纸与纸板的精确测试时，测试前试样的处理方法ISO187-
10、77纸和纸板试样的温湿处理第6条规定，温度231，温度48%52%。（7）随机附件中的硫酸钾粉体、参比白板、硒光电池、钨卤素灯的长期保存应放在盛有吸潮剂的干燥瓶中，以免受潮。2、各种测定项目的测量方法：仪器测定不同的项目时，应严格按照表3 和表4所列示的规定，采用相应的功能及相应样准方法，校准后才可进行测量。表3序号测定项目入射光道孔反射光道孔功能手轮符号管显示A1Z457白度含荧光4号（空白）1号（浅黄）R456A2非荧光1号（浅黄）4号（空白）B1Z白度含荧光4号（空白）1号（深黄）ZB2非荧光2号（浅黄）4号（空白）C不透明度（T）3号（灰色）2号（深黄）YDY亮（明）度EX10（2）4
11、号（空白）2号（深黄）XFX10（1）同于表3的B1组规定ZGX10注：滤光片插共4种，编写为14号： 1号滤光片插件（滤光片颜色为浅黄） 2号滤光片插件（滤光片颜色为深黄）3号滤光片插件（滤光片颜色为灰色） 4号滤光片插件（未装滤光片空白）注：旋转功能手轮时，可凭手感知道功能手传输线所及的定位钢珠件卡位，功能的变换与功能符号管的显示是同步的，故以符号管显示为指示。 表4序号测定项目零点校准物物准值校准物A1R457白度（ISO白度）含荧光黑筒（0.0）参比白板（R457标定值）A2消荧光B1Z白度含荧光参比白板（Rz标定值）B2消荧光C不透明度（T）参比白板（Y10标定值）DY亮（明）度参比
12、白板（Y10标定值）EX10（2）参比白板（X10（2）标定值）FX10（1）参比白板（X10（1）标定值）GX10参比白板（Z10标定值） 3、实验操作步骤：仪器的使用操作程序是：（1）开机预热：在接上电源的情况下，按下电源开关的带点端，即开启仪器的电源开关，仪器进入预热阶段。预热时间不少于30分钟，否则可能影响仪器的测试精度：包括准确度、稳定性和重复性等各项技术指标。注“灯电流”或“测量”按键按下与否，不影响仪器的预热过程，但按下“灯电流”键可显示与实际灯电流相近似的灯电流示值，反映仪器的预热过程，即灯电流在显示屏上显示的值持续不变时，即说明仪器已经稳定了，可以进入测试阶段。（2）标准值的
13、校准：标准值的标准包括零点校准和参比白板标称值的校准，校准步骤如下：下面以测定经荧光增白剂处理过的物体的R457白度为例说述校准过程：A、旋转仪器的功能手轮（6）置“R457”档，此时仪器符号管显示“R457”，同时按下滑筒的测量口放一张白纸可看见一个全整的椭园形呈紫兰色光斑。B、将4号滤光片插件插入仪器的入射光道孔（4）中，1号滤光片插件插入仪器的反射光道孔（3）中。C、揿下仪器面板上“测量”按键（14）。D、按下仪器的滑筒（9），将黑筒放在试样座上，把滑筒升至测量口，显示值稳定后，调整面板上“调零”旋钮（13），使仪器显示值为“+”或“-”的000.0。E、按下滑筒，取出黑筒，将参比白板（
14、指已经传递标定量值的参比白板）放在试样座上，轻轻地将滑筒上升至测量口，待显示值稳定后，调整面板上“校准”旋钮（12），使仪器显示值与参比白板标定的R457值一致，并能稳定在这个数值。F、重复步骤D和E直至不需调整“调零”与“校准”旋钮，仪器即能稳定地显示黑筒的“000.0”或参比白板的标定值(如+78.2)此时仪器已校准完毕。（3）测试试样：按下滑筒，取下校准的参比白板，将制备好的被测试样按测试要求轻轻地放置在试），样座上，让滑筒慢慢地上升，使试样和测试口紧密接触，待显示值稳定后，此读数即与试样的测得值。对于连续测试且对比程度要求高的测试，应该时而以参比白板标称值准仪器，以消除仪器飘移量影响。（1）R457白度的测量： 照明光源采用含紫外光对样品进行测试：对一般物体的白度测量和对一些经荧光增白剂处理过的样品，要测量其增白后的白度值（设为R1），应采用本使用说明书表3和表4的A1组条件下校准仪器后对样品进行测试，仪器所显示的值即为该样品的白度值。 消除照明光源中紫外部份（400nm以下）对样品的测量。对一些经营光增白剂处理过的样品，为了要测量
