Allmän information Bedömningen av en produkts vithet beror på materialet och i vilken applikation den används. Naturmaterial tenderar till exempel att ge en viss gulaktig nyans, t.ex. bomull eller ull, så industrin modifierar materialen för att kompensera för denna effekt (gulaktig nyans hos en produkt ses oftast som ett kvalitetsfel, t.ex. gulnad på grund av åldrande eller smuts) och göra utseendet på en produkt mer vitt. Förutom blekning (en process som kemiskt modifierar själva materialen (t.ex. oxidation)), som tar bort färger från materialen och ger en ganska enhetlig spektral reflektans, används optiska vitmedel (även kallade fluorescerande vitmedel) för att kompensera gulaktiga produkters absorbans i den nedre delen av det synliga spektrumet och skapa ett "vitare än vitt"-utseende med hjälp av fluorescens. Optiska vitmedel absorberar energi från det elektromagnetiska spektrumet i det icke synliga UV-området (oftast under 400 nm) och avger den i ett bredare spektrum än det som absorberades i området mellan 400-480 nm. Detta resulterar i reflektanskurvor som kan stiga över 100% mellan 400-480nm, vilket gör att materialet ser något blåaktigt ut. Eftersom ögat bedömer lätt blåaktiga material med i övrigt enhetlig reflektans som ljusare än den ideala reflekterande diffusorn, är dessa färgämnen ett mycket vanligt sätt att tillföra ytterligare vithet till produkter, t.ex. papper eller textilier (observera att "vitt" inte överensstämmer med vad vi bedömer som "färg", båda förnimmelserna är oberoende av varandra!) Medan mätning av icke-optiskt ljusare material är vanlig praxis, väcker utvärderingen av UV-innehållet i ett material ofta frågor. Observera att mätningar av vithet är beroende av den övergripande inställningen, inte bara av instrumentet utan också av de referenser som används. I detta avsnitt ges viss bakgrundsinformation om leverantörer av referensmaterial samt information om index och tekniker. F: Är det någon skillnad mellan de tillgängliga indexen? S: Ja, det gör det! Det finns nästan flera dussin formler på marknaden för att beskriva vad det mänskliga ögat uppfattar som "vithet". Eftersom ögat tenderar att beskriva material med en något blåaktig nyans som "vitare", t.ex. kompensationen av gulaktiga färger på råmaterial med hjälp av blå färgämnen eller optiska vitmedel blev vanlig praxis jämfört med tidigare, så behövde befintliga formler justeras. Eftersom olika tillämpningar definierar sina egna vitstandarder eller vitreferenser har flera tillvägagångssätt använts för att tillgodose de aktuella marknadsbehoven. Detta resulterar i index för t.ex. pappers-, textil- eller livsmedelsindustrin, som alla använder olika matematiska beräkningar för att beskriva vad "deras" vita är. F: Vilken UV-referensstandard ska jag använda för att kalibrera mitt instrument? S: Det beror på vilket material du ska utvärdera! Eftersom olika material har olika optiska egenskaper bör lämpligt material användas för att kalibrera ditt instrument korrekt. Använd en pappersstandard för papperstillämpningar, en textilstandard för textiltillämpningar eller en plaststandard för plasttillämpningar, t.ex. kan användning av en plaststandard för textiltillämpningar resultera i felaktiga värden. En lista över tillverkare av referensstandarder finns längre fram i detta dokument. F: Hur ser jag om min produkt innehåller optiska vitmedel? S: Ta en titt på spektralkurvan! Optiska vitmedel absorberar energi under det synliga spektrumet och avger den absorberade energin i det lägre synliga spektrumet, upp till 480 nm. Detta resulterar i reflektanskurvor med en puckel i det blåaktiga området. Ta en titt på bilden nedan.
--------------------------
Index för vithet Ett brett utbud av index finns tillgängliga för de industrier som behöver utvärdera vitheten hos sina produkter, t.ex. papper eller textilfibrer. Eftersom vissa index används för att kommunicera värden är det viktigt att välja rätt index för din applikation. Detta dokument ska hjälpa dig att välja rätt index för din applikation och fokuserar på de mest använda indexen på dagens marknad. Vithetsindex CIE Formeln publicerades 1986 med den andra utgåvan av publikation 15 av CIE Colorimetry Committee, och presenterades "för att främja enhetlig praxis vid utvärdering av vitheten hos ytfärger" och rekommenderas att "användas för jämförelser av vitheten hos prover som utvärderats för CIE standardbelysningsmedel D65" [CIE Technical Report 2004 Colorimetry] på en ganska relativ skala. Formeln som används är WCIE = Y + 800(xn - x) + 1700(yn - y) Där Y är provets Y-tristimulusvärde, x och y är provets x, y kromaticitetskoordinater, och xn , yn är kromaticitetskoordinaterna för den perfekta diffusorn för CIE 1964 standard kolorimetrisk observatör. Även om det kan användas med C/2-belysning/observatör, är det strikt giltigt för D65/10 och ska användas på det sättet. Vithetsindex ASTM E313-00 Medan det ursprungliga indexet ASTM E313 beskrev utvärderingen av vithet med hjälp av färgmätaravläsningar av G och B så att WE313 = 4B - 3G definierades, hänvisar den senaste ASTM E313-00 till CIE Whiteness index, med en tabell för värdena för C, D50 och D65 samt 2° och 10° observatör. AATCC:s textilkommitté definierar ASTM E313-00 med användning av ill. C och 2° observatör. Vithetsindex Ganz-Griesser Ganz-Griesser-metoden för att utvärdera vithet är inte bara ett index utan en komplett procedur, och är för närvarande det enda indexet på marknaden som tar hänsyn till instrumentspecifika faktorer med hjälp av en definierad kalibreringsskala av fluorescerande standarder för att mäta tillförlitliga värden på olika system. Indexet är definierat för användning med D65/10 och referensvåglängden 470 nm, och formeln som indexet beräknas med är följande WGanz = Y - 1868,322 x + -3695,690 y + 1809,441 Hårdvaruteknik Det finns två tekniker på marknaden som används för att uppnå ett kalibrerat UV-innehåll i mätljuskällan - den "traditionella" metoden som använder mekaniska UV-filter som minskar mängden UV-energi som lampan avger för mätning (först introducerad av Gärtner och Griesser i mitten av 1970-talet) och den numeriska UV-kontrollen som uppfanns av Mr Imura 1997 och är patenterad av Konica Minolta. Användning av mekaniska UV-filter är en ofta använd men oftast opålitlig metod för att kontrollera UV-innehållet i en ljuskälla. För att få bra värden måste UV-filtren ständigt justeras för att kompensera för minskningen av UV-halten i den använda mätljuskällan. Dessutom kan de rörliga delarna (t.ex. motorer) vara behäftade med defekter, vilket gör att UV-mätningarna blir felaktiga. Om en viss kritisk nivå av UV-energi i lampan uppnås kan denna installation inte längre kalibreras för referensvärden. Den patenterade tekniken NUVC (numerisk UV-kontroll) gör det möjligt att inte bara kalibrera UV-innehållet utan också att kontrollera det vid varje mätning och därmed hålla resultaten stabila. Detta görs genom att använda tre xenonlampor med oberoende sekvens, en ofiltrerad för fullt UV-innehåll, två filtrerade vid 400 och 420 nm. Denna konfiguration gör det inte bara möjligt att välja rätt filtreringsmetod utan mekaniska rörliga delar utan också att få det kalibrerade UV-innehållet kontrollerat under varje mätning. Förutom den oöverträffade kalibrerings- och kontrollfunktionen gör denna konfiguration det också möjligt att på ett tillförlitligt sätt kontrollera UV-innehållet när UV-energin i lamporna minskar under en viss nivå. Unikt på marknaden är också möjligheten att inte bara använda lämplig filtermetod, utan att kombinera filtren med en mjuk blixtmetod, som minskar xenonlampans effekt till 30%. Detta förhindrar den oönskade tripletteffekt som förekommer i flera prover eller referenser, där xenonlampornas högre energi jämfört med t.ex. naturligt dagsljus eller volframbelysning modifierar vissa av molekylerna i de optiska vitmedel och för dem till en energimässigt lägre nivå. Eftersom tiden mellan blixt och analys av mätningen är kortare än molekylernas övergång till sitt energetiskt korrekta tillstånd, visar reflektanskurvan en sänkning och höjning efter FWA-toppen - en "tripletteffekt" uppstår. Jämför de båda kurvorna nedan och du kan se att den orange kurvan sjunker runt 520 nm och sedan stiger igen tills den når ett någorlunda stabilt tillstånd runt ca. 560 nm. --------------------------------
Fluorescerande referensstandarder för olika tillämpningar och deras leverantörer För att kunna leverera tillförlitliga och ISO-kompatibla referensstandarder har ISO:s tekniska kommitté 6 skapat ett arbetsflöde för att definiera tre noggrannhetsnivåer, kallade ISO-referensstandarder på nivå 1, 2 eller 3, förkortade IR1, IR2 och IR3. IR1 kan endast uppnås av nationella metrologiska institut och IR1-standarderna refereras till som ultimata standarder mot den "perfekta reflekterande diffusorn" (i enlighet med CIE). IR2-standarder skapas med hjälp av IR1-standarder av "standardiseringslaboratorier" (utrustade för mätning av absolut reflektansfaktor i enlighet med ISO 4094) för att ge referenser till "auktoriserade laboratorier", som måste ha den utrustning och kompetens som krävs för att utses av ISO/TC 6 som sådana. Auktoriserade laboratorier använder IR2-standarder för att kalibrera sina referensinstrument i syfte att utfärda arbetsstandarder för kalibrering, IR3. IR3 är referensen för industriell användning för att kalibrera arbetsinstrument i företag. Standardiseringslaboratorier måste byta ut IR2-standarder med högst fem års mellanrum, medan auktoriserade laboratorier måste göra samma sak med högst två års mellanrum med IR3-standarder. Detta förfarande används för att uppnå de noggrannheter som föreslås i klausulen "Expression of results" i de internationella standarder som behandlar bestämningen av specifika optiska egenskaper. Förutom att uppfylla ISO-standarderna utfärdar vissa leverantörer referensstandarder som kan användas för antingen relativ utvärdering av index eller skickas in till de institut som erbjuder en användarkalibrering till normerna för att få en tillförlitlig och överensstämmande standardreferens. Dessa listas under "Övriga".