DIN 53145-1-2012 Testing of paper and board - Basic parameters for determination of reflectance factor - Part 1 Measurements made on non-fluorescent specimens《纸和纸板的试验 测定反射系数用的基本参数 .pdf

1、Mrz 2012DEUTSCHE NORM Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 85.060!$yT“1864904www.din.deDDIN

2、 53145-1Prfung von Papier und Pappe Messgrundlagen zur Bestimmung des Reflexionsfaktors Teil 1: Messung an nicht fluoreszierenden ProbenTesting of paper and board Basic parameters for determination of reflectance factor Part 1: Measurements made on non-fluorescent specimensEssai des papiers et carto

3、ns Principes de la dtermination du facteur de rflectance Partie 1: Mesurage sur prouvette sans apport de fluorescenceAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 53145-1:2000-03www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenDIN 53145-1:2012-03 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbe

4、reich . 5 2 Normative Verweisungen 5 3 Begriffe . 5 4 Grundlagen des Verfahrens 6 5 Gert 7 5.1 Messanordnung . 7 5.2 Filter 7 5.3 Primrweistandard 8 5.4 Schwarze Unterlage . 9 6 Kalibrierung des Gertes 9 6.1 Nullpunkt-Einstellung 9 6.2 Einstellung des oberen Endpunktes 9 7 Durchfhrung . 9 7.1 Filter

5、gerte . 9 7.2 Spektralfotometer 9 Literaturhinweise 10 DIN 53145-1:2012-03 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 074-02-02 AA Optische Prfverfahren fr Papier, Pappe und Faserstoff“ im Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa) erstellt. Dieses Dokument entspricht sinngem so

6、weit es Verfahren und Messinstrumente betrifft der Internationalen Norm ISO 2469:2007 Paper, board and pulps Measurement of diffuse radiance factor“. Der Begriff Remissionsgrad wurde bei der berarbeitung dieser frheren Norm durch den bergeordneten Begriff Reflexionsfaktor“ ersetzt. Nach DIN 5036-1 i

7、st der Remissionsgrad eine frhere Bezeichnung fr den Strahldichtefaktor , der einen Sonderfall des Reflexionsfaktors darstellt. Je nach verwendetem Messgert kann der ffnungswinkel des bewerteten Strahlenbndels verschiedene Werte annehmen. Ist dieser ffnungswinkel sehr klein, misst man den Strahldich

8、tefaktor, der frher Remissionsgrad genannt wurde. Nach DIN 5036-3 ist es mglich, den Strahldichtefaktor bis zu einem ffnungswinkel von 2 1,2 2 1,5 zu messen. Messwerte, die bei grerem ffnungswinkel des bewerteten Strahlenbndels ermittelt werden, liefern nicht mehr Werte fr den Strahldichtefaktor (Le

9、uchtdichtefaktor). Der Reflexionsfaktor kann unter gegebenen Bedingungen den Wert eins berschreiten. Nach DIN 5485 sind Vergleichsgren, die zwischen null und eins liegen, als -grade, solche, die grer als eins werden knnen, als -faktoren zu bezeichnen. Auch aus diesem Grunde wurde der frhere Begriff

10、Remissionsgrad durch den bergeordneten Begriff Reflexionsfaktor ersetzt. Das Dokument weicht von ISO 2469 insbesondere in den folgenden Punkten ab: Nach DIN 53145-1 und DIN 53145-2 ist die Geometrie d/8 zugelassen. Damit sind abweichend zu ISO 2469 Messungen mit Einschluss des Glanzes mglich. Nach I

11、SO 2469 werden Referenzstandards mit bekannten spektralen Reflexionsfaktoren von autorisierten Laboratorien zur Verfgung gestellt. Nach 5.3 drfen alle kalibrierten Weistandards verwendet werden. Diese knnen zum Beispiel aus Opal, Keramik, PTFE oder Bariumsulfat gefertigt sein. Die absoluten Reflexio

12、nsfaktoren mssen zu einem ISO-Level 2- oder ISO-Level 3-Standard rckverfolgbar sein 1). Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu iden

13、tifizieren. DIN 53145 Prfung von Papier Messgrundlagen zur Bestimmung des Reflexionsfaktors“ besteht aus: Teil 1: Messung an nicht fluoreszierenden Proben Teil 2: Messung an fluoreszierenden Proben 1) Autorisierte Laboratorien sind zu erfragen bei der Geschftsstelle des Normenausschusses Papier, Pap

14、pe und Faserstoff (NPa), im DIN, Deutsches Institut fr Normung e. V., 10772 Berlin (Hausanschrift: Am DIN-Platz, Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin). DIN 53145-1:2012-03 4 nderungen Gegenber DIN 53145-1:2000-03 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Definition fr den Reflexionsfaktor gendert; b) Abs

15、chnitt 4 Grundlagen des Verfahrens“ umformuliert und Messung mit einem Spektralfotometer mit einbezogen; c) neben Weistandard aus Bariumsulfat drfen auch andere kalibrierte Weistandards verwendet werden; d) Gleichungen fr die Berechnungen der Reflexionsfaktoren aus den Normfarbwerten wurden ergnzt (

16、siehe 7.2); e) Dokument wurde redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 53145: 1968-04 DIN 53145-1: 1978-08, 1992-04, 2000-03 DIN 53145-1:2012-03 5 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt Messgrundlagen fr die Bestimmung des Reflexionsfaktors von Papier und Pappe an Proben fest, die nicht fluor

17、eszieren (Messung des Reflexionsfaktors an fluoreszierenden Proben siehe DIN 53145-2). Dieser Reflexionsfaktor wird zur Beurteilung der optischen Eigenschaften von Papier und Pappe herangezogen, die keine fluoreszierenden Bestandteile (z. B. optische Aufheller) enthalten. Kann Fluoreszenz der Probe

18、nicht ausgeschlossen werden, so ist nach DIN 53145-2 zu verfahren. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe

19、des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 5033-7, Farbmessung Messbedingungen fr Krperfarben DIN 5033-9, Farbmessung Teil 9: Weistandard zur Kalibrierung in Farbmessung und Photometrie DIN 5036-3, Strahlungsphysikalische und lichttechnische Eigenschaften von Materialien

20、Messverfahren fr lichttechnische und spektrale strahlungsphysikalische Kennzahlen DIN 53145-2, Prfung von Papier und Pappe Messgrundlagen zur Bestimmung des Reflexionsfaktors Teil 2: Messung an fluoreszierenden Proben 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gilt der folgende Begriff. 3.1 Reflex

21、ionsfaktor R das Verhltnis der von einer zu prfenden Probe reflektierten Strahlung zu der vom vollkommen mattweien Krper unter gleichen Beleuchtungs- und Beobachtungsbedingungen reflektierten Strahlung ANMERKUNG 1 Der Reflexionsfaktor wird mit R bezeichnet und oft in % angegeben. ANMERKUNG 2 Das For

22、melzeichen R stimmt mit dem der Internationalen Norm ISO 2469:2007 berein. DIN 53145-1:2012-03 6 4 Grundlagen des Verfahrens In einem Spektralfotometer werden die Reflexionsfaktoren aus den Normfarbwerten nach 7.2 berechnet. In einem Filter-Colorimeter wird je nach Filterung des zurckgeworfenen Lich

23、tes entweder der RX-, RY-, RZ-Reflexionsfaktor bezogen auf die dem Filter entsprechende Kombination aus Normlichtart und Normalbeobachter2) oder der spektrale Reflexionsfaktor bei bestimmten Schwerpunktwellenlngen (z. B. 457 nm) direkt gemessen. Welcher Reflexionsfaktor zu bestimmen ist, hngt von de

24、r Aufgabenstellung ab und ist in den Normen fr das zu prfende Erzeugnis festzulegen oder zu vereinbaren. Die RX-, RY-, RZ-Reflexionsfaktoren werden bei Filtercolorimetern (Dreibereichs-Farbmessgerten) direkt gemessen oder aus den Normfarbwerten berechnet. Die R-Werte sind besonders zu kennzeichnen:

25、a) durch Indizes, wenn abgeleitete Gren wie Opazitt, Transparenz, Streukoeffizient u. a. bestimmt werden. Dabei sind in der Regel die Normlichtart und das Filter festgelegt. Hier gengt deshalb ein Index, um die Art der Probenunterlage zu kennzeichnen. Je nach Messung wird unterschieden: 1) Reflexion

26、sfaktor R0der Probe ber einer vollkommen schwarzen Unterlage, am besten ber einem schwarzen Hohlkrper; 2) Reflexionsfaktor Rwder Probe ber einer weien Unterlage, deren Reflexionsfaktor Rwbekannt sein muss; 3) Reflexionsfaktor Rder Probe ber einem Stapel aus Blttern vom gleichen Papier, der so dick s

27、ein muss, dass mit Sicherheit kein Licht hindurch fllt. Diese Bedingung ist dann erreicht, wenn sich der Messwert gegenber einem Stapel aus der doppelten Anzahl von Blttern nicht mehr ndert. Man nennt Rauch den Eigenreflexionsfaktor des Papiers. b) bei Messung des spektralen Reflexionsfaktors. Hier

28、entfllt der Index , weil auch hier grundstzlich der Wert des Eigenreflexionsfaktors R bestimmt wird. Dafr ist die Schwerpunktwellenlnge des Filters dreistellig als Index anzugeben, z. B. bedeutet R457: spektraler Reflexionsfaktor bei einer Schwerpunktwellenlnge von = 457 nm; c) bei Farbmessungen. be

29、i denen grundstzlich der Wert des Eigenreflexionsfaktors R bestimmt wird. Hier entfllt der Index ; dafr ist die verwendete Normspektralwertfunktion im Index zu kennzeichnen. Es bedeutet z. B. RY(D 65), Reflexionsfaktor fr die anzugebende Lichtart, hier Normlichtart D 65, der aus dem Normfarbwert Y f

30、r die betreffende Lichtart berechnet werden kann. 2) Im Prfbericht der jeweiligen Prfnorm ist anzugeben, auf welchen Normalbeobachter bezogen wird sowie die angewandte Normlichtart. DIN 53145-1:2012-03 7 5 Gert3)5.1 Messanordnung4)Der Reflexionsfaktor darf mit jeder Messanordnung (Reflexionsfotomete

31、r) gemessen werden, die es gestattet, die Probe diffus zu beleuchten und senkrecht zur Probenebene zu beobachten (Messgeometrie d/0). Auerdem mssen nachstehende Bedingungen erfllt sein. Die Messflche wird ber eine Ulbrichtsche Kugel beleuchtet. Die ntigen ffnungen der Kugel drfen nicht mehr als 10 %

32、 der Kugeloberflche betragen. Probe und Vergleichsflche sind durch Blenden gegen eine direkte Beleuchtung von der Lichtquelle abzuschirmen. Die Probe sollte kreisfrmig mit einem wirksamen Durchmesser von mindestens 25 mm ausgeleuchtet werden. Die Achse des fr die Messung benutzten reflektierten Bnde

33、ls steht senkrecht zur Probenflche. Der ffnungswinkel sollte 2 3 nicht berschreiten. Ein Ersetzen der Messgeometrie d/0 durch die Geometrie d/8 ist nach DIN 5033-7 normgerecht. Nach DIN 5036-3 darf der Winkel zwischen der Flchennormalen und der Achse des Beobachtungsbndels 10 nicht berschreiten. Es

34、wird nach einem Zweistrahl-Kompensationsverfahren gemessen. Der von der Messflche reflektierte Strahlungsfluss wird mit dem reflektierten Strahlungsfluss einer Vergleichsflche in der Kugel verglichen (z. B. durch mechanischen oder elektrischen Abgleich am Messgert oder durch Berechnung in einem Prog

35、ramm). Bei Farbmessgerten nach dem Dreibereichsverfahren muss die Messanordnung gestatten, in beide Strahlengnge Filter nach 5.2 einzufgen. Die Linearitt der Messwerte von 0,3 % muss sichergestellt sein. Sie kann bis zu Werten von 100 % mit kalibrierten Graustandards4)berprft werden. In die Messanor

36、dnung d/8 muss eine Glanzfalle eingesetzt sein, um den Einfluss des Glanzes der Proben so weit zu mindern, dass dieser auf das Messergebnis einen mglichst geringen Einfluss hat. Sofern ohne Glanzfalle gemessen werden soll, ist dies zu vereinbaren oder in den Normen fr das zu prfende Erzeugnis festzu

37、legen und im Prfbericht stets anzugeben. 5.2 Filter 5.2.1 Farbmessfilter Farbmessfilter, deren Transmission so gestaltet ist, dass die Kombination aus Strahlungsquelle, Kugelwand und Farbmessfiltern die RX-, RY-, RZ-Reflexionsfaktoren fr die Normlichtart A, D 65 oder C fr den 2- oder 10-Normalbeobac

38、hter ergibt. 5.2.2 D 65-Brightness-Filter Zur Bestimmung der D 65-Brightness muss bei Dreibereichsgerten ein Filter eingesetzt werden, der den Charakteristiken der Tabelle 1 entspricht. 3) ber Bezugsquellen gibt Auskunft: Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa) im DIN e. V., Deutsches Ins

39、titut fr Normung, 10772 Berlin (Hausanschrift: Am DIN-Platz, Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin). 4) Siehe DIN 5033-7. DIN 53145-1:2012-03 8 Bei Spektralfotometern wird die D 65-Brightness (Reflexionsfaktor bei Schwerpunktwellenlngen R 457 nm) mit den Werten aus Tabelle 1 berechnet. ANMERKUNG Fr die Be

40、stimmung der D 65 Brightness sollte die ISO 2470-2 herangezogen werden. Tabelle 1 Relative spektrale Verteilungsfunktion F () eines Reflektometers, der fr eine D 65-Brightness-Messung ausgelegt ist Wellenlnge nm F() 5 nm F() 10 nm F() 20 nm 400 1,0 0,107 1,0 0,213 1,0 0,425 405 2,9 0,309 410 6,7 0,7

41、15 6,7 1,430 415 12,1 1,291 420 18,2 1,942 18,2 3,885 18,2 7,728 425 25,8 2,752 430 34,5 3,680 34,5 7,364 435 44,9 4,790 440 57,6 6,145 57,6 12,295 57,6 24,459 445 70,0 7,467 450 82,5 8,801 82,5 17,609 455 94,1 10,038 460 100,0 10,668 100,0 21,345 100,0 42,463 465 99,3 10,593 470 88,7 9,462 88,7 18,

42、933 475 72,5 7,734 480 53,1 5,665 53,1 11,334 53,1 22,548 485 34,0 3,627 490 20,3 2,166 20,3 4,333 495 11,1 1,184 500 5,6 0,597 5,6 1,195 5,6 2,378 505 2,2 0,235 510 0,3 0,032 0,3 0,064 Ergebnis 937,4 100,000 468,5 100,000 235,5 100,000 5.3 Primrweistandard Es drfen alle kalibrierten Primrweistandar

43、ds verwendet werden. Nach DIN 5033-9 knnen diese z. B. aus Opal, Keramik, Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Bariumsulfat gefertigt sein. Die absoluten Reflexionsfaktoren mssen zu einem ISO-Level 2- oder ISO-Level 3-Standard rckverfolgbar sein. DIN 53145-1:2012-03 9 5.4 Schwarze Unterlage Als schwarz

44、e Unterlage wird ein Dunkelkrper (Hohlkrper) mit einem effektiven Reflexionsgrad kleiner als 0,1 % bezeichnet, dessen ffnung mindestens so gro wie die Probenffnung ist. Bei an der Probenffnung angelegter schwarzer Unterlage darf weder der Reflexionsfaktor RYnoch der Reflexionsfaktor R457grer sein al

45、s 0,5 %. Es ist darauf zu achten, dass der Hohlkrper frei von Papierteilen und Staub ist. 6 Kalibrierung des Gertes 6.1 Nullpunkt-Einstellung Zur Kontrolle des Nullpunktes wird die schwarze Unterlage nach 5.4 verwendet. 6.2 Einstellung des oberen Endpunktes 6.2.1 Zur Einstellung des oberen Endpunkte

46、s dient der Primrweistandard nach 5.3. 6.2.2 Zu Routine-Messungen drfen Arbeits-Weistandards benutzt werden, die gegen den Primrweistandard nach 5.3 eingemessen sind (siehe Vorwort). Sie drfen poliert sein. Der Reflexionsfaktor eines Arbeits-Weistandards muss zeitlich bestndig sein und sollte gegebe

47、nenfalls durch Reinigen der Oberflche wieder hergestellt werden knnen. Die Reinigung kann mit einer weichen Brste und Seife, die frei von Fluoreszenzstoffen ist, erfolgen. Nach jeder Reinigung muss der Arbeits-Primrweistandard wieder gegen den Primrweistandard nach 5.3 eingemessen werden. 7 Durchfhr

48、ung 7.1 Filtergerte Beim Messen mit Farbmessfiltern erhlt man unmittelbar die RX-, RY- oder RZ-Reflexionsfaktoren. 7.2 Spektralfotometer Bei Spektralfotometern, die Normfarbwerte X, Y, Z ausgeben, lassen sich die RX-, RY- oder RZ-Reflexionsfaktoren berechnen. Fr die Kombination D 65/10 gelten folgende Gleichungen: 841,76)16747,0(101010,ZXRX= (1) 1001010,YRY= (2) 304,1071010,ZRZ= (3) mit den Normfarbwerten X10, Y10, Z10fr den 10-Beobachter und einer Beleuchtung mit der Normlichtart D 65. Bei Kenntnis der entsprechenden Gewichtsfunktionen knnen spezielle Reflexionsfaktoren auch aus de