DIN 53145-2-2012 Testing of paper and board - Basic parameters for determination of reflectance factor - Part 2 Measurements made on fluorescent specimens《纸和纸板的试验 测定反射系数用的基本参数 第2部分.pdf

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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%“1864902www.din.deDDI

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

3、pes de la dtermination du facteur de rflectance Partie 2: Mesurage sur prouvette avec apport de fluorescenceAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 53145-2:2000-03www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenDIN 53145-2:2012-03 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 5

4、 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe 5 4 Grundlagen des Verfahrens . 5 5 Gert . 6 5.1 Messanordnung 6 5.2 Filter . 7 5.2.1 Fluoreszenzanregung . 7 5.2.2 Farbmessfilter . 7 5.2.3 D 65-Brightness-Filter 7 5.3 Primrweistandard . 8 5.4 Schwarze Unterlage 8 5.5 UV-Primrstandard . 8 6 Kalibrierung des

5、 Gertes . 9 6.1 Nullpunkt-Einstellung . 9 6.2 Einstellung des oberen Endpunktes. 9 6.3 UV-Anpassung 9 7 Durchfhrung 9 7.1 Filtergerte 9 7.2 Spektralfotometer . 9 Literaturhinweise . 10 DIN 53145-2:2012-03 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 074-02-02 AA Optische Prfverfahren fr P

6、apier, Pappe und Faserstoff“ im Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa) erstellt. Dieses Dokument entspricht soweit es Verfahren und Messinstrumente betrifft sinngem der Internationalen Norm ISO 2469:2007 Paper, board and pulps Measurement of diffuse radiance factor“. Der Begriff Remissio

7、nsgrad wurde bei der berarbeitung dieser frheren Norm durch den bergeordneten Begriff Reflexionsfaktor“ ersetzt. Nach DIN 5036-1 ist der Remissionsgrad eine frhere Bezeichnung fr den Strahldichtefaktor , der einen Sonderfall des Reflexionsfaktors darstellt. Je nach verwendetem Messgert kann der ffnu

8、ngswinkel des bewerteten Strahlenbndels verschiedene Werte annehmen. Ist dieser ffnungswinkel sehr klein, misst man den Strahldichtefaktor, 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, d

9、ie bei grerem ffnungswinkel des bewerteten Strahlenbndels ermittelt werden, liefern nicht mehr Werte fr den Strahldichtefaktor (Leuchtdichtefaktor). Der Reflexionsfaktor kann unter gegebenen Bedingungen den Wert eins berschreiten. Nach DIN 5485 sind Vergleichsgren, die zwischen null und eins liegen,

10、 als -grade, solche, die grer als eins werden knnen, als -faktoren zu bezeichnen. Auch aus diesem Grunde wurde der frhere Begriff Remissionsgrad durch den bergeordneten Begriff Reflexionsfaktor ersetzt. Das Dokument weicht von ISO 2469 insbesondere in den folgenden Punkten ab: Nach DIN 53145-1 und D

11、IN 53145-2 ist die Geometrie d/8 zugelassen. Damit sind abweichend zu ISO 2469 Messungen mit Einschluss des Glanzes mglich. Nach ISO 2469 werden Referenzstandards mit bekannten spektralen Reflexionsfaktoren von autorisierten Laboratorien zur Verfgung gestellt. Die absoluten Reflexionsfaktoren mssen

12、zu einem ISO-Level 2- oder ISO-Level 3-Standard rckverfolgbar sein 1). Nach 5.3 drfen alle kalibrierten Weistandards verwendet werden. Diese knnen zum Beispiel aus Opal, Keramik, PTFE oder Bariumsulfat gefertigt sein. Die Absolutgenauigkeit, die bei der Messung von fluoreszierenden Papieren erreicht

13、 wird, ist geringer als die bei der Messung von nicht fluoreszierenden Papieren, da die spektrale Strahlungsverteilung des auf die Probenoberflche fallenden Lichtes einen wesentlichen Einfluss auf das Messergebnis hat und diese von Gert zu Gert verschieden sein kann. Es wird auf die Mglichkeit hinge

14、wiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 53145 Prfung von Papier Messgrundlagen zur Bestimmung des Reflexionsfaktors“ besteht aus: Teil 1: Messun

15、g an nicht fluoreszierenden Proben Teil 2: Messung an fluoreszierenden Proben 1) Autorisierte Laboratorien sind zu erfragen bei der Geschftsstelle des Normenausschusses Papier, Pappe und Faserstoff (NPa), im DIN, Deutsches Institut fr Normung e. V., 10772 Berlin (Hausanschrift: Am DIN-Platz, Burggra

16、fenstrae 6, 10787 Berlin). DIN 53145-2:2012-03 4 nderungen Gegenber DIN 53145-2:2000-03 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Definition fr den Reflexionsfaktor gendert; b) Abschnitt 4 Grundlagen des Verfahrens“ umformuliert und Messung mit einem Spektralfotometer mit einbezogen; c) neben Weista

17、ndard aus Bariumsulfat drfen auch andere kalibrierte Weistandards verwendet werden; d) Gleichungen fr die Berechnungen der Reflexionsfaktoren aus den Normfarbwerten wurden ergnzt (siehe 7.2); e) Dokument wurde redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 53145: 1968-04 DIN 53145-2: 1978-08; 1992-04

18、; 2000-03 DIN 53145-2:2012-03 5 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt Messgrundlagen fr die Bestimmung des Reflexionsfaktors von Papier und Pappe an Proben fest, die fluoreszieren (Messung des Reflexionsfaktors an nicht fluoreszierenden Proben siehe DIN 53145-1). Dieser Reflexionsfaktor wird zur

19、Beurteilung der optischen Eigenschaften von Papier und Pappe herangezogen, die fluoreszierende Bestandteile (z. B. optische Aufheller) enthalten. Die Messanordnung (5.1) ist so ausgelegt, dass die Probe whrend der Messung mit Strahlung beleuchtet wird, die bei den verwendeten optischen Aufhellern ge

20、nau so viel Fluoreszenz anregt, als wenn die Probe mit der Normlichtart D 652)beleuchtet wrde. Dadurch wird der Fluoreszenzanteil in richtiger Grenordnung mit erfasst. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verwei

21、sungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 5033-9, Farbmessung Teil 9: Weistandard zur Kalibrierung in Farbmessung und Photometrie DIN 5036-3, Strahlungsphysikalische und

22、lichttechnische Eigenschaften von Materialien Messverfahren fr lichttechnische und spektrale strahlungsphysikalische Kennzahlen DIN 53145-1, Prfung von Papier und Pappe Messgrundlagen zur Bestimmung des Reflexionsfaktors Teil 1: Messung an nicht fluoreszierenden Proben 3 Begriffe Fr die Anwendung di

23、eses Dokumentes gilt die folgende Definition: 3.1 Reflexionsfaktor 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

24、R bezeichnet und oft in Prozent angegeben. ANMERKUNG 2 Bei fluoreszierenden Proben setzt sich die von der Probenoberflche ausgesandte Strahlung aus dem reflektierten Anteil und dem Fluoreszenzanteil zusammen. ANMERKUNG 3 Das Formelzeichen R stimmt mit dem nach der Internationalen Norm ISO 2469:2007

25、berein. 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 Lichtes entweder der RX-, RY-, RZ-Reflexionsfaktor bezogen auf die dem Filter entsprechenden

26、Kombination aus Normlichtart und Normalbeobachter3 ) oder der spektrale Reflexionsfaktor bei bestimmten Schwerpunktwellenlngen (z. B. 457 nm) direkt gemessen. 2) Normlichtart D 65 siehe DIN 5033-7. 3) Im Prfbericht der jeweiligen Prfnorm ist anzugeben, auf welchen Normalbeobachter bezogen wird sowie

27、 die angewandte Normlichtart. DIN 53145-2:2012-03 6 Welcher Reflexionsfaktor zu bestimmen ist, hngt von der Aufgabenstellung ab und ist in den Normen fr das zu prfende Erzeugnis festzulegen oder zu vereinbaren. Die RX-, RY-, RZ-Reflexionsfaktoren knnen mit Filtercolorimetern (Dreibereichs-Farbmessge

28、rten) direkt gemessen oder aus den Normfarbwerten berechnet werden. Die R-Werte sind besonders zu kennzeichnen: 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 des

29、halb ein Index, um die Art der Probenunterlage zu kennzeichnen. Je nach Messung wird unterschieden: 1) Reflexionsfaktor R0der Probe ber einer vollkommen schwarzen Unterlage, am besten ber einem schwarzen Hohlkrper; 2) Reflexionsfaktor Rwder Probe ber einer weien Unterlage, deren Reflexionsfaktor Rwb

30、ekannt sein muss; 3) Reflexionsfaktor Rder Probe ber einem Stapel aus Blttern vom gleichen Papier, der so dick sein 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 nder

31、t. Man nennt Rauch den Eigenreflexionsfaktor des Papiers. b) bei Messungen des spektralen Reflexionsfaktors. Hier entfllt der Index , da hier grundstzlich der Wert des Eigenreflexionsfaktors Rbestimmt wird. Dafr ist die Schwerpunktwellenlnge des Filters dreistellig als Index anzugeben, z. B. bedeute

32、t R457 (D 65): spektraler Reflexionsfaktor bei einer Schwerpunktwellenlnge von = 457 nm, gemessen bei der anzugebenden Normlichtart, hier D 65; c) bei Farbmessungen. bei denen grundstzlich der Wert des Eigenreflexionsfaktors Rbestimmt wird. Hier entfllt der Index ; dafr ist die verwendete Normspektr

33、alwertfunktion 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 fr die betreffende Lichtart berechnet werden kann. 5 Gert4)5.1 Messanordnung5)Der Reflexionsfaktor darf mit jeder Messanordnung (Refle

34、xionsfotometer) gemessen werden, die es gestattet, die Probe mit einer die Fluoreszenz anregenden Lichtart 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 beleucht

35、et. Die ntigen ffnungen der Kugel drfen nicht mehr als 10 % 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

36、. Die Achse des fr die Messung benutzten reflektierten Bndels steht senkrecht zur Probenflche. Der ffnungswinkel sollte 2 3 nicht berschreiten. 4) ber Bezugsquellen gibt Auskunft: Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa) im DIN, Deutsches Institut fr Normung e. V., 10772 Berlin (Hausanschr

37、ift: Am DIN-Platz, Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin) 5) Siehe DIN 5033-7 DIN 53145-2:2012-03 7 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 berschre

38、iten. Es 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 e

39、inem Programm). 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 Graustandards6)berprft werden. In di

40、e Messanordnung 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 Erzeug

41、nis festzulegen und im Prfbericht stets anzugeben. 5.2 Filter 5.2.1 Fluoreszenzanregung Um gegebenenfalls die Fluoreszenzanregung unterdrcken zu knnen, muss in den Beleuchtungsstrahlengang ein Kantenfilter eingesetzt werden knnen, der bei 420 nm 50 % Transmission und bei 410 nm 5 % Transmission hat.

42、 Alternativ darf der fluoreszierende Anteil auch mit anderen Verfahren vom Gesamtreflexionsfaktor abgezogen werden. 5.2.2 Farbmessfilter Farbmessfilter, deren Transmission so gestaltet ist, dass die Kombination aus Strahlungsquelle, Kugelwand und Farbmessfiltern die RX-, RY-, RZ-Reflexionsfaktoren f

43、r die Normlichtart D 65 fr den 2- oder 10-Normalbeobachter ergibt. 5.2.3 D 65-Brightness-Filter Zur Bestimmung der D 65-Brightness muss bei Dreibereichsgerten ein Filter eingesetzt werden, der den Charakteristiken der Tabelle 1 entspricht. Bei Spektralfotometern wird die D 65-Brightness (Reflexionsf

44、aktor bei Schwerpunktwellenlngen R 457 nm) mit den Werten aus Tabelle 1 berechnet. ANMERKUNG Fr die Bestimmung der D 65 Brightness sollte die ISO 2470-2 herangezogen werden. DIN 53145-2:2012-03 8 Tabelle 1 Relative spektrale Verteilungsfunktion F () eines Reflektometers, der fr eine D 65-Brightness-

45、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 0,715 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 4

46、50 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 18,933 475 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

47、0,3 0,064 Ergebnis 937,4 100,000 468,5 100,000 235,5 100,000 5.3 Primrweistandard Es drfen alle kalibrierten Primrweistandards verwendet werden. Nach DIN 5033-9 knnen diese zum Beispiel aus Opal, Keramik, Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Bariumsulfat gefertigt sein. Die absoluten Reflexionsfaktoren

48、 mssen zu einem ISO-Level 2- oder ISO-Level 3-Standard rckverfolgbar sein. 5.4 Schwarze Unterlage Als schwarze 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 Probenffnun

49、g angelegter schwarzer Unterlage darf weder der Reflexionsfaktor RYnoch der Reflexionsfaktor R457grer sein als 0,5 %. Es ist darauf zu achten, dass der Hohlkrper frei von Papierteilen und Staub ist. 5.5 UV-Primrstandard Die spektralen Reflexionsfaktoren des optisch aufgehellten UV-Standards fr D 65-Anre