DIN 54500-2008 Testing of paper - Determination of the density-related light-scattering and absorption coefficients of paper and fibre materials《纸测试 纸和纤维材料的吸收系数和光散射相关密度的测定》.pdf

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1、September 2008DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINNormenausschuss Papier und Pappe (NPa) im DINPreisgruppe 6DIN 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.I

2、CS 85.040; 85.060!$PCu“1453282www.din.deDDIN 54500Prfung von Papier Bestimmung der dichtebezogenen Lichtstreu- undLichtabsorptionskoeffizienten von Faserstoffen und PapierenTesting of paper Determination of the density-related light-scattering and absorption coefficients of paperand fibre materialsE

3、ssais des papiers Dtermination des coefficients de dispersion et de labsorption de lumire des papiers etdes matires fibreuses par rapport leur densitAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 54500:2004-04www.beuth.deGesamtumfang 8 SeitenDIN 54500:2008-09 2 Vorwort Di

4、eses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-04-25 GA Optische Prfverfahren fr Papier, Pappe und Faserstoff“ (vormals NMP 425/NPa) erarbeitet. DIN 54500 hat sich bisher explizit auf nicht fluoreszierende Proben beschrnkt, da der angewandte Formalismus fr fluoreszierende Proben ungeeignet ist. Auc

5、h wenn Aufheller nicht zugesetzt werden, sind trotzdem viele Proben optisch aufgehellt. Fr diese Flle legt ISO 9416 eine Unterdrckung der Fluoreszenz bei der Messung mit einem Kantenfilter fest. Um Anwender, die vor dem Problem stehen, fluoreszierende Proben messen zu mssen, nicht zu zwingen, auf di

6、e ISO 9416 auszuweichen (Lichtart C), wurden einige nderungen erarbeitet. nderungen Gegenber DIN 54500:2004-04 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) im Abschnitt 1 Anwendungsbereich“ Anmerkung 4 ergnzt; b) zweiter Absatz in Abschnitt 7 Durchfhrung“ ergnzt; c) in Abschnitt 8 Prfbericht“ unter g)

7、Ergnzung aufgenommen; d) Literaturhinweis ergnzt; e) Norm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 54500: 1982-01, 1990-06, 1996-04, 2004-04 DIN 54500:2008-09 3 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr alle nicht fluoreszierenden, unbunten und nahezu unbunten Papiere und Faserstoffe, bei denen de

8、r Eigenreflexionsfaktor R minus Reflexionsfaktor R0der schwarz hinterlegten Probe 0,02 ist (siehe Anmerkung 1 und Abschnitt 7). ANMERKUNG 1 Der logarithmische Ausdruck aus den Gleichungen (5) und (6) geht fr kleine Differenzen der Messwerte R R0sehr schnell gegen unendlich (siehe Anhang A). Die dami

9、t berechneten Werte fr Streu- und Absorptionskoeffizient werden dann zunehmend unsicherer, da bei kleinen Unterschieden von R0und R die Messwert-differenzen selbst in die Grenordnung der Messunsicherheit kommen, und groe Werte des logarithmischen Ausdrucks diese Unsicherheit entsprechend verstrken.

10、ANMERKUNG 2 Bei der Ableitung der Beziehungen zur Bestimmung von Lichtstreu- und Lichtabsorptionskoeffizient wird monochromatische Beleuchtung angenommen. Im Sinne dieser Norm werden die wellenlngenabhngigen Reflexionsfaktoren durch breitbandige gewichtete (Normlichtart D65, Normspektralwertfunktion

11、 )(10y fr den 10 Beobachter) Reflexionsfaktoren ersetzt. ANMERKUNG 3 Bei bunten Papieren sollten wegen der Wellenlngenabhngigkeit von s, und besonders von k, die spektralen Streu- und Absorptionskoeffizienten gemessen werden. ANMERKUNG 4 Sollen optisch aufgehellte Proben dennoch nach dem hier beschr

12、iebenen Verfahren bewertet werden, muss die Fluoreszenz unterdrckt werden. Dazu wird das Messlicht mit einem UV-Filter im Anregungsbereich des optischen Aufhellers vollstndig absorbiert, nicht jedoch im sichtbaren Messbereich. Ein steiler Kantenfilter, der bei 420 nm eine Transmission von 50 % und u

13、nter 400 nm eine Transmission von weniger als 0,5 % aufweist, erfllt die Anforderung hinreichend fr diese Anwendung. Die mit Fluoreszenzunterdrckung gemessenen Reflexionsfaktoren knnen dann wie solche von nicht fluoreszierenden Proben verwendet werden. Diese Norm gilt nicht fr fluoreszierende Papier

14、e und Faserstoffe. 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 des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich

15、 aller nderungen). DIN 53145-1, Prfung von Papier und Pappe Messgrundlagen zur Bestimmung des Reflexionsfaktors Teil 1: Messung an nicht fluoreszierenden Proben DIN EN ISO 186, Papier und Pappe Probenahme zur Bestimmung der Durchschnittsqualitt DIN EN ISO 5269-2, Faserstoffe Laborblattbildung fr phy

16、sikalische Prfungen Teil 2: Rapid-Kthen-Verfahren DIN EN 20187, Papier, Pappe und Zellstoff Normalklima fr die Vorbehandlung und Prfung und Verfahren zur berwachung des Klimas und der Probenvorbehandlung DIN 54500:2008-09 4 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe.

17、3.1 Lichtstreukoeffizient s nach der Nherung von Kubelka und Munk der Bruchteil dStrdes diffus eingestrahlten Lichtstroms , der von einer unendlich dnnen Schicht dl im Innern eines Blattes in den Halbraum der Einstrahlrichtung zurck-geworfen wird =dldsStr1 (1) ANMERKUNG Einheit: m13.2 Lichtabsorptio

18、nskoeffizient k nach der Nherung von Kubelka und Munk der Bruchteil dAbsdes diffus eingestrahlten Lichtstroms , der von einer unendlich dnnen Schicht dl im Innern eines Blattes absorbiert wird =dldkAbs1 (2) ANMERKUNG Einheit: m1 3.3 dichtebezogener Lichtstreukoeffizient d der auf die Rohdichte R des

19、 zu untersuchenden Blattes bezogene Lichtstreukoeffizient nach Kubelka-MunkRsS = (3) ANMERKUNG Einheit: kgm23.4 dichtebezogener Lichtabsorptionskoeffizient K der auf die Rohdichte R des zu untersuchenden Blattes bezogene Lichtabsorptionskoeffizient nach Kubelka-Munk RkK = (4) ANMERKUNG 1 Einheit: kg

20、m2ANMERKUNG 2 zu den Begriffen 3.3 und 3.4 Der dichtebezogene Lichtstreukoeffizient S und der dichtebezogene Lichtabsorptionskoeffizient K im Sinne dieser Norm werden nach der Theorie von Kubelka und Munk aus den Reflexionsfaktoren R0und Rsowie aus der flchenbezogenen Masse mAdes zu untersuchenden B

21、lattes errechnet. DIN 54500:2008-09 5 4 Grundlage des Verfahrens Faserstoffe und Papiere gehren zu den Werkstoffen, die auffallendes Licht teils streuend reflektieren, teils absorbieren. Beide optischen Eigenschaften lassen sich als materialabhngige Messgren fassen als Lichtstreukoeffizient fr das S

22、treuverhalten und als Lichtabsorptionskoeffizient fr das Absorptionsverhalten. Beide Koeffizienten sind abhngig vom Aufbau der Proben. Der Lichtstreukoeffizient hngt vorwiegend von der Art und Gre der freien Oberflche im Inneren der Probe ab, der Lichtabsorptionskoeffizient von der Lichtabsorption i

23、m Inneren der einzelnen Materialkomponenten, aus denen sich das Blatt zusammensetzt. So beeinflussen technologische Prozesse, wie z. B. Mahlung, Trocknung, Satinage, vornehmlich den Licht-streukoeffizienten, whrend Frbe- und Bleichprozesse in erster Linie den Lichtabsorptionskoeffizienten verndern.

24、5 Gert Fr die Bestimmung von R0und Rist ein Reflexionsphotometer nach DIN 53145-1 zu verwenden. 6 Probenahme und Anzahl der Proben 6.1 Reine Faserstoffe Fr die Bestimmung des dichtebezogenen Lichtstreu- bzw. Lichtabsorptionskoeffizienten eines Faserstoffes, z. B. Zellstoff, Holzstoff, sind mindesten

25、s fnf Laborbltter mit einer flchenbezogenen Masse von 75 g/m2(ofentrocken) nach DIN EN ISO 5269-2 herzustellen. ANMERKUNG 1 Wenn bei Faserstoffen mit hohem Lichtstreu- bzw. Lichtabsorptionskoeffizienten die Differenz R R0 0,02 wird, ist es zweckmig, die flchenbezogene Masse der Laborbltter entsprech

26、end geringer zu whlen. ANMERKUNG 2 Wegen der besonderen Abhngigkeit des dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten K von frbenden Verunreinigungen ist auf ausreichende Reinheit des zur Probenvorbereitung und Blattbildung benutzten Wassers zu achten. 6.2 Papiere Die Probennahme bei Papieren wird n

27、ach DIN EN ISO 186 durchgefhrt. Fr die Bestimmung des dichtebezogenen Lichtstreu- bzw. Lichtabsorptionskoeffizienten werden jeweils mindestens fnf Proben bentigt. 7 Durchfhrung An den nach 6.1 hergestellten oder nach 6.2 gewonnenen Proben ist nach Klimatisierung im Normalklima (23 1) C und (50 2) %

28、relativer Luftfeuchte nach DIN EN 20187 die flchenbezogene Masse mAder einzelnen Proben getrennt, auf 0,1 g/m2gerundet, zu bestimmen. Falls die Proben optisch aufgehellt sind oder sein knnten, muss die Einstellung des Messgertes fr Fluoreszenzunterdrckung (Kantenfilter 420 nm) gewhlt werden. Danach

29、sind an jeder Probe getrennt die Reflexionsfaktoren 0R und R nach DIN 53145-1 unter Verwendung der Normlichtart D 65 und der Normspektralwertfunktion )(10y fr den 10-Normalbeobachter zu ermitteln. DIN 54500:2008-09 6 Fr jede der Proben wird aus den drei Messwerten 0R , R und mAder dichtebezogene Lic

30、htstreu- bzw. Lichtabsorptionskoeffizient S und K nach Kubelka-Munk wie folgt errechnet: 002)1(ln10001RRRRRRRmSA=(5) ()00A2)1(In112000121RRRRRRRmRRSK+=(6) Dabei ist S der dichtebezogene Lichtstreukoeffizient nach Kubelka-Munk, angegeben in m2/kg; K der dichtebezogene Lichtabsorptionskoeffizient nach

31、 Kubelka-Munk, angegeben in m2/kg; 0R der Reflexionsfaktor der Probe ber der schwarzen Unterlage (Farbwert YD65/10, ausgedrckt als Dezimalzahl zwisch en 0 und 1, gerundet auf drei wertanzeigende Ziffern nach dem Komma); R der Eigenreflexionsfaktor der Probe (Farbwert YD65/10, ausgedrckt als Dezimalz

32、ahl zwischen 0 und 1, gerundet auf drei wertanzeigende Ziffern nach dem Komma); Am die flchenbezogene Masse der Probe, angegeben in g/m2. Mit dem Faktor 1 000 wird die Einheit von g in kg umgerechnet. 8 Prfbericht Der Prfbericht muss folgende Angaben enthalten: a) Hinweis auf diese Norm; b) Art und

33、Bezeichnung des geprften Erzeugnisses; c) Art und Herstellung bzw. Herkunft der Proben; d) flchenbezogene Masse der klimatisierten Proben, Einzelwerte und Mittelwert; e) dichtebezogener Lichtstreukoeffizient S, Einzelwerte und Mittelwert, auf dezimal drei wertanzeigende Ziffern gerundet; f) dichtebe

34、zogener Lichtstreukoeffizient K, Einzelwerte und Mittelwert, auf dezimal drei wertanzeigende Ziffern gerundet; g) Angaben zur Messgeometrie und ob mit oder ohne Fluoreszenzanregung gemessen wurde; h) Prfdatum; i) jede Abweichung von dieser Norm, die das Ergebnis beeinflusst haben knnte. DIN 54500:20

35、08-09 7 Anhang A (informativ) Abhngigkeit des logarithmischen Ausdrucks des dichtebezogenen Streu- und Absorptionskoeffizienten von der Differenz der Messwerte Rund R0Bild A.1 DIN 54500:2008-09 8 Literaturhinweise 1 ISO 9416, Paper Determination of light scattering and absorption coefficients (using Kubelka-Munk theory)