Le più
importanti proprietà ottiche della carta sono determinate in base a
misure di indice riflettometrico.
Tali misure possono acquistare significato e valore numerico
differenti secondo le condizioni di prova, tra queste sono
particolarmente importanti le caratteristiche geometriche e spettrali
dell’apparecchio di misura e il campione di riferimento.
Come campione di riferimento si assume il diffusore perfetto. In
considerazione della difficoltà di riferire direttamente le misure al
diffusore perfetto ed al fine di assicurarsi che misure effettuate in
laboratori differenti siano in accordo fra loro, la taratura degli
apparecchi viene effettuata secondo il seguente schema:
__ Un ristretto
numero di laboratori di riferimento provvede alla taratura di campioni
primari rispetto al diffusore perfetto, mediante apparecchi di
riferimento.
__ In ciascun paese
un laboratorio autorizzato provvede alla taratura ed al periodico
invio agli utilizzatori di serie di campioni secondari tarati rispetto
ai campioni primari mediante apparecchi di riferimento.
Gli apparecchi di
riferimento utilizzati in ciascun paese dai rispettivi laboratori
autorizzati dovranno essere mantenuti in taratura gli uni rispetto gli
altri.
Oggetto
e campo di applicazione:
Nel presente metodo
si prescrivono le caratteristiche ottiche e geometriche degli
apparecchi per la misura dell’indice riflettometrico ed i
procedimenti da seguire per la loro taratura.
Il metodo si
applica a carte, cartoni e materie prime fibrose e non fibrose.
Le misure
dell’indice riflettometrico possono essere utilizzate per la
valutazione di un ampio gruppo di proprietà ottiche. A seconda della
proprietà che si intende misurare, si modificano le caratteristiche
spettrali globali dell’apparecchio, le condizioni relative alla
provetta da misurare ed il metodo di calcolo dei valori numerici, come
specificato nei metodi particolari relativi alle singole proprietà
ottiche.
1.
Il termine (indice riflettometrico) corrisponde al termine
(diffuse ISO reflectance factor) adottato dalla international
organization for standardization.
- Per
l’Italia il laboratorio autorizzato è il centro di
sperimentazione grafica E.N.C.C. Via Assisi 163-00181 Roma.
Definizioni:
Indice
riflettometrico IR. Rapporto,
moltiplicato per 100, tra l’energia raggiante riflessa da un corpo a
quella riflessa dal diffusore perfetto nelle condizioni di
illuminazione e di ricezione specificate nel presente metodo e nelle
condizioni di distribuzione spettrale globale relativa fissate metodi
particolari per ciascun tipo di misura. Per specificare le particolari
condizioni di misura utilizzate, verranno aggiunti opportuni termini
alla dizione generica indice riflettometrico.
Indice
riflettometrico intrinseco (a spessore infinito) IR00.
Indice riflettometrico di uno strato di materiale, eventualmente
costituito da uno o più fogli, avente spessore sufficiente a renderlo
opaco.
Indice
riflettometrico su fondo nero
IR0. Indice riflettometrico di un singolo foglio posto su
un fondo nero.
Fattore di
trasmissione T. Rapporto tra
il flusso luminoso trasmesso da un corpo ed il flusso che esso riceve.
Lunghezza
d’onda effettiva di un apparecchio λeff.
Lunghezza d’onda di una luce monocromatica per la quale il fattore
di trasmissione di un particolare filtro di taratura sia uguale al
fattore di trasmissione dello stesso filtro di taratura, determinato
con l’apparecchio in questione, nelle condizioni di prova. Il filtro
di taratura sopra citato deve manifestare un fattore di trasmissione
spettrale, lineare nel campo di lunghezza d’onda coperto
dall’apparecchio e rappresentabile quindi mediante un’equazione
del tipo:
T = a + b λ («a»
e «b» costanti)
Diffusore
perfetto Campione di
riferimento del primo livello, costituito da un diffusore ideale che
riflette la luce totalmente ed uniformemente nello spazio ed al quale
si attribuisce per definizione un indice riflettometrico pari a 100.
Campione
primario di riferimento.
Campione di riferimento del secondo livello, tarato rispetto al
diffusore perfetto e costituito da una pasticca di solfato di bario.
Campioni
secondari di riferimento.
Campioni di riferimento del terzo livello , tarati rispetto al
campione primario e generalmente costituiti da mazzette di carte
selezionate.
Campioni di
lavoro. Campioni tarati
rispetto ai campioni secondari ed utilizzati per il normale lavoro di
routine; essi sono generalmente costituiti da piastrine di vetro
opale.
Principio:
Il metodo si basa
sulla misura dell’indice riflettometrico, nelle condizioni
sperimentali determinate dall’impiego di un particolare tipo di
riflettometro e dall’inserimento di opportuni filtri lungo il
percorso della luce.
La specificazione del livello di ciascun campione di riferimento è in
accordo con le recenti proposte suggerite in materia della ISO.
Apparecchi
e materiali:
Apparecchi e
campioni di riferimento.
Apparecchio di
riferimento. E’
indispensabile che tale apparecchio sia sempre in perfetto stato e
venga mantenuto in taratura con gli apparecchi di riferimento degli
altri paesi mediante un regolare scambio di campioni secondari.
Campione
primario di riferimento.
E’ costituito da
una pasticca di solfato di bario pressato.
L’indice
riflettometrico intrinseco della polvere di solfato di bario con cui
è preparato il campione primario, deve essere certificato da un
laboratorio di riferimento, che ne esegue la misura mediante
apparecchio di riferimento tarato rispetto al diffusore perfetto.
Campioni
secondari di riferimento.
Sono costituiti da
mazzette di carta selezionate, e vengono distribuiti dal laboratorio
autorizzato.
Devono essere
disponibili campioni secondari idonei per le diverse proprietà
ottiche. Per ciascuna di esse, il laboratorio autorizzato fornirà un
gruppo di campioni i cui valori siano scalati nel normale campo di
misura. Su richiesta, il laboratorio potrà fornire campioni secondari
idonei per campi di misura inconsueti.
L’indice
riflettometrico dei campioni secondari deve essere certificato dal
laboratorio autorizzato che ne esegue la misura, rispetto al campione
primario, mediante apparecchio di riferimento.
I campioni
secondari devono essere maneggiati con attenzione, proteggendo la
superficie di misura da qualsiasi forma di contaminazione; devono
essere conservati nell’oscurità, preferibilmente in un involucro di
plastica.
Apparecchi e
campioni di lavoro.
Apparecchi di
lavoro
Riflettometri
aventi essenzialmente le stesse caratteristiche geometriche,
fotometriche e spettrali dell’apparecchio di riferimento.
Campioni di
lavoro.
Tali campioni, che
devono essere almeno due per apparecchio, sono generalmente costituiti
da piastrine di vetro opale; tuttavia possono essere utilizzati
campioni di altro materiale sufficientemente stabile, purché
presentino una superficie non lucida e di colore bianco neutro.
Essi vengono
periodicamente tarati rispetto ai campioni secondari e sono utilizzati
per la normale taratura degli apparecchi di lavoro. Ciò al fine di
limitare l’uso dei campioni secondari, consentendone una migliore
conservazione.
Per ottenere una
maggiore precisione, per ciascuna proprietà ottica, ci si può
riferire al campione secondario che abbia l’indice riflettometrico
più prossimo al campo di misura delle provette in esame. Per tanto ai
campioni di lavoro possono essere assegnati valori differenti secondo
il tipo di misura e il particolare intervallo considerato.
Condizioni
e procedimento di prova:
Condizioni di
prova.
Si eseguono le
misure nelle condizioni di temperatura e di umidità relative
prescritte nel metodo (condizionamento della carta e del cartone per
le prove).
Taratura dei
campioni di lavoro.
S’inseriscono
lungo il percorso della luce i filtri prescritti per la misura della
particolare proprietà ottica.
Utilizzando il
procedimento appropriato al particolare tipo di strumento, si
determina l’indice riflettometrico di uno dei campioni di lavoro
rispetto ai valori dichiarati di ciascuno dei campioni secondari
compresi nel normale campo di misura.
Si annota ciascun
valore ottenuto, approssimando a meno di 0’1 unità: tali valori
dovrebbero essere contenuti in un intervallo non superiore a 0’3
unità. Si calcola la media del gruppo di valori.
Si ripete questo
procedimento per il secondo campione di lavoro.
Ad intervalli di
tempo sufficientemente frequenti per assicurare la costanza delle
condizioni di misura, si puliscono i campioni di lavoro e se ne ripete
la taratura rispetto ai campioni secondari.
Impiego dei
campioni di lavoro.
I campioni di
lavoro sono generalmente due: uno è impiegato per la taratura
dell’apparecchio nel corso delle misurazioni e l’altro solo per il
controllo giornaliero del primo. Nel caso si manifesti una qualsiasi
variazione nella relazione riscontrata tra i valori dei due campioni
questi devono essere nuovamente puliti e tarati rispetto ai campioni
secondari.
Pulitura dei
campioni di lavoro.
E’ della massima
importanza che i campioni di lavoro siano mantenuti in uno stato di
perfetta pulizia. Ogni qualvolta se ne ravvisi l’opportunità, essi
devono essere puliti secondo il seguente procedimento.
Si lava con acqua
distillata e un detergente privo di sostanze fluorescenti, usando
contemporaneamente una soffice spazzola.
Si risciacqua bene
in acqua distillata e si asciuga con tamponi di carta da filtro esente
da sbiancanti ottici.
Si lascia in
essiccatore fino a secchezza.
Avvertenze:
Il procedimento
descritto presenta il vantaggio di attribuire a ciascun campione di
lavoro un unico valore di taratura, valido in tutta l’estensione del
normale campo di misura. Qualora si desideri, per particolari motivi,
ottenere una maggiore precisione, è preferibile effettuare la
taratura dei campioni di lavoro rispetto al campione secondario più
prossimo al valore presentato della provetta in esame.
Nel caso si adoperi
un campione secondario relativo ad un campo di misura inconsueto , il
valore ricavato per ciascun campione di lavoro deve essere utilizzato
come tale, senza mediarlo con i valori ricavati tramite il gruppo dei
normali campioni secondari. Si consiglia altresì di utilizzare in tal
caso campioni di lavoro aventi un indice riflettometrico prossimo al
particolare campo di misura.
Apparecchio di
riferimento per la misura dell’indice riflettometrico
La responsabilità
per la manutenzione e l’impiego dell’apparecchio di riferimento
deve essere delegata ad un laboratorio autorizzato. Le principali
caratteristiche geometriche, fotometriche e spettrali di questo
apparecchio sono definite nei paragrafi seguenti.
Caratteristiche
geometriche.
La provetta e la
superficie di riferimento sono illuminate con luce emessa da una
lampada ad incandescenza e diffusa mediante una sfera di integrazione.
La superficie
totale delle aperture della sfera non deve superare il 10 % della
superficie della sfera.
La luce riflessa
dal bordo dell’apertura contro la quale si appoggia la provetta non
deve in alcun modo raggiungere direttamente il ricettore.
L’osservazione
della provetta è effettuata in direzione normale. Solo i raggi
riflessi entro un cono solido, il cui vertice cada al centro
dell’apertura alla quale viene applicata la provetta e il cui
semi-angolo al vertice non superi i 4°, dovrebbero raggiungere il
ricettore.
L’apparecchio
deve risultare altresì corredato da un dispositivo antiriflessi,
costituito da un anello nero fissato sull’apertura del ricettore. Il
diametro interno dell’anello è uguale all’apertura del ricettore;
il diametro esterno sottende, rispetto al centro dell’apertura alla
quale viene applicata la provetta, un semi angolo di 15,5 = 0,5 gradi,
in modo da schermare la luce che provenendo dalle pareti della sfera
inciderebbe sulla provetta con un semi angolo compreso tra 4 e 15
gradi.
La superficie di
misura delle provette è circolare, con un diametro non inferiore a 30
mm.
Caratteristiche
fotometriche.
Il fotometro, sia
esso meccanico o elettronico, deve essere di precisione tale che
l’errore di non-linearità fotometricha che rimane dopo taratura non
dia luogo a errori sistematici superiori a 0,3 unità di indice
riflettometrico.
Caratteristiche
spettrali.
Le caratteristiche
spettrali sono dovute principalmente ai filtri inseriti lungo il
percorso della luce. Esse sono anche modificate dalle caratteristiche
del ricettore, dalle caratteristiche del rivestimento della sfera e
dalle altre parti dell’apparecchio. Poiché i filtri da utilizzare
sono prescritti nei rispettivi metodi di prova per la determinazione
della proprietà ottiche in base alla misura dell’indice
riflettometrico, le caratteristiche spettrali globali non sono
riportate in questo metodo. La distribuzione energetica spettrale
relativa dalla radiazione incidente sulla provetta è indicata nella
tabella 1.
TABELLA 1
Distribuzione energetica spettrale
relativa E ( λ ) della radiazione incidente sulla provetta:
Lunghezza
d’onda nm
|
E
(λ) unità arbitrarie
|
Lunghezza
d’onda nm
|
E
(λ) unità arbitrarie
|
350
375
400
425
450
475
500
525
550
575
600
|
6
14
26
40
58
78
100
120
138
156
177
|
625
650
675
700
725
750
775
800
825
850
|
200
219
238
258
276
292
307
318
324
326
|
La stabilità delle
caratteristiche spettrali può essere controllata utilizzando adatti
campioni secondari colorati o filtri. Campioni secondari contenenti
opportune sostanze fluorescenti possono essere utilizzati per
controllare le condizioni del rivestimento della sfera di integrazione
che deve essere rinnovato quando necessario.
La distribuzione
spettrale specificata non contiene la parte ultra-violetta della luce
diurna, cosicché, se eventuali sostanze fluorescenti ( per es.
sbiancanti ottici ) sono incorporate nella carta, esse possono non
essere completamente eccitate.
Un apparecchio
che risponde ai requisiti prescritti dalla presente norma è
costituito dalla ditta Zeiss sotto il nome commerciale di Elrepho.
Definizione n. 4530-080 del vocabulaire international de l’Eclairage,
3a edizione.
Servizio di taratura:
Il laboratorio
autorizzato distribuirà, in base ad un accordo, campioni secondari di
carta, il cui indice riflettometrico sarà esattamente determinato con
l’apparecchio di riferimento rispetto ad un campione primario di
solfato di bario preparato secondo quanto descritto in appendice C.
La carta con cui
sono preparati i campioni secondari dovrà avere le seguenti proprietà.
Il suo indice
riflettometrico non deve cambiare durante un ragionevole periodo di
tempo.
Essa deve risultare
priva di difetti ed uniforme rispetto all’indice riflettometrico.
Essa deve avere una
superficie liscia, ma non molto lucida, salvo che per particolari
applicazioni.
Solamente nel caso in cui essa debba essere utilizzata per il
controllo delle caratteristiche spettrali, potrà contenere sostanze
fluorescenti.
Campione
primario di solfati di bario pressato – preparazione delle pasticche:
Apparecchiatura
e materiali.
Solfato di bario.
Il solfato di bario
utilizzato deve essere della massima purezza e di qualità conveniente
per il particolare uso. I laboratori di riferimento devono essere in
accordo sull’indice riflettometrico del solfato di bario.
Le tarature basate
sull’impiego solfato di bario devono essere effettuate mediante
pasticche di solfato di bario pressato, ottenute mediante la sostanza
in polvere munita di certificato di taratura, rilasciato da un
laboratorio di riferimento e valido per una geometria ottica
corrispondente a quella precisata nell’appendice A.
Pressa per
polveri.
Si utilizza una
pressa per polveri in grado di produrre, con circa 12 grammi di
solfato di bario, una pasticca avente approssimativamente 45 mm di
diametro e 5 mm di spessore. Le pasticche devono essere sostenute da
adatti supporti e la superficie di misura viene formata a contatto con
la superficie smerigliata di una piastrina di vetro. L’apparecchio
deve essere tale che le superfici in contatto con la pasticca non
ruotino durante la sua formazione e che la pasticca insieme al suo
supporto possa essere tolta senza danno alla pressa dopo la
pressatura.
Cucchiaio di
porcellana.
Spazzola soffice.
Detergente privo
di sostanze fluorescenti.
Acetone, puro
per analisi.
Preparazione
della pasticca di solfato di bario.
Tutte le parti
della pressa e i suoi accessori devono essere asciutte e pulite
meticolosamente, prima della preparazione di ciascun pasticca. In
particolare la piastrina di vetro smerigliato deve essere lavata con
la spazzola utilizzando il detergente e l’acqua distillata; viene
risciacquata con acqua distillata e successivamente con acetone;
infine viene essiccata all’aria.
|