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Este instrumento está recomendado para la medición del brillo en papel, cartón y vinilo.

La medición del brillo es un valor de control esencial en muchos sectores productivos para determinar el efecto de reflexión de la luz al incidir sobre distintas superficies y garantizar la calidad del producto. Así, brillómetros de geometrías diferentes se utilizan en una amplia gama de sectores industriales en los que es importante analizar esta propiedad óptica. En concreto, el brillómetro de geometría 75º está recomendado para la medición del brillo en papel, cartón y vinilo.

Índice de contenidos

¿Qué es el brillo?

Según la norma UNE-EN ISO 8254-1:2009, el brillo es el «aspecto mediante el cual los rayos de luz reflejados de los objetos se perciben como superpuestos a la superficie debido a las propiedades direccionalmente selectivas de esa superficie.»

De este modo, el brillo se asocia a nuestra percepción visual, que influye como impacto psicológico en los consumidores.

Cuando la luz incide sobre una superficie se producen reflexión difusa y reflexión especular. En la primera los rayos de luz salen en distintas direcciones, mientras que en la segunda, los rayos se reflejan en el mismo ángulo o dirección que el ángulo de incidencia. Ahora bien, mientras que la reflexión difusa es la responsable del color de los objetos, la reflexión especular es la responsable del efecto del brillo. Así, podemos decir que el brillo es una propiedad óptica de una de superficie que se caracteriza por su capacidad para reflejar la luz especularmente.

Diferencias entre la reflexión especular y reflexión difusa
Imagen 1. Reflexión especular y reflexión difusa.

En los materiales con superficies o acabados rugosos y no lisos será mayor la cantidad de luz difusa que la cantidad de luz directa o especular. Tenemos, así, superficies mate, con brillo bajo o semibrillo.

Por su parte, en los acabados pulidos y lisos la proporción de luz directa reflejada es mayor, porque la luz es directamente reflejada en el mismo ángulo de incidencia. En este caso, tenemos superficies o acabados de alto brillo.

Reflexión sobre una superficie pulida y rugosa
Imagen 2. Reflexión especular en muestra con superficie pulida, y reflexión difusa en muestras con superficie rugosa.

Junto con el color, el brillo es un parámetro básico para evaluar el aspecto superficial de los productos, y este atributo se tiene en consideración a tanto a la hora de crear el diseño como en los controles de calidad de los procesos productivos.

Por ello, es importante medir el brillo de forma objetiva y cuantitativa, empleando para ello brillómetros. Estos equipos se usan de manera habitual en empresas de sectores como el papelero, el del plástico, el de la automoción, o el de las pinturas y barnices, entre otros.

Brillómetro de geometría 75º

Entre los factores que hay que tener en cuenta a la hora de medir el brillo se encuentra el ángulo de incidencia o ángulo de observación.

En sectores como el de la automoción, la cerámica, el mueble, el plástico, las pinturas y revestimientos, el metal o el de materiales para la construcción, los instrumentos para la medición del brillo recomendados son equipos de geometría a 20º, 60º u 85º, según la tipología de reflectancia de la superficie.

Sin embargo, para el sector papelero y el de las artes gráficas suelen recomendarse brillómetros de 75º.

ángulo brillómetro geometría 75º
Imagen 3. Brillómetro geometría 75º

En la siguiente tabla pueden observarse las recomendaciones generales para elegir la mejor geometría de medida del brillo según el tipo de superficie en la que se quiere medir.

Recomendaciones generales. Brillómetros. Brillómetro de geometría 75º
Tabla 1. Recomendaciones generales. Geometría según el tipo de superficie.

Recomendaciones de la normativa para medición con el brillómetro de geometría 75º

UNE-EN ISO 8254-1: 2009

La norma UNE-EN ISO 8254-1:2009, bajo el título «Papel y cartón. Medición del brillo especular», recoge el método de trabajo para realizar la medición del brillo.

En concreto, la parte 1 de esta norma es la que se refiere a «Brillo a 75 grados con un haz convergente, método TAPPI». Mientras que la parte 2 de la norma UNE-EN ISO 8254 hace referencia al «Brillo a 75º con haz paralelo, método DIN», y la parte 3 de dicha norma al «Brillo a 20º con haz convergente, método TAPPI».

De este modo, las condiciones de medida han de definirse correctamente, puesto que los resultados de brillo dependen en gran medida del ángulo de medición y del tipo de haz de luz incidente (convergente o colimado).

La UNE-EN ISO 8254-1:2009 especifica que, mientras que la definición de brillo que se propone en dicha norma se refiere a un modo de percepción visual, «el método descrito utiliza una medición física de una reflexión, mezclada, regular y difusa». Y añade que, pese a que «no se conoce la correlación exacta entre la percepción visual y la escala establecida por la medición física», dicha «escala física del brillo ha demostrado ser útil para un cierto número de aplicaciones técnicas, por lo que su normalización está justificada».

En cuanto al objeto y campo de aplicación, la primera parte de la norma especifica un método de medición del brillo especular del papel a un ángulo de 75º respecto a la normal de la superficie del papel.

Además, la norma indica que aunque su principal campo de aplicación son los papeles estucados, puede utilizarse también para papeles sin estucar de alto brillo, como, por ejemplo, los súper calandrados.

Medición sobre soporte papel impreso y soporte estucado

La primera parte de esta norma indica que las diferencias en el color y en la reflectancia difusa de estas películas de tinta tienen un efecto insignificante sobre el brillo medido. Así, por ejemplo, las mediciones sobre superficies blancas y negras que, en lo demás son idénticas, dan un valor para la superficie blanca que es menos de una unidad de brillo por encima del valor obtenido para la superficie negra.

Además, la norma explica que el método indicado no debe utilizarse en papeles estucados de alto brillo, lacados, altamente barnizados o encerados o en películas de tinta de alto brillo. La norma recomienda que, en el caso de estos usos, se realicen las mediciones a otros ángulos, por ejemplo a 20º, aunque este método ha demostrado ser adecuado para las mediciones del brillo en la mayoría de las películas de tinta sobre papeles o cartones.

El soporte estucado posee un recubrimiento sobre su superficie que tiene por objeto limitar la cantidad de tinta absorbida por el papel, de manera que se produce una impresión más nítida y clara. Por su parte, los soportes no estucados carecen de esta cubrición, lo que da como resultado una impresión de menor calidad.

Las superficies de alta calidad de muestras y recubrimientos están diseñadas para incorporar claridad (o luminosidad) y brillantez. Aunque en ocasiones, la superficie puede mostrar una cantidad diferente de brillo debido a una distribución desigual de las partículas. Esto sucede también al medir superficies plásticas que pueden parecer opacas.

Utilidad adicional en el control de calidad. Uso del brillómetro de geometría 75º

El brillómetro de geometría 75º se emplea en imprentas e industria papelera para el control y medida de la magnitud del brillo en superficies. Con este equipo es posible medir el brillo tanto del soporte, como de la capa de tinta aplicada, como de los barnices de sobreimpresión.

Ahora bien, especialmente en packaging y en la fabricación de revistas y otros productos gráficos se aplican barnices mate, brillo o mixtos, muchas veces a través de un proceso de curado UV. En este caso, se utilizan dosímetros para controlar las lámparas y el brillómetro para verificar el brillo en diferentes zonas. Los dosímetos son equipos de medida que miden la intensidad de la radiación UV proporcionada por las lámparas. Sin embargo, la correcta aplicación de la capa de barniz y el adecuado y uniforme curado puede verificarse por medio del control del brillo en diversas zonas. Este proceso de medición es importante, puesto que una caída en la salida de las lámparas de curado puede provocar problemas en el secado del barniz y, en el caso de envases alimentarios, problemas de migración.

Puesta a punto del brillómetro de geometría 75º

La UNE-EN ISO 8254-1:2009 indica el procedimiento de medida del brillo y las recomendaciones de uso.

El equipo instrumental se suministra con un patrón de referencia propio sobre el que es indispensable realizar el ajuste a cero del brillómetro antes de iniciar el proceso de medición. Así, mantener el buen estado físico del patrón -sin roturas ni suciedad- es fundamental.

Para garantizar el buen funcionamiento del equipo es recomendable que sea calibrado periódicamente por un laboratorio acreditado por ENAC.

Una recomendación técnica relativa a la puesta a punto de los brillómetros de geometría 75º es que estos equipos pueden ser ajustados para realizar un número de mediciones sobre un soporte o superficie, y proporcionar una media de las medidas. Es recomendable realizar varias medidas sobre la misma muestra para asegurar el valor promedio correcto.

Método. ASTM D1223 1998

El método ASTM D1223 1998, de prueba para brillo especular de papel y cartón a 75º tiene una geometría de haz convergente inusual.

Así, para este caso, se especifica el estándar primario como vidrio negro de índice de refracción 1540 -y no 1567- en la línea D de sodio con un valor de brillo definido de 100.

A continuación se muestra una gráfica realizada en el marco de un proyecto de investigación, donde se observan las diferencias de medición referenciadas a un índice de refracción de 1567 y 1540.

gráfico donde se observan las diferencias de medición referenciadas a un índice de refracción de 1567 y 1540
Fuente: https://www.researchgate.net/profile/Joanne-Zwinkels/publication/
Óptica characterization of a reference instrument for gloss measurements in both a collimated and a converging beam geometry. July 2006Applied Optics 45(16):3712-20. DOI:10.1364/AO.45.003712

Packaging sobre soporte metálico o plástico

Como hemos indicado en los apartados anteriores, el brillómetro de geometría 75º es el recomendado para realizar mediciones en papel, cartón o vinilo. Ahora bien, sabemos que la industria gráfica trabaja también para sectores en los que se realizan impresiones en otro tipo de soportes. Como por ejemplo, las impresiones en envases metálicos, o bien de las impresiones en flexografía o huecograbado, o también en el caso de las impresiones sobre soporte flexible basados en derivados del plástico (PP, PE, BOPP, PET, etc.) En estos casos, lo recomendable es utilizar brillómetros aptos para estas superficies.

Laboratorios Eyco. Expertos en calibraciones y ensayos ópticos

Con el fin de garantizar la calidad en las medidas y la trazabilidad a patrones de referencia reconocidos internacionalmente, se recomienda calibrar periódicamente los equipos y patrones de medida. La frecuencia de calibración debe de ser establecida por el usuario en base al uso y al histórico de calibraciones.

Laboratorios Eyco cuenta con capacidad para calibrar brillómetros y patrones de brillo de geometría 75º. Así mismo, Eyco tiene capacidad para realizar ensayos para la medida del brillo a esta geometría.

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