El índice de blancura es un valor ensayado de manera extensa por la industria en multitud de materiales y soportes.
Una característica fundamental en la medición y caracterización de soportes papeleros, como es el caso del papel y cartón, es el índice de blancura. Este índice, junto con el brillo y el tono, permite la clasificación de los soportes en referencia a las propiedades ópticas.
Sin embargo, pese a que en la industria gráfica el índice de blancura es un valor ampliamente utilizado, no es el único sector que hace uso de este índice. Así, la blancura suele medirse en textil, medicamentos, materiales cerámicos, pintura o plástico, entre otros muchos materiales.
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¿Qué es el índice de blancura?
La blancura es la cantidad de luz medida reflejada por un soporte a través del espectro de luz visible. Este valor se obtiene al calcular la cantidad de luz blanca -es decir, la suma de longitudes de onda reflejadas del espectro- que la superficie manifiesta. De este modo, el valor es útil para determinar cómo de blanco es un soporte al ojo humano. La medida de la blancura se expresa en porcentaje, en escala del 1-100%, siendo 100% el valor que debería corresponderse con un blanco perfecto.
Para llevar a cabo la medida de la blancura, la CIE establece el estándar de iluminación D65, que se corresponde aproximadamente con la incidencia del sol del mediodía en Europa occidental y septentrional.
El índice de blancura y el brillo son parámetros diferentes, aunque su unidad de medida es porcentual. Así, mientras que el primero considera la reflexión de luz blanca y es medido a través de coordenadas de color por un espectrofotómetro; el segundo, más difícil de detectar, se mide con un brillómetro.
De esta manera, podemos definir el brillo como la medida de la cantidad de luz azul reflejada en un soporte o material. Así, podríamos decir que el brillo es el volumen de luz reflejada y que representa una medida más estrecha de la reflectancia de la luz que la blancura.
Por su parte, la blancura es la medida de la cantidad de luz reflejada en un material o soporte. Podríamos decir que es la calidad de la luz, según una luz blanca de referencia. De manera que diferentes niveles de blancura nos hacen percibir los materiales de forma distinta. Así, con un nivel de blancura más bajo los materiales se perciben neutros, grisáceos o más cremosos (amarillentos); mientras que con un nivel más alto de blancura los percibimos con tonos azulados. Así, en una muestra de blanco reflectante y no fluorescente perfecta, el índice de blancura CIE sería 100.
¿Cómo lograr mayor blancura en la industria papelera?
En ocasiones, para lograr una mayor blancura, la industria papelera hace uso de agentes abrillantadores ópticos (OBA). Sin embargo, los OBAs pueden alterar la forma en que la blancura funciona bajo diferentes condiciones de iluminación. Por ejemplo, si el papel es una hoja base blanca sin OBA, podría compararse de forma correcta en interiores, mientras que en exteriores se percibiría más opaco si se comparara con hojas con OBA agregado.
Por ello, siempre es una decisión acertada comparar las muestras de papel bajo diferentes condiciones de iluminación. Detectar visualmente si el material incorpora OBA en su fabricación es sencillo mediante una cámara de comparación visual que incorpore lámpara ultravioleta.
Para los casos en los que se haya incorporado OBAs al soporte papelero, es importante señalar que, a la hora de realizar una medición, habrá que considerar que, si bien el rango de blancura máximo es 100, al incorporar OBAs los materiales reflejan la luz ultravioleta como luz visible, lo que dará como resultado una medición superior a 100. Esto ocurre porque, al reflejar luz ultravioleta, el soporte refleja más luz visible que la que emite la fuente de luz real. De manera similar, los OBAs fluorescentes harán que los valores de blancura aumenten por encima de 100.
Conceptos
A la hora de determinar el índice de blancura de un soporte, hay que tener en cuenta una serie de conceptos como el shade o el amarillamiento.
“Shade” (sombra) parte de la blancura. Caracterización de soportes
La sombra (shade o shading) es básicamente una subcategoría de la blancura. Si bien la calificación porcentual a veces puede ser utilizada por el fabricante para definir la blancura, otras compañías la identificarán por un nombre que describa el tipo de blanco.
Existen tres categorías básicas para sombra. Ahora bien, dado que no existe un estándar, estas categorías se reciben diferentes nombres:
- Habitualmente se emplea el blanco azul, ya que el ser humano lo percibe como más blanco. Los papeles blanco-azulados absorben amarillos y longitudes de onda más cálidas y reflejan longitudes de onda azules o más frías.
- Por otra parte, los papeles crema (Cream White) tienen un tinte amarillento, debido al hecho de que absorben azules y colores más fríos, y reflejan amarillos y colores más cálidos. El blanco crema también se puede llamar blanco cálido.
- Finalmente, los soportes que reflejan todas las longitudes de onda por igual, se denominan True White. Este tipo de soportes, bajo las condiciones de iluminación correctas, aparecerán absolutamente blancos. El True White, o blanco verdadero, también se conoce como blanco equilibrado.
En la actualidad el blanco azulado es el más común en los soportes para impresión y arte, puesto que una mayor cantidad de diseñadores hacen uso de soportes con esta tonalidad. Sin embargo, con anterioridad, la tonalidad más común solía ser True White. La tendencia ha cambiado y hoy en día se opta más por un blanco fresco y brillante, que por un tono más cálido y natural.
Los soportes con tonalidad blanco-azulada tienen mayor gama cromática, reproducen más cantidad de colores y matices, tonalidades más brillantes y permiten, desde el punto de vista de la fabricación, crear papeles de coste inferior, que proporcionan una percepción de mayor calidad por medio del blanqueamiento.
Blancura y amarilleamiento
Como se ha explicado arriba, podría decirse que la blancura es un atributo por el cual el color del material percibido se juzga como más cercano al blanco preferido o blanco establecido.
Por su parte, el amarilleamiento, o índice de amarillez, se determina por medio de datos de colorimetría o espectrofotométricos e indica el grado de salida de un objeto de color de incoloro o desde un blanco establecido, hacia amarillo.
En este sentido, al evaluar visualmente la blancura, deben tenerse en cuenta los recubrimientos brillantes, ya que la apariencia del papel se ve alterada por la superficie adicional y reflectante.
Normativa aplicable
A la hora de determinar el índice de blancura tanto en papeles o cartones, como en otro tipo de materiales, existe normativa que ha de tenerse en cuenta. En concreto, hablaremos de la normas ASTM-E313 e ISO 11475:2017.
ASTM-E313
La American Society for Testing and Materials (ASTM) es una organización internacional que desarrolla normas para productores, usuarios y consumidores.
La normativa ASTM-E 313 contempla la práctica estándar para el cálculo del amarilleamiento e índice de blancura con medición instrumental de coordenadas colorimétricas.
El procedimiento utiliza de partida el modelo CIE de coordenadas triestímulo X,Y,Z.
Por lo que respecta a la blancura (WI) y el tinte (T), establece dos fórmulas de cálculo recomendadas:
- La primera de ellas, basada en iluminante CIE D65 y observador 1931.
- La segunda de ellas, basada en iluminante CIE C y D50, y observador 1931 (para sectores textil, químico y para coloristas)
Donde:
- Y,x,y: Factor de luminancia y coordenadas de cromaticidad de la muestra
- xn yn: Coordenadas de cromaticidad para iluminante estándar CIE y la fuente utilizada
- (WI,x) (WI,y): Coeficientes numéricos
Donde:
- (T,x) (T,y): Coeficientes numéricos
Ahora bien, estas ecuaciones deben usarse sólo para muestran que cumplan que:
- La aplicación de las ecuaciones se restringe a muestras denominadas comercialmente blancas, similares en color y fluorescencia y medidas con el mismo instrumental y al mismo tiempo.
- A mayor valor de WI, mayor es la blancura.
- A mayor T, más verdosa es la muestra. T negativo indica muestra rojiza.
- Para un difusor reflectante perfecto: WI será 100 y T tendrá valor 0.
Por lo que respecta al índice de amarilleamiento, la fórmula de cálculo que se utiliza ha derivado de la ecuación de Hunter de 1942.
Esta ecuación sufrió modificaciones posteriores para mejorar el redondeo. Finalmente, la fórmula recomendada en el procedimiento E313, para minimizar el error residual en los valores de los puntos blancos, es la siguiente:
Dónde:
- (Cx) (Cz): Coeficientes numéricos
ISO 11475:2017
La norma internacional ISO 11475:2017 recoge el procedimiento para determinación de la Blancura CIE de soportes en condición de medida D65/10 (luz diurna). En España, la norma vigente es la UNE-ISO 11475:2010.
Esta norma es de aplicación no sólo para papel y cartón, sino también para pinturas, plásticos y otros colorantes de superficie.
Los valores obtenidos corresponden a la apariencia visual de papeles y cartones blancos, con o sin agentes blanqueantes fluorescentes, cuando se visualizan bajo el iluminante D65 (luz diurna). Se basa en los datos de reflectancia obtenidos sobre la gama completa del espectro visible (VIS), en contraste con la medición de la blancura ISO que se limita a la región azul del VIS.
La norma especifica un método para ajustar el contenido UV que corresponde al iluminante D65 (luz diurna), en la medida en que los resultados obtenidos cuando están presentes blanqueantes ópticos fluorescentes dependen del contenido en UV de la radiación que incide sobre la muestra. Así, este método es específico para la medición de la florescencia en la región azul del espectro. Ahora bien, no es aplicable a papeles coloreados conteniendo colorantes fluorescentes.
Esta norma debe leerse en conjunción con la ISO 2469. Papel, cartón y pastas. Medición del factor de radiancia difusa (factor de reflectancia difusa)
CIE 15
En cuanto a la norma CIE 15, proporciona las recomendaciones de la Comisión Internacional de la Iluminación (CIE) sobre colorimetría.
Esta norma recomienda que las fórmulas para la blancura (W o W10) y el tinte (Tw o Tw,10) siguientes se utilicen para comparar la blancura de las muestras evaluadas para el estándar CIE iluminante D65.
Donde:
- Y es el valor triestímulo Y de la muestra para el observador colorimétrico estándar CIE 1931
- x e y son las coordenadas de cromaticidad x, y de la muestra para el observador colorimétrico estándar CIE 1931
- xn, yn son las coordenadas de cromaticidad del difusor perfecto para el observador colorimétrico estándar CIE 1931
- Y10, x10, y10, xn,10 e yn,10 son valores similares para el observador colorimétrico estándar CIE 1964.
Según indica la norma, estas fórmulas han de aplicarse únicamente a las muestras que comercialmente se denominan ‘blancas’, que no difieren mucho en color y fluorescencia, y que se miden en el mismo instrumento casi al mismo tiempo.
Laboratorios Eyco, expertos en ensayos ópticos
Nuestro laboratorio está técnicamente capacitado para determinar y evaluar propiedades relacionadas con el color ajustadas a pautas de diferentes normas estandarizadas.
Entre las propiedades para las que Eyco ofrece servicio de ensayo se encuentran los índices de blancura y amarilleamiento, según las normas ASTM-E 313 y UNE-ISO 11475:2010
Además, Eyco tiene capacidad técnica para realizar ensayos ajustados a norma de otro tipo de propiedades como el factor de luminancia o el brillo.
