UV Calibration and Whiteness FAQs

Calibración UV y Preguntas Frecuentes sobre Blancura
Datacolor TOOLS permite calcular índices de blancura cuando se usa junto con
espectrofotómetros con capacidades de UV tales como Datacolor 600, 650, Elrepho, y Check
PRO. Dichos índices son usados principalmente por las industrias textiles y del papel donde la
blancura es importante, particularmente cuando se incluyen blanqueadores ópticos en el
producto. Un blanqueador óptico aumenta la blancura del papel o textil mediante la absorción de
la parte ultravioleta (UV) del espectro de luz y la re-emisión de energía como luz visible. Este
fenómeno se conoce como fluorescencia. Debido a que la blancura depende del contenido UV
de la luz incidente, los índices de blancura requieren de un control cuidadoso del contenido UV
de la fuente de luz del espectrofotómetro. Dos índices de blancura usados comúnmente son los
índices de blancura Ganz-Griesser y CIE. Los materiales usados para calibrar blancura a través
de estos índices incluyen Hohenstein, AATCC, Paprican, y STFI. Este documento suministrará al
usuario con detalles acerca de la terminología, determinación y limitaciones de dichos índices de
blancura y los materiales usados como estándares.
1. ¿Qué son los blanqueadores ópticos? Agentes blanqueadores ópticos (OBA por sus
siglas en inglés), también conocidos como agentes blanqueadores fluorescentes (FWA
por sus siglas en inglés), son químicos que contienen moléculas que presentan
fluorescencia. Cuando son adicionados a ciertos materiales blancos le dan al material la
apariencia de ser “más blancos que el blanco”
2. ¿Qué es fluorescencia? La luz del día no está limitada a las longitudes de onda del
espectro visible (400 – 700nm). Incluye además radiación del espectro electromagnético
completo incluyendo UV. Cuando radiación de la longitud de onda adecuada choca
contra una molécula fluorescente, la molécula es excitada y la radiación absorbida por
ésta. A medida que la molécula retorna a su estado basal, emite la energía absorbida
como luz visible, en lugar de calor. En el caso de los OBA la energía UV es absorbida
por las moléculas y re-emitida en la región azul del espectro visible, alrededor de los 450
nm.
Para materiales blancos un incremento de la energía reflejada en la región azul resulta
en una apariencia azulada del blanco. Mientras que un blanco azulado es percibido
como más limpio, un material que ha envejecido o se ha ensuciado se ve amarillento y
es menos aceptable para el ojo. Como resultado de esto el OBA es adicionado
comúnmente a las telas blancas y otros materiales para hacerlos lucir más azules o más
limpios.
3. ¿A qué se le llama un espectrofotómetro con capacidades UV? Ya que la cantidad
de fluorescencia OBA está relacionada directamente con la cantidad de energía
absorbida por la molécula fluorescente, un espectrofotómetro con capacidades UV
(generalmente con esfera integradora) debe tener una fuente de luz que emita la
cantidad adecuada de luz ultravioleta típica de la luz de día normal, esta luz de día ha
sido estandarizada como el iluminante CIE D65. Las fuentes de luz en dichos
espectrofotómetros (tales como las de xenón pulsado) comienzan con un contenido UV
proporcionalmente mayor a D65. Una posición variable del filtro de corte UV se usa para
controlar el UV y simular D65. El filtro se coloca al frente del haz antes de que entre la
esfera.
4. ¿Qué tan frecuentemente debo reajustar el filtro UV en mi espectrofotómetro para
medir blancura? A medida que la esfera integradora del espectro envejece, la cobertura
de sulfato de bario absorbe en mayor proporción la luz emitida por la fuente. Asimismo,
la luz UV emitida por la fuente de luz cambia con el tiempo. Para compensar por esto se
deberá ajustar el filtro para controlar la cantidad UV en la fuente. El ajuste del filtro
requiere un procedimiento de calibración UV que es independiente de la calibración
diaria de su equipo. El filtro no tiene que ser reajustado para medir muestras no
fluorescentes. Sin embargo, para medir blancura, deberá recalibrar el filtro UV
frecuentemente – Datacolor recomienda semanalmente.
5. ¿Cómo se calibra el filtro UV en la fábrica? Como regla general, Datacolor ya no
calibra el filtro UV en fábrica sino que ofrece un servicio de calibración opcional para los
instrumentos nuevos con los estándares de blancura que el cliente especifique.
Datacolor verifica las capacidades y desempeño del UV en cada espectro, de manera
que su instrumento nuevo está garantizado para ser calibrado con cualquiera de los
estándares mencionados seguidamente. Es importante que el cliente decida cual de los
siguientes métodos de calibración UV se adapta mejor a su aplicación: Blancura GanzGriesser usando los estándares de referencia textil Hohenstein, el índice de blancura
CIE Whiteness usando los estándares de referencia textil de la AATCC, el índice de
blancura CIE usando los estándares apropiados de referencia de papel (Paprican, STFI,
u otros), y la Brillantez ISO usando los estándares de papel mencionados anteriormente.
(Ver pregunta frecuente # 12.)
6. ¿Cuál es el propósito de la cerámica fluorescente? La cerámica fluorescente se usa
como estándar de transferencia o de trabajo para permitirle al usuario actualizar la
calibración después de la primera calibración con el estándar de referencia apropiado.
La cerámica es útil porque es menos frágil que los especímenes de referencia primario,
así que su medición puede ser confiable durante más tiempo. Para usar la cerámica
fluorescente, mida sus valores de blancura inmediatamente después de la calibración
con su estándar de referencia primario usando la configuración del filtro UV y los valores
determinados para su instrumento después de esa calibración. A partir de estas
mediciones, Usted podrá asignar hasta 4 valores de blancura diferentes para una placa
fluorescente. Los valores son los siguientes: (a) La blancura Ganz-Griesser medida a la
configuración de filtro Ganz-Griesser (los parámetros del instrumento heredados de la
o
calibración Hohenstein); (b) El índice de blancura D65/10 CIE medido a la configuración
del filtro para el estándar de papel (ej, Paprican); (c) la referencia Brillantez ISO a la
o
configuración del filtro a la cual el Indice de blancura CIE es medido a C/2 ; y (d) un valor
o
legado de Indice de Blancura CIE D65/10 medido a la configuración de filtro de GanzGriesser. [Antes de 2004, solamente el procedimiento Ganz-Griesser era usado para
realizar la calibración UV, y en algunos casos ese valor legado se requiere para algunos
clientes textiles]
La programación para la calibración UV debe ser integrada con una programación para
reemplazo de sus estándares primarios tales como Hohenstein, Paprican, STFI, o
AATCC. Generalmente tal reemplazo debe ser realizado anualmente, aunque en
algunos casos se recomienda su reemplazo cada 3 meses.
En la parte inferior se describe la calibración UV que incorpora el estándar primario
(blancura absoluta) y el estándar de transferencia o de trabajo:
1. Ajustar las condiciones de medición del instrumento de acuerdo a las
condiciones definidas en la documentación de su estándar de referencia
primario.
2. Realizar la calibración normal con los patrones negro y blanco de calibración
3. Realizar la calibración UV usando el estándar primario
4. Caracterizar el estándar de trabajo (cerámica fluorescente).
5. Introducir el valor de blancura obtenido en punto 4 como si fuera su estándar UV
6. Hasta la siguiente Calibración UV absoluta, calibre semanalmente su
instrumento por UV usando el estándar de trabajo.
7. Para la calibración Ganz-Griesser, como debería usar los valores medidos la
primera vez con la cerámica fluorescente? Los valores a usar comprenden la opción
(a) de la pregunta 5 de este documento. En la configuración de Calibración UV del
Datacolor Tools, seleccionar “UV D65/10 (Ganz Griesser).” Introduzca la blancura de
Ganz-Griesser. Las constantes del instrumento que ha obtenido de la primera calibración
se mostrarán con una opción para ser editadas, pero no lo haga. Con la cerámica
fluorescente colocada para su medición, permita a la función de calibración automática
ajustar el filtro UV hasta que el valor medido satisfaga un criterio. Siendo estrictos, la
calibración del usuario debe ser llevada a cabo con un juego de especímenes de
referencia Hohenstein (los cuales tienen un tiempo de vida útil de 90 días). El uso de la
cerámica fluorescente asume que las constantes de Ganz-Griesser son las constantes
para el instrumento, pero una re calibración verdadera a través de la opción Recalibrar
Parámetros en el menú de Ganz-Griesser no asume esto
o
8. Para la Blancura CIE D65/10 como debería usar los valores medidos la primera
vez con la cerámica fluorescente? Si está interesado en la lectura de papel o cartón
bajo iluminación exterior, Ud. Necesita el Indice de Blancura CIE que corresponde al
iluminante estándar D65 y observador estándar de 10 grados. En el menú de
configuración del instrumento en la “Configuración UV” del Datacolor Tools, seleccione
“UV D65/10 (Blancura CIE).” Con la cerámica fluorescente colocada en el instrumento,
introduzca los valores de Blancura CIE D65/10 definida por “Paprican” (opción (b) en
pregunta frecuente 5), y realice la calibración automática para ajustar el filtro UV hasta
que el valor medido alcance el valor objetivo. Para mayor exactitud en las mediciones la
re-calibración debe ser realizada con un est{andar de papel Paprican usando el método
ISO estándar 11475. Para calibrar con un estándar de papel Paprican, introduzca la
blancura CIE de referencia para ese estándar en la casilla donde Ud. Hubiera introducido
el valor de referencia de la cerámica fluorescente.
o
9. Para la Blancura C/2 CIE como debería usar los valores medidos la primera vez
con la cerámica fluorescente? Si está interesado en la lectura de papel o cartón bajo
iluminación interior, Ud. Necesita el Índice de Blancura CIE que corresponde al
iluminante estándar C y observador estándar de 2 grados. Para calibrar el filtro UV en su
o
instrumento a C/2 , seleccione “UV C (ISO Brillantez)” en la configuración de calibración
UV. Si desea actualizar la calibración con la cerámica blanca, introduzca el valor como
mostrado en la opción (c) de la pregunta frecuente 5. Si no (o si desea una calibración
más rigurosa), entonces tenga disponible un espécimen de referencia Paprican,
introduzca su Brillantez ISO en el mismo campo donde el valor de la opción c se hubiera
introducido y realice la calibración por el método de los estándares ISO ISO 11476 y
2470. Al finalizar la calibración Ud puede medir tanto Brillantez ISO(también llamada
o
R457 Brillantez) o la blancura CIE a C/2 con su instrumento. [Nota: Brillantez ISO se
o
usa para configurar el filtro UV para las mediciones de Blancura CIE a C/2 , pero los dos
números no son iguales. El primero requiere un espectro de Reflectancia e impone una
función de peso en la región azul mientras que el último se calcula con valores
colorimétricos]
10. ¿Cómo puedo usar la opción de Blancura CIE antigua de la opción d de la
pregunta frecuente 5? el valor denotado “Blancura CIE” or “D65/10 Blancura CIE” bajo
la calibración Ganz-Griesser es un valor legado. Este valor fue incluido específicamente
para la industria textil cuando la única calibración UV disponible era Ganz-Griesser
(antes de 2004). El uso de este valor no se recomienda excepto para comprarlo con
usos anteriores de este índice.
11. ¿Cómo procedo si necesito una nueva cerámica fluorescente? Si usted extravía o
daña su cerámica fluorescente, Datacolor ofrece reemplazos pero sus valores de
referencia deben ser obtenidos en su espectro particular. Para hacer esto, ordene los
estándares de referencia apropiados (e.j., Hohenstein o Paprican), recalibre su
instrumento con estos y registre las lecturas apropiadas para la nueva cerámica
fluorescente.
12. ¿Por qué los valores de blancura CIE y Ganz-Griesser/Hohenstein no concuerdan?
Paprican, STFI, y otras 3 empresas fabrican estándares de referencia de papel para
evaluar la Blancura CIE; Hohenstein fabrica estándares de referencia textiles para ser
usados en la evaluación de blancura Ganz-Griesser (GG). Ambas blancuras CIE y GGHohenstein consisten en la simulación de D65 a partir de la fuente de luz del
espectrofotómetro mediante la interposición de un filtro de corte UV con un corte a 400
nm. En cada caso, el usuario ajusta el filtro UV o la cantidad de interposición guiándose
por las mediciones de un estándar de referencia. Debido a que GG y CIE tienen
diferentes algoritmos de calibración y agentes fluorescentes diferentes en sus
estándares de referencia no hay razón para esperar que produzcan la misma posición
del filtro UV. Por lo tanto no se puede justificar comparación entre estos estándares: e.j.,
Paprican-CIE debe ser usado para papel y Hohenstein-GG debe ser usado para textiles.
13. ¿Es legítimo comparar valores de blancura basados en Hohenstein pre-2005 con
pos-2005? Es necesario incluir ajustes al nuevo valor de blancura usando la ecuación:
(W old = 0,95 W new + 12). Este ajuste fue necesario para la re calibración de las muestras
de referencia Hohenstein referenciadas a NRC en Canadá. Debido a esta situación, el
ajuste de Hohenstein no se ha implementado en ninguno de los software Datacolor; los
ajustes serán responsabilidad del usuario que intente esta comparación entre valores
pos-2005 con pre-2005. Note que antes de Abril 11, 2006, el valor de blancura GG
incluido con la cerámica fluorescente está ajustado. Después de esta fecha, el valor
reportado de blancura no está ajustado.
14. ¿Es legítimo comparar valores de blancura para diferentes geometrías de
instrumentos? Aún para el mismo modelo de instrumento, diferencias unidad a unidad
puede ocurrir con una tolerancia de 2 unidades de blancura. Al comparar instrumentos
con geometría u ópticas diferentes será necesario aumentar esta tolerancia. Se
recomienda no comparar valores de blancura entre instrumentos de diferentes
geometrías
15. ¿Es legítimo comparar valores de blancura para diferentes aperturas y
condiciones especulares para el mismo espectrofotómetro?
No. Las calibraciones realizadas para aplicaciones de Blancura/Brillantez deben ser
hechas con el mismo tamaño de apertura y para espectrofotómetros d/8 para las mismas
condiciones de especularidad.
Las condiciones de medición se hacen mas estrictas si se usa los números de
calibración suministrados en un certificado para una cerámica de transferencia. En ese
caso, las condiciones de LAV (o XLAV) y la especular excluida deben ser usadas.
En general, Datacolor prefiere LAV y and especular-excluida para la calibración UV y las
mediciones, de esta manera se minimiza el efecto de la coloración de la esfera en la
medición. Asimismo, LAV incrementa la repetitividad y reproducibilidad de las
mediciones en una cadena de suministro
16. ¿Por qué no puedo simplemente tomar mi cerámica fluorescente y usarla para
calibrar otro instrumento? Las mediciones de Blancura Ganz-Griesser dependen de
un juego de parámetros que son específicos para cada instrumento. Estos parámetros
son calculados duireante la calibración UV absoluta de Ganz-Griesser con los
estándares Hohenstein. Es importante comprender que la calibración Ganz-Griesser se
lleva a cabo con 4 estándares que tienen grados diferentes de blanqueadores ópticos.
Esa calibración determina 3 parámetros de instrumento así como el valor de Blancura. Si
cambia su instrumento, deberá determinar los parámetros nuevamente repitiendo el
procedimiento complete de calibración
17. ¿Debería esperar que los resultados de blancura sean tan precisos como otros
valores derivados de las mediciones del espectrofotómetro? No. A pesar de la
calibración de blancura, el método tiene resultados inherentes que no son tan confiables.
Esto ocurre en parte debido a que el ajuste del D65 no alcanza una igualación espectral
verdadera y en parte debido a que la muestra perturba el color de la esfera
(especialmente en esferas pequeñas donde el tamaño del puerto es una fracción
apreciable del tamaño total de la esfera). Debido a estos factores, las tolerancias
publicadas para la blancura GG son grandes o menos estrictas. Es importante entender
esto y aceptar las limitaciones intrínsecas del método.
18. ¿Dónde puedo encontrar más información acerca de la evaluación de blancura de
Datacolor? Dependiendo del equipo Datacolor que ha comprador consulte el capítulo
“UV Calibration and Whiteness Options” en cualquiera de los siguientes manuales en
inglés:
Datacolor TOOLS User Guide Part No. 4220-0927M Rev 1, April, 2005
Datacolor CHECK Manual Part No:
4230-0396M, April 2005
Ambos manuals describen el uso de la calibración UV.
19. ¿Dónde puedo comprar los estándares de referencia primarios? Seleccionar de los
hipervínculos de abajo el estándar requerido
Para estándar de papel Paprican: www.paprican.ca
Para estándar textil Hohenstein: www.hohenstein.de
Para estándar textile AATCC:
http://www.textileweb.com/Content/news/article.asp?Bucket=Article&DocID=1e93759ce124-4f6e-b588-cd4b6f7b7d7d&VNETCOOKIE=NO
20. ¿Cuáles son los estándares que aplican a las evaluaciones de blancura y
brillantez? Los siguientes est{andares aplican, alguno de ellos han sido mencionados
en las preguntas frecuentes anteriores:
ASTM D985-97 Standard Test Method for Brillantez of Pulp, Paper, and Paperboard
(Directional Reflectance at 457 nm) see www.astm.org .
ASTM E313-05 Standard Practice for Calculating Yellowness and Whiteness Indices
from Instrumentally Measured Color Coordinates; see www.astm.org .
TAPPI T-534 om 92 Brillantez of clay and other mineral products (d/o diffuse); see
www.tappi.org .
TAPPI TIS 0804-05: Indices for whiteness, yellowness, blue reflectance factor and
luminous (green) reflectance factor; see www.tappi.org .
o
ISO 11475: 1999 Paper and board---Determination of CIE whiteness, D65/10 (outdoor
daylight); see www.iso.org .
o
ISO 11476: 2000 Paper and board---Determination of CIE whiteness, C/2 (indoor
illumination conditions)
ISO 2470: 1999E Paper, board and pulps---Measurement of diffuse blue reflectance
factor (ISO Brillantez); see www.iso.org .
AATCC Test Method 110: 2005 Whiteness of Textiles; see www.aatcc.org .