ISO 12625-162024 薄纸和纸巾制品第16部分光学性能的测定不透明度的漫反射法（纸背衬）标准立项发展报告

薄纸和纸巾制品第16部分：光学性能的测定不透明度的漫反射法（纸背衬）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TissuePaperandTissueProducts—Part16:DeterminationofOpticalProperties—DiffuseReflectanceMethodforOpacity(PaperBacking)摘要随着全球生活用纸行业的快速发展，薄纸和纸巾制品的质量评价体系日益受到关注，其中光学性能尤其是不透明度作为衡量产品外观质量、使用性能和印刷适应性的关键指标，其标准化测定方法的建立与完善具有重要的产业意义。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO12625-16:2024《薄纸和纸巾制品第16部分：光学性能的测定不透明度的漫反射法（纸背衬）》标准展开全面论述。报告首先阐述了该标准的立项背景与行业发展需求，分析了薄纸和纸巾制品不透明度测定的技术演进历程及现有方法标准的局限性；其次，系统介绍了标准的主要内容和技术框架，包括适用范围、术语定义、试验原理、仪器要求、试样制备、试验步骤及结果计算等核心技术要素；再次，深入分析了该标准的关键技术改进及其与相关标准体系的协调性；最后，对该标准的实施意义和应用前景进行了展望。本报告旨在为薄纸和纸巾制品行业的生产企业、检测机构、科研院所及相关标准化工作者提供全面的标准技术解读和参考，推动该标准在我国的转化实施与广泛应用。关键词：薄纸；纸巾制品；光学性能；不透明度；漫反射法；国际标准；标准化AbstractWiththerapiddevelopmentoftheglobalhouseholdpaperindustry,thequalityevaluationsystemfortissuepaperandtissueproductshasdrawnincreasingattention.Opacity,asakeyindicatorforassessingproductappearancequality,performancecharacteristics,andprintability,holdssignificantindustrialimportance,andtheestablishmentandimprovementofstandardizedtestingmethodsforitsdeterminationareofgreatpracticalvalue.ThisreportprovidesacomprehensivediscussiononISO12625-16:2024,*Tissuepaperandtissueproducts—Part16:Determinationofopticalproperties—Diffusereflectancemethodforopacity(paperbacking)*.Thereportfirstelaboratesonthebackgroundofthisstandard'sdevelopmentandindustrydemands,analyzingthetechnologicalevolutionofopacitydeterminationfortissueproductsandthelimitationsofexistingtestingmethodstandards.Secondly,itsystematicallyintroducesthemaincontentandtechnicalframeworkofthestandard,includingscope,termsanddefinitions,testprinciples,apparatusrequirements,specimenpreparation,testprocedures,andcalculationofresults.Thirdly,thereportanalyzesthekeytechnicalimprovementsofthisstandardanditscoordinationwithrelevantstandardsystems.Finally,thesignificanceandapplicationprospectsofthisstandardarediscussed.Thisreportaimstoprovidecomprehensivetechnicalinterpretationandreferenceformanufacturers,testinginstitutions,researchorganizations,andstandardizationprofessionalsinthetissuepaperindustry,therebypromotingtheadoptionandapplicationofthisstandard.Keywords:tissuepaper;tissueproducts;opticalproperties;opacity;diffusereflectancemethod;internationalstandard;standardization一、引言1.1研究背景薄纸和纸巾制品作为日常生活必需的消费类纸张产品，涵盖卫生纸、面巾纸、餐巾纸、手帕纸、厨房纸巾等多个品类，其全球市场规模持续增长，产品质量要求不断提高。在众多质量评价指标中，光学性能直接影响消费者的视觉感受和使用体验，是评价薄纸产品质量的重要维度。不透明度作为光学性能的核心参数之一，反映了纸张阻挡光线透过的能力，不仅关系到产品的美观性和遮盖性能，还与其印刷适应性、层间复合效果等密切相关。对于薄纸和纸巾制品而言，不透明度的测定具有特殊的技术难度。相较于文化用纸和包装用纸，薄纸产品具有定量低、松厚度高、结构疏松、表面粗糙等特点，其光学性能受纤维种类、打浆程度、填料添加、起皱工艺等多种因素影响。在测定过程中，试样的均匀性、背衬材料的选择、光源条件和几何条件等因素均会对测定结果产生显著影响。因此，建立科学、统一、可重复的不透明度测定方法标准，对于规范产品质量评价、促进国际贸易和技术交流具有重要意义。1.2标准立项的必要性在ISO12625-16:2024发布之前，薄纸和纸巾制品的光学性能测定主要参照通用纸浆和纸板的光学测试标准，如ISO2471《纸和纸板不透明度的测定（纸背衬）》和ISO22891《纸漫反射法测定透明度》等。然而，由于薄纸产品在结构特性和光学行为上与常规纸和纸板存在显著差异，直接套用通用标准往往导致测定结果与实际使用性能之间存在偏差。具体而言：（1）薄纸的低定量和高松厚性使其光学散射和吸收行为不同于致密的纸板材料；（2）薄纸的表面不均匀性和结构蓬松性对试样制备和测量条件提出了特殊要求；（3）现有标准未能充分覆盖薄纸产品特有的多层复合结构等使用场景。因此，亟需制定专门针对薄纸和纸巾制品的不透明度测定方法标准，以填补国际标准化体系的空白。二、薄纸和纸巾制品光学性能测定的技术背景2.1不透明度测定的技术原理不透明度是表征纸张阻挡光线透射能力的无量纲参数，其物理本质是基于Kubelka-Munk理论的光散射和光吸收模型。在漫反射法测定不透明度时，将单张试样置于标准白色背衬（或指定背衬）上进行反射率测量，并将该反射率与相同试样在标准黑色空阱上的反射率进行对比计算。以纸背衬法测定的不透明度，其数值反映了纸张在标准白纸背衬条件下的有效遮盖能力，这一指标对于评价薄纸产品的实际使用性能（如多层使用时是否透印）具有直接指导意义。不透明度的测定结果受多种因素的综合影响，包括：纸张的纤维组成和打浆度、填料的种类和添加量、染料的种类和用量、定量和厚度、松厚度和孔隙率、表面粗糙度等。对于薄纸产品而言，由于定量通常较低（一般为12~40g/m²），光的透射比例相对较高，不透明度的变化范围较大，因此对测量方法的精度和重复性提出了更高要求。2.2现行相关标准及局限性目前，国际上与纸张不透明度测定相关的标准主要包括：-ISO2471:2008《纸和纸板不透明度的测定（纸背衬）》：该标准规定了使用漫反射法测定纸和纸板不透明度的方法，适用于定量大于40g/m²的纸和纸板产品，但未覆盖低定量的薄纸产品。-ISO2469《纸、纸板和纸浆漫反射因数的测定》：规定了漫反射因数的通用测定方法，为不透明度的计算提供基础测量数据。-ISO22891:2013《纸漫反射法测定透明度》：侧重于透明度的测定，与不透明度在物理概念上互为补充但技术路径不同。-TAPPIT425《纸和纸板不透明度的测定》：美国制浆造纸工业技术协会制定的相关标准。上述标准在适用薄纸和纸巾制品时存在以下局限性：（1）部分标准的适用定量范围未覆盖低定量薄纸产品；（2）试样制备要求未充分考虑薄纸产品的结构特点（如起皱、压花等）；（3）背衬选择与薄纸实际使用场景（多层叠加使用）的匹配性不足；（4）对薄纸产品特有的光学非均匀性问题的处理缺乏针对性指导。这些局限性为制定专项标准提供了技术依据和需求基础。三、ISO12625-16:2024标准的主要内容3.1标准基本信息ISO12625-16:2024《薄纸和纸巾制品第16部分：光学性能的测定不透明度的漫反射法（纸背衬）》由国际标准化组织（ISO）于2024年5月3日正式发布，标准状态为现行有效。该标准由ISO/TC6（纸、纸板和纸浆技术委员会）负责制定，属于ISO12625系列标准的重要组成部分。ISO12625系列标准是专门针对薄纸和纸巾制品的国际标准体系，目前已涵盖多个部分，包括词汇（第1部分）、产品名称和符号（第2部分）、抗张性能测定（第3部分）、湿抗张性能测定（第4部分）、湿强度测定（第5部分）、定量测定（第6部分）、吸水时间和吸水能力测定（第8部分）、球形耐破强度的测定（第9部分）、拉伸强度的测定（第10部分）等。本标准的发布进一步完善了该系列标准在光学性能测试领域的技术覆盖。3.2标准适用范围本标准适用于薄纸和纸巾制品的不透明度测定，包括但不限于卫生纸、面巾纸、餐巾纸、手帕纸、厨房纸巾、工业用薄纸等各类薄纸产品。标准同时适用于单层和多层结构的薄纸制品，并针对不同产品类型的试样制备和测量条件给出了相应规定。3.3规范性引用文件本标准在技术实施过程中引用了以下关键标准文件：-ISO186《纸和纸板测定平均纸质的取样方法》：规定了取样方法和取样条件。-ISO187《纸、纸板和纸浆调湿和试验的标准大气条件》：规定了试样调湿处理和试验进行的标准大气条件。-ISO2469《纸、纸板和纸浆漫反射因数的测定》：规定了漫反射因数测量的基本原理和仪器要求。-ISO12625-1《薄纸和纸巾制品第1部分：词汇》：界定了本标准使用的术语和定义。-ISO12625-6《薄纸和纸巾制品第6部分：定量的测定》：规定了试样定量测定方法。-ISO12625-7《薄纸和纸巾制品第7部分：光学性能的测定》：本系列标准中光学性能测定的基础标准。3.4术语和定义标准对以下关键术语进行了明确定义：-不透明度（opacity）：在规定条件下测定的纸张阻挡光线透过的能力，以百分数表示。纸背衬不透明度定义为单张试样以标准白纸为背衬时的漫反射因数与相同试样以标准黑阱为背衬时的漫反射因数之比。-漫反射因数（diffusereflectancefactor）：在规定照明和观察条件下，试样反射的漫反射光通量与理想完全反射漫射体反射的光通量之比。-纸背衬（paperbacking）：在测定不透明度时置于试样背后的标准白色纸张，用于模拟纸张在实际使用中的背景条件。-黑阱（blackcavity）：用于捕获入射光线的暗室装置，其反射率接近于零，作为不透明度测定中的标准黑色背衬。黑阱的反射因数应不高于0.5%。3.5试验原理本标准规定的试验原理基于以下物理过程：将待测试样置于标准背衬上，使用积分球式反射光度计，在规定的几何条件下测量试样的漫反射因数。不透明度的计算通过以下步骤实现：第一步：测量单张试样以标准纸背衬时的漫反射因数（R_纸背衬）。第二步：将同一试样移至黑阱之上，测量其漫反射因数（R_黑阱）。第三步：按下式计算不透明度值：$$不透明度（\%）=\frac{R_{纸背衬}}{R_{黑阱}}\times100$$该计算方法的物理意义在于：以黑阱条件下的反射因数为基准，评价纸张在标准白色背衬条件下的相对遮盖能力。不透明度值越高，表示纸张阻挡光线透过的能力越强，遮盖性能越好。3.6仪器与设备标准对测量仪器的技术指标和性能要求作了明确规定：-反射光度计：应采用积分球几何结构，满足ISO2469规定的仪器性能要求，包括光谱特性、几何条件和线性度等。仪器的光谱响应应匹配标准照明的D65光源条件，观察者条件为2°或10°标准观察者。-标准白背衬：应采用符合规定反射因数的标准白色纸张或陶瓷白板，其反射因数应在规定波长范围内保持稳定。标准白背衬的反射因数应经过校准，且应定期核查其稳定性。-标准黑阱：应具有低于0.5%的反射因数，确保对入射光线的充分吸收。黑阱的几何尺寸应保证试样完全覆盖其开口。-试样切取工具：应保证试样尺寸与仪器测量窗口匹配，切口应平整无毛边。-标准大气条件：试样调湿和试验应在ISO187规定的标准大气条件下进行，即温度（23±1）°C，相对湿度（50±2）%。3.7试样制备试样制备是影响测定结果的重要因素。标准对试样制备作出以下规定：-取样：按照ISO186规定的方法进行取样，确保试样具有代表性。-调湿处理：试样应在ISO187规定的标准大气条件下进行至少4小时的调湿处理，使试样水分含量达到平衡状态。-试样数量：应至少准备10个有效试样进行测定，以保证结果的统计可靠性。对于多层产品，应分别对单层和叠加状态下的试样进行测定。-试样尺寸：试样应完全覆盖仪器的测量窗口，尺寸应大于测量窗口边缘至少10mm，以防止边缘效应的影响。-表面状态：应从试样中随机抽取正反面兼顾的试样进行测定。对于起皱、压花等具有纹理结构的薄纸产品，应注意试样放置的方向和位置的一致性。应避免在试样的折痕、破损或其他明显缺陷处进行测量。3.8试验步骤标准规定的试验步骤如下：1.按照ISO2469的要求对反射光度计进行校准，包括零点校准和白板校准。校准频率应满足仪器使用说明书的要求，且建议每次测量前进行验证。2.将单层试样平整地放置在标准白背衬上，确保试样与背衬之间无气泡和褶皱。对于多层薄纸制品，应将试样以实际使用时的层数叠加后进行测量。3.测量试样在标准白背衬条件下的漫反射因数R₁，记录测量值。4.将同一试样转移至黑阱上，以相同方式放置，确保试样平整且完全覆盖黑阱开口。5.测量试样在黑阱条件下的漫反射因数R₂，记录测量值。6.重复上述步骤完成全部试样的测量。每个试样应在不同位置进行至少3次读数，取平均值作为该试样的测量结果。3.9结果计算与表示不透明度的计算结果按下列公式计算：$$不透明度（\%）=\frac{\bar{R}_1}{\bar{R}_2}\times100$$其中：-$\bar{R}_1$：试样在标准白背衬条件下的平均漫反射因数-$\bar{R}_2$：试样在黑阱条件下的平均漫反射因数计算结果以百分数表示，精确至0.1%。同时应报告测定时的环境条件、试样层数、仪器型号等必要信息，以保证结果的可比性和可追溯性。标准还规定了实验室内和实验室间的精密度要求，为数据质量评价提供了依据。3.10试验报告标准规定试验报告应包含以下信息：-标准编号（ISO12625-16:2024）-试样的完整标识（产品名称、规格、生产日期等）-使用的仪器型号和测量几何条件-试样层数和定量-调湿和试验的大气条件-测定的不透明度值（平均值和标准偏差）-测定过程中观察到的任何异常现象四、标准的技术特点和创新点4.1针对性技术设计ISO12625-16:2024的技术设计充分考虑了薄纸和纸巾制品的结构特征和性能特点。相较于通用纸张的不透明度测定标准，本标准的针对性改进主要体现在以下方面：第一，试样制备的特殊考量。标准充分考虑了薄纸产品定量低、结构蓬松、易于变形的特点，对试样操作方式作了特殊规定。要求操作过程中避免对试样施加不必要的压力和拉伸，防止因试验操作导致试样结构变化而影响测量结果。第二，多层产品的测定策略。针对薄纸产品通常以多层形式使用的实际情况，标准规定了单层测定与多层叠加测定相结合的方法路径。这一设计使实验室测试条件与实际使用场景更加吻合，提高了测试结果的实用指导价值。第三，表面纹理的均匀化处理。考虑到起皱和压花等表面处理工艺对光学测量的干扰，标准引入了平均化测定原则，要求每个试样在不同位置进行多次读数并取平均值，有效消除了表面不均匀性带来的测量偏差。4.2与ISO12625系列标准的协调性ISO1262