ISO 8254-1:2009
(Main)Paper and board — Measurement of specular gloss — Part 1: 75 degree gloss with a converging beam, TAPPI method
Paper and board — Measurement of specular gloss — Part 1: 75 degree gloss with a converging beam, TAPPI method
ISO 8254-1:2009 specifies a method for measuring the specular gloss of paper at an angle of 75° to the normal to the paper surface. Although its chief application is to coated papers, it may also be used for glossy uncoated papers such as supercalendered papers.
Papiers et cartons — Mesurage du brillant spéculaire — Partie 1: Brillant à 75 degrés avec un faisceau convergent, méthode TAPPI
L'ISO 8254-1:2009 spécifie une méthode de mesurage du brillant spéculaire du papier à un angle de 75°de la normale de la surface du papier. Bien que son domaine d'application principal soit celui des papiers couchés, elle peut aussi être utilisée pour les papiers brillants non couchés, par exemple des papiers supercalandrés.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8254-1
Second edition
2009-02-15
Paper and board — Measurement
of specular gloss —
Part 1:
75° gloss with a converging beam, TAPPI
method
Papiers et cartons — Mesurage du brillant spéculaire —
Partie 1: Brillant à 75° avec un faisceau convergent, méthode TAPPI
Reference number
ISO 8254-1:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 8254-1:2009(E)
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ISO 8254-1:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Principle. 2
5 Apparatus . 3
6 Sampling. 4
7 Preparation of test pieces. 4
8 Calibration of the instrument. 5
9 Procedure . 5
10 Precision. 5
11 Test report . 6
Annex A (normative) Specification of the optical system of the gloss meter . 7
Bibliography . 10
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ISO 8254-1:2009(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8254-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 6, Paper, board and pulps.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8254-1:1999). It has been technically revised,
in part to harmonize the wavelength specified in 5.2.1 with that specified in ISO 8254-2:2003 and
ISO 8254-3:2004. The reference wavelength defining the high-gloss reference standard has been changed
from 589,26 nm (sodium D line) to 587,56 nm (helium d line), but this change has a negligible effect on the
measured specular gloss value.
ISO 8254 consists of the following parts, under the general title Paper and board — Determination of specular
gloss:
⎯ Part 1: 75° gloss with a converging beam, TAPPI method
⎯ Part 2: 75° gloss with a parallel beam, DIN method
⎯ Part 3: 20° gloss with a converging beam, TAPPI method
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ISO 8254-1:2009(E)
Introduction
This part of ISO 8254 deals with the assessment of the “gloss” of a paper or board surface by determining an
optical property called the “specular gloss” which is here defined in terms of a measurement made at 75°
using a converging beam geometry, commonly known as the TAPPI method and described in
[1]
TAPPI 480 om-92 . Other parts of this International Standard deal with measurements made at 75° using a
collimated beam geometry known as the DIN method, and with measurements made at 20°. Gloss results are
greatly dependent on the angle of measurement and on the type of incident beam (converging or collimated),
so conditions of measurement shall be carefully defined.
The definition of gloss (3.1) relates to a mode of visual perception, whereas the method described uses a
physical measurement of mixed regular and diffuse reflection. The exact correlation between the visual
perception and the scale established by the physical measurement is not known. However, this physical gloss
scale has proved to be useful for a number of technical applications and consequently its standardization is
justified.
© ISO 2009 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8254-1:2009(E)
Paper and board — Measurement of specular gloss —
Part 1:
75° gloss with a converging beam, TAPPI method
1 Scope
This part of ISO 8254 specifies a method for measuring the specular gloss of paper at an angle of 75° to the
normal to the paper surface. Although its chief application is to coated papers, it may also be used for glossy
uncoated papers such as supercalendered papers.
NOTE 1 This method does not provide an assessment of image-reflecting quality and should not be used for cast-
coated, lacquered, highly varnished or waxed papers or for high-gloss ink films. For these purposes, measurements at
other angles, for example 20°, are preferred, although the present method has been shown to be suitable for gloss
measurements of most other ink films on paper or paperboard. Differences in the colour and the diffuse reflectances of
these ink films have a negligible effect on gloss measured according to this part of ISO 8254. For example, measurements
on white and black surfaces which are otherwise identical give a value for the white surface that is less than one gloss unit
higher than the value for the black surface.
NOTE 2 The methods specified in ISO 2813, Paints and varnishes — Determination of specular gloss of non-metallic
paint films at 20°, 60° and 85°, may be applicable to certain grades of paper.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 186, Paper and board — Sampling to determine average quality
ISO 187, Paper, board and pulps — Standard atmosphere for conditioning and testing and procedure for
monitoring the atmosphere and conditioning of samples
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
gloss
mode of appearance by which reflected highlights of objects are perceived as superimposed on the surface
due to the directionally selective properties of that surface
[5]
[CIE Publication No. 17.4:1987, definition 845.04.73 ]
3.2
regular reflection
reflection at the specular angle in accordance with the laws of geometrical optics, without diffusion
[5]
[CIE Publication No. 17.4:1987, definition 845.04.45 ]
© ISO 2009 – All rights reserved 1
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ISO 8254-1:2009(E)
3.3
diffuse reflection
diffusion by reflection in which, on the macroscopic scale, there is no regular reflection
[5]
[CIE Publication No. 17.4:1987, definition 845.04.47 ]
3.4
specular angle
angle with respect to the normal to the surface, equal and opposite to and in the same plane as the angle of
incidence
3.5
reflectometer
instrument for measuring quantities pertaining to the reception of reflected light
3.6
indicatrix
angular distribution of the reflected light
3.7
reflectometer value
measured variable which, for a given angle of incidence, is proportional to the integral of the reflection
indicatrix within a defined solid angle and is equal to 100 times the ratio of the value obtained for the sample
to that of a defined standard specularly reflecting surface
NOTE The value of 100 is a scale factor, since the defined specularly reflecting surface has an assigned
reflectometer value of 100. It does not mean that the value is a percentage.
3.8
specular gloss
gloss observed or measured at the specular angle
3.9
specular gloss value
value equal to the reflectometer value measured in a reflectometer having the geometrical characteristics
defined in Annex A and calibrated with respect to a defined primary gloss standard having the values specified
in 5.2.1
NOTE 1 The specular gloss value is thus equal to 100 times the ratio of the luminous flux reflected by the test surface
into a specified aperture at the specular angle to that from a standard specularly reflecting surface under the same
conditions of illumination.
NOTE 2 The specular gloss value is a dimensionless quantity and is not a percentage.
4 Principle
Light incident on the test piece surface at an angle of 75° to the normal and reflected from the surface at an
angle of 75° from the normal into a defined aperture is detected by a photodetector, the output of which is
displayed.
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ISO 8254-1:2009(E)
5 Apparatus
5.1 Gloss meter, i.e. a reflectometer having the general arrangement and relative dimensions of the
principal parts as described in Annex A. It shall consist of:
a) a source of light;
b) a lens giving a converging beam of light incident to the test piece;
c) a suitable device such as a suction plate to hold the test piece flat, if required;
d) a photodetector to receive and measure light reflected by the test piece under conditions specified in
Annex A.
These components are combined in a light-tight housing that is matt black inside and is structurally and
optically stable at the operating temperature.
5.2 Gloss standards, consisting of the following.
5.2.1 Primary gloss standard. The theoretical primary specular gloss standard is an ideal, completely
reflecting plane mirror having an assigned gloss value of 384,4 gloss units. A black glass which is flat and
clean and has a polished surface, having a refractive index of 1,540 at 587,56 nm (the helium d line), may be
[3]
shown by the Fresnel equation to measure 100 gloss units on this scale.
5.2.2 High-gloss reference standard, consisting of a clean plaque of polished black glass for which the
75° specular reflectance has been computed from its refractive index as measured at a wavelength of
587,56 nm.
If the refractive index differs from 1,540, the gloss value, G, shall be calculated as:
G = 100 × K (1)
where
22
0,5 0,5
⎡⎤⎡ ⎤
22 2 2 2
nncosεε−− sin n− sinε − cosε
() ()
⎢⎥⎢ ⎥
+
⎢⎥⎢ ⎥
0,5 0,5
22 2 2 2
⎢⎥⎢ ⎥
nncosεε+− sin n− sinε + cosε
() ()
⎢⎥⎢ ⎥
⎣⎦⎣ ⎦
Kn,ε = (2)
()
2 2
0,5 0,5
⎡⎤ ⎡ ⎤
222 22
1,540 cosεε−−1,540 sin 1,540− sinε− cosε
⎢⎥() ⎢() ⎥
+
⎢⎥ ⎢ ⎥
0,5 0,5
222 22
⎢⎥ ⎢ ⎥
1,540 cosεε+−1,540 sin 1,540− sinε + cosε
() ()
⎢⎥ ⎢ ⎥
⎣⎦ ⎣ ⎦
where
n is the refractive index of the glass;
ε is the angle of incidence.
When ε = 75°, the equation reduces to:
22
⎛⎞
0,5 0,5
⎡⎤⎡
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8254-1
Deuxième édition
2009-02-15
Papiers et cartons — Mesurage
du brillant spéculaire —
Partie 1:
Brillant à 75° avec un faisceau
convergent, méthode TAPPI
Paper and board — Measurement of specular gloss —
Part 1: 75° gloss with a converging beam, TAPPI method
Numéro de référence
ISO 8254-1:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 8254-1:2009(F)
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Publié en Suisse
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ISO 8254-1:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Principe. 2
5 Appareillage . 3
6 Échantillonnage . 4
7 Préparation des éprouvettes . 4
8 Étalonnage de l'appareil. 5
9 Mode opératoire . 5
10 Fidélité . 5
11 Rapport d'essai . 6
Annexe A (normative) Spécifications du système optique de l'appareil de mesure du brillant. 7
Bibliographie . 10
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ISO 8254-1:2009(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 8254-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 6, Papiers, cartons et pâtes.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8254-1:1999) qui a fait l'objet d'une
révision technique en partie afin d'harmoniser la longueur d'onde spécifiée en 5.2.1 avec celles spécifiées
dans l'ISO 8254-2:2003 et dans l'ISO 8254-3:2004. La longueur d'onde de référence définissant l'étalon de
référence de brillant élevé a été modifiée de 589,26 nm (raie D du sodium) à 587,56 nm (raie d de l’hélium),
ce qui a un effet négligeable sur la valeur du brillant spéculaire mesurée.
L'ISO 8254 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Papiers et cartons — Mesurage
du brillant spéculaire:
⎯ Partie 1: Brillant à 75° avec un faisceau convergent, méthode TAPPI
⎯ Partie 2: Brillant à 75° avec un faisceau parallèle, méthode DIN
⎯ Partie 3: Brillant à 20° avec un faisceau convergent, méthode TAPPI
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ISO 8254-1:2009(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 8254 traite de l'évaluation du «brillant» de la surface des papiers ou des cartons
par la détermination d'une propriété optique appelée «brillant spéculaire» qui est ici définie en termes de
mesurage à 75° utilisant la géométrie d'un faisceau convergent, méthode connue sous le nom de méthode
[1]
TAPPI et décrite dans TAPPI 480 om-92 . Les autres parties de la présente Norme internationale concernent
les mesurages à 75°, utilisant la géométrie d'un faisceau collimaté, méthode connue sous le nom de
méthode DIN, et les mesurages à 20°. Les résultats du brillant dépendent en grande partie de l'angle de
mesurage et du type de faisceau incident (convergent ou collimaté), les conditions de mesurage doivent être
donc soigneusement définies.
La définition du brillant (3.1) a trait à un mode de perception visuelle, alors que la méthode décrite est un
mesurage physique, à la fois de réflexion régulière et de réflexion diffuse. On ne connaît pas la relation exacte
entre la perception visuelle et l'échelle déterminée par le mesurage physique. Toutefois, cette échelle
physique de brillant s'est révélée utile dans bon nombre d'applications techniques, et de ce fait sa
normalisation est justifiée.
© ISO 2009 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 8254-1:2009(F)
Papiers et cartons — Mesurage du brillant spéculaire —
Partie 1:
Brillant à 75° avec un faisceau convergent, méthode TAPPI
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 8254 spécifie une méthode de mesurage du brillant spéculaire du papier à un
angle de 75° de la normale de la surface du papier. Bien que son domaine d'application principal soit celui
des papiers couchés, elle peut aussi être utilisée pour les papiers brillants non couchés, par exemple des
papiers supercalandrés.
NOTE 1 La présente méthode ne donne pas une évaluation de la qualité de réflexion des images et il convient de ne
pas l'utiliser pour les papiers couchés sur chrome, laqués, fortement vernis, paraffinés, ou des films d'encre à brillant
élevé. Pour ces usages, des mesurages à d'autres angles, tels que 20°, sont préférables, bien que la présente méthode
se soit révélée satisfaisante pour des mesurages de brillant de la plupart des autres films d'encre sur papiers et sur
cartons. Les différences de couleur et de facteur de réflectance diffuse de ces films d'encre ont un effet négligeable sur les
valeurs de brillant mesurées selon la présente partie de l'ISO 8254. Par exemple, dans la comparaison de surfaces
blanche et noire, par ailleurs identiques, le brillant de la surface blanche ne dépasse celui de la surface noire que d'une
valeur inférieure à l'unité de brillant.
NOTE 2 Les méthodes de mesurage spécifiées dans l'ISO 2813, Peintures et vernis — Détermination de la réflexion
spéculaire de feuils de peinture non métallisé à 20°, 60° et 85°, peuvent être appliquées à certaines nuances de papiers.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 186, Papier et carton — Échantillonnage pour déterminer la qualité moyenne
ISO 187, Papier, carton et pâtes — Atmosphère normale de conditionnement et d'essai et méthode de
surveillance de l'atmosphère et de conditionnement des échantillons
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
brillant
mode de perception des reflets lumineux d'objets comme superposés à la surface, par suite des propriétés
directionnelles sélectives de cette surface
[5]
[Publication CIE 17.4:1987, définition 845.04.73 ]
© ISO 2009 – Tous droits réservés 1
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ISO 8254-1:2009(F)
3.2
réflexion régulière
réflexion à l'angle spéculaire obéissant aux lois de l'optique géométrique, sans diffusion
[5]
[Publication CIE 17.4:1987, définition 845.04.45 ]
3.3
réflexion diffuse
diffusion par réflexion dans laquelle, à l'échelle macroscopique, il n'y a pas de réflexion régulière
[5]
[Publication CIE 17.4:1987, définition 845.04.47 ]
3.4
angle spéculaire
angle par rapport à la normale du plan de la surface, égal et opposé à l'angle d'incidence et situé dans le
même plan
3.5
réflectomètre
appareil destiné à mesurer des grandeurs concernant la réception de la lumière réfléchie
3.6
indicatrice
répartition angulaire de la lumière réfléchie
3.7
valeur réflectomètrique
variable mesurée qui, pour un angle d'incidence donné, est proportionnelle à l'intégrale de l'indicatrice de
réflexion dans un angle solide défini et qui est égale à 100 fois le rapport de la valeur obtenue pour
l'échantillon à celle d'une surface étalon définie réfléchissant dans la direction spéculaire
NOTE La valeur 100 est une valeur d'échelle puisqu'une valeur réflectomètrique égale à 100 a été attribuée à la
surface définie réfléchissant dans la direction spéculaire. Cela ne signifie pas qu'il s'agit d'un pourcentage.
3.8
brillant spéculaire
brillant observé ou mesuré à l'angle spéculaire
3.9
valeur du brillant spéculaire
valeur égale à la valeur réflectomètrique mesurée par un réflectomètre dont la géométrie est définie à
l'Annexe A et étalonné par rapport à un étalon primaire de brillant défini dont les valeurs sont spécifiées
en 5.2.1
NOTE 1 La valeur du brillant spéculaire est donc égale à 100 fois le rapport du flux lumineux réfléchi par la surface
d'essai dans une ouverture spécifiée dans un angle spéculaire et de celui réfléchi par une surface étalon réfléchissant
dans la direction spéculaire, dans le mêmes conditions d'éclairement.
NOTE 2 La valeur du brillant spéculaire est une grandeur sans dimensions et n'est donc pas un pourcentage.
4 Principe
La lumière incidente arrivant sur la surface de l'éprouvette suivant un angle de 75° par rapport à la normale,
réfléchie suivant un angle de 75° par rapport à la normale et passant à travers une ouverture définie, est
détectée par un photodétecteur, qui affiche le résultat.
2 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 8254-1:2009(F)
5 Appareillage
5.1 Appareil de mesurage du brillant, c'est-à-dire un réflectomètre dont la configuration générale et les
dimensions relatives des parties principales sont telles que décrites dans l'Annexe A. Il doit comprend:
a) une source de lumière;
b) une lentille donnant un faisceau convergent du rayonnement incident sur l'éprouvette;
c) un dispositif approprié, tel qu'une plaque à succion, pour maintenir l'éprouvette plane, si nécessaire;
d) un photodétecteur recevant et mesurant le rayonnement réfléchi par l'éprouvette dans les conditions
spécifiées dans l'Annexe A.
Ces éléments sont assemblés dans un boîtier étanche à la lumière, noir et mat à l'intérieur, et structurellement
et optiquement stable à la température de fonctionnement.
5.2 Étalons de brillant, comprenant les éléments suivants.
5.2.1 Étalon primaire de brillant. L'étalon primaire de brillant spéculaire théorique est un miroir plan idéal,
complètement réfléchissant, auquel une valeur de 384,4 unités de brillant est attribuée. Un verre noir plat,
propre et poli, ayant un indice de réfraction de 1,540 à 587,56 nm (la raie d de l'hélium), correspond à
[3]
100 unités de brillant sur cette échelle comme cela peut être montré par l'équation de Fresnel .
5.2.2 Étalon de référence de brillant élevé, composé d'une plaque propre de verre noir poli, dont la
réflexion spéculaire à 75° a été calculée à partir de son indice de réfraction, mesuré à la longueur d'onde de
587,56 nm.
Si l'indice de réfraction n'est pas égal à 1,540, la valeur du brillant, G, doit être calculée comme suit:
G = 100 × K (1)
où
22
0,5 0,5
⎡⎤⎡ ⎤
22 2 2 2
nncosεε−− sin n− sinε − cosε
() ()
⎢⎥⎢ ⎥
+
⎢⎥⎢ ⎥
0,5 0,5
22 2 2 2
⎢⎥⎢ ⎥
nncosεε+− sin n− sinε + cosε
() ()
⎢⎥⎢ ⎥
⎣⎦⎣ ⎦
Kn,ε = (2)
()
2 2
0,5 0,5
⎡⎤ ⎡ ⎤
222 22
1, 540 cosεε−−1, 540 sin 1, 540− sinε− cosε
⎢⎥() ⎢() ⎥
+
⎢⎥ ⎢ ⎥
0,5 0,5
222 22
⎢⎥ ⎢ ⎥
1,540 cosεε+−1,540 sin 1,540− sinε + cosε
() ()
⎢⎥ ⎢ ⎥
⎣⎦ ⎣ ⎦
où
n est l'indice de réfraction du verre;
ε est l'angle d'incidence.
Lorsque ε = 75°, l'équation est réduite à:
22
⎛⎞
0,5 0,5
⎡⎤⎡ ⎤
22 2
⎜⎟
0,258 8nn−− 0,933 n− 0,933 − 0,258 8
() ()
⎢⎥⎢ ⎥
⎜⎟
Kn,75°= 1,922 + (3)
()⎢⎥⎢ ⎥
0,5 0,5
⎜⎟
22 2
⎢⎥⎢ ⎥
0,258 8nn+− 0,933 n− 0,933 + 0,258 8
⎜⎟
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