Der Weißegrad von Papier spielt eine entscheidende Rolle in der Druck- und Papierindustrie, da er die optische Qualität und die Lesbarkeit von gedrucktem Material maßgeblich beeinflusst. In diesem Beitrag werfen wir einen Blick auf die Bedeutung des Weißegrads, seine Messmethoden und die Faktoren, die ihn beeinflussen. Zunächst werden wir uns jedoch mit den Grundlagen beschäftigen, bevor wir näher auf die verschiedenen Aspekte dieses wichtigen Kriteriums eingehen.
Definition: Weißegrad bei Papier
Der Weißegrad von Papier bezeichnet den Grad der Helligkeit, den ein Papier in Bezug auf das sichtbare Lichtspektrum aufweist. Er ist ein Maß für die Fähigkeit des Papiers, Licht zu reflektieren, wobei das Papier als „weiß“ wahrgenommen wird, wenn es einen hohen Anteil an reflektiertem Licht in den für das menschliche Auge sichtbaren Bereichen des Spektrums aufweist. Der Weißegrad hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die verwendeten Rohstoffe, die Art der Papierherstellung und die Zugabe von optischen Aufhellern.
Wie wird der Weißegrad gemessen?
Der Weißegrad von Papier wird mit speziellen Geräten gemessen, die den Anteil des reflektierten Lichts bei einer bestimmten Wellenlänge im sichtbaren Spektrum erfassen. Diese Messung erfolgt in der Regel nach standardisierten Verfahren, die sicherstellen, dass die Werte unter gleichen Bedingungen vergleichbar sind. Die genaue Bestimmung des Weißegrads ist für die Qualität des Papiers und seine Eignung für verschiedene Druckanwendungen entscheidend.
Messmethoden:
Zur Messung des Weißegrads wird in der Regel die sogenannte Reflexionsspektrometrie eingesetzt. Dabei wird das Papier einer Lichtquelle ausgesetzt, und das reflektierte Licht wird erfasst. Der Weißegrad wird dabei als der Anteil des maximal möglichen reflektierten Lichts bei einer festgelegten Wellenlänge angegeben.
Wellenlänge:
Für den Weißegrad wird häufig eine Wellenlänge von 457 nm (im blauen Bereich des Lichtspektrums) verwendet, da diese Wellenlänge besonders empfindlich auf den Effekt von optischen Aufhellern reagiert.
Messgerät:
Ein sogenannter Photometer oder Spektralfotometer wird verwendet, um die Intensität des reflektierten Lichts zu messen. Diese Geräte sind in der Lage, die Helligkeit des Papiers präzise zu bestimmen.
Standardisierte Verfahren:
Die Messung des Weißegrads erfolgt nach internationalen Normen, wie zum Beispiel:
Der CIE-Wert von Papier bezieht sich auf den Farbort des Papiers im CIE 1931 XYZ-Farbraum, einem standardisierten Farbraumsystem, das zur Beschreibung von Farben verwendet wird. Der CIE-Wert wird speziell genutzt, um die Farbqualität und den Weißgrad eines Papiers zu messen und zu beschreiben.
Wichtige Aspekte des CIE-Werts:
- CIE 1931 XYZ-Farbraum:
Der CIE-Farbraum wurde von der Internationalen Beleuchtungskommission (CIE) entwickelt und dient zur quantitativen Beschreibung der Farben, die vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können. In diesem Farbraum werden Farben durch die Werte X, Y und Z beschrieben, wobei X und Y für den Farbton und die Helligkeit zuständig sind, während Z die Farbsättigung beschreibt.
- CIE-Werte für Weißgrad:
Der CIE-Wert wird oft verwendet, um den Weißgrad von Papier zu quantifizieren, insbesondere in Bezug auf den Farbstich des Papiers. Ein hoher CIE-Wert deutet darauf hin, dass das Papier ein klares, neutrales Weiß aufweist, während niedrigere CIE-Werte auf einen gelblichen oder rötlichen Farbton hinweisen können.
- CIE-Werte und Papieranwendung:
Der CIE-Wert ist besonders wichtig in der Druckindustrie, um sicherzustellen, dass Farben auf dem Papier genau und konsistent wiedergegeben werden. Ein Papier mit einem hohen CIE-Wert sorgt für präzise und lebendige Farbdrucke, da es als „weißer“ wahrgenommen wird.
In Zahlen:
- 55-140 CIE Recycled – Bezeichnet einen grauen oder gelblichen Weißton, wie er bei Recycling- oder Zeitungspapier vorkommt
- 140-150 CIE Universal – Dies bezieht sich auf Weißtöne von Universalpapieren
- 160-167 CIE Business – Papiere mit diesen Weißtönen werden meist als Geschäftspapiere eingesetzt
- über 167 CIE Premium – Bezeichnet den Weißton von hochwertigen Papieren, wie zum Beispiel Fotopapier
Die ISO 11475 ist eine internationale Norm, die das Verfahren zur Bestimmung des Weißegrads von Papier festlegt. Sie beschreibt, wie der Weißgrad von Papier unter standardisierten Bedingungen gemessen werden muss, um genaue und vergleichbare Ergebnisse zu gewährleisten.
Wichtige Aspekte der ISO 11475:
- Messverfahren:
Die Norm legt fest, dass der Weißgrad anhand der Reflexion von Licht bei einer spezifischen Wellenlänge von 457 nm gemessen wird, was im blauen Bereich des sichtbaren Lichtspektrums liegt.
Die Messung erfolgt mit einem Spektralfotometer, das das Licht misst, das von der Papieroberfläche reflektiert wird.
- Prüfbedingungen:
Die Prüfung muss unter definierten Bedingungen durchgeführt werden, einschließlich der verwendeten Lichtquelle und der Papierausrichtung, um konsistente und vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.
- Ergebnisse:
Der Weißgrad wird als Prozentsatz des maximal reflektierten Lichts angegeben. Ein Papier mit einem höheren Wert (nahe 100 %) reflektiert mehr Licht und erscheint heller und „weißer“.
Die Norm definiert auch, dass bei Papier mit optischen Aufhellern (OBAs) der Weißgrad stärker betont wird, da diese den Blauanteil des reflektierten Lichts verstärken.
Die TAPPI T 452 ist eine Norm der Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI), die das Verfahren zur Bestimmung des Weißegrads von Papier und Papierboard beschreibt. Sie ist ein Standardverfahren zur Messung der Helligkeit (Weißegrad) von Papierprodukten unter definierten Bedingungen.
Wichtige Aspekte der TAPPI T 452:
- Messverfahren:
Die TAPPI T 452-Norm beschreibt, wie der Weißgrad von Papier gemessen werden soll, indem das Papier einer bestimmten Lichtquelle ausgesetzt und das reflektierte Licht gemessen wird.
Der Standard gibt vor, dass die Messung bei einer Wellenlänge von 457 nm (blaues Licht) erfolgen soll, da das menschliche Auge empfindlicher auf dieses Licht reagiert und es den Weißgrad besser widerspiegelt.
- Messgerät:
Die Norm erfordert die Verwendung eines Spektralfotometers oder eines Photometers, das die Lichtintensität misst, die von der Papieroberfläche reflektiert wird.
- Prüfbedingungen:
Die Messung erfolgt unter kontrollierten Bedingungen, wie z. B. der Verwendung einer konstanten Lichtquelle und einer spezifischen Ausrichtung des Papiers. Dies stellt sicher, dass die Ergebnisse konsistent und vergleichbar sind.
Die TAPPI T 452 berücksichtigt keine optischen Aufheller (OBAs), die häufig in hochwertigem Papier verwendet werden. Das bedeutet, dass das Papier ohne zusätzliche Aufheller gemessen wird, was bei der Auswahl des richtigen Papiers für den jeweiligen Druckprozess berücksichtigt werden sollte.
- Ergebnisse:
Der Weißgrad wird als Prozentsatz angegeben, der den Anteil des maximal reflektierten Lichts darstellt. Ein Wert von 100 % bedeutet, dass das Papier das gesamte Licht reflektiert, was jedoch in der Praxis selten erreicht wird.
Messung und Angabe des Weißegrads:
Der Weißegrad wird als Prozentsatz angegeben, der den Anteil des maximal möglichen reflektierten Lichts darstellt. Ein Papier mit einem Weißegrad von 100 % würde theoretisch das gesamte reflektierte Licht des Tests zurückwerfen, was bei vielen Papierarten jedoch nicht erreichbar ist.
| Weißegrad (%) | Bedeutung |
| < 70 % | Geringer Weißegrad, typischer für Recyclingpapiere oder braune Papiere. |
| 70-80 % | Mittelweißer Grad, häufig in ungestrichenen Papiersorten. |
| > 80 % | Hoher Weißegrad, typisch für hochwertiges Druckpapier und beschichtetes Papier. |
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Faktoren, die den Weißegrad beeinflussen
Der Weißegrad von Papier ist nicht nur von den verwendeten Rohstoffen abhängig, sondern auch von verschiedenen Produktionsprozessen und Zusatzstoffen. Mehrere Faktoren spielen eine Rolle dabei, wie „weiß“ ein Papier wahrgenommen wird, und diese können gezielt gesteuert werden, um den gewünschten Weißegrad zu erreichen.
Rohstoffe und Papierherstellung
Holzfasern:
Der Hauptrohstoff für Papier ist Holz, und die Art der verwendeten Holzfasern beeinflusst den Weißegrad erheblich. Holzfasern aus Nadelhölzern (wie Fichte oder Kiefer) haben in der Regel einen höheren Weißegrad als Fasern aus Laubhölzern. Dies liegt daran, dass Nadelhölzer eine hellere Faserstruktur haben, die mehr Licht reflektiert.
Recyclingpapier:
Recyclingpapier enthält oft weniger helle Fasern, da die alte Druckfarbe und andere Verunreinigungen die Helligkeit des Papiers verringern. Daher weist Recyclingpapier häufig einen niedrigeren Weißegrad auf als frisch hergestelltes Papier.
Optische Aufheller (Optical Brightening Agents, OBAs)
Funktionsweise:
Optische Aufheller sind chemische Verbindungen, die in der Papierproduktion hinzugefügt werden, um die Helligkeit zu erhöhen. Sie absorbieren ultraviolettes Licht und emittieren blaues Licht, wodurch das Papier heller und „weißer“ erscheint, als es ohne diese Aufheller wäre. Besonders bei hochwertigem Druckpapier kommen OBAs zum Einsatz, um einen besonders hohen Weißegrad zu erreichen.
Übermäßiger Einsatz:
Der Einsatz von OBAs kann allerdings auch zu unerwünschten Effekten führen, insbesondere bei langfristiger Lichteinstrahlung, da das Papier mit der Zeit einen Gelbstich entwickeln kann. Daher wird die Menge an OBAs häufig an die spezifischen Anforderungen des Endprodukts angepasst.
Papierbeschichtungen
Beschichtetes Papier:
Viele Papierarten, vor allem für den hochwertigen Druck, werden mit einer Beschichtung versehen. Diese Beschichtungen verbessern nicht nur die Druckqualität, sondern können auch den Weißegrad erhöhen. Besonders hochglänzende Papiere oder solche mit speziellen Oberflächenbehandlungen haben oft einen besonders hohen Weißegrad.
Unbeschichtetes Papier:
Im Gegensatz dazu hat unbeschichtetes Papier in der Regel einen niedrigeren Weißegrad. Hier wird die Papieroberfläche nicht zusätzlich behandelt, wodurch es weniger Licht reflektiert und insgesamt weniger „weiß“ erscheint.
Verfahren bei der Papierherstellung
Bleichen der Fasern:
Der Bleichprozess ist ein entscheidender Schritt bei der Herstellung von Papier mit hohem Weißegrad. Beim Bleichen werden die natürlichen Farbstoffe der Holzfasern entfernt, um eine hellere Basis zu schaffen. Der Grad der Bleichung beeinflusst direkt den Weißegrad des fertigen Papiers. In der Regel werden Chlor, Wasserstoffperoxid oder Sauerstoff als Bleichmittel eingesetzt.
Trocknungs- und Pressprozesse:
Auch die Art und Weise, wie das Papier während der Herstellung getrocknet und gepresst wird, hat Auswirkungen auf seine Oberflächenstruktur. Ein glatteres, dichter gepresstes Papier reflektiert mehr Licht und hat somit einen höheren Weißegrad.
Zusätzliche chemische Zusätze
Füllstoffe:
Füllstoffe wie Kaolin oder Calciumcarbonat werden häufig in der Papierherstellung verwendet, um die Oberflächenbeschaffenheit zu verbessern und den Weißegrad zu beeinflussen. Diese mineralischen Füllstoffe können das Licht besser reflektieren und tragen so zur Helligkeit des Papiers bei.
Stabilisatoren und Schutzmittel:
Manche Papiere erhalten zusätzliche Chemikalien, die ihre Haltbarkeit und Resistenz gegenüber äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit oder Licht erhöhen. Diese können ebenfalls den Weißegrad beeinflussen, wenn sie eine Veränderung der Lichtreflexion hervorrufen.
Praktische Anwendung des Weißegrads
Die Wahl des richtigen Weißegrads hängt stark von der spezifischen Anwendung ab, da unterschiedliche Druckerzeugnisse und -prozesse unterschiedliche Anforderungen an das Papier stellen. Je nachdem, ob das Papier für den täglichen Gebrauch oder für spezielle, hochwertige Druckprodukte verwendet wird, kann der Weißegrad angepasst werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
- Beispiel: Büropapier, Kopierpapier
- Empfohlener Weißegrad: Mittel bis niedrig (70–80 %)
- Warum?: Für den täglichen Gebrauch ist eine extreme Helligkeit meist nicht notwendig. Ein mittlerer bis niedriger Weißegrad sorgt für gute Lesbarkeit und reduziert Kosten. Zudem sorgt das geringere Maß an Helligkeit dafür, dass das Papier nicht zu empfindlich auf Lichtreflexionen reagiert.
- Beispiel: Kataloge, Broschüren, wissenschaftliche Arbeiten
- Empfohlener Weißegrad: Hoch (80–100 %)
- Warum?: Hochwertiger Druck erfordert einen hohen Weißegrad, um kräftigere Farben und schärfere Details zu erzielen. Ein hoher Weißegrad verstärkt die Farbbrillanz und sorgt für eine klare, professionell wirkende Präsentation. Besonders bei Farbdrucken oder bei Materialen, die eine visuelle Wirkung erzielen sollen, ist dieser Weißegrad vorteilhaft.
- Beispiel: Umweltfreundliche Verpackungen, Eco-Design-Produkte
- Empfohlener Weißegrad: Niedrig bis mittel (60–75 %)
- Warum?: Für umweltbewusste Produkte wird oft Recyclingpapier verwendet, das typischerweise einen niedrigeren Weißegrad aufweist. Dies sorgt für eine natürliche, „rustikale“ Optik, die bei vielen Designkonzepten gefragt ist. Der niedrigere Weißegrad hilft auch, die Produktionskosten zu senken und den ökologischen Fußabdruck zu verringern.
- Beispiel: Kunstbücher, Fotodrucke, hochwertige Magazine
- Empfohlener Weißegrad: Sehr hoch (90–100 %)
- Warum?: Bei Fotodrucken und hochwertigen Kunstwerken ist ein hoher Weißegrad entscheidend, um die Farben zu intensivieren und die Bilddetails klar zur Geltung zu bringen. Ein höherer Weißegrad stellt sicher, dass die Farben lebendig und scharf bleiben, was besonders in der Fotografie und Kunstproduktion von großer Bedeutung ist.
Anpassung an den Druckprozess
Offsetdruck:
Für den Offsetdruck, der häufig für große Auflagen und professionellen Druck verwendet wird, ist ein hoher Weißegrad oft bevorzugt, um die Druckqualität zu maximieren.
Digitaldruck:
Auch beim Digitaldruck kann der Weißegrad eine Rolle spielen, besonders bei Kleinauflagen, die eine hohe Farbgenauigkeit und Detailtreue erfordern.
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Auswirkungen des Weißegrads auf die Druckqualität
Der Weißegrad eines Papiers beeinflusst direkt die visuelle Wirkung und Funktionalität von Druckerzeugnissen. Ein höherer Weißegrad sorgt für lebendigere Farben und bessere Lesbarkeit, während ein niedrigerer Weißegrad eher eine gedämpfte, natürlichere Optik bietet.
Vor- und Nachteile des Weißegrads
| Weißegrad | Vorteile | Nachteile | Typische Anwendung |
| Hoch | Lebendigere Farben | Kann zu Reflexionen führen | Farbdruck, Hochglanzdruck |
| Mittel | Besserer Kontrast | Geringere Farbbrillanz | Kataloge, Broschüren |
| Niedrig | Natürliches Aussehen, weniger Blendung | Weniger intensivere Farben und Kontraste | Recyclingpapier, rustikale Designs |
Häufig gestellte Fragen
Der Weißgrad bei Papier bezeichnet den Grad der Helligkeit und die Fähigkeit des Papiers, Licht zu reflektieren. Er gibt an, wie «weiß» das Papier erscheint und wird durch den Anteil des reflektierten Lichts bei einer bestimmten Wellenlänge gemessen. Ein höherer Weißgrad sorgt für intensivere Farben und bessere Lesbarkeit, während ein niedrigerer Weißgrad eine natürlichere, weniger reflektierende Optik bietet.
Der ISO-Weißegrad von Papier wird in der Regel nach der ISO 11475 Norm gemessen und liegt typischerweise bei etwa 80–100 %. Dies bedeutet, dass das Papier einen bestimmten Anteil des maximal möglichen reflektierten Lichts bei einer Wellenlänge von 457 nm (blauer Bereich des Lichtspektrums) widerspiegelt. Der genaue Wert hängt von der Papierart und den verwendeten Materialien ab. Papiere mit höherem Weißegrad erscheinen heller und bieten eine bessere Farb- und Detailwiedergabe.
Der Weißgrad von Papier wird mit Messgeräten, welche den Anteil des reflektierten Lichts bei einer spezifischen Wellenlänge im blauen Bereich des Lichtspektrums messen, bestimmt. In der Regel bei 457 nm. Dieser Wert ist entscheidend, weil das menschliche Auge empfindlicher auf blaues Licht reagiert und es so besser wahrnimmt.
Der CIE-Wert von Papier bezieht sich auf den Farbort des Papiers im CIE 1931 XYZ-Farbraum, einem standardisierten Farbraumsystem, das zur Beschreibung von Farben verwendet wird. Der CIE-Wert wird speziell genutzt, um die Farbqualität und den Weißgrad eines Papiers zu messen und zu beschreiben.
Der Unterschied zwischen Hochweiß und Reinweiß bezieht sich auf den Weißgrad und die Farbnuancen von Papier, insbesondere im Hinblick auf den optischen Eindruck, den das Papier beim Betrachter hinterlässt. Hochweiß hat einen leicht bläulichen Farbton durch optische Aufheller, während Reinweiß neutral ist und keinen Farbton aufweist.
