塑料是常見的工業(yè)用材,在生活中也隨處可見。從塑料加工生產(chǎn)的角度來說,先進且標準化的著色工藝改善了工藝流程,但是最終的成品仍然會出現(xiàn)一些顏色偏差,不僅影響產(chǎn)品合格率而且會造成生產(chǎn)資源的浪費。減少色差的關鍵步驟就是要量化色差,那么,如何準確地測量塑料的顏色呢?本文進行了詳細總結。
在著手測量塑料顏色之前,一些關于顏色的基本概念是需要了解的,包括:基本行業(yè)術語、色度學概念、影響顏色外觀的元素、樣本件和樣本顏色、色溫。
在上述基本概念清楚之后,就可以開始確定顏色測量的評估條件了。我們可以使用CIE顏色系統(tǒng)的顏色公式來有效地檢測色差,其中的要素包括:儀器型號、類型和幾何結構、標準光源、標準觀察者、色空間、色差公式、顏色公差值、樣品制備和呈現(xiàn)方法、視覺評估用光源。
在顏色測量的過程中,精確的顏色測量儀器和配套的軟件是非常必要的,這樣可以有效避免昂貴的試驗和錯誤,并得到正確的顏色測量結果。
一般對于對于塑料制造行業(yè)而言,會使用分光光度計來測量透射/反射顏色、黃度和霧度等顏色相關的參數(shù)。分光光度計是提供顏色數(shù)值的質(zhì)量控制裝置。臺式分光光度計是注塑行業(yè)的首選工具。它可以在整個研發(fā)和制造過程中幫助工廠確保設計樣品和實際生產(chǎn)成品之間的顏色一致性。還可以使用分光光度計來存儲產(chǎn)品標準色碼。這樣如果在未來的時間里生產(chǎn)的變化造成產(chǎn)品色差,可以通過儀器了解兩者之間的差異。
確定完設備之后,有兩個重要的問題需要明確,第一:如何正確測量樣品的顏色?第二:需要通過哪個照明角度來測量樣品的顏色?
基本的物理學知識告訴我們,沒有光,我們就看不見顏色。有了光,產(chǎn)品的外觀會隨著光的顏色的變化而產(chǎn)生改變。例如,一個蘋果在白熾燈的照射下比在自然光下看起來更紅。這通常會導致在評估或測量樣品顏色時出現(xiàn)不一致的情況。所以標準化照明條件是保證每次評估結果一致性的基礎和必要條件。
常用的標準光源包括:
標準光源D65:相對色溫6504K的平均日光(包括紫外波長區(qū));
熒光光源F2:冷白色的平均熒光;
標準光源A:相對色溫為2856K的白熾燈。
確定了需要用何種光源照亮塑料之后,需要標準化照射的角度。由于光的反射作用,物體的顏色可能看比實際起來更亮、更暗、更深或更淺等等。這完全取決于觀察者相對于物體的角度。這就需要從業(yè)者使用標準化方法測試和控制物體的顏色。在每次評估過程中,光線必須以相同的角度從物體上反射。
“顏色空間”是一種用某種符號(如數(shù)字)表示物體顏色的方法。非盈利組織國際照明委員會(CIE),是光和顏色科學領域的權威。CIE定義的用于傳達和表達對象顏色的顏色空間包括:CIE XYZ、CIE L*a*b*和CIE L*C*h。
使用定義的顏色空間來評估顏色屬性、識別不一致性和表達結果。L*C*h顏色空間系統(tǒng)(如CIELAB)與人眼的顏色感知有很好的相關性。L*C*h使用與L*a*b*相同的圖表,但使用柱坐標而不是直角坐標。
在以上顏色空間中,L*表示亮度,C*表示色度,h表示色調(diào)角度。色度C*的值是到亮度軸(L*)的距離,從中心的0開始。色調(diào)角度從+a*軸開始,以度表示(例如,0°為+a*或紅色,90°為+b或黃色)。顏色測量儀器使得量化這些顏色屬性變得容易。它們確定對象在顏色空間中的顏色,并顯示每個坐標L*、C*和h的值。
即使兩種顏色在你看來是一樣的,顏色測量儀器的測量結果也會顯示出細微的差別。偏離標準的顏色樣品會影響客戶滿意度。這些顏色不均勻的樣品也會增加返工成本。
那么如何才能準確地測量出兩個產(chǎn)品之間的色差呢?每一個顏色質(zhì)量管理的目標都是通過一個高效和流程化的環(huán)節(jié)或者工藝來獲得所需的產(chǎn)品顏色。通過建立顏色公差,確保整個質(zhì)量過程的一致性和準確性。顏色公差是樣品和標準之間可接受的顏色差異。要使顏色可接受,顏色容差值應始終與人眼相關。使用CMC公差系統(tǒng)或DE00色差公式可以幫助我們定義顏色公差。CMC公差系統(tǒng)使用基于人眼顏色辨別閾值的橢球體來確定顏色工程。DE00色差公式(推薦用于塑料)包含橢球體和色調(diào)角。
顏色樣品的測量需要標準化的程序。如果沒有標準化的方法,樣品和標準之間就會出現(xiàn)錯誤和不一致。下面列出了在測量樣品顏色時獲得更準確和一致結果的建議方法。
評估樣品顏色和外觀的方法對每種應用都是獨特的。許多應用(包括塑料)需要視覺評估和儀器測量。在開始目視評估之前,對樣品進行處理,如果需要,每次都準備并呈現(xiàn)相同的樣品。這意味著用同樣的方法研磨、混合或切片樣品。將樣品放在同一容器中,每次評估使用相同的樣品數(shù)量或尺寸。保持一致性和準確性需要的標準條件,包括照明、觀察者和觀察條件的相關標準。在著色過程的早期進行視覺評估,以幫助減少返工和額外成本。
試著使用相同的顏色配方作為您的標準時,制定您的塑料產(chǎn)品的顏色。然后定義一個顏色配方的程序,并創(chuàng)建一個配方,以保證其符合原來的標準。
定義顏色標準。
根據(jù)需要使用顏色測量儀器;
測量您想要與成品匹配的顏色,并記錄其顏色值;
將標準的顏色值上載到顏色公式軟件;
計算最符合標準的配方;
創(chuàng)建一小批在軟件中計算的顏色配方;
準備并調(diào)節(jié)樣品,然后用分光光度計測量;
將樣品的顏色值和反射率曲線與標準進行比較。
使用一個環(huán)境受控的燈光環(huán)境,看看產(chǎn)品是否有任何明顯的不一致。為了識別同色異譜,至少在三種不同的光照下進行比較。這也將產(chǎn)生最準確的結果。將理想配方保存在顏色配方軟件中,以便在以后的批次中復制。
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