顏色質(zhì)量控制在電子、油漆油墨、紡織服裝印染、印刷紙品和食品、醫藥、化妝品等各行各業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越重要，其在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中也起到了非常重要的地位。下面我們將介紹塑料產(chǎn)品顏色的數據化原理、分光光度儀應用于各種類(lèi)型產(chǎn)品檢測的方法，以及愛(ài)色麗所推出的多種產(chǎn)品顏色檢測解決方案。
顏色的數據化模型
塑料顏色檢測與其它性能檢測一樣，是為產(chǎn)品的顏色質(zhì)量提供數據化的資料，以便進(jìn)行顏色控制和交流。現在行業(yè)通用的顏色數據化模型是國際照明委員會(huì )(CIE)制定的CIELAB顏色空間，該空間為三維立體空間，圓球型，其中上下表示顏色的深淺(L*)，周向表示顏色的色相(h)，與中軸的距離表示顏色的飽和度(C*)。 通常我們用直角坐標來(lái)表示，L*代表顏色的深淺坐標，a*代表顏色紅綠方向坐標，b*代表黃藍方向坐標(如圖1所示)。
圖2 對于顆粒狀、粉末狀或液體樣品的顏色測量，需要專(zhuān)門(mén)的配件來(lái)支持
通過(guò)顏色檢測儀器（通常為分光光度儀）測量顏色樣品，我們會(huì )得到樣品的顏色在CIELAB顏色空間中的坐標位置，即L*、a*、b*數據，這樣我們就實(shí)現了顏色的數據化。
圖3 顏色一般都是通過(guò)光的反射原理產(chǎn)生的
如果測量?jì)蓚€(gè)顏色樣品，我們會(huì )得到兩個(gè)顏色坐標數據，它們之差即是色差數據，即DL*、Da*、Db*。通過(guò)它們的正負號可以判斷顏色的偏差方向，比如若DL*=+0.8，Da*= -1.1， Db*=+0.3，即為樣品比另一個(gè)樣品顏色偏淺、偏綠、偏黃。 通常我們采用DE*來(lái)表示兩個(gè)樣品的總色差，DE*實(shí)際上為兩個(gè)樣品在CIELAB顏色坐標中的空間距離，越小表示總色差越小，一般的顏色DE*小于1.0目視可以接受。
顏色的數據化坐標有多種，比如LCh坐標、XYZ坐標、Yxy坐標等，只是這些在生產(chǎn)中很少應用；總色差也有很多表示方法，比如DEcmc、DE94、DE2000等，但是現在DE*應用廣泛。與顏色相關(guān)的其它參數還有黃度指數和白度指數等。
圖5 對于粉末、顆粒、漿狀或液體等樣品，需要將它們盛放于石英器皿中進(jìn)行檢測
塑料產(chǎn)品檢測的樣品制備
有些塑料產(chǎn)品形狀規則，有一定的測量平面可以滿(mǎn)足直接測量，這樣可以直接在產(chǎn)品上采集顏色數據，從而不用專(zhuān)門(mén)制備測試樣。 但有些產(chǎn)品形狀奇特或沒(méi)有足夠的面積可以完成測量，需要制作測試色板來(lái)代表產(chǎn)品的顏色進(jìn)行檢測。
圖6 通過(guò)光的透射形成顏色的原理
對于顆粒狀、粉末狀或液體樣品，需要專(zhuān)門(mén)的配件來(lái)支持完成顏色測量(如圖2所示)。
光反射形成顏色的檢測
圖7 透射測量原理
多數生活用品的顏色都是通過(guò)光的反射原理產(chǎn)生的，比如汽車(chē)內飾、電腦外殼、空調、門(mén)窗、筆、牙刷等等。白光照射到產(chǎn)品表面上，產(chǎn)品中的色料會(huì )吸收白光中相應部分的色光，反射剩余的色光，當剩余的色光投影到我們的眼睛里時(shí)會(huì )刺激我們相應的視覺(jué)神經(jīng)，我們就會(huì )產(chǎn)生相應的顏色感覺(jué)(如圖3所示) 。
對于此類(lèi)產(chǎn)品的檢測，應選擇分光光度儀的反射測量位置進(jìn)行檢測，此位置一般在儀器的前部。測量時(shí)儀器中的光源將閃光經(jīng)積分球散射后，白光將投射到樣品表面部分，經(jīng)色料吸收后，反射的光會(huì )被儀器后部的分光器接收，產(chǎn)生相應電信號并由電腦處理得到顏色數據(如圖4所示) 。
圖8 直透射測量原理
有些樣品遮蓋力不強，部分光會(huì )透射過(guò)樣品，這樣樣品背景就會(huì )對顏色數據產(chǎn)生影響。 此時(shí)一般是根據產(chǎn)品的應用情況，采取多個(gè)樣品重疊測量、墊白色背景測量或墊黑色背景測量等方法實(shí)現精確檢測。
對于粉末、顆粒、漿狀或液體等樣品的檢測，需要專(zhuān)門(mén)的配件配合測量。 比如可以將它們盛放于石英器皿中檢測，此時(shí)儀器可以豎直，樣品可以上置測量(如圖5所示)。
光透射形成顏色的檢測
有些產(chǎn)品的顏色是通過(guò)光的透射形成的，比如冰箱內膽、透明塑料杯、玻璃、純凈水桶等。此時(shí)光從產(chǎn)品的一面射入，從產(chǎn)品的另一面射出，白光透過(guò)產(chǎn)品時(shí)色料過(guò)濾掉部分色光，余下的色光刺激人眼產(chǎn)生顏色感覺(jué)(如圖6所示) 。
圖9 透射測量一般有專(zhuān)門(mén)的配件來(lái)固定樣品和測量位置
透射樣品在檢測時(shí)應將其置于儀器的中間部位透射測量位置，此時(shí)反射測量位置應放置標準反射材料。這樣當軟件發(fā)出測量指令后，光源閃光，光經(jīng)積分球散射后，散射光部分穿透樣品，在儀器后部的接收器接收到此光信號，并經(jīng)電腦處理得到標準顏色數據(如圖7所示) 。
實(shí)際上透射測量有兩種方式：全透射測量和直透射測量，其區別是入射光的方向和數量不同。全透射方式測量時(shí)樣品置于儀器積分球一側，此時(shí)投射到樣品上的光線(xiàn)各個(gè)方向都有，數量多，透過(guò)樣品的光線(xiàn)相對較多。當直透射時(shí)，樣品置于遠離積分球一側，即靠近接收器，此時(shí)投射到樣品上的光線(xiàn)幾乎是平行光，數量較少，這樣透過(guò)樣品的光線(xiàn)也相對較少（如圖8所示） 。通常，多數產(chǎn)品的透射測量采用全透射方式，當樣品透射程度較高或非常清晰時(shí)，才采用直透射方式測量。
圖10 霧度值測試原理
透射測量一般有專(zhuān)門(mén)的配件來(lái)固定樣品和測量位置，如果樣品為液體，需要專(zhuān)門(mén)的石英或玻璃器皿以及專(zhuān)門(mén)的配件支持(如圖9所示)。
霧度指數(Haze)檢測
對于高度透明塑料產(chǎn)品，比如亞克力產(chǎn)品，我們有時(shí)需要檢測產(chǎn)品透光后光線(xiàn)的直射和散射性能，如果光透過(guò)產(chǎn)品后方向不變，那么我們透過(guò)產(chǎn)品看到的物體將很清晰；如果光透過(guò)產(chǎn)品后有些光線(xiàn)方向改變，那么我們透過(guò)產(chǎn)品看到的物體將很模糊，像有一層霧一樣，霧度指數即體現材料的這一性能。霧度值越高，光線(xiàn)透射過(guò)程中方向改變的部分較大，產(chǎn)品越不清晰；霧度值越小，光線(xiàn)透射過(guò)程中方向改變的部分較小，產(chǎn)品越清晰。
用儀器來(lái)檢測霧度值，實(shí)際上是測量透過(guò)樣品后方向改變的光線(xiàn)占透過(guò)樣品所有光線(xiàn)的百分比。如圖10所示，Haze=光通量3/(光通量2+光通量3)
用分光光度儀來(lái)檢測這一指數時(shí)，實(shí)際上是利用光的可逆性來(lái)反算霧度值。 此時(shí)樣品需要放置于全透射測量位置，根據軟件提示多次測量樣品，最后由軟件自動(dòng)計算出霧度值。
顏色檢測解決方案
現在對于塑料顏色檢測方案有多種，需要根據客戶(hù)產(chǎn)品要求和生產(chǎn)實(shí)際情況做出選擇。下面就以愛(ài)色麗產(chǎn)品為例，對這些解決方案分別予以介紹。
圖12 Color i5臺式分光光度儀
1.基本型
配置：SP60系列便攜式分光光度儀+X-RiteColor Master QA 顏色管理軟件（如圖11所示）。
優(yōu)點(diǎn)：選用便攜式顏色測量?jì)x器，可以在任何地方對產(chǎn)品進(jìn)行反射式精確測量，配合顏色品管軟件，還可對所采集數據進(jìn)行深入分析。這是一種靈活而又經(jīng)濟實(shí)用的選擇。
2.全能型
配置： Color i5臺式分光光度儀+Color iQC 顏色管理軟件（如圖12所示）。
優(yōu)點(diǎn)：選用高性能臺式顏色檢測儀器，配合顏色管理軟件，可對幾乎所有樣品（平板樣品、粉末樣品、液體樣品等）進(jìn)行各種方式檢測，包括反射測量和透射測量，以及色度數據和霧度等參數。這是一種全面的和相對經(jīng)濟的組合。
3.高級型
配置：Color i7高性能臺式分光光度儀+Color iQC professional顏色管理軟件（如圖13、14所示）。
圖13 Color i7高性能臺式分光光度儀
優(yōu)點(diǎn)：選用更高性能的顏色檢測儀器，配合高性能顏色管理軟件，可進(jìn)行反射、透射和霧度等參數檢測，檢測樣品包括各種色板、粉末、液體、漿狀物等。 儀器內置數碼攝像機，可對所測樣品進(jìn)行準確定位；軟件功能強大，可對測量數據作深入和全面的分析，甚至可以在電腦上模擬塑料產(chǎn)品表面的紋理效果。
圖14 Color iQC professional顏色管理軟件
4. 在線(xiàn)非接觸型
配置：VeriColor顏色檢測儀器+軟件（如圖15所示）。
優(yōu)點(diǎn)：可對產(chǎn)品進(jìn)行非接觸式測量，尤其對于接觸測量有困難的樣品，比如高溫樣品、運動(dòng)的樣品、混合顏色顆粒及濕樣等，這種測量方式非常有優(yōu)勢。它可以連接到企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上，對裝配線(xiàn)或生產(chǎn)線(xiàn)上的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測，并將數據傳送至控制室或管理部門(mén)。比如塑料型材生產(chǎn)商可以在擠出機上安裝這種儀器，從而無(wú)需將樣品傳送至品檢部門(mén)進(jìn)行檢測。
企業(yè)可以通過(guò)咨詢(xún)顏色管理儀器生產(chǎn)商來(lái)選擇適合自己的顏色檢測解決方案，如果客戶(hù)的產(chǎn)品顏色經(jīng)常變化，甚至可以配置電腦配色軟件來(lái)提高配色準確性和生產(chǎn)效率。
實(shí)際上現在企業(yè)對于顏色檢測已經(jīng)有了一定的認知，許多企業(yè)都在品質(zhì)部門(mén)配置儀器和人員對產(chǎn)品顏色質(zhì)量進(jìn)行管理控制，甚至有些企業(yè)的生產(chǎn)部門(mén)或生產(chǎn)線(xiàn)上都配有顏色檢測控制儀器。
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