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分光測色儀對白度的測定

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分光測色儀對白度的測定

發布時間:2014-08-11 瀏覽:996 次
分光測色儀現在作為絲綢的白度檢測儀被廣泛應用,其實我們知道大多數現在出口的絲綢都是沒有深加工的也就是煉白模式,這種模式我們需要檢測的產品顏色值也就是白色的程度工業統稱為白度,分光測色儀就是檢測白度的最好用的工具之一。
提到中國的傳統產業就不得不提到絲綢,這是可以說是中國最為古老的一種行業了,百分之九十以上的絲綢產品由于我國深加工不夠,印染技術水平有限,仍以煉白的半成品形式出口,百度是衡量絲綢質量的重要物理標準之一。在色彩斑斕的大千世界中,結果最多就是白色,工業上一般以白度來描述“白色的程度”,但至今為止,對白度這個概念還沒有組織給出準確的定義。白色和其他顏色一樣,是物體受光線照射后,反射光進入人眼,作用于視覺器官而為大腦所反映的感覺之一,在色度學顏色空間中,白色的波長處于470nm~570nm范圍內,并構成一個三維空間色。白度是衡量“白的程度”一個量值,白色本身具有高反射比和低純度的顏色屬性。白度大致可以分為不增白和熒光增白。不經增白的試樣不必考慮熒光效果,而熒光增白的試樣,在經光照射下,不但有反射光,而且有熒光劑本身產生的熒光,因此要考慮織物本身的熒光因素。在出口煉白綢中,大部分都是未經熒光增白處理的,屬于本白產品。
作為衡量精煉加工產品質量的重要物理量以及外觀質量檢驗重要考核項目的白度,其測量的準確性不但可以為產品的質量控制提供實測數據,而且更為精確的調節、控制真絲綢的脫膠率等工業參數,對產品質量控制和提高有著積極的意義。目前工業上采用的檢測手段分為兩類。
一種是目測檢驗評定方法也稱作直接比較法,是最為方便、簡單、直觀的一種傳統方法,但是易受光源、光照條件影響,沒有量化概念,常帶有主觀性。
另外一種是儀器測量法(使用分光測色儀)也稱為物理的(客觀)評定方法,用反射率R表示,其特點儀器測定,有量化概念,排除主觀因素,但R值大小同分光測色儀的類型性能樣品放置角度等有關。
對煉白綢白度測定原理的確定白度檢驗和紡織品的色差檢驗一樣同屬于顏色測量范疇。顏色測量是應用色度學理論的一種測試技術,色度學是近幾十年內發展的一門新興邊緣學科,至今在理論上和應用比較成熟。涉及到測色,就離不開各種各樣的測色儀。隨著色度學理論的發展和完善,其中產生、出現了眾多的白度計算公式和表示方法。由于測試對象是未經增白處理的煉白綢,因此確定選擇亨特系統(HONTERSERIES),該系統通過在均勻色空間中把理想白與試樣進行比較而建立起來,這是國外分光測色儀控制白度普遍方法。
求得L、a、b,按下式計算:
W白=100-[(100-L)2a2+b2]1/2……………………………………(1)
同時也可以在a和b值色度圖上畫出色點的位置,a、b分別為試樣在Lab系統中明度指數和色彩指數。測試所用分光測色儀應符合D65標準光源和2°視場條件。如果所得到數據為CIE刺激值X、Y、Z,可以下式換算成亨特系統的數值:
L=100Y1/2
a=175(11052X-Y)/Y1/2
b=70(Y-01919Z)/Y1/2
該公式是以理想白為100,如下圖中心頂上的一點,計算該點與試樣點間的距離,并用100減去其距離。從100-white(白)點起,有無數個距離點以即使是相同的白度,其亮度、飽和度及包調也常常會不一樣。以上原理可用下圖表示:
煉白綢品種較多,其組織結構、經緯緊密程度不盡相同,同時織物表面不是光滑無隙的。經照射,光線可以通過經、緯線間以致纖維間的縫隙透射過去,造成反射光的損失及不真實的測定果。隨著試樣的增加,以減少反射光損失,以致達到一定厚度以后,基本上沒有反射光的損失,此時得到的結果較為真實,并且再增加試樣的厚度,其測得的白度值不會有多大的變化。
在有關標準中亦提到,用分光測色儀來評定白度,要求試樣應由多層組成,以保證再增加也不會改變其光譜的反射率。
從應用測試的過程發現,隨著試樣層數的增加,L值及Y值、W值也在增加,達到一定厚度以后,再增加其試樣層數,以上三個量值變化不大,尤其是W值幾乎不變,因此,試樣應該確定一個最低厚度或最少層數來組成,最少層數應該是此時若再增加試樣層數,其計算得到的煉白綢白度值不會改變為原則。煉白綢存在品種、結構等差異,其要求的試樣組成最少層數也不一樣。暫不考慮照明光源、測試原理及視場的不同,對分光測色儀測量的數據進行分析,數字式白度計測試結果因試樣放置的角度不同而相差較大,而用分光測色儀得到的白度值基本不受試樣角度的影響。其原因主要在于兩種儀器所用的測試幾何條件不一樣。分光測色儀采用的是光源光束,經過45°反射鏡照射到頂部所測試樣上,其照明觀察條件為0/d,白度計算其照明、觀察條件為45/0,使用的是經過濾色片后的45°入射光,在該條件下,所測得結果易受試樣表面組織結構的變化而產生不同的表面漫反射的反射光的影響,因此同一試樣在經、緯、45°三個位置上測得的白度R值相差甚大。根據國際標準《白度的儀器評定方法》中的要求,應該采用模擬D65標準光源來照射試樣,來測定有關量值。因此對于白度計等儀器難于符合以上的要求,同時在實際使用中亦存在測定結果不穩定,受試樣放置角度影響等不足,從實際應用試驗中可以得出這個的結論,可以表明分光測色儀更為適合煉白綢的白度測定及質量控制。在進口的測色儀上,試樣應用也證明以上結論的可行性。
經過實際測試的應用研究,測試方法的主要內容歸納如下:
原理:由分光測色儀測得試樣的三刺激值X、Y、Z或L、a、b經計算轉換成白度值(W)。
試驗儀器:三恩馳分光測色儀或符合D65標準光源、2°視場條件且能讀出X、Y、Z或L、a、b值其他測試儀器。
試樣:應由多層組成,以保證再增加試樣層數,其白度值不會改變,常見品種最少層數參照下表:

品種

電力紡類

洋紡

雙縐類

斜紋綢類

緞類

最少層數(層)

8

12

8

8

8

計算公式:
W=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2
結果計算:利用分光測色儀測定五個不同部位,然后求其算術平均值。入射光照射在試樣的正面,測量孔徑可大些,一般為530mm。如有必要的話,將試樣置于試驗用標準大氣中進行調濕平衡。
通過分光測色儀對煉白綢白度測定應用的研究,拓展了儀器的實際使用范圍,同時對“白度”
這個概念有了更新的認識。近年來,隨著色度學理論的進一步發展,測色技術的不斷提高,新型的測色儀器層出不窮,如何來開發其在紡織品檢驗領域中的應用,促進商檢工作的發展,是值得各大測色儀器生產商研究、注意的課題。
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