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分光测色仪对白度的测定

点击:         发布日期:2014-08-11
分光测色仪现在作为丝绸的白度检测仪被广泛应用,其实我们知道大多数现在出口的丝绸都是没有深加工的也就是炼白模式,这种模式我们需要检测的产品颜色值也就是白色的程度工业统称为白度,分光测色仪就是检测白度的最好用的工具之一。提到中国的传统产业就不得不提到丝绸
分光测色仪现在作为丝绸的白度检测仪被广泛应用,其实我们知道大多数现在出口的丝绸都是没有深加工的也就是炼白模式,这种模式我们需要检测的产品颜色值也就是白色的程度工业统称为白度,分光测色仪就是检测白度的最好用的工具之一。
提到中国的传统产业就不得不提到丝绸,这是可以说是中国最为古老的一种行业了,百分之九十以上的丝绸产品由于我国深加工不够,印染技术水平有限,仍以炼白的半成品形式出口,百度是衡量丝绸质量的重要物理标准之一。在色彩斑斓的大千世界中,结果最多就是白色,工业上一般以白度来描述“白色的程度”,但至今为止,对白度这个概念还没有组织给出准确的定义。白色和其他颜色一样,是物体受光线照射后,反射光进入人眼,作用于视觉器官而为大脑所反映的感觉之一,在色度学颜色空间中,白色的波长处于470nm~570nm范围内,并构成一个三维空间色。白度是衡量“白的程度”一个量值,白色本身具有高反射比和低纯度的颜色属性。白度大致可以分为不增白和荧光增白。不经增白的试样不必考虑荧光效果,而荧光增白的试样,在经光照射下,不但有反射光,而且有荧光剂本身产生的荧光,因此要考虑织物本身的荧光因素。在出口炼白绸中,大部分都是未经荧光增白处理的,属于本白产品。
作为衡量精炼加工产品质量的重要物理量以及外观质量检验重要考核项目的白度,其测量的准确性不但可以为产品的质量控制提供实测数据,而且更为精确的调节、控制真丝绸的脱胶率等工业参数,对产品质量控制和提高有着积极的意义。目前工业上采用的检测手段分为两类。
一种是目测检验评定方法也称作直接比较法,是最为方便、简单、直观的一种传统方法,但是易受光源、光照条件影响,没有量化概念,常带有主观性。
另外一种是仪器测量法(使用分光测色仪)也称为物理的(客观)评定方法,用反射率R表示,其特点仪器测定,有量化概念,排除主观因素,但R值大小同分光测色仪的类型性能样品放置角度等有关。
对炼白绸白度测定原理的确定白度检验和纺织品的色差检验一样同属于颜色测量范畴。颜色测量是应用色度学理论的一种测试技术,色度学是近几十年内发展的一门新兴边缘学科,至今在理论上和应用比较成熟。涉及到测色,就离不开各种各样的测色仪。随着色度学理论的发展和完善,其中产生、出现了众多的白度计算公式和表示方法。由于测试对象是未经增白处理的炼白绸,因此确定选择亨特系统(HONTERSERIES),该系统通过在均匀色空间中把理想白与试样进行比较而建立起来,这是国外分光测色仪控制白度普遍方法。
求得L、a、b,按下式计算:
W白=100-[(100-L)2a2+b2]1/2……………………………………(1)
同时也可以在a和b值色度图上画出色点的位置,a、b分别为试样在Lab系统中明度指数和色彩指数。测试所用分光测色仪应符合D65标准光源和2°视场条件。如果所得到数据为CIE刺激值X、Y、Z,可以下式换算成亨特系统的数值:
L=100Y1/2
a=175(11052X-Y)/Y1/2
b=70(Y-01919Z)/Y1/2
该公式是以理想白为100,如下图中心顶上的一点,计算该点与试样点间的距离,并用100减去其距离。从100-white(白)点起,有无数个距离点以即使是相同的白度,其亮度、饱和度及包调也常常会不一样。以上原理可用下图表示:
炼白绸品种较多,其组织结构、经纬紧密程度不尽相同,同时织物表面不是光滑无隙的。经照射,光线可以通过经、纬线间以致纤维间的缝隙透射过去,造成反射光的损失及不真实的测定果。随着试样的增加,以减少反射光损失,以致达到一定厚度以后,基本上没有反射光的损失,此时得到的结果较为真实,并且再增加试样的厚度,其测得的白度值不会有多大的变化。
在有关标准中亦提到,用分光测色仪来评定白度,要求试样应由多层组成,以保证再增加也不会改变其光谱的反射率。
从应用测试的过程发现,随着试样层数的增加,L值及Y值、W值也在增加,达到一定厚度以后,再增加其试样层数,以上三个量值变化不大,尤其是W值几乎不变,因此,试样应该确定一个最低厚度或最少层数来组成,最少层数应该是此时若再增加试样层数,其计算得到的炼白绸白度值不会改变为原则。炼白绸存在品种、结构等差异,其要求的试样组成最少层数也不一样。暂不考虑照明光源、测试原理及视场的不同,对分光测色仪测量的数据进行分析,数字式白度计测试结果因试样放置的角度不同而相差较大,而用分光测色仪得到的白度值基本不受试样角度的影响。其原因主要在于两种仪器所用的测试几何条件不一样。分光测色仪采用的是光源光束,经过45°反射镜照射到顶部所测试样上,其照明观察条件为0/d,白度计算其照明、观察条件为45/0,使用的是经过滤色片后的45°入射光,在该条件下,所测得结果易受试样表面组织结构的变化而产生不同的表面漫反射的反射光的影响,因此同一试样在经、纬、45°三个位置上测得的白度R值相差甚大。根据国际标准《白度的仪器评定方法》中的要求,应该采用模拟D65标准光源来照射试样,来测定有关量值。因此对于白度计等仪器难于符合以上的要求,同时在实际使用中亦存在测定结果不稳定,受试样放置角度影响等不足,从实际应用试验中可以得出这个的结论,可以表明分光测色仪更为适合炼白绸的白度测定及质量控制。在进口的测色仪上,试样应用也证明以上结论的可行性。
经过实际测试的应用研究,测试方法的主要内容归纳如下:
原理:由分光测色仪测得试样的三刺激值X、Y、Z或L、a、b经计算转换成白度值(W)。
试验仪器:三恩驰分光测色仪或符合D65标准光源、2°视场条件且能读出X、Y、Z或L、a、b值其他测试仪器。
试样:应由多层组成,以保证再增加试样层数,其白度值不会改变,常见品种最少层数参照下表:

品种

电力纺类

洋纺

双绉类

斜纹绸类

缎类

最少层数(层)

8

12

8

8

8

计算公式:
W=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2
结果计算:利用分光测色仪测定五个不同部位,然后求其算术平均值。入射光照射在试样的正面,测量孔径可大些,一般为530mm。如有必要的话,将试样置于试验用标准大气中进行调湿平衡。
通过分光测色仪对炼白绸白度测定应用的研究,拓展了仪器的实际使用范围,同时对“白度”
这个概念有了更新的认识。近年来,随着色度学理论的进一步发展,测色技术的不断提高,新型的测色仪器层出不穷,如何来开发其在纺织品检验领域中的应用,促进商检工作的发展,是值得各大测色仪器生产商研究、注意的课题。
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