分光測色儀現(xiàn)在作為絲綢的白度檢測儀被廣泛應(yīng)用,其實(shí)我們知道大多數(shù)現(xiàn)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(chǎn)品顏色值也就是白色的程度工業(yè)統(tǒng)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(tǒng)產(chǎn)業(yè)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(yè)了,百分之九十以上的絲綢產(chǎn)品由于我國深加工不夠,印染技術(shù)水平有限,仍以煉白的半成品形式出口,百度是衡量絲綢質(zhì)量的重要物理標(biāo)準(zhǔn)之一。在色彩斑斕的大千世界中,結(jié)果最多就是白色,工業(yè)上一般以白度來描述“白色的程度”,但至今為止,對白度這個(gè)概念還沒有組織給出準(zhǔn)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(jìn)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(xué)顏色空間中,白色的波長處于470nm~570nm范圍內(nèi),并構(gòu)成一個(gè)三維空間色。白度是衡量“白的程度”一個(gè)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(jīng)增白的試樣不必考慮熒光效果,而熒光增白的試樣,在經(jīng)光照射下,不但有反射光,而且有熒光劑本身產(chǎn)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(jīng)熒光增白處理的,屬于本白產(chǎn)品。
作為衡量精煉加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要物理量以及外觀質(zhì)量檢驗(yàn)重要考核項(xiàng)目的白度,其測量的準(zhǔn)確性不但可以為產(chǎn)品的質(zhì)量控制提供實(shí)測數(shù)據(jù),而且更為精確的調(diào)節(jié)、控制真絲綢的脫膠率等工業(yè)參數(shù),對產(chǎn)品質(zhì)量控制和提高有著積極的意義。目前工業(yè)上采用的檢測手段分為兩類。
一種是目測檢驗(yàn)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(tǒng)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(diǎn)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(guān)。
對煉白綢白度測定原理的確定白度檢驗(yàn)和紡織品的色差檢驗(yàn)一樣同屬于顏色測量范疇。顏色測量是應(yīng)用色度學(xué)理論的一種測試技術(shù),色度學(xué)是近幾十年內(nèi)發(fā)展的一門新興邊緣學(xué)科,至今在理論上和應(yīng)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(xué)理論的發(fā)展和完善,其中產(chǎn)生、出現(xiàn)了眾多的白度計(jì)算公式和表示方法。由于測試對象是未經(jīng)增白處理的煉白綢,因此確定選擇亨特系統(tǒng)(HONTERSERIES),該系統(tǒng)通過在均勻色空間中把理想白與試樣進(jìn)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(jì)算:
W白=100-[(100-L)2a2+b2]1/2……………………………………(1)
同時(shí)也可以在a和b值色度圖上畫出色點(diǎn)的位置,a、b分別為試樣在Lab系統(tǒng)中明度指數(shù)和色彩指數(shù)。測試所用分光測色儀應(yīng)符合D65標(biāo)準(zhǔn)光源和2°視場條件。如果所得到數(shù)據(jù)為CIE刺激值X、Y、Z,可以下式換算成亨特系統(tǒng)的數(shù)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(diǎn),計(jì)算該點(diǎn)與試樣點(diǎn)間的距離,并用100減去其距離。從100-white(白)點(diǎn)起,有無數(shù)個(gè)距離點(diǎn)以即使是相同的白度,其亮度、飽和度及包調(diào)也常常會(huì)不一樣。以上原理可用下圖表示:
煉白綢品種較多,其組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)緯緊密程度不盡相同,同時(shí)織物表面不是光滑無隙的。經(jīng)照射,光線可以通過經(jīng)、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(shí)的測定果。隨著試樣的增加,以減少反射光損失,以致達(dá)到一定厚度以后,基本上沒有反射光的損失,此時(shí)得到的結(jié)果較為真實(shí),并且再增加試樣的厚度,其測得的白度值不會(huì)有多大的變化。
在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中亦提到,用分光測色儀來評定白度,要求試樣應(yīng)由多層組成,以保證再增加也不會(huì)改變其光譜的反射率。
從應(yīng)用測試的過程發(fā)現(xiàn),隨著試樣層數(shù)的增加,L值及Y值、W值也在增加,達(dá)到一定厚度以后,再增加其試樣層數(shù),以上三個(gè)量值變化不大,尤其是W值幾乎不變,因此,試樣應(yīng)該確定一個(gè)最低厚度或最少層數(shù)來組成,最少層數(shù)應(yīng)該是此時(shí)若再增加試樣層數(shù),其計(jì)算得到的煉白綢白度值不會(huì)改變?yōu)樵瓌t。煉白綢存在品種、結(jié)構(gòu)等差異,其要求的試樣組成最少層數(shù)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(shù)據(jù)進(jìn)行分析,數(shù)字式白度計(jì)測試結(jié)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(jīng)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(jì)算其照明、觀察條件為45/0,使用的是經(jīng)過濾色片后的45°入射光,在該條件下,所測得結(jié)果易受試樣表面組織結(jié)構(gòu)的變化而產(chǎn)生不同的表面漫反射的反射光的影響,因此同一試樣在經(jīng)、緯、45°三個(gè)位置上測得的白度R值相差甚大。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)《白度的儀器評定方法》中的要求,應(yīng)該采用模擬D65標(biāo)準(zhǔn)光源來照射試樣,來測定有關(guān)量值。因此對于白度計(jì)等儀器難于符合以上的要求,同時(shí)在實(shí)際使用中亦存在測定結(jié)果不穩(wěn)定,受試樣放置角度影響等不足,從實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)中可以得出這個(gè)的結(jié)論,可以表明分光測色儀更為適合煉白綢的白度測定及質(zhì)量控制。在進(jìn)口的測色儀上,試樣應(yīng)用也證明以上結(jié)論的可行性。
經(jīng)過實(shí)際測試的應(yīng)用研究,測試方法的主要內(nèi)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(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)換成白度值(W)。
試驗(yàn)儀器:三恩馳分光測色儀或符合D65標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)由多層組成,以保證再增加試樣層數(shù),其白度值不會(huì)改變,常見品種最少層數(shù)參照下表:
品種 |
電力紡類 |
洋紡 |
雙縐類 |
斜紋綢類 |
緞?lì)?/strong> |
最少層數(shù)(層) |
8 |
12 |
8 |
8 |
8 |
計(jì)算公式:
W=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2
結(jié)果計(jì)算:利用分光測色儀測定五個(gè)不同部位,然后求其算術(shù)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(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣中進(jìn)行調(diào)濕平衡。
通過分光測色儀對煉白綢白度測定應(yīng)用的研究,拓展了儀器的實(shí)際使用范圍,同時(shí)對“白度”
這個(gè)概念有了更新的認(rèn)識。近年來,隨著色度學(xué)理論的進(jìn)一步發(fā)展,測色技術(shù)的不斷提高,新型的測色儀器層出不窮,如何來開發(fā)其在紡織品檢驗(yàn)領(lǐng)域中的應(yīng)用,促進(jìn)商檢工作的發(fā)展,是值得各大測色儀器生產(chǎn)商研究、注意的課題。