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主题 : 着色剂技术——颜色的测量

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1#   发表于:2016-11-18 14:06:27  IP:113.28.*.*

                        着色剂技术——颜色的测量

 当人类开始使用化妆品的时候,着色剂(Colorant)就开始应用于化妆品中、着色剂对于化妆品来说是极为重要的,消费者在选购化妆品时时根据视觉、嗅觉和触觉的方面来判断的。着色剂是影响化妆品色泽的重要一环。着色剂的使用是使肌肤、头发和指甲等着色,借助色彩的互衬性和协调性,是形体的轮廊明朗及肤色均匀,显示容颜优点,弥补局部缺陷,达到美容的效果。

 而着色剂应用的过程中对其颜色的测量是很重要的。

1 测色的基本原理

 颜色的测量是颜色科学最重要的工程应用之一,它不仅依赖于被测颜色本身的光谱光度特性,还与测量的几何条件、照明光源的光谱分布等密切关联。因此,国际照明委员会(CIE)推荐了相关的测色标准,以使各国的颜色测量参数和各测色仪器制造厂商的产品能够进行交流和对比。

 颜色测量的根本任务是测定色刺激函数φ(λ);对于光源的测量,实际上是要测定光源的相对光谱功率分布P(λ);对于物体色的测量,则是测定物体的光谱光度特性,如反射物体的光谱辐亮度因数β(λ)和光谱反射比P(λ)、透射物体的光谱透射比τ(λ)等。在测得了色刺激函数φ(λ)之后,就可以根据色度学的三个基本方程求出被测颜色的CIE三刺激值。

 颜色测量的方法分为目视测色和仪器测色两大类 其中,仪器测色又包括分光光度法和光电积分法(也称三刺激值法)两种。

 

 

 1、目视法  

 目视法是一种传统的颜色测量方法。它是一种完全主观评价方法,同时也是最简单的一种方法。它将印刷品与标准样张直接进行人为比对,评价印刷品与标准样张呈色差异,同时还借助放大镜来细微地观察各色网点的形状和叠印状况,对网点的调值作定性评估。其实质是一种目视光度测定法,原理是利用加色混合定律,将各个分量的未知色加在一起,以描述所得的未知色。虽然对于色彩评价来说最可靠的方式是借助人眼,而且简单灵活,但是由于观测人员的经验和心理、生理因素的影响,使得该方法可变因素太多,并且无法进行定量描述,从而影响到评估的准确性和可靠性。

 

2、光电积分法

2.1、测量原理

现代色度学的发展为仪器客观地评价颜色奠定了基础。光电积分法是20世纪60年代仪器测色中采用的常见方法。光电积分法不是测量某一波长的色刺激值,而是在整个测量波长区间内,通过积分测量测得样品的三刺激值XYZ,再由此计算出样品的色品坐标等参数。通常用滤光片覆盖在探测器上,把探测器的相对光谱灵敏度S(Κ)修正成CIE推荐的光谱三刺激值x(Κ)y(Κ)z(Κ)。用这样的三个光探测器接收光刺激时,就能用一次积分测量出样品的三刺激值XYZ。滤光片需满足卢瑟条件,以精确匹配光探测器。在实际的滤色修正中,由于色玻璃的品种有限,仪器不可能完全符合卢瑟条件,只能近似符合。应用部分滤光片法可使x(Κ)z(Κ)曲线的匹配积分误差小于2%y(Κ)曲线的匹配积分误差小于0.5%

 

2.2、光电积分式仪器光电积分式仪器由光源、探测器、数据处理器和输出单元四部分组成。

探测器一般是三个带有修正滤光片组的光电管或大面积硅光电二极管(在要求仪器有较高灵敏度的场合下采用光电倍增管)

光电积分式仪器不能精确测量出色源的三刺激值和色品坐标,但能准确测出两个色源之间的差别,因而又被称为色差计。国外色差计从上世纪60年代开始大量生产,如日本美能达台式色差仪CR2400410、色彩色差计CR2321。我国从上世纪80年代初开始研制这类仪器,如北京光学仪器厂生产的TG2PIIG全自动测色色差计,但和国外相比,我国研制的色差计台间差较大。彩色亮度计也是一种光电积分式仪器,通过望远镜系统对远距离目标进行颜色参数测量。

 

3、分光光度法  

分光光度法又叫分光测色仪,它是通过样品反射(透射)的光能量与同样条件下标准反射(透射)的光能量进行比较得到样品在每个波长下的光谱反射率,然后利用CIE提供的标准观察者和标准光源按如下公式计算,从而得到三刺激值XYZ,再由XYZCIEYxyCIELab等公式计算色品坐标xyCIELAB色度参数等。 

 

它通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数,不仅可以给出XYZ的绝对值和色差值△E,还可以给出物体的分光反射率值,并可以画出物体色的分光反射率曲线。因此被广泛用于颜色的配色及色彩分析中去,采用此类仪器可实现高准确度的色测量,可对光电积分测色仪器进行定标,建立色度标准等,故分光式仪器是颜色测量中的权威仪器。

说了这么多,大家是不是晕晕的?那么小编就举个例子!

假设我们用紫外-可见分光光度计计算颜色

实验部分

2.1仪器与样品

UV-2100紫外-可见分光光度计(岛津公司);色度积分球(岛津公司);标准白板(中国计量院);待测白板。

2.2样品前处理

将标准白板与待测白板的表面用无水乙醇擦拭干净,待其自然晾干。

2.3实验方法

开启紫外-可见分光光度计,进入色度积分球程序。先设置标准白板的已知光谱反射()因数,再设置测量条件,分别为光源:D65,视场:100。在进行基线扫描后,用标准白板定标仪器,若仪器测量值与已知值一致,则可进行待测样品的测量。测量后在390nm-520nm每隔10nm记录白板的光谱反射()因数,进行计算。

3结果与讨论

3.1测量原理及计算

蓝光白度作为在国际标准]SO 2470纸张、纸板-漫蓝反射因数的测量,以及我国纸张、塑料、建材等有关国家标准中都曾经或仍在应用的白度数值,其定义为:

下表为蓝光白度测量仪总有效特征

 

 

将测量数值带入(1)式,即可求得待测样品的蓝光白度值。




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