Przenośne urządzenia pomiarowe Nowy spectro-guide...59 Color-guide do małych detali...64 Color-guide do proszków... 64

Transkrypt

1 Barwa - wprowadzenie...55 Przenośne urządzenia pomiarowe...59 Nowy spectro-guide...59 Color-guide do małych detali...64 Color-guide do proszków Wyposażenie do przenośnych urządzeń pomiarowych...66 Laboratoryjne urządzenia pomiarowe...67 Color view Kuweta do granulatu tworzyw sztucznych Color sphere...71 Kabina świetlna...77 Color- view z kuwetą do granulatu - oszczędza czas przy pomiarze granulatu

2 Postrzeganie barwy Dziesięć milionów - tak wiele tonacji barwy może rozróżniać oko ludzkie. Nic więc dziwnego, że nie możemy barwy dokładnie zatrzymać w pamięci, nie mówiąc już o ponownym rozpoznawaniu określonej barwy. Do tego barwa zyskuje coraz większe znaczenie jako kryterium jakości w przemyśle. Jednolity odcień barwy gra dzisiaj dużą rolę w przypadku wielu produktów. Jest to trudne do osiągnięcia już wówczas, gdy poszczególne elementy produkowane są w różnych oddziałach jednej firmy, a będzie się jeszcze bardziej komplikować, gdy będą one pochodzić od różnych dostawców. Ostatecznie jednak barwa musi być identyczna! - pomiar barwy i połysku jednym urządzeniem spectro-guide gloss Wizualna ocena barwy zależy w dużej mierze od zdolności postrzegania barw przez indywidualnego obserwatora, a także jego wieku czy np. aktualnego nastroju. Wpływają też na to czynniki zewnętrzne, jak barwa otoczenia i jasność. Ograniczone są również nasze możliwości precyzyjnego opisywania i dokumentowania barw i ich różnic. Jedynym sensownym rozwiązaniem jest zastosowanie przyrządów do pomiaru barwy, spełniających wymogi i założenia znormalizowanych systemów barw, akceptowanych na forum międzynarodowym. Tylko w ten sposób możemy zapewnić obiektywną ocenę i kontrolę barw. Na postrzeganie barwy wpływ mają następujące trzy podstawowe elementy: źródło światła obserwator próbka - przenoszenie danych bezpośrednio do Excela software easy-link

3 Źródło światła Postrzeganie barw przez oko ludzkie zależy od oświetlenia, chociaż barwa jako własność fizyczna materiału, jest od oświetlenia niezależna. Z tego względu należy definiować źródło światła. Użyte do pomiaru barwy źródło światła musi wykazywać ciągłość energii w całym paśmie spektralnym widzenia (od 400 do 700 nm). jeden z nich reaguje na światło czerwone, drugi na zielone, a trzeci na światło niebieskie. Ich łączne działanie sprawia, że w mózgu powstaje odczucie barwy. Aby określić stopień czułości receptorów, CIE dokonała w latach systematycznego testowania ludzkiego wzroku. Na podstawie osiągniętych wyników ustalono dwa normatywne kąty obserwacji: 2 i 10 ; odpowiadają one mniejszemu i większemu polu widzenia. Białe światło dzienne rozłożone na barwy widmowe (np. tęcza) CIE (Commission Internationale de I Eclairage Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa) definiuje źródło światła przez ilość emitowanej energii przy każdej długości fali (względny spektralny rozkład energii). Najważniejszymi znormalizowanymi rodzajami światła są: światło dzienne D65, C światło żarowe A światło świetlówek F2, F11 Przy obserwacji przedmiotu sygnał wizualny z oka jest rezultatem całkowania na dużej powierzchni. Ten fakt odzwierciedla najbardziej sytuacja obserwatora znormalizowanego 10. Obiekt Źródło światła i obserwator zostali określeni normatywnie przez CIE i ich krzywe spektralne zapamiętane w spektrofotometrach do pomiaru barwy. Jedynymi zmiennymi pozostałymi do określenia są optyczne właściwości przedmiotu. Urządzenia do pomiaru barwy mierzą światło odbite od powierzchni przedmiotu. Zjawisko odbicia dotyczy wszystkich długości fali w całym widmie widzialnym, a uzyskane wyniki pomiarów zwane są danymi spektralnymi reflektancji. Przykładowo, czarny przedmiot nie wykaże odbicia światła w całym paśmie widma widzialnego (0% reflektancji), natomiast powierzchnia idealnie biała odbije całe światło (100% reflektancji). Wszystkie inne barwy odbijają światło tylko w określonych strefach spektrum. Stąd każda barwa ma specyficzną krzywą spektralną porównywalną ze wzorem odcisków palców. Obserwator Obserwator jest ważnym elementem systemu określania barwy. Światło odbite od barwnego przedmiotu trafia do ludzkiego oka, przechodzi przez soczewkę i pada na siatkówkę. Tam znajdują się trzy różne receptory światłoczułe:

4 Porównuje się tu i ustala oraz zapisuje różnice barwy a nie ich wartości bezwzględne. Zazwyczaj całkowita odchyłka barwy E* stanowi o zgodności barw. E* = [( L*)² + ( a*)² + ( b*)²]½ Dwie pary próbek mogą wykazywać te same wartości E*, jednak wizualnie okażą się różne. Porównaj przykład ze strony 57 (prawy górny róg) z katalogu 2005/2006 firmy BYK Gardner. Na ilustracjach pokazano typowe krzywe dla barw: czerwonej, niebieskiej i zielonej. Systemy barw Systemy barw są kombinacją informacji pochodzących od trzech elementów: źródła światła obserwatora obiektu Systemy te stanowią narzędzie do określania, analizy i dokumentacji barw i jej różnic. System barw zalecany przez CIE to system o nazwie CIELab. 1. para próbek 2. para próbek L* 0,57 0,0 a* 0,57 0,0 b* 0,57 1,0 E* 1,0 1,0 Do ustalenia rzeczywistych odchyłek barwy należy przeanalizować składowe L*, a*, b*, lub L*, C*, H*. Różnice są obliczane i interpretowane jak następuje: = wartości próbki minus wartości wzorca Jest to układ współrzędnych prostokątnych i składa się z dwóch osi, a* i b*, które usytuowane są względem siebie pod kątem prostym i definiują tonację barwy. Trzecia oś oznacza jasność L*. Jest ona prostopadła do płaszczyzny a* b*. W systemie tym można określić każdą barwę poprzez współrzędne L*, a*, b*. Alternatywnie używa się współrzędnych L*, C*, h. C* ( = chroma) oznacza nasycenie barwy, natomiast kąt hº jest innym oznaczeniem faktycznego odcienia barwy (kąt tonacji barwy). By wytwarzać zawsze jednakowy kolor, trzeba ustalić wzorzec (standard) i porównywać z nim bieżącą produkcję typowa sytuacja na linii klient/dostawca. Klient i dostawca muszą się porozumieć co do dopuszczalnej różnicy barwy. Uzgodnione wartości i tolerancje zależą zarówno od wymagań klienta, jak również od możliwości technicznych dostawcy.

5 Przyrządy do pomiaru barw W przemyśle stosowane są dwa rodzaje geometrii pomiarów: geometria 45/0 i geometria sferyczna (d/8). Barwa, jak ją widzi oko W przyrządach o geometrii 45/0 zastosowano oświetlenie kierunkowe cyrkularne pod kątem 45, a pomiar reflektancji (natężenia światła odbitego) odbywa się pionowo nad próbką, czyli pod kątem 0 do normalnej. Oświetlenie cyrkularne jest konieczne do uzyskania powtarzalności wyniku pomiaru oraz uniknięcia zależności wyniku od kierunku pomiaru na strefach silnie fakturowanych lub o wzorze powierzchni noszącym cechy kierunku. Różnice w połysku/strukturze powierzchni odczytywane są przez przyrząd jako różnice barwy. Geometria 45/0 jest wrażliwa na połysk i ogólnie zgodna z wrażeniem wizualnym człowieka. Cechy te są bardzo istotne w następujących zastosowaniach: porównywanie różnych serii w procesie produkcji stała wizualnie barwa przy produkcji, gdy następuje montaż wielu części o różnym pochodzeniu (materiale wykonania) Kontrola tonacji barwy W geometrii sferycznej d/8 próbka oświetlona jest światłem rozproszonym (dyfuzyjnie stąd litera d w oznaczeniu), za pomocą kuli pokrytej bielą. Przesłona we wnętrzu kuli sprawia, że światło nie pada bezpośrednio na powierzchnię próbki. Pomiar następuje pod kątem 8. Za pomocą tej geometrii barwa zostanie oceniona tak, jak w normalnych warunkach wzorcowania wizualnego. Gdy czytamy, na przykład czasopismo wydrukowane na papierze o wysokim połysku, trzymamy je tak, aby odbicie źródła światła nie oślepiało nas. Jeżeli porównujemy przedmiot o wysokim połysku z próbką, która wykazuje tę samą pigmentację, lecz jest matowa lub strukturalna, nasze oko postrzega przedmiot o wysokim połysku jako ciemniejszy, a jego barwy jako bardziej nasycone. Właśnie taki rezultat da pomiar przyrządem o geometrii 45/0: Przyrządy o takiej geometrii występują w dwóch wariantach, zależnie od ich konstrukcji i przeznaczenia: spin oraz spex. Wariant spin (od angielskiego specular included ) oznacza, iż mierzone jest całkowite światło odbite od próbki: odbicie dyfuzyjne (barwa) + odbicie kierunkowe (połysk). Efektem takiej geometrii pomiaru jest uniezależnienie odczytu barwy od połysku. Wynik pomiaru barwy jest niezależny od tego, czy powierzchnia próbki jest połyskliwa, czy matowa, czy też o wyraźnej strukturze. Różnice w połysku lub strukturze powierzchni nie wpływają na różnice odczytu barwy. Geometria pomiaru typu spin" nadaje się do następujących zastosowań: badanie mocy barwy w zależności od czasu dyspersji test wpływu warunków klimatycznych na pigment recepturowanie farb

6 W układzie spex" (specular excluded) pułapka połysku pochłania ukierunkowane światło odbite od próbki (połysk = składowa zwierciadlana ). W tej konfiguracji symulowany jest odczyt barwy zgodny z oceną wizualną, podobnie do geometrii 45/0. Dla powierzchni matowych i o połysku średnim występują jednak znaczące odchyłki w odczytach między 45/0 a geometrią sferyczną d/8 typu spex", ponieważ pułapka połysku niecałkowicie eliminuje komponentę połysku. Podsumowanie Tylko pomiary wykonane w tych samych warunkach są ze sobą porównywalne. Dlatego raport pomiarów barwy musi zawierać następujące informacje, a użytkownik przestrzegać ich zgodności. urządzenie pomiarowe barwy (geometria) rodzaj światła/obserwatora system/barwy przygotowanie próbek Byk-Gardner proponuje pełna palete produktów od niezawodnej kontroli barwy rodzinę przenośnych spektrofotometrów barwy o parametrach i dokładności urządzeń laboratoryjnych Podsumowanie Gardner proponuje pełną paletę produktów