Kolor,polysk

Ważne definicje:

Połysk
Zdolność powierzchni do odbijanie światła bez rozpraszania. Pomiar połysku próbki odbywa się przez oświetlenie jej stałą wiązką światła pod wybranym kątem i badanie ilości światła odbitego. Różne powierzchnie wymagają różnych kątów oświetlenia. Połyskomierze Elcometer spełniają wszelkie potrzeby z tego zakresu, umożliwiając pomiary dowolnych powierzchni: lustrzanych, matowych, dużych , małych oraz płaskich i zakrzywionych.

Współczynnik odbicia %
% współczynnik odbicia światła to porównanie ilości światła przekazanej i odebranej przez
połyskomierz, wyrażone w procentach. Im powierzchnia bardziej połyskliwa, tym wartość będzie bliższa 100 %.
Podczas gdy skala jednostki połysku (Gloss Unit - GU) jest liniowa, każdy kąt padania (20, 60 lub 85°) ma inny zakres pomiaru: 0 - 2000 GU (20°), 0 - 1000 GU (60°), 0 - 160GU (85°), % współczynnik odbicia wyraża wartość pomiaru w procentach względem wybranego kąta padania. Na przykład, wartość 1000 GU przy 20° zapiszemy jako 50%²⁰ a 500GU jako 25% ²⁰ a przy 60° byłoby to 50% ⁶⁰
Zamglenie (Haze)
Niektóre materiały wykazują znaczne różnice w połysku dając porównywalne wyniki przy pomiarze jednokątowym połyskomierzem. Selekcji można dokonać przez pomiar połysku przy zastosowaniu innego kąta oświetlenia i porównaniu dwóch wyników. Zamglenie jest definiowane przez normę ASTM D4039 jako różnica pomiędzy połyskiem mierzonym pod kątami 60° i 20°. Na powierzchniach zamglonych widoczny jest efekt „mlecznego wykończenia”, który zmniejsza kontrast odbicia, a także wywołuje efekt halo i przyczynia się do powstania artefaktów wokół silnych źródeł światła.

Odwzorowanie obrazu (DOI).
Pomiar stopnia czytelności obrazu odbitego na badanej powierzchni. Mierzymy ostrość obrazu odbitego od powłoki znajdującej się na badanym przedmiocie. Podobne podłoża mogą mieć takie same odczyty przy pomiarze połysku zwykłym połyskomierzem, lecz wizualnie bardzo się różnią. Powłoka może posiadać wady np. tzw. skórkę pomarańczy i w tym wypadku obraz obiektu odbitego jest nieostry i rozmyty.

Jakość obrazu odbitego (RIQ )
Ten parametr oferuje lepszą rozdzielczość niż znany do tej pory pomiar DOI, a także bardziej przypomina sposób, w jaki człowiek postrzega teksturę danej powierzchni. To funkcja szczególnie przydatna w branży motoryzacyjnej.

Reflaktancja skierowana (RSPEC)
Szczytowa wartość połysku mierzona w bardzo wąskim kącie. Zastosowanie: RSPEC jest bardzo wrażliwa nawet na drobne zmiany tekstury powierzchni i dlatego doskonale nadaje się do oceny gładkości.
Jednostka RSPEC: GU (Gloss Unit)

Profil goniofotometryczny odbicia.
Instrument wyświetla wykres rozkładu reflektanci w zakresie kąta odbicia 17-23°. Przebieg krzywej opisuje jak wiązka światła oddziałuje z powierzchnią próbki. Wąski pik z maksimum zgodnym z kątem oświetlenia 20° jest charakterystyczny dla gładkich powierzchni o wysokim połysku. Różne tekstury i wady powierzchni, zależnie od ich rozmiaru i częstotliwości, można zidentyfikować za pomocą charakterystycznych cech profilu goniofotometrycznego. Pełne dane pomiarowe można kopiować do komputera dla dalszej analizy, bez potrzeby instalacji dodatkowego oprogramowania. Wyświetlany profil goniofotometryczny charakteryzuje
kątowy rozkład odbicia światła. Wykresy wyświetlane dla serii pomiarów pomagają w wykryciu trendu w kolejnych partiach produkcyjnych.

Odcień.
Jest to pomiar czerni lub bieli powierzchni. Dokonywany bez względu na rodzaj badanego koloru, zwany "zabieleniem" . Pomiar dokonywany jest po oświetleniu badanej powierzchni wiązką światła pod kątem 45° i badaniu intensywności po odbiciu rozproszonej wiązki prostopadle do powierzchni. Wyniki podawane są w procentowej skali szarości gdzie czerń ma 0% a kolor biały 100 %.

Przejrzystość.
Jest to stopień w jakim powłoka przysłoni powierzchnię na którą jest nałożona. Pomiar dokonywany jest w podobny sposób do pomiaru stopnia zacienienia, jednakże przejrzystość , zwana wg ISO 2814 siłą krycia, dotyczy pomiaru bieli znanej grubości warstwy badanego materiału na obu rodzajach podłoża; czarnym (mniej niż 5%) I białym ( powyżej 75% ale mniej niż 85%). Do badań dostępny jest pełen zakres kart testowych.

Kolor.
Zdolność materiałów do pochłaniania niektórych częstotliwości światła i odbijania innych.
N.p. czarne materiały nie odbijają żadnego światła z całego widma kolorów podczas gdy materiały czysto białe odbijają całość. Wszystkie inne kolory odbijają światło z różnych zakresów widma. Kolor jest określany ilościowo przez podanie zawartości barw czerwonej, zielonej i niebieskiej (RGB) lub w innych systemach np CMYK, LAB itp Więcej o pomiarze koloru można znaleźć tutaj.

Jak wybrać rodzaj urządzenia do pomiaru koloru- różnice w geometrii 45/0 i d8 są opisane tutaj.

Jasności i białość.
Chociaż pojęcia jasności i białości stosowane są czasami zamiennie, istnieją pewne różnice w sposobie, w jaki te parametry opisują cechy powierzchni np. papieru. Jasność (L* wartość) to zdolność papieru do równomiernego odbijania wszystkich kolorów wchodzących w skład światła. Parametr ten wskazuje na zakres odbijanego światła, widzialnego dla oka ludzkiego, o różnych długościach fali. Bardzo biały papier charakteryzuje się wysokim stopniem odbicia, ale nie będzie odbijał światła o jednej długości fali z większą siłą niż pozostałe. Najbardziej białe rodzaje papieru charakteryzują się ogólnym stopniem odbicia wynoszącym 80 - 100 %. Jasność jest niezwykle istotnym parametrem w odniesieniu o pojęcia barwoczułości i przy zarządzaniu kolorem.
Białość CIE (W10) nawiązuje do odbioru wzrokowego białego papieru, do którego produkcji zastosowano (lub nie zastosowano) wybielacze optyczne, z zachowaniem warunków oświetleniowych przypominających światło dzienne (D65/10). W przeciwieństwie do białości ISO, graniczonej do niebieskiego zakresu widzialnego widma, białość CIE bazuje na odbiciach mierzonych w zakresie całego widma. Dla większości obserwatorów papier o niebieskim odcieniu będzie wydawał się bielszy.
Białość CIE odzwierciedla percepcję ludzkiego oka i odpowiada średniej wartości określonej na podstawie oględzin różnych przedmiotów poddanych testom. Więcej o sposobie pomiaru białości można znaleźć tutaj.

L*, a*, b* (widmo barwy CIE)
Ten system barw jest oparty na postrzeganiu, przez oko ludzkie, kolorów do siebie przeciwnych, co oznacza, że kolory nie mogą być równocześnie zielone i czerwone lub żółte i niebieskie. Barwy opisuje się konkretną wartością, a następnie pozycjonuje na osi czerwonej/zielonej lub żółtej/niebieskiej.

Pomiar wzrokowego odbioru barwy powierzchni papieru wykonywany jest za pomocą trzech osi współrzędnych, ułożonych w stosunku do siebie pod katem prostym (L*, a*, b*). L* oznacza jasność. Zakres osi jasności zawiera się w przedziale od 0 = czarny do 100 = doskonała biel. Więcej o badaniu odchyłki koloru o d wzorca można znaleźć tutaj.
a*: dodatnie wartości a* oznaczają czerwień, ujemne wartości to zieleń, 0 = kolor szary
b*: dodatnie wartości b* oznaczają kolor żółty, ujemne wartości
to kolor niebieski, 0 = szary
Rozjaśniacze optyczne: W procesie produkcji świetliście białego papieru stosuje się specjalne substancje określane mianem rozjaśniaczy optycznych. Dla oceny wydajności wybielacza, dokonuje się pomiaru odbicia na poziomie 457 nm z udziałem i bez udziału dawki światła ultrafioletowego. Rozjaśniacze optyczne (ang. OBA lub FWA) stosuje się w celu przekształcenia, niewidocznego dla oka ludzkiego, światła ultrafioletowego na widzialne światło niebieskie. W wyniku zastosowania rozjaśniaczy zwiększa się jasność L* i wskaźnik chromatyczności przesuwa się w stronę barwy niebieskiej, tzn. wartość b* jest bardziej ujemna.

Czym jest CIELab?

Do wyznaczania różnicy barw najczęściej stosuje się równomierną przestrzeń barw CIELab [CIE (L* a* b*)]. W tej przestrzeni zmieniają się, odpowiednio do różnicy barw, wartości liczbowe [delta E (DE)], a ich wielkości ujęte w zakresach mogą wyrażać:

    * (ΔE = 0-1) różnicę barw mieszczącą się w tolerancji pomiaru, odchylenie niewidoczne;
    * (ΔE = 1-2) niewielkie odchylenie, rozpoznawalne przez osobę doświadczoną w odróżnianiu niuansów barw;
    * (ΔE = 2-3,5) średnie odchylenie, rozpoznawalne nawet przez osobę postronną;
    * (ΔE = 3,5-5) wyraźne odchylenie;
    * (ΔE powyżej 5) duże odchylenie.

Więcej o pomiarze odchyłki kolorów za pomocą spektrofotometru można znaleźć tutaj.

Jak wybrać rodzaj urządzenia do pomiaru koloru- różnice w geometrii 45/0 i d8 są opisane tutaj.

Ponieważ wszystkie przestrzenie barw CIE powstały w wyniku liniowej lub nieliniowej transformacji przestrzeni barw CIE 1931 (x, y, Y), to podstawowymi parametrami do obliczania współrzędnych, np. CIELab, są składowe trójchromatyczne X, Y, Z lub X10, Y10, Z10.

Nieprzezroczystość.
Nieprzezroczystość jest technicznym określeniem światłoodporności papieru, zaś w ujęciu fizycznym nieprzezroczystość należy rozumieć jako zdolność papieru do wchłaniania i odbijania światła. Wartość światłoodporności jest wprost proporcjonalna do nieprzezroczystości. Papier powinien być na tyle odporny na działanie światła, tzn. nieprzezroczysty, aby tekst i zdjęcia wydrukowane na jednej stronie arkusza nie przebijały na jego drugą stronę. Pewna ilość światła, która dociera do powierzchni papieru, przenika przez jego strukturę, nieco światła ulega wchłonięciu, natomiast znakomita większość promieni ulega odbiciu i rozproszeniu. Większa wartość współczynnika załamania światła oznacza lepszą nieprzezroczystość papieru. Załamanie (fiz. refrakcja) światła uzależniona jest od ilości włókien i od przenikania powietrza przez strukturę papieru.

Urządzenia pomiarowe- Spektrofotometry

Spektrofotometry mierzą energię odbitą lub przepuszczoną przez próbkę i określają krzywe spektralne próbki. Spektrofotometr zawsze podaje wartości trójchromatyczne niezależnie od iluminantu i obserwatora. Jest również możliwe określenie barwy próbki przy konkretnym iluminancie i obliczenie metameryzmu.

Technologia
Schematycznie, spektrofotometr jest zbudowany z: źródła światła zintegrowanego z geometrią pomiaru, układu optycznego, przenoszącego sygnały do fotoreceptora,
programu liczącego.

Źródło światła
Współczesne urządzenie posiadają lampy halogenowe lub ksenonowe. Zasadniczo istnieją dwa rodzaje sposobu oświetlania: ciągły i flash.

Więcej informacji o pomiarze koloru można znaleźć tutaj.

Więcej informacji o pomiarze odchyłki koloru można znaleźć tutaj.

Ważną cechą powłoki jest także jej połysk. Przyrządy służące do jego pomiaru to połyskomierze. Pomiar odbywa się pod różnymi kątami. Najpopularniejsz to 60 stopni. Jeżeli chodzi o kąt pomiaru to badany detal przy badaniu połysku pod kątem 60 stopni będzie miał inny procent połysku jak ten sam detal przy badaniu pod kątem 85 stopni, dlatego ważne jest określenie normy wg której wykonujemy pomiar.
Standardowo przyjęto odczyt światła odbitego, pod trzema kątami: 60 stopni dla badania większości podłoży, jest to pierwszy krok przy badaniu nieznanych podłoży, 20 stopni- badanie podłoży o wysokim połysku powyżej 70 GU (GU- Gloss Unit) np. farby wykończeniowe w motoryzacji, podłoża polerowane itp.
85 stopni - dla podłoży o połysku mniejszym niż 10 GU - wewnętrzne części kabiny pojazdów, farby elewacyjne, farby na drewno itp.
Połysk- zdolność powierzchni do odbijania padającego promieniowania. Pomiar połysku polega oświetleniu powierzchni specjalnym źródłem światła pod kątem i pomiarze natężenia odbitego promieniowania pod tym samym kątem. Niektóre materiały mają różne stopnie połysku chociaż wykazują podobne wyniki przy pomiarze standardowym połyskomierzem jest to tzw Haze. Takie materiały można porównać przy pomiarze pod dwoma kątami np 60 i 20 stopni. Reaktancja jest opisana w normie ASTM D4039 jako różnica w połysku pod kątem 60 i 20 stopni. Stopień połysku jest mierzony w GU (Gloss Units), lub w procentach %, w odniesieniu do standardu który ma w przybliżeniu 100 GU. Połysk można podzielić na 3 zakresy wartości: niski (mat- półmat), półpołysk i wysoki połysk. Każdy z tych stopni połysku może być mierzony pod różnymi kątami. Do znalezienia odpowiedniego kąta pod którym pomiar jest najbardziej efektywny najczęściej zaczyna się od 60 stopni. Jeżeli podłoże wykazuje połysk w zakresie 10-70 GU jest to półpołysk i kąt 60 jest odpowiedni do przeprowadzenia pomiaru. Jeżeli odczyt jest poniżej 10 GU podłoże jest matowe dokładniejszy pomiar uzyskamy przy pomiarze pod kątem 85 , przy podłożach o bardzo wysokim stopniu połysku > 70 GU najdokładniejszy pomiar będzie wykonany przy pomiarze pod kątem 20 stopni. W każdym przypadku pomiar należy wykonywać i porównywać wg założonej normy i pod tym samym kątem, ponieważ stopień odbijania światła pod różnymi kątami może być różny. Najczęściej stosuje się pomiar pod kątem 60 i przyrządy o tej geometrii są najczęściej używane zarówno do podłoży matowych jak i połyskowych.