用数字控制获得正确的颜色

作者:Datacolor公司 Earl Balthazar 文章来源:PT塑料网 发布时间:2021-05-19
本文为配混商、颜料厂和加工商提供了颜色使用指南,以避免不可靠的视觉颜色分析并消除无用和昂贵的结果。

在整个塑料行业中,使产品和材料的颜色正确无误至关重要。部分原因是消费者将颜色的一致性与优质商品联系在一起。 颜色可以触发潜在客户的情绪反应,甚至能提高产品和环境的安全性与可用性。

虽然这个多元化行业中的许多人已经认识到颜色一致性的价值,但是要始终如一地实现准确、可再现的颜色调配可能是极大的挑战。颜色问题会造成不必要的生产费用和延误,并且它们通常与视觉分析的不可靠性有关,因为人类的颜色感知是主观的。

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颜色感知因人而异。经适当校准的仪器提供了一种客观的测量标准,使不同的观察者可以达成一致

这就是数字化颜色管理的重要意义。配混商、颜料房和加工商可以借助合适的颜色管理工具、软件和流程来克服这种不可靠性。

由于每个人对于颜色的感知都是不同的,因此了解我们如何感知颜色的科学十分重要。颜色始于视网膜中将信号传输到大脑的感光细胞。视杆细胞使人在弱光条件下可以看见,但只能看到灰色阴影。颜色感知需要更亮的光和视锥细胞,它们响应3种不同的波长:短波,蓝色光谱(吸收峰至445nm);中波,绿色光谱(吸收峰至535nm);长波,红色光谱(吸收峰至565nm)。

个人最终感知的颜色取决于所查看的对象是如何吸收和反射这些波长。人类只能看到一部分电磁波谱——大约400~700nm。尽管一群没有任何视力障碍的人通常可以在定义基本颜色的波长上彼此达成一致,但调配颜色带有不确定性。肉眼经常无法可靠地实现细微的配色或质量控制。实际上,视觉评估会受到以下因素的影响:物理因素——光源、背景、高度和噪声,以及生理因素——年龄、药物、记忆力和情绪。

这就是塑料行业必须依靠数学方程式和公式在已定义的颜色范围(例如CIELAB、CIE2000和CMC)内规定颜色的原因。客观的颜色管理设备(例如色度计、分光光度计,以及质量控制和配方软件)用于确保准确的颜色测量和后续配色。 

关键的颜色考虑事项 

这个行业的多元化特性,再加上所用材料的广泛性,使得颜色管理的考虑事项变得尤为复杂。塑料的物理特性会增加这些挑战,最终的产品从不透明或透明到无光泽或高光泽,以及光滑或有纹理。

另外,这些材料的寿命和使用会对颜色配方造成很大的影响。例如,考虑用于户外家具。用于制造此类产品的塑料的使用寿命,以及在长时间暴露于阳光和恶劣天气下能够保持色牢度所必需的物理性能,都会限制该产品可用颜料的色域,进而影响可用的颜色配方实现公差范围内的配色。

另一个考虑因素是塑料与其他材料的匹配,这增加了一个新的材料特性,必须将其考虑在内以实现颜色匹配。例如,在运动鞋中,塑料组件的颜色必须与纺织品元素匹配,以获得两者紧密结合具有视觉吸引力的最终产品。

选择正确的技术

在管理塑料颜色时,选择适合你需要的技术是一个好的开始。颜色测量设备有两大类,每一类都有自己的价值,可以满足不同的需求:一类是色度计,该设备是三色测量工具,可以模拟人眼如何感知颜色;另一类是分光光度计,它是全光谱测色仪器,可产生超出人眼观察范围的颜色数据。更高端的高光谱分光光度计除了可以测量带纹理和多颜色的材料,也能测试极小的部件。

另一个重要的考虑因素是在何处以及如何使用该设备。对于那些需要灵活性在野外或在旅途中测量颜色的人,便携式将比固定系统更为可取。超级便携式颜色匹配设备最近已被引入该领域,也可以集成在生产线中通过即时显示通过/失败来提供产品质量控制。

对于那些使用多种仪器、需要在整个供应链中进行沟通的公司,拥有具有高交互仪器协议(IIA)的设备是非常重要的。IIA代表相似型号的两种或以上的颜色测量仪器测量同一颜色的结果十分相近。IIA有助于确保产品、材料和不同位置之间的颜色一致。

具有较高IIA的仪器将提供较小的Delta E公差。Delta E是从一种颜色测量到另一种颜色测量的预期色差程度。可以根据颜色、材料和预期应用等因素设置Delta E公差。

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具有高交互仪器协议(IIA)的颜色测量设备,可确保在相同或不同位置的多台仪器读取相同的颜色(小Delta E范围)

选择设备时,请寻找一种“紧公差”分光光度计,最好选用按照最高质量标准制造且具有最佳IIA的精密仪器。根据国际标准,该仪器具有极低的最大允许公差,适用于高精度测量。

维护和测量优化 

有了正确的技术,你还需要确保最优地实施维护和测量技术。

第一,正确的环境条件对于保证一致且准确的测量是关键。因此,首先要保持适当的存储温度,同时保持稳定、无冷凝的湿度,并确保系统未置于阳光直射的地方。

第二,建立和维持一个针对颜色管理技术的适当维护计划。你应该定期在每个生产班次开始之时或在读数之前清洁校准片、校准机器,并遵循标准的颜色测量过程。

第三,重要的是在读数之前注意产品的温度。由于热导致变色,几乎所有颜料和染料的颜色特性都会随温度的变化而改变。 因此,如果温度发生变化,请在测量样品之前重新测量标准温度。

确定正确的配方并实现匹配

一旦取得颜色读数后,制造商就可以制定公差范围内的颜色配方。颜料匹配软件可帮助用户根据确定的参数创建预设的配方和订制的配混。但是,在可用颜料之间进行选择时必须考虑客户的需求,以确保他们满足最终的目标,包括成本、耐光性、耐候性和食品接触安全性,这一点很重要。

颜色管理软件的一个好处是,它可以提前告知你目标是否能够匹配,从而节省了时间和资源。如果不能匹配,该软件将使用色域映射来调整配方,以确定达到所需结果的着色剂组合。

如果一种颜料无法获得,则该软件可以帮助快速高效地来重新制定颜色配方。当颜料稀缺或比较昂贵时,这一点显得特别重要。此外,在工业中存在着一种趋势,即由于环保因素和重金属含量,某些颜料和色料正在逐步淘汰,这就可能需要重新配色。

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一台仪器可能会将两个样品在数学上“看成”相同的颜色,但是由于光泽变化,人眼会感觉它们是不同的

在开发颜色配方时,还需要考虑外部因素如何影响颜色的外观。 以光泽为例,分光光度计可以在数学上将两个样品描述为相同的颜色,但是在人眼中,由于光泽度不同,它们看起来可能完全不一样。 为了补偿光泽度的变化,需要高级软件来调整测量值。

关于作者

Earl Balthazar是一位高级应用工程师,已经在Datacolor团队工作了15年以上。他是一位颜色技术专家,拥有颜色科学、人类颜色感知和颜色工业应用的背景,并且具有配色工、实验室经理和技术服务专家的经验。Balthazar是SPE颜色和外观部门的董事会成员,他已经担任该职位近20年。

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