Bu makale ODAK KİMYA tarafından hazırlanmıştır.
Endüstriyel uygulamalarda özellikle metalik, doku ve özel efektlere sahip yüzeylerde yansıma nedeniyle rengin kontrolü zor olabilir. En uygun renk ölçüm cihazını seçmek için mevcut ölçüm geometrilerinin her birini anlamak önemlidir. Bu teknik inceleme, endüstriyel tedarik zincirinde yer alan kişilerin ihtiyaca uygun doğru özelliklerde spektrofotometre seçimi yapmasına yardımcı olmak amacıyla küresel (difüze:8° veya d:8°), 45:0 (veya 0:45) ve çok açılı (MA) spektrofotometrelerin özelliklerini ve kullanım alanlarını açıklamaktadır.
Renk ve görünüm, ürün satışlarını ve marka başarısını doğrudan etkiler. Renk, markanın yönergelerini yansıtmalı ve spesifikasyonlara uygun olmalı ve tüketici ilgisini en üst düzeyde sağlamak için ürünün tüm bileşenleri bir araya geldiğinde renkleri eşleşmelidir. Üretim tedarik zinciri boyunca tutarlılığı korumak, özellikle ürünün bileşenlerinin farklı yerlerde üretildiği ve montaj sırasında bütün olarak bir araya geldiği bir iş akışında önemli zorluklar ortaya çıkarabilir. Özel yüzeylere sahip ürünlerde pazar gereksinimlerini karşılamak için, özel renk ölçüm araçlarına ve tekniklerine ihtiyaç vardır.
Küresel (d:8), 45:0 ve çok açılı spektrofotometreler arasındaki fark
Günümüzde endüstriyel uygulamalarda kullanılan üç temel spektrofotometre türü vardır: geleneksel 45:0, küresel ve çok açılı.
Terminoloji
Öncelikle terimlerin ne anlama geldiğine bakalım. 45:0 geometrili spektrofotometrede, ilk sayı aydınlatma açısını, ikinci sayı ise algılama açısını belirtir. eXact gibi 45:0 spektrofotometrede, ışık kaynağı numuneyi dikeye göre 45° açıyla doğrusal olarak aydınlatır ve yansıyan ışık detektöre 0° açıyla veya nesnenin yüzeyine dik olarak ulaşır., 45:0 spektrofotometrelerdeki geometri Şekil 1’de görülmektedir.
Küresel (d:8°) spektrofotometre ile ölçülecek nesne dağınık (difüze) olarak, başka bir değişle her yönden aydınlatılır ve dedektör, ölçülen nesnenin yüzeyinden 8° açıyla yansıyan ışığı alır. Bu “küresel geometri” olarak bilinir çünkü bu cihazda aydınlatmanın dağınık (difüze) olması için bir küre bulunur.
X-Rite Ci60 Serisi gibi bir küresel spektrofotometrede kürenin içi, ışığı yansıtmak ve dağıtmak için kullanılan oldukça yansıtıcı, düşük parlaklıkta, mat beyaz bir maddeyle kaplanmıştır ve bu da onu neredeyse mükemmel bir beyaz reflektör haline getirir. Işık demeti kürenin yüzeyindeki bir noktaya çarptığında ışığın %99’undan fazlası yansıtılır. Aynı zamanda kürenin mat yüzeyi ışığın her yöne rastgele dağılmasına neden olur. Bu, yüzeyin her noktasında meydana gelir ve kürenin içindeki ışığın aynı anda her yönden geliyormuş gibi görünmesine neden olur ve kürenin içini ışık kaynağı haline getirir. Şekil 2, bir küresel spektrofotometrenin nasıl çalıştığını göstermektedir.
Çok açılı bir spektrofotometre, otomotiv boyaları, metalik veya sedefli boyalar ve kozmetikler gibi özel efektli yüzeyleri içeren endüstriyel üretim uygulamalarının ölçümü için en uygunudur. Bunlar genellikle laboratuvarda, üretim hattında, kalite kontrol operasyonlarında ve nakliye alanında kullanılır. Çok açılı geometri oldukça karmaşıktır ve kullanıcıların beş veya daha fazla L*a*b* değeri veya Delta E* değeri kümesini doğrulaması gerekir. Tipik olarak 12 mm’lik bir ölçüm gözü boyutuna sahiptirler; bu, birçok küçük ölçekli endüstriyel uygulamada meydana gelen ince ayrıntıları ölçmek için çok büyüktür. Birincil aydınlatma genellikle 45° açıyla sağlanırken bazı modellerde 15° açıyla ikincil aydınlatma bulunur. En yeni nesil çok açılı spektrofotometreler, otomotiv boyası, plastik ve metaller de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalardaki efekt kaplamalarını tam olarak karakterize etmek ve ölçmek için 12’ye kadar ölçüm açısına sahiptir. Şekil 3, çok açılı bir sistemin nasıl çalıştığını göstermektedir.
45:0, küresel ve çok açılı spektrofotometrelerin kullanım alanları
45:0
Rengi ölçerken, exact-2 gibi 45:0 geometrili spektrofotometreler, görsel algıya mümkün olduğunca yakın ölçümler yapabilmek için rengin yanı sıra parlaklık ve dokuyu da dikkate alır. Cismin üzerine ışık genellikle tek yönden gelir, küresel geometride olduğu gibi dağınık bir şekilde gelmez. Kâğıt gibi ışığı dağınık olarak yansıtan yüzeylerde veya açısal etkisi olmayan katı nesnelerde renk ölçümü için genellikle 45:0’lık bir cihaz tercih edilir.
Metalize folyo gibi yüksek derecede yansıtıcı yüzeylerde veya metalik pullar veya parıltılar içeren efekt pigmentli boya veya mürekkeplerden renk ölçümü yapmak için en iyi tercih değildirler.
Küresel geometri
Küresel bir spektrofotometre, ölçüm yüzeyinin parlaklık bileşenini ölçüme dahil etme veya hariç tutma seçeneği sunar. Teknik açıdan buna “speküler dahil” (specular included: SPIN) veya “speküler hariç” (specular excluded: SPEX) denir. Bu özellik, bu cihazlara diğer spektrofotometre türlerinde bulunmayan bir düzeyde esneklik katar.
Herhangi bir parlak yüzey ölçülürken, 45:0’lık bir cihaz, Şekil 4’te gösterildiği gibi -45° açıyla yansıyan ışığın bir kısmını esasen kaybedecektir. Bu, parlak yüzeyli renkli numunelerin, aynı renkteki mat yüzeyli renkli numunelere göre daha koyu ve daha doygun görünmesine neden olur. (Şekil 5)
45:0 spektrofotometre yalnızca speküler hariç tutulan (SPEX) ölçümleri yapma kapasitesine sahiptir. Bu, ölçülen nesnenin yüzey ve parlaklık özelliklerinin ölçüme dahil edildiği anlamına gelir. Uygulamada küresel geometrili cihazlar daha pratiktir çünkü, ölçülen yüzeyin özelliklerinin rengin görüntüsüne etkisini dahil ederek veya hariç tutarak ölçebilirler.
Küresel bir cihazı kullanmanın temel nedeni, yüzey parlaklığına ve dokusuna bağlı veya bu etkilerden bağımsız olarak bir numuneyi ölçme esnekliği sağlamaktır. Numuneyi hazırlarken, nesnenin bitmiş halinin yüzey özelliği ve parlaklık seviyesi dikkate almadan nesne SPIN modunda ölçülmelidir. Ölçüme görsel algıyı da dahil etmek için, parlaklık ve yüzeyin etkisini ölçüm sonuçlarına yansıtmak amacıyla nesne SPEX modunda ölçülmelidir.
Çok açılı
20 yılı aşkın bir süre önce X-Rite, otomotiv endüstrisinde kullanılmak üzere ilk MA68 beş açılı spektrofotometreyi piyasaya sürdü. Yıllar geçtikçe, bu tür çok açılı spektrofotometre, yüzey ve doku da dahil olmak üzere nesnenin görünümünü doğru bir şekilde ölçtüğü için diğer endüstrilerde de giderek daha popüler hale geldi. Çok açılı bir cihaz ile ışık, numunenin yüzeyine dikeye göre 45°’lik bir açıyla gönderilir. Cihaz, numunenin üstündeki bir düzleme yansıyan ışığı 6 ayrı açıdan ölçer.
Cihaza15° lik açı ile ışık gönderen bir aydınlatma daha eklenmesiyle ilave olarak 6 ayrı açı daha ölçülebilir ve toplamda 12 adet açıdan ölçüm elde edilebilir. Şekil 6’da bu süreç gösterilmektedir.
Belirli bir uygulama için en iyi cihazı belirlemek amacıyla, temel ve kritik ölçümlerin tek tip cihazla yapılıp yapılamayacağını veya birden fazla farklı cihazın kullanılmasının daha mantıklı olup olmadığını belirlemek amacıyla ölçülecek ürünlerin özelliklerini ve müşteri ihtiyaçlarını iyi analiz etmek önemlidir.
