顏色質量控制在塑料產品生產過程中越來越重要，本文介紹了塑料產品顏色的數據化原理、分光光度儀應用于各種類型產品檢測的方法。

顏色的數據化模型

塑料顏色檢測與其它性能檢測一樣，是為產品的顏色質量提供數據化的資料，以便進行顏色控制和交流。

現在行業通用的顏色數據化模型是國際照明委員會(CIE)制定的CIELAB顏色空間，該空間為三維立體空間，球型，其中上下表示顏色的深淺(L*)，周向表示顏色的色相(h)，靠近中軸的距離表示顏色的飽和度(C*)。 

通常我們用直角坐標來表示，L*代表顏色的深淺坐標，a*代表顏色紅綠方向坐標，b*代表黃藍坐標方向坐標(如下圖所示)。

三維圓球型CIELAB顏色空間及顏色坐標

通過色彩分析儀（通常為分光光度儀）測量顏色樣品，我們會得到樣品的顏色在CIELAB顏色空間中的坐標位置，即L*、a*、b*數據，那么我們就實現顏色的數據化了。通過它們的正負號可以判斷顏色的偏差方向。

通常我們采用DE*來表示兩個樣品的總色差，DE*實際上為兩個樣品在CIELAB顏色坐標中的空間距離。

越小表示總色差越小，一般的顏色DE*小于1.0目視可以接受。

總色差也有很多表示方法，比如DEcmc、DE94、DE2000等，但是現在DE*應用為廣泛。與顏色相關的其它參數還有黃度指數和白度指數等。

塑料產品檢測的樣品制備

有些塑料產品形狀規則，有一定的測量平面可以滿足直接測量，這樣可以直接在產品上采集顏色數據，不用專門制備測試樣。但有些產品形狀奇特或沒有足夠的面積可以完成測量，需要制作測試色板來代表產品的顏色進行檢測。

對于顆粒狀、粉末狀或液體樣品，需要專門的配件來支持完成顏色測量。

光反射形成顏色的產品檢測

多數生活用品的顏色都是通過光的反射原理產生的，比如汽車內飾、電腦、空調、門窗、筆、牙刷及杯子等等。白光照射到產品表面上，產品中的色料會吸收白光中相應部分的色光，反射剩余的色光，當剩余的色光投影到我們的眼睛里時會刺激我們相應的視覺神經，我們會產生相應的顏色感覺 。

顏色一般都是通過光的反射原理產生的

對于此類產品的檢測，應選擇分光光度儀的反射測量位置進行檢測，此位置一般在儀器的前部。

比如使用積分球型分光光度儀，測量時儀器中的光源將閃光經積分球散射，白光將透射到樣品表面部分，經色料吸收后，反射的光會被儀器后部的分光器接收，產生相應電信號并由電腦處理得到顏色數據。

分光光度儀的反射測量原理

有些樣品遮蓋力不強，部分光會透射過樣品，從而樣品背景會對終顏色數據產生影響。此時一般是根據產品的終應用情況，采取多個樣品重疊測量、墊白色背景測量、墊黑色背景測量等方法實現精確檢測。
對于粉末、顆粒、漿狀或液體等樣品的檢測，需要專門的配件配合測量。 比如可以將它們盛放于石英器皿中檢測，此時儀器可以豎直，樣品可以上置測量(下圖所示)。

光透射形成顏色的產品檢測

有些產品的顏色是通過光的透射形成的，比如冰箱內膽、儀表板、透明塑料杯、玻璃、純凈水桶等。

此時光從產品的一面射入，從產品的另一面射出，白光透過產品時色料過濾掉部分色光，余下的色光刺激人眼產生顏色感覺。

透射樣品在檢測時應將其置于儀器的中間部位透射測量位置，此時反射測量位置應放置標準反射材料。這樣當軟件發出測量指令后，光源閃光，光經積分球散射后，散射光部分穿透樣品，在儀器后部的接收器接收到此光信號，并經電腦處理得到標準顏色數據(如下圖所示) 。 

透射測量原理

實際上透射測量有兩種方式：全透射測量和直透射測量，其區別是取決于入射光的方向和數量。全透射方式測量時樣品置于儀器積分球一側，此時投射到樣品上的光線各個方向都有，數量多，透過樣品的光線相對較多 。
當直透射時，樣品置于遠離積分球一側，即靠近接收器，此時投射到樣品上的光線幾乎是平行光，數量較少，這樣透過樣品的光線也相對較少(如下圖所示) 。

直透射測量原理

通常，多數產品的透射測量采用全透射方式，當樣品透射程度較高或非常清晰時，才采用直透射方式測量。

霧度指數(Haze)的檢測

有些行業應用，需要檢測產品透光后光線的直射和散射性能。如果光透過產品后方向不變，那么我們透過產品看到的物體將很清晰；如果光透過產品后有些光線方向改變，那么我們透過產品看到的物體將很模糊，像有一層霧一樣，霧度指數即體現材料的這一性能。

霧度值越高，光線透射過程中方向改變的部分較大，產品越不清晰；霧度值越小，光線透射過程中方向改變的部分較小，產品越清晰。

用儀器來檢測霧度值，實際上是測量透過樣品后方向改變的光線占透過樣品所有光線的百分比。如下圖所示，Haze=光通量3/(光通量2+光通量3)。 

所以霧度值很低時，說明樣品透光非常清晰，比如亞克力產品或者樹脂鏡片；霧度值很高時，說明樣品透光散射性能好，比如燈罩，可對光進行均勻散射。
用分光光度儀來檢測這一指數時，實際上是利用光的可逆性來反算霧度值。此時樣品需要放置于全透射測量位置，根據軟件提示多次測量樣品，后由軟件自動計算出霧度值。

產品推薦

愛色麗Ci7800臺式分光光度儀在設計靈感、配制、生產和質量控制上都可以實現準確的色彩一致性。該積分球式色差分析儀的多孔徑設計使其能夠測量復雜的樣本，既可以進行反射測量也可以進行透射測量。

小結

1. 顏色質量控制在塑料產品生產過程中越來越重要。
2. 光反射形成顏色的產品檢測應選擇分光光度儀的反射測量位置進行檢測，此位置一般在儀器的前部（臺式）或底部（便攜式）。
3. 光透射形成顏色的產品檢測應將其置于儀器的中間部位透射測量位置進行檢測。

4. 檢測霧度值，是測量透過樣品后方向改變的光線占透過樣品所有光線的百分比。

講師介紹

張更建，愛色麗中國區高級應用技術經理。

畢業于上海出版印刷高等?？茖W校印刷設備管理專業，并獲得上海交通大學工商管理學士學位，G7專家。

2001年加入愛色麗公司，在愛色麗工作的十多年中，專注于顏色科學知識和應用的探討，主要為國內客戶提供顏色評估、顏色測量、色彩管理、電腦配色等方面的應用支持服務，在塑料、涂料、汽車、家電、印刷等行業有豐富的顏色管理經驗。