Az asztali spektofotométerek transzmissziós, vagy reflexiós üzemmódban mérik és számszerűsítik a különféle átlátszatlan, átlátszó vagy fényáteresztő minták – mint például üveg, folyadék, textil vagy műanyag – színét. Cikkünkben elmagyarázzuk a különbséget a transzmissziós és a reflexiós mérések között, hogy eldönthessük, melyik asztali spektrofotométer fog leginkább megfelelni az igényeinknek.
Transzmissziós és reflexiós mérések
Egy villanás során a transzmissziós és a reflexiós spektrofotométerek is kibocsátják a fény valamennyi 360 és 750 nm közti hullámhosszát. Ezután megmérik az áteresztett vagy visszavert fény mennyiségét, egy grafikonon mennyiségileg ábrázolva az adott szín „ujjlenyomatát”. A legerőteljesebben visszavert hullámhosszak adják az általunk látott színt. A lila, indigó és kék árnyalatokat a 400 – 550 nm közti, alacsonyabb hullámhosszak adják. A zöldek a skála közepén, 550 és 600 nm között helyezkednek el. A sárga, narancssárga, illetve piros színek hullámhossza a leghosszabb. Az optikai fehérítők és fluoreszkáló anyagok – kiugró értékekkel – 100% feletti eredményeket adnak.
A reflektanciát mérő spektrofotométerek színmérésének elve, hogy a minta felszínét megvilágítják, majd a visszaverődés százalékát 10 nanométerenként megmérik. Amennyiben olyan felületet szeretnénk mérni, ami teljesen átlátszatlan, egy reflexiós spektrofotométer elegendő lehet.
A transzmissziós üzemmóddal is rendelkező spektrofotométerek viszont képesek a fényt átjuttatni a mintán. A másik oldalon található detektorok érzékelik a hullámhosszt, valamint az átjutott fény mennyiségét. Ezt számszerűsítik az átlagos transzmisszió százalékos értékeként.
A Ci7000 termékcsalád
Az asztali diffúz spektrofotométerek Ci7000-es termékcsaládja 4 taggal rendelkezik, ezzel eleget tesz a színmérés során előforduló változatos igényeknek. Valamennyi készülék megfelel az ASTM D2244-es szabványnak is. A legmegfelelőbb kiválasztásához itt találhat segítséget:
Kizárólag reflektanciát mérő készülék:
Ci7500: A termékcsalád alapmodellje, a Ci7500 egy középkategóriás spektrofotométer, amely csak reflektancia mérésére képes. Amennyiben csak egy átlátszatlan anyag — például festett alkatrészek — felületéről szeretnénk méréseket készíteni, a Ci7500-as, reflexiós spektrofotométer jó választás lehet. Ha viszont olyan készülékre van szükség, amely transzmisszió mérésére is alkalmas, a Ci7500 képességei nem lesznek számunkra elegendőek.
Ci7520: A Ci7520 asztali diffúz spektrofotométer egy, az USDA (U.S. Department of Agriculture) által jóváhagyott megoldást nyújt a narancslé színének mérésére és osztályozására. A mágnesesen rögzített kémcsőtartó segítségével a készülék szennyeződése nélkül tudjuk bemérni a mintát. A Ci7520 reflexiós üzemmódjának segítségével pedig meghatárizható a narancslé — vagy bármilyen egyéb folyadék — pontos színe.
Reflektancia és transzmisszió mérése
A Ci7600, a Ci7800 és a Ci7860 asztali készülékek mind transzmissziós, mind pedig reflexiós üzemmódra képesek, amely ideális átlátszatlan és áttetsző minták mérésére is. Mindhárom berendezés 4-féle mérésre képes:
- Direkt transzmisszió mérése: átlátszó mintákhoz, mint például simítózáras tasakok vagy síküvegek.
- Teljes transzmisszió mérése: áttetsző mintákhoz, melyek átengedik a fényt, de nem tisztán átlátszóak, mint például a mosószerek és üvegpalackok.
- Opálosság mérése: áttetsző mintákhoz, amelyek szórják a fényt, mint például egy féklámpa, amely szétszórja a piros fényt (tehát nem látható tisztán az izzó és az izzószál a lámpában). Akár az opálosság nélkül, vagy annak számításba vételével szeretnénk a mérést elvégezni, a készülékek megfelelnek az ASTM D1003 szabvány B eljárás módszereinek a specifikációk és a minőségellenőrzés szempontjából.
- Standard reflektancia mérése: a berendezés elülső részén, különböző méretű apertúrákkal lehetséges.
Amennyiben csak egy átlátszatlan anyag felületéről szeretnénk méréseket készíteni, a Ci7500-as, reflexiós spektrofotométer jó választás lehet. Habár a fényáteresztő minták is mérhetőek reflexiós üzemmódban, figyelembe kell vennünk a minta áttetszőségét is. Minden attól függ, milyen típusú adatokra van szükségünk.
Valóban átlátszatlan a minta?
A transzmisszió és az opacitás (fényelnyelés) szavak nem mindig egymás szinonimái, mivel az opacitást kétféleképpen lehet értelmezni: egy felület vagy közeg „átláthatatlanságaként” (tehát fedőképességeként), vagy az anyag fényáteresztő-képességeként.
Joggal gondoljuk, hogy a kezünk átlátszatlan. Tulajdonképpen az is.
Viszont, ha átvilágítunk rajta egy zseblámpával, az ellenkező oldalról is láthatjuk a fényt.
Kép forrása: CoolScience.org
Az áttetsző és az átlátszó minták közti különbség
Az áttetsző tárgyak átengedik ugyan a fényt, ugyanakkor akadályozzák a (ki)látást. Egy maratott műanyagból készült zuhanykabin áttetsző. Az átlátszó tárgyakon, mint például egy üveglapon, keresztül tisztán átláthatunk a másik oldalra.
Gyakorlati alkalmazások
Gondoljunk csak a festékre – vajon átlátszatlan? Igen. Ha befestjük vele a falat, elfedi azt, ami alatta van, tehát nem láthatunk át rajta. De a kontrasztarány-módszer segítségével kell megvizsgálunk a festéket ahhoz, hogy megállapítsuk, valóban átlátszatlan-e. A festékek általában átlátszatlanok, ha már felvitték őket egy felületre. Ezért a Ci7500-zal ideálisan mérhetőek.
De mi a helyzet a műanyagokkal? Habár lehet, hogy nem látunk át egy műanyag mintán, attól még az áteresztheti a fényt. Annak ellenére, hogy egy műanyag flakon átlátszatlannak tűnik, nem lehetünk benne biztosak, amíg meg nem vizsgáltuk azt. Például egy hidrogén-peroxidos üveg tartalma napfény hatására gyorsan bomlik. Ezért ezt az üvegfajtát barna színben gyártják, amely akadályozza a napfényt. Viszont ha erős fény mellé helyezzük, az át fog rajta világítani. Ezeket a palackokat tehát annyira átlátszatlanra gyártják, amennyire csak lehetséges, figyelembe véve, hogy a hidrogén peroxid ára nem teszi lehetővé szigorúbb minőségbiztosítási paraméterek alkalmazását.
A textíliák esetén szintén az alkalmazás típusának megfelelően kell kiválasztanunk a megfelelő spektrofotométert. Az Amerikai Textilkémikusok és Színezők Szövetsége (AATCC) iránymutatásának megfelelően a mintákat négybe hajtva már megfelelő opacitást érhetünk el. Ez a módszer megfelelő lehet egy kordnadrág, vagy egy vég pamut esetén, viszont egy vékony, félig átlátszó műszálas anyag esetén más mérési módszer után kell néznünk.
Azt sem szabad elfelejtenünk, hogyha olyan textíliát mérünk, amelynél meghatározták az áteresztett fény mennyiségét, az ASTM 203-as módszerének megfelelően transzmissziós üzemmóddal is rendelkező spektrofotométert kell használnunk.
Melyik asztali színmérőre van tehát szükségünk?
Ha kizárólag 100%-ban átlátszatlan, a fényt nem áteresztő anyagokat mérünk, a Ci7500-as készülék elegendő lehet. Ha nagyrészt átlátszatlan felületeket vizsgálunk, viszont néha olyan anyagok is előkerülnek, amelyek átengedik a fényt, érdemes megfontolnunk egy olyan berendezés beszerzését, amely transzmissziós mérést is lehetővé tesz. Ilyen a Ci7600-as, illetve a magasabb típusszámú színmérők. Ezek megfelelnek az ASTM 1003 (Opálosság) és az ASTM E1348 (Vizsgálati módszer transzmisszió és szín meghatározásához a félgömbös geometriát alkalmazó spektrofotometria alkalmazásával), valamint az ISO 22891 (Transzmisszió) szabványoknak.
Például:
- Egy kisebb műanyagfeldolgozó vagy -mintázó, amely kizárólag átlátszatlan anyagokkal dolgozik, a Ci7500-at is jól tudja használni. Viszont ha felmerül annak az esélye, hogy a jövőben szükség lehet a transzmisszió mérésére is, érdemes erre már a beszerzés során gondolni. Egy olyan műanyagfeldolgozó esetén, ahol áttetsző anyagokat is mérnek, valószínűleg a Ci7600, vagy magasabb típusszámú készülékre lesz szükség.
- Sok festékgyártó asztali színmérőt használ nagy pontosságú méréseihez, de nem feltétlenül van szükségük transzmisszió mérésére. Ha soha nem lesz szüksége transzmissziós vizsgálatokra, a Ci7500-as készülék a gazdaságos választás.
- Ha napvitorlák, kültéri napernyők vagy gyermek strandsátrak anyagát szeretné mérni, a fényáteresztő-képességet is vizsgálnia kell. A Ci7600, Ci7800 és Ci7860-as készülékek megfelelnek az ASTM 203 fényzárási vizsgálati módszerének. Ha csak férfi nyakkendő anyagát vagy bőrt vizsgál, a Ci7500-as spektrofotométer elegendő.
A megfelelő asztali színmérő kiválasztása nem egyszerű döntés, különösen, ha a reflektanciáról és transzmisszióról van szó. Lépjen velünk kapcsolatba, és vegye igénybe szakértőink segítségét különleges és egyedi alkalmazások terén is!