精对苯二甲酸颜色的定量表示和测量
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3 PTA 颜色的测量
3. 1 测色仪器的选用 对于 PTA 这样的白色粉末样品 ,用肉眼观测常
收稿日期 : 2009211203。 作者简介 :薛月霞 (19632) ,女 ,山西永济人 ,教授级高工 ,硕士 ,从事 PET产品管理和检测工作 。
第 2期
薛月霞 ,等 :精对苯二甲酸颜色的定量表示和测量
(中国石化仪征化纤股份公司 PTA 生产中心 ,江苏 仪征 211900)
摘要 :对现有的 3种颜色测量方法 :目视法 、光电积分法及分光光度法进行了比较 。探讨了 PTA 颜色的定量表示和测量方 法。 关键词 : PTA;颜色 ;测量 中图分类号 : TQ245112 文献标识码 : A 文章编号 : 100828261 (2010) 0220004203
(3)测定应在室温下进行 ,且色差计开机时间 不宜过长 。
参考文献 :
[ 1 ] 陈锦国. 瓶级切片生产中色值的控制 [ J ]. 合成技术及应用 ,
2001, 16 ( 2)片色相浅析 [ J ]. 聚酯工业 , 2007, 20
( 3) , 462471 [ 3 ] SH 1612. 122005. 工业用精对苯二甲酸 [ S ]1 [ 4 ] 荆其成 ,焦书兰 ,喻柏林 ,等. 色度学 [M ]. 北京 : 科学出版社 ,
1 现有的颜色测量方法及比较
现有的颜色测量方法有目视法 、光电积分法和分 光光度法 3种 [6 ] 。目视法是一种最传统的颜色测量 方法 。具体做法是由标准色度观察者在特定的照明 条件下对物品进行目测鉴别 。人的眼睛虽有优异的 视觉功能 ,但不能准确识别微细的色彩差异 ,常出现 色彩判断失误 [7 ] 。用这种方法测量的结果精度低 。
图 1 温度对品红油墨色度和色差的影响 F ig. 1 Effect of tem pera ture on magen ta ink color and color d ifference
6
聚 酯 工 业 第 23卷
在实验室的实际工作中 ,也发现随着温度的升 高 , PTA 样品的亮度 L3 值降低 ,而色值 a3 值和 b3 值升高 。所以 ,应选用在室温下测定 ,且仪器的开机 时间不能超过 1 h。开机时间过长 ,光源温度升高 , 也会影响测定结果 。
测绘 , 1998, ( 3) : 312321 [ 12 ] 蒋月娟. 分光测色仪的设计研究 [ J ]. 光学技术 , 2001, 27 ( 3 ) :
91 2921 [ 13 ] 李效周 ,林茂海 ,褚夫强. 温度对精确测量色度及色差的影响
分析与研究 [ J ]. 包装工程 , 2008, 29 (2) 10521061
4 结论
( 1)用 C IE, L3 , a3 , b3 ,系统来表示 PTA 的颜 色 ,即应该给出 PTA 样品的 L3 , a3 值和 b3 值 。
(2)选用价格低廉 、操作简便的色差计测量 。 仪器条件应统一以便于测定结果的传递 、交流和比 较 。考虑到与国际接轨 ,较适宜的仪器条件是 : C光 源 ; 45 /0, 0 /45, d /0或 d /0观测几何条件中的一种 ; 10°标准观察者 。
随着 PET材质在冷 、热饮料瓶及食品包装领域 的广泛应用 ,对 PET切片的颜色品质指标 b值提出 了更高的要求 。由于 PET切片的颜色与原料 PTA 的品质有密切的关系 [ 122 ] ,所以合理地定量表示及测 量 PTA 的颜色 ,对于 PET生产厂家正确选用 PTA 原料和调整生产工艺十分重要 。
Quan tita tive expression and m ea surem en t on the color of PTA XUE Yue2xia1 , L I De2hong2
(11J iangsu Yizheng Chem ical Fiber Co. , L td. , The centre of PTA , Yizheng 211900, China; 21N ingbo Institute of M aterial Technology and Engineering, N ingbo 315201 China)
目前我国石油化工行业 PTA 标准中规定的颜 色指标包括外观和 b3 值 2 个 [ 3 ] 。外观的测量方法 为将适量的 PTA 试样均匀地分布于白色器皿或滤 纸上进行目测 [ 3 ] ,得出是否为白色粉末的结论 。 b3 为国际照明委员会 (C IE)推荐的 C IE1976 (L3 , a3 , b3 )均匀色泽空间的色度值 [ 4 ] , b3 值的测量方法标 准 [5 ]中推荐了色差计的观测条件为 45 /0 或 0 /45, 光源为 C光源或 D65光源 ,视角为 2°或 10°。在实 际生产中 ,我们发现 b3 值并不异常且目测外观也观 察不到明显异常的 PTA 产品仍有造成 PET切片颜 色性能不合格的可能 ,因此仅仅使用通过目测外观 和测定 b3 值来表示 PTA 的颜色是不全面的 ,而且 PTA 生产厂家使用不同种类的测色仪器和测试条 件 ,所得到的测试结果是不等价的 ,因此合理规范地 定量表示和测量 PTA 的颜色势在必行 。
光电积分法是 20世纪 60年代仪器测色中采用
的常见方法 。光电积分法不是测量某一波长的色刺 激值 ,而是在整个测量波长区间内 ,通过积分测量测 得样品的三刺激值 X, Y, Z ,再由此计算出样品的色 品坐标如 L3 值 , a3 值和 b3 值等参数 [ 8 ] 。光电积分 式仪器由光源 、探测器 、数据处理器和输出单元 4部 分组成 。探测器一般是 3个带有修正滤光片组的光 电管或大面积硅光电二极管 (在要求仪器有较高灵 敏度的场合下采用光电倍增管 ) 。光电积分式仪器 不能精确测量出色源的三刺激值和色品坐标 ,但能 准确测出 2个色源之间的差别 ,因而又被称为色差 计 。这种仪器价廉物美 ,操作快速 。适用于测量精 度要求不是很高也不需要配色的行业 。 分光光度法通过测量光源的光谱功率分布或物 体反射光的光谱功率 ,来计算颜色三刺激值 ,进而由 此计算出各种颜色参数如 L3 值 、a3 值和 b3 值 [ 8 ] 。 它通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数 。其优 点是精度较高 ,缺点是光路和结构复杂 ,测量速度 慢 ,仪器价格昂贵 。
1979. [ 5 ] SH 1612. 10220051 工业用精对苯二甲酸 b3 的测定 [ S ]1 [ 6 ] 吴继宗 , 叶关荣. 光辐射测量 [M ]. 北京 , 机械工业出版社 ,
1992. [ 7 ] 鲁锦富. PTA 光学性质探讨 [ J ]. 聚酯工业 , 2004, 17 (3) : 4251 [ 8 ] 李宏光 ,吴宝宁 ,施浣芳 ,等. 几种颜色测量方法的比较 [ J ].
5
常无法分辨出细微的颜色差异 ,但 PTA 细微的颜色 差异会引起下游产品明显的色差 ,况且得知 PTA 的 L3 值 、a3 值和 b3 值后 , PET切片生产厂家可以根据 PTA 的颜色信息 , 来调整调色剂的加入量以满足 PET切片色相的要求 , PTA 产品本身并不存在调配 色的需要 。因此 ,使用价格低廉 ,操作快速的色差计 测量 PTA 的颜色信息 ,给出颜色的 L3 值 、a3 值和 b3 值 ,就可以满足要求 。 3. 2 仪器条件的选择 实践告诉人们 :影响正常人眼对物体颜色判断 的因素有物体本身的性质 、光源种类和明暗 、物体大 小和观察角度 。因此 , 要能规范地表示 PTA 的颜 色 ,首先必须使测定颜色的条件规范统一 。 3. 2. 1 光源 同一物体在不同的光源照射下 ,呈现不同的颜 色 。因此 ,为了统一颜色评价的标准 ,便于比较和传 递 , C IE 针对颜色的测量和计算 ,推荐了标准光源 A , B , C, D 等 [ 9 ] 。我国国家标准 [ 10 ]中也明确提出了 使用标准光源 A , B , D 光源 。鉴于色差计基本都具 有 C光源 ,而且国际上具有 PTA 生产专有技术的杜 邦公司也使用 C 光源 ,所以测定 PTA 的颜色 ,选用 C光源较适宜 。 3. 2. 2 观测的几何条件 由于观测条件影响颜色的测定结果 ,因此标准 测定方法中应该统一观测条件 。色差计有多种观测 几何条件供选择 ,我国国家标准 GBT3978294 对测 定不透明物体的颜色规定使用如下 4种观测条件中 的 1种 : 45°/垂直 (符号为 45 /0) ;垂直 /45°(符号为 0 /45) ;漫射 /垂直 (符号为 d /0 ) ; 垂直 /漫射 (符号 为 0 / d) 。 PTA 作为一种不透明物体 ,选用的观测条 件应满足这 4种的 1种 。由于 4种观测几何条件的 测定结论是不等价的 ,因此 ,应统一规定使用哪种观
应用光学 2005, 26 (3) : 632661 [ 9 ] 徐海松. 颜色技术原理及在印染中的应用 (四 )第四篇 C IE标
准照明体与颜色表述方法 [ J ]. 印染 , 2005, (21) : 372411 [ 10 ] GBT3978294,标准照明体及照明观测条件 [ S]. [ 11 ] 宣柱香. 一些测量条件对印刷颜色测量值的影响 [ J ]. 北京
第 23卷第 2期 2010 203
聚 酯 工 业 Polyester Industry
Vol. 23 No. 2 M ar. 2010
doi: 10. 3969 / j. issn. 100828261. 2010. 021002
精对苯二甲酸颜色的定量表示和测量
薛月霞 1 ,李德宏 2
测几何条件 ,而不是由检测人员任意选用 。 观察的视角不同 ,会观察到不同的颜色效果 。
C IE1931所确定的标准观察者视场 ,是在 30 cm 的 距离观察大小 1 cm 的圆形测试色 。这时 ,视场角相 当于 2°,称为 2°标准观察者 。在生活实际中使用的 是更大的视角观察颜色 ,所以使用 2°视角观察得到 的颜色结论与实际观察颜色不一致 [ 11 ] , C lE在 1964 年又定义出 10°标准观察者 , 2种观察者的光谱敏感 函数是不完全相同的 。鉴于 10°标准观察者的观察 结论与人眼实际观察到颜色相一致 ,所以测定 PTA 的颜色时 ,应统一选用 10°标准观察者 。 3. 2. 3 标准白板 [ 12 ] 测色仪器是通过样品反射或透射的光能量与在 同样条件下标准反射或透射的光能量进行比较而得 到样品的颜色三刺激值 ,再由软件通过公式计算得 到颜色参数 。透射标准是空气 ,反射标准是完全反 射漫射体 。测色仪器上的反射标准就是标准白板 。 标准白板实际上就是在给出仪器一个测试标准 。标 准白板除了要求反射比高 、中性好 、不透光 、表面平 整均匀及漫射性尽量好 ,定期校验外 ,更重要的必备 条件是 : (1)光学稳定性好 ,长期重复使用量值不变 具有耐磨 、抗震特性 ,在频繁的日常使用中不致损坏 工作表面 ; ( 2)便于清洁 。通常用作标准白板的材 料有釉面陶瓷白板 、抛光乳白玻璃 、搪瓷白板等 。 3. 3 温度 光源发出的光谱往往不是单一波长 ,而是由许 多波长的光谱混合而成 ,各个波长的辐射功率也不 相同 。由于随着温度的变化 ,不同波段的光谱曲线 所表现出来的反应不相同 ,所以由于温度的改变 ,使 得相同的物品在不同的温度下测出不同的颜色值 。 参考文献 [ 13 ]报道了温度对品红色油墨色度和色 差的影响 ,结果见图 1。
2 PTA 颜色的表示
参考文献 [ 7 ]报道 ,相同 b3 值的 PTA 生产出的 涤纶长丝在生产工艺不变的情况下 ,有时会表现出 明显的色差 ,因此仅仅给出 PTA 的 b3 值 ,并不能完 全表示出来 PTA 的颜色情况 。结合 C IE 表色系统 可以看出 ,要科学合理地定量表示 PTA 的颜色 ,应 该给出 L3 值 、a3 值和 b3 值 。
3. 1 测色仪器的选用 对于 PTA 这样的白色粉末样品 ,用肉眼观测常
收稿日期 : 2009211203。 作者简介 :薛月霞 (19632) ,女 ,山西永济人 ,教授级高工 ,硕士 ,从事 PET产品管理和检测工作 。
第 2期
薛月霞 ,等 :精对苯二甲酸颜色的定量表示和测量
(中国石化仪征化纤股份公司 PTA 生产中心 ,江苏 仪征 211900)
摘要 :对现有的 3种颜色测量方法 :目视法 、光电积分法及分光光度法进行了比较 。探讨了 PTA 颜色的定量表示和测量方 法。 关键词 : PTA;颜色 ;测量 中图分类号 : TQ245112 文献标识码 : A 文章编号 : 100828261 (2010) 0220004203
(3)测定应在室温下进行 ,且色差计开机时间 不宜过长 。
参考文献 :
[ 1 ] 陈锦国. 瓶级切片生产中色值的控制 [ J ]. 合成技术及应用 ,
2001, 16 ( 2)片色相浅析 [ J ]. 聚酯工业 , 2007, 20
( 3) , 462471 [ 3 ] SH 1612. 122005. 工业用精对苯二甲酸 [ S ]1 [ 4 ] 荆其成 ,焦书兰 ,喻柏林 ,等. 色度学 [M ]. 北京 : 科学出版社 ,
1 现有的颜色测量方法及比较
现有的颜色测量方法有目视法 、光电积分法和分 光光度法 3种 [6 ] 。目视法是一种最传统的颜色测量 方法 。具体做法是由标准色度观察者在特定的照明 条件下对物品进行目测鉴别 。人的眼睛虽有优异的 视觉功能 ,但不能准确识别微细的色彩差异 ,常出现 色彩判断失误 [7 ] 。用这种方法测量的结果精度低 。
图 1 温度对品红油墨色度和色差的影响 F ig. 1 Effect of tem pera ture on magen ta ink color and color d ifference
6
聚 酯 工 业 第 23卷
在实验室的实际工作中 ,也发现随着温度的升 高 , PTA 样品的亮度 L3 值降低 ,而色值 a3 值和 b3 值升高 。所以 ,应选用在室温下测定 ,且仪器的开机 时间不能超过 1 h。开机时间过长 ,光源温度升高 , 也会影响测定结果 。
测绘 , 1998, ( 3) : 312321 [ 12 ] 蒋月娟. 分光测色仪的设计研究 [ J ]. 光学技术 , 2001, 27 ( 3 ) :
91 2921 [ 13 ] 李效周 ,林茂海 ,褚夫强. 温度对精确测量色度及色差的影响
分析与研究 [ J ]. 包装工程 , 2008, 29 (2) 10521061
4 结论
( 1)用 C IE, L3 , a3 , b3 ,系统来表示 PTA 的颜 色 ,即应该给出 PTA 样品的 L3 , a3 值和 b3 值 。
(2)选用价格低廉 、操作简便的色差计测量 。 仪器条件应统一以便于测定结果的传递 、交流和比 较 。考虑到与国际接轨 ,较适宜的仪器条件是 : C光 源 ; 45 /0, 0 /45, d /0或 d /0观测几何条件中的一种 ; 10°标准观察者 。
随着 PET材质在冷 、热饮料瓶及食品包装领域 的广泛应用 ,对 PET切片的颜色品质指标 b值提出 了更高的要求 。由于 PET切片的颜色与原料 PTA 的品质有密切的关系 [ 122 ] ,所以合理地定量表示及测 量 PTA 的颜色 ,对于 PET生产厂家正确选用 PTA 原料和调整生产工艺十分重要 。
Quan tita tive expression and m ea surem en t on the color of PTA XUE Yue2xia1 , L I De2hong2
(11J iangsu Yizheng Chem ical Fiber Co. , L td. , The centre of PTA , Yizheng 211900, China; 21N ingbo Institute of M aterial Technology and Engineering, N ingbo 315201 China)
目前我国石油化工行业 PTA 标准中规定的颜 色指标包括外观和 b3 值 2 个 [ 3 ] 。外观的测量方法 为将适量的 PTA 试样均匀地分布于白色器皿或滤 纸上进行目测 [ 3 ] ,得出是否为白色粉末的结论 。 b3 为国际照明委员会 (C IE)推荐的 C IE1976 (L3 , a3 , b3 )均匀色泽空间的色度值 [ 4 ] , b3 值的测量方法标 准 [5 ]中推荐了色差计的观测条件为 45 /0 或 0 /45, 光源为 C光源或 D65光源 ,视角为 2°或 10°。在实 际生产中 ,我们发现 b3 值并不异常且目测外观也观 察不到明显异常的 PTA 产品仍有造成 PET切片颜 色性能不合格的可能 ,因此仅仅使用通过目测外观 和测定 b3 值来表示 PTA 的颜色是不全面的 ,而且 PTA 生产厂家使用不同种类的测色仪器和测试条 件 ,所得到的测试结果是不等价的 ,因此合理规范地 定量表示和测量 PTA 的颜色势在必行 。
光电积分法是 20世纪 60年代仪器测色中采用
的常见方法 。光电积分法不是测量某一波长的色刺 激值 ,而是在整个测量波长区间内 ,通过积分测量测 得样品的三刺激值 X, Y, Z ,再由此计算出样品的色 品坐标如 L3 值 , a3 值和 b3 值等参数 [ 8 ] 。光电积分 式仪器由光源 、探测器 、数据处理器和输出单元 4部 分组成 。探测器一般是 3个带有修正滤光片组的光 电管或大面积硅光电二极管 (在要求仪器有较高灵 敏度的场合下采用光电倍增管 ) 。光电积分式仪器 不能精确测量出色源的三刺激值和色品坐标 ,但能 准确测出 2个色源之间的差别 ,因而又被称为色差 计 。这种仪器价廉物美 ,操作快速 。适用于测量精 度要求不是很高也不需要配色的行业 。 分光光度法通过测量光源的光谱功率分布或物 体反射光的光谱功率 ,来计算颜色三刺激值 ,进而由 此计算出各种颜色参数如 L3 值 、a3 值和 b3 值 [ 8 ] 。 它通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数 。其优 点是精度较高 ,缺点是光路和结构复杂 ,测量速度 慢 ,仪器价格昂贵 。
1979. [ 5 ] SH 1612. 10220051 工业用精对苯二甲酸 b3 的测定 [ S ]1 [ 6 ] 吴继宗 , 叶关荣. 光辐射测量 [M ]. 北京 , 机械工业出版社 ,
1992. [ 7 ] 鲁锦富. PTA 光学性质探讨 [ J ]. 聚酯工业 , 2004, 17 (3) : 4251 [ 8 ] 李宏光 ,吴宝宁 ,施浣芳 ,等. 几种颜色测量方法的比较 [ J ].
5
常无法分辨出细微的颜色差异 ,但 PTA 细微的颜色 差异会引起下游产品明显的色差 ,况且得知 PTA 的 L3 值 、a3 值和 b3 值后 , PET切片生产厂家可以根据 PTA 的颜色信息 , 来调整调色剂的加入量以满足 PET切片色相的要求 , PTA 产品本身并不存在调配 色的需要 。因此 ,使用价格低廉 ,操作快速的色差计 测量 PTA 的颜色信息 ,给出颜色的 L3 值 、a3 值和 b3 值 ,就可以满足要求 。 3. 2 仪器条件的选择 实践告诉人们 :影响正常人眼对物体颜色判断 的因素有物体本身的性质 、光源种类和明暗 、物体大 小和观察角度 。因此 , 要能规范地表示 PTA 的颜 色 ,首先必须使测定颜色的条件规范统一 。 3. 2. 1 光源 同一物体在不同的光源照射下 ,呈现不同的颜 色 。因此 ,为了统一颜色评价的标准 ,便于比较和传 递 , C IE 针对颜色的测量和计算 ,推荐了标准光源 A , B , C, D 等 [ 9 ] 。我国国家标准 [ 10 ]中也明确提出了 使用标准光源 A , B , D 光源 。鉴于色差计基本都具 有 C光源 ,而且国际上具有 PTA 生产专有技术的杜 邦公司也使用 C 光源 ,所以测定 PTA 的颜色 ,选用 C光源较适宜 。 3. 2. 2 观测的几何条件 由于观测条件影响颜色的测定结果 ,因此标准 测定方法中应该统一观测条件 。色差计有多种观测 几何条件供选择 ,我国国家标准 GBT3978294 对测 定不透明物体的颜色规定使用如下 4种观测条件中 的 1种 : 45°/垂直 (符号为 45 /0) ;垂直 /45°(符号为 0 /45) ;漫射 /垂直 (符号为 d /0 ) ; 垂直 /漫射 (符号 为 0 / d) 。 PTA 作为一种不透明物体 ,选用的观测条 件应满足这 4种的 1种 。由于 4种观测几何条件的 测定结论是不等价的 ,因此 ,应统一规定使用哪种观
应用光学 2005, 26 (3) : 632661 [ 9 ] 徐海松. 颜色技术原理及在印染中的应用 (四 )第四篇 C IE标
准照明体与颜色表述方法 [ J ]. 印染 , 2005, (21) : 372411 [ 10 ] GBT3978294,标准照明体及照明观测条件 [ S]. [ 11 ] 宣柱香. 一些测量条件对印刷颜色测量值的影响 [ J ]. 北京
第 23卷第 2期 2010 203
聚 酯 工 业 Polyester Industry
Vol. 23 No. 2 M ar. 2010
doi: 10. 3969 / j. issn. 100828261. 2010. 021002
精对苯二甲酸颜色的定量表示和测量
薛月霞 1 ,李德宏 2
测几何条件 ,而不是由检测人员任意选用 。 观察的视角不同 ,会观察到不同的颜色效果 。
C IE1931所确定的标准观察者视场 ,是在 30 cm 的 距离观察大小 1 cm 的圆形测试色 。这时 ,视场角相 当于 2°,称为 2°标准观察者 。在生活实际中使用的 是更大的视角观察颜色 ,所以使用 2°视角观察得到 的颜色结论与实际观察颜色不一致 [ 11 ] , C lE在 1964 年又定义出 10°标准观察者 , 2种观察者的光谱敏感 函数是不完全相同的 。鉴于 10°标准观察者的观察 结论与人眼实际观察到颜色相一致 ,所以测定 PTA 的颜色时 ,应统一选用 10°标准观察者 。 3. 2. 3 标准白板 [ 12 ] 测色仪器是通过样品反射或透射的光能量与在 同样条件下标准反射或透射的光能量进行比较而得 到样品的颜色三刺激值 ,再由软件通过公式计算得 到颜色参数 。透射标准是空气 ,反射标准是完全反 射漫射体 。测色仪器上的反射标准就是标准白板 。 标准白板实际上就是在给出仪器一个测试标准 。标 准白板除了要求反射比高 、中性好 、不透光 、表面平 整均匀及漫射性尽量好 ,定期校验外 ,更重要的必备 条件是 : (1)光学稳定性好 ,长期重复使用量值不变 具有耐磨 、抗震特性 ,在频繁的日常使用中不致损坏 工作表面 ; ( 2)便于清洁 。通常用作标准白板的材 料有釉面陶瓷白板 、抛光乳白玻璃 、搪瓷白板等 。 3. 3 温度 光源发出的光谱往往不是单一波长 ,而是由许 多波长的光谱混合而成 ,各个波长的辐射功率也不 相同 。由于随着温度的变化 ,不同波段的光谱曲线 所表现出来的反应不相同 ,所以由于温度的改变 ,使 得相同的物品在不同的温度下测出不同的颜色值 。 参考文献 [ 13 ]报道了温度对品红色油墨色度和色 差的影响 ,结果见图 1。
2 PTA 颜色的表示
参考文献 [ 7 ]报道 ,相同 b3 值的 PTA 生产出的 涤纶长丝在生产工艺不变的情况下 ,有时会表现出 明显的色差 ,因此仅仅给出 PTA 的 b3 值 ,并不能完 全表示出来 PTA 的颜色情况 。结合 C IE 表色系统 可以看出 ,要科学合理地定量表示 PTA 的颜色 ,应 该给出 L3 值 、a3 值和 b3 值 。