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固體顏色的表面深度相關知識的分析

2010-10-31

固體顏色的表面深度相關知識的分析

主要學習內容：
    1、表面深度的含義及意義
    2、常見的表面深度計算公式
    3、Kubelka—Munk
    4、Labe—Koch
    5、Gall等等；
對各種染色效果的評價：
均勻性— 目   測
色光— 色   差   評   價
深淺— 染   色   深   度   評   價
牢度— 與   染   色   深   度   有   關
染色時如何控制染色深度？
染色深度能否用owf表達？
染色牢度與染色深度的關系
    染色牢度隨表面深度的變化而變。
    一般表面深度高，日曬牢度也高。因此當評價染料的牢度時，應該在相同深度下進行。否則沒有可比性。為了方便牢度評價，上世紀二十年代，德國和瑞士的染料公司制訂了一套標準深度卡，叫做“Hilftypen”。
“Hilftypen”標準深度卡
    18種顏色在同一檔深度水平（由鑒色專家目光確定），1951年被國際標準化組織ISO承認和采納，稱為1/1標準深度。
    另外ISO又增加了2/1、1/3、1/6、1/12、1/25，共有6個檔次，其中前5個檔次18種顏色，只有1/25有12種顏色。
    另外，還有紫色和黑色色卡，無光3種顏色，有光2種顏色。
    過去乃至現在標準深度的確定仍然在使用標準色卡。
      但是現在也可以通過測色來表示顏色的深度，甚至色卡的制作都可以用測色結果來規范。
例如：日本的JIS標準深度色卡在制作時，實測值與標準樣卡之間的色差就規定了一個范圍，只有符合色差要求才能制作出合格的標準深度色卡。
書P143 表6-1中列出的是不同深度下的θ平均值（Rabe深度公式計算得出）。此值也是制作標準深度卡的參考值。
書P144 表6-2中列出的是ISO1/1標準深度卡的θ值測試結果，可見不同顏色θ值有差異。（不僅反映卡的制作不容易完全一致；所采用的深度計算公式也可能存在問題）
對Kubelka—Munk函數的討論：
含ρ0的一項可以省略，變成K/S=（1-ρ?）2/2 ρ?條件是：a—ρ?值較小（深色）；b—在比較兩樣品的相對表面深度時。
ρ?應該取大吸收波長對應的值即ρ? min
若吸收峰平坦，無明顯ρ? min時，λmax是一個范圍，則可以選定一個范圍λ1~ λ2 ，取ρ?平均值。
K/S值越大，顏色越深，有色物質濃度高。
當顏色極深時，K/S = kC 。就是說K/S與有色物濃度之間的關系不及比爾定律（溶液濃度—光密度）線性關系好。
可以用
Pineo公式：K/S=（1-ρ）2/2（1- r）（ρ-r）
Fink-Jensen公式： K/S=（1-ρ）2/（1+k ρ ）（ρ-r）修正。其中k：由纖維內部反射決定的常數。
                    r：由纖維表面反射決定的常數。
用K/S比較兩樣品表面深度時，試樣應該具有相同的色相。
Kubelka—Munk函數是常用的表示織物表面深度的方法。也是計算機配色中處方預測的理論基礎。
Pineo公式和Fink-Jensen公式修正后，K/S值與有色物質濃度C之間的線性關系得到改善，但是計算太復雜，使用不方便。
計算實例
右圖中染色樣品A、
B的分光反射率圖
大吸收波長630nm
ρA=5.5%   ρB=7.0%
代入公式：
K/S=（1-ρ?）2/2 ρ?   得結果 K/SA=8.118 > K/SB＝6.178。所以樣品Ａ的顏色比樣品Ｂ深。
雷布-科奇（Labe-Koch）公式
       建立在德國DIN顏色系統上的表面深度計算公式。曾經被廣泛應用。見書表6-1、6-2。
表達式為：θ =[（10-1.2D)/9]S - 1.06D
θ: 顏色的表面深度指數
D：DIN顏色系統的暗度值
S：DIN顏色系統的飽和度
      據稱：除1/1深度外，其余深度誤差較大。