Geräte zur Farbmessung gibt es seit den 1940er Jahren, und haben seitdem einen langen Weg der Weiterentwicklung zurückgelegt.
Das 1870 von Jules Duboscq in Frankreich entwickelte Duboscq-Kolorimeter war eines der ersten Farbmessgeräte.
Die ersten Geräte waren Kolorimeter, die mit Rot-, Grün- und Blaufiltern die Tristimulusreaktion des menschlichen Auges simulierten. Damals, in den 40er Jahren, waren sie ziemlich teuer, so dass nur wenige Menschen Zugang zu ihnen hatten. Noch teurer waren Spektralfotometer, die die Farbe messen, indem sie Licht in sehr engen Intervallen des sichtbaren Spektrums abtasten.
Die moderne Technologie hat den Weg der Spezialgeräte für alle Industrien geebnet. Niedrigere Preise machen Farbmessgeräte für jeden zugänglich, vom Hobbyfotografen bis zum Automobilhersteller.
Heute befassen wir uns mit dem Unterschied zwischen Farbmessung und Spektralpfotometrie und den Geometrien, die beide definieren.
Kolorimetrie vs. Spektralfotometrie
Farbmessgeräte sind entweder Kolorimeter oder Spektralfotometer.
Ein Farbmessgerät ist ein Drei-Kanal-Gerät, das Farben genau wie das menschliche Auge "sieht". Im Wesentlichen quantifiziert es die Tristimulus-Rot-, -Grün- und -Blau-Komponenten jeder Messung und verwendet diese Daten zur Bestimmung der Position einer Farbe im Farbraum unter Verwendung der L*a*b*- oder L*C*h°-Metrik. Für einige Branchen sind diese Daten ausreichend. Für andere kann es sein, dass entscheidende Fehler bei der Farbabstimmung nicht erkannt werden.
Die Spektralfotometrie, d. h. das Ablesen der Reaktion einer Probe im sichtbaren Spektrum, ist die beste Methode, um Daten für die Farbrezeptierung zu erhalten und die Qualität sicherzustellen. Bei der Spektralfotometrie wird das Licht in sehr schmale Farbbänder gefiltert, die durch die Optik des Geräts in einen Empfänger gelangen, wo sie analysiert werden.
Kolorimeter 0°/45
0°/45° Spektralfotometer
Jedes Band, von 400 bis 700 Nanometer, wird analysiert und als Reflexionskurve aufgezeichnet - der "Fingerabdruck" der Farbe. Hier ist die Reflexionskurve eines roten Balls zu sehen. Sie erscheint rot, weil sie hauptsächlich die roten Wellenlängen des Lichts reflektiert. Nur ein kleiner Prozentsatz des einfallenden Lichts aus dem blauen und grünen Teil des Spektrums bleibt übrig. Auf dem Weg von den Gelbtönen zu den echten Rottönen nähert sich die Kurve 80 %.
Keine zwei Reflexionskurven sind exakt gleich... es sei denn, es handelt sich um zwei Messwerte derselben Pigmente oder Farbstoffe.
Geometrien von Farbmessgeräten
Wenn alles flach, matt und glatt wäre, bräuchten wir nur ein einfaches Messgerät. Aber es gibt so viele Oberflächen zu messen - undurchsichtig, reflektierend, transparent, gewölbt, strukturiert und bunt -, dass ein einziges Gerät nicht für alles ausreichen kann.
Einwinkelige 0°:45°-Farbmessgeräte
Die beliebteste Geometrie für die Qualitätskontrolle und Produktsicherung in vielen Branchen ist 0°/45° (ausgesprochen: null-fünfundvierzig), oder 45°/0°. Die Lampen befinden sich in einem Winkel von 45° zur Probe und zum Empfänger oder umgekehrt, wobei sich der Empfänger im 45°-Winkel befindet und die Lampe über dem Kopf. In beiden Fällen ergibt sich ein rechter Winkel, der um 45° halbiert ist. Dieses Gerät entspricht am ehesten dem menschlichen Farbempfinden, da es den Glanz aus der Messung ausschließt.
0°/45°-Geräte eignen sich für die meisten Oberflächen, Farbstoffe und Pigmente.
Die eXact-Familie von X-Rite ist ideal für die Messung von Druckmustern, um Farbgenauigkeit und -konsistenz zu gewährleisten.
Sphärische Farbmessgeräte
Eine weitere gängige Geometrie ist die Kugel, auch bekannt als diffuses 8° oder einfach D8. Sie ist etwas komplizierter, da sie den Glanz in die Messung einbeziehen kann.
Im Inneren des Geräts befindet sich eine Lampe, die nicht direkt auf die Probe, sondern auf die ferne, gebogene Wand strahlt. Das Licht wird von der Wand tausende Male gestreut und beleuchtet die Probe aus allen Richtungen, wobei jede Variation in Textur und Glanz berücksichtigt wird. Eine kleine Falltür, die so genannte Spiegelöffnung, kann geöffnet und geschlossen werden, damit Glanz und Textur entweichen können.
Kugel-Spektralfotometer wie die Geräte der Ci64-Serie von X-Rite sind ideal für die Rezeptierung von Farben und Pigmenten, unabhängig von Glanz und Textur.
Geräte zur Farbmessung mit mehreren Winkeln
Viele Branchen, darunter die Kosmetik- und Automobilindustrie, sind sehr an Spezialeffekten wie Perlglanz und Metallicfarben interessiert. Diese Pigmente lassen die Farbe aus verschiedenen Winkeln anders aussehen. Wir alle haben schon Autos gesehen, die ihre Farbe je nach Standort oder Winkel des Blechs zu ändern scheinen.
Gonio-Spektralpfotometer waren die ersten Mehrwinkelgeräte, die Farbveränderungen auf die gleiche Weise erkennen konnten wie wir, aber sie waren sehr groß und sehr teuer. Heute gibt es tragbare Mehrwinkelgeräte, die eine Oberfläche aus vielen Winkeln messen können. Sie arbeiten mit einem einzigen Beleuchtungspunkt, in der Regel in einem Winkel von 45 Grad, und einer Reihe verschiedener Empfänger, die das Licht auffangen und aufzeichnen, während es in verschiedene Richtungen gestreut wird.
Außer in der Automobilindustrie werden diese Geräte auch in der Kosmetikindustrie für Fingernagellack und Augen-Make-up sowie in anderen Branchen eingesetzt, die Materialien mit interessanten optischen Eigenschaften herstellen.
Das MA-5 QC-Mehrwinkelgerät von X-Rite eignet sich hervorragend für die Messung von Metallic-, Perlglanz- und anderen komplexen Spezialeffektoberflächen.
Welches Farbmessgerät soll ich wählen?
Moderne Farbmessgeräte gibt es in einer Vielzahl von Formen und Größen, und sie werden in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt, z. B. in der Lebensmittel-, Medizin-, Dental-, Fotografie-, Farb-, Kunststoff- und sogar in der Pharmaindustrie. Sie können manuell oder selbstabtastend sein. Manche nehmen nur eine Messung auf einmal vor und zeigen sie auf einem Bildschirm an, während andere einen eingebauten Computer haben. Einige sind sogar berührungslos, d. h. sie können Teile aus der Entfernung messen, während sie die Produktionslinie durchlaufen.
Bei einer Auswahl von mindestens hundert verschiedenen Messgeräten stellt sich die Frage, wie Sie das für sich am besten geeignete Gerät auswählen?
- Überlegen Sie zunächst, welche Art von Materialien Sie messen wollen. Sind Ihre Proben glatt oder strukturiert? Groß oder klein? Sind sie flach oder gewölbt? Werden sie mit speziellen Pigmenten wie Metallic- oder Perlglanzfarben hergestellt?
- In welcher Art von Umgebung werden Sie messen? Können die Proben ohne Beschädigung gehandhabt werden?
- Gehören Sie zu einer globalen Farbmessgruppe, die außergewöhnliche Qualität und strenge Konsistenz verlangt? Oder können Sie mit etwas weniger Präzision auskommen, weil Sie ein Einzelkämpfer sind?
- Müssen die Daten gespeichert werden? Müssen die Daten weltweit ausgetauscht werden?
- Welche Art von Geschwindigkeit und Automatisierung benötigen Sie?
- Auch die Wiederholbarkeit und der Preis sind entscheidende Faktoren bei der Wahl des Farbmessgerätes.
Am wichtigsten ist, dass Sie Ihre Branche berücksichtigen, um zu entscheiden, welches Farbmessgerät für Sie in Frage kommt.
Für Druck und Verpackung lesen Sie bitte unseren aktuellen Blog.
Ausgewählte Farbmanagement-Lösungen
Erfahren Sie mehr über diese vorgestellten Produkte:
VS450
Das VS450 ist ein einzigartiges, berührungsloses Farbmessgerät zur Messung der Farbgenauigkeit einer Vielzahl von nassen und trockenen Proben, einschließlich Kosmetika, Farben, Kunststoffen, Pulvern und Lebensmitteln.
Ci64
Das Ci64, das präziseste tragbare-Kugelspektralfotometer von X-Rite, ist in drei Modellen erhältlich: mit simultanem SPIN/SPEX, korreliertem Glanz und einer UV-Option.
