Mustermessverfahren in der digitalen Farbkommunikation

Bevor dauerhafte Proben gemessen und in der Computerdatenbank gespeichert oder digital übermittelt werden, muss ein wiederholbares Messverfahren festgelegt und eingehalten werden. Die Proben sollten immer mehrmals mit der größten am Spektralphotometer verfügbaren Ansichtsfläche gemessen werden, solange die Proben groß genug sind, um die Ansichtsfläche vollständig abzudecken. Spektralphotometer sind in der Regel mit einer Reihe von Blendengrößen ausgestattet, um die Messung sowohl kleiner als auch großer Proben zu ermöglichen, obwohl es immer vorzuziehen ist, die größtmögliche Blende zu verwenden, um den Einfluss ungleichmäßiger Färbungen zu minimieren. Kleinere Anschlüsse können je nach Bedarf verwendet werden, um auch kleinste Proben zu messen. Physikalische Standards sollten mit der Absicht vorbereitet werden, die größte am Spektralphotometer verfügbare Flächenansicht zu verwenden, um die Wiederholbarkeit der digitalen Farbdaten zu verbessern. Bei Proben, die mit kleinen Öffnungen gemessen werden, sind zusätzliche Messungen erforderlich, um einen minimalen Messfehler zu gewährleisten. Nach der Festlegung eines geeigneten Messverfahrens müssen die Einzelheiten allen an der Farbmessung Beteiligten klar mitgeteilt werden, und zwar nicht nur intern, sondern in der gesamten Lieferkette.

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Dicke der Probe

Bei den meisten Gewirken und Geweben reichen zwei bis vier Schichten aus, um eine undurchsichtige Probe für das Gerät zu erhalten. Ist das Material nicht lichtundurchlässig, dringt das Licht durch die Probe und wird vom Trägermaterial oder dem Probenhalter reflektiert, was zu irreführenden Reflexionsdaten führt. Von vierzig Baumwoll-Popeline-Prüfmustern, die mit vier Schichten gemessen und dann zur Bestimmung der Trübungseffekte mit zwei Schichten nachgemessen wurden, sind in Tabelle 1 die elf Muster aufgeführt, die einen Farbunterschied von mehr als DE CMC (2:1) 0,15 aufweisen. Diese Proben sollten daher mit vier Schichten gemessen werden, da ihre digitalen Daten durch die Farbe des Probenhalters oder des Trägermaterials beeinflusst werden. Als Vorsichtsmaßnahme und um den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Durchführung von Opazitätstests zu vermeiden, sollten die meisten Proben auf vier Lagen gefaltet werden, auch wenn sie bei zwei Lagen undurchsichtig sein können.

Muster	DE CMC (2:1) D65/10
10 Rot	0.18
12 Orange	0.18
13 Hellorange	0.31
15 Hellbraun	0.19
16 Beige	0.31
17 Mittelgelb	0.56
18 Dunkelgelb	0.25
20 Minze	0.21
24 Hellgrün	0.26
37 Mittelgrau	0.17
40 Sahne	1.07

Tabelle 1. Farbunterschied bei nicht-opaken Mustern

Leichte und lichtdurchlässige Materialien benötigen oft so viele Schichten, um undurchsichtig zu werden, dass das Material bei der Messung in das Innere des Geräts gedrückt wird, was eine ungenaue Reflexionsmessung zur Folge hat. Für diese Art von Materialien können wiederholbare Ergebnisse erzielt werden, indem nur einige Materialschichten gemessen werden, die mit einer weißen Keramikfliese, ähnlich der Kalibrierungsfliese des Geräts, hinterlegt sind. Der Anteil des Reflexionsgrads, der auf die Farbe der Unterlage zurückzuführen ist, wird beim Vergleich zweier Proben herausgerechnet, wenn die Unterlage für beide gleich ist.

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Positionierung der Probe

Durch die Drehung und Neupositionierung der Probe wird die Messvariabilität aufgrund der Stoffkonstruktion, der Richtungsabhängigkeit der Garne und ungleichmäßiger Färbungen verringert. Eine gängige Praxis bei der Probenmessung besteht darin, die Probe an der Geräteöffnung zu platzieren und die Probe für vier oder mehr Messungen einfach zu drehen. Diese Technik ermöglicht eine schnelle Messung, berücksichtigt aber nicht die durch ungleichmäßige Färbung verursachten Schwankungen und sollte daher vermieden werden. Besser ist es, die Probe aus dem Gerät zu nehmen und sie vor weiteren Messungen neu zu falten oder zu positionieren. Achten Sie stets darauf, dass die Probe nicht durch Schmutz, Fingerabdrücke, Falten, Farbflecken oder andere Substanzen verunreinigt ist.

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Entwicklung einer wiederholbaren Technik

Ein optimales Messverfahren wurde festgelegt, wenn eine Probe gemessen, aus dem Gerät entfernt und dann mit einer Abweichung von weniger als 0,15 DE CMC (2:1) erneut gemessen werden kann. Eine größere Abweichung verringert das Vertrauen in die Qualität der gespeicherten Daten und führt zu weniger genauen Übereinstimmungsvorhersagen.

Eine einfache Methode zur Bestimmung der richtigen Anzahl von Messungen besteht darin, zunächst einen Durchschnittswert für eine Probe zu ermitteln, indem man sie achtmal misst – wobei man darauf achtet, die Probe nach jeder Messung zu drehen und neu zu positionieren – und den Durchschnittswert zu speichern. Diese Methode dürfte die beste Wiederholbarkeit bieten, auch wenn sie für den täglichen Betrieb nicht geeignet ist. Nehmen Sie die Probe heraus und messen Sie sie erneut mit der gleichen Technik – acht Messungen mit Drehung und Neupositionierung. Der Farbunterschied zwischen diesen beiden Durchschnittswerten sollte sehr gering sein. Nehmen Sie die Probe heraus und messen Sie sie erneut, aber diesmal nur mit sieben Messungen mit Drehung und Neupositionierung. Wiederholen Sie den Vorgang mit sechs Lesungen, fünf Lesungen, vier Lesungen, drei Lesungen und schließlich zwei Lesungen. Nach achtmaliger Messung der Farbunterschiede zwischen jedem Test und der Originalprobe wird der Punkt ermittelt, an dem der DE CMC (2:1) den gewünschten Grenzwert von 0,15 überschreitet. Wenn beispielsweise die DE CMC (2:1) der viermal gelesenen Probe 0,08 und die DE CMC (2:1) der dreimal gelesenen Probe 0,21 beträgt, sollten die Proben viermal gelesen werden, um eine Abweichung von weniger als 0,15 DE CMC (2:1) zu gewährleisten. Wenn die korrekte Anzahl von Reads bestimmt wurde, messen Sie die Probe mindestens vier weitere Male mit der erforderlichen Anzahl von Reads, um zu bestätigen, dass alle Reads weniger als 0,15 DE CMC (2:1) betragen. Ist einer der Messwerte größer als 0,15, muss die Technik entweder durch Änderung der Probenplatzierung oder durch zusätzliche Messungen geändert werden.

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Bewertung der Wiederholbarkeit von Messungen

Eine Probe drei- oder mehrmalig zu messen, mag zu zeitaufwändig erscheinen, aber die Zeit, die man sich am Anfang nimmt, um genaue Messungen zu gewährleisten, wird sich beim Vergleich von Standards und Chargen und bei der Übermittlung digitaler Farbdaten in zuverlässigen Farbunterschieden niederschlagen. Die Messgeschwindigkeit moderner Spektralphotometer reduziert die Zeit, die für zusätzliche Messungen benötigt wird, auf nur wenige Sekunden. Die folgenden Tabellen wurden erstellt, um Informationen über die typischen Messabweichungen zu geben, die bei der Durchführung mehrerer Messungen an verschiedenen Gewebetypen erwartet werden können.

Muster	Vier-Lese-Variabilität	Zwei-Lese-Variabilität
1 Hellrot	0.08	0.12
2 Rosa	0.03	0.02
3 Licht Rot	0.03	0.10
4 Burgundisch	0.07	0.05
5 Hellrot	0.02	0.19
6 kirschrot	0.03	0.31
7 Melone	0.05	0.21
8 Leutnant Rose	0.03	0.13
9 Pfirsich	0.03	0.05
10 Rot	0.04	0.42
11 Dunkelorange	0.04	0.09
12 Orange	0.02	0.09
13 Hellorange	0.02	0.16
14 Dunkelbraun	0.03	0.09
15 Hellbraun	0.04	0.11
16 Beige	0.02	0.06
17 Mittelgelb	0.05	0.05
18 Dunkelgelb	0.01	0.09
19 Kalk	0.02	0.14
20 Minze	0.01	0.12
21 Dunkelgrün	0.03	0.14
22 Mittelgrün	0.01	0.09
23 Mittelgrau	0.07	0.11
24 Hellgrün	0.01	0.37
25 Jade	0.01	0.38
26 Mittelblau	0.01	0.05
27 Mittelblau	0.05	0.36
28 Hellblau	0.01	0.10
29 Dunkelmarine	0.05	0.17
30 Marine	0.01	0.44
31 Dunkelblau	0.01	0.03
32 Kastanienbraun	0.02	0.81
33 Lila	0.01	0.11
34 Hellviolett	0.02	0.18
35 Rosa	0.03	0.04
36 Fuchsie	0.05	0.02
37 Mittelgrau	0.03	0.24
38 Schwarz	0.01	0.16
39 Tan	0.01	0.04
40 Sahne	0.02	0.04
Durchschnitt	0.03	0.16
Max	0.08	0.81
> 0.15	0	13

Tabelle 2. Messvariabilität bei Vier- und Zweileseverfahren

In Tabelle 2 sind die DE CMC (2:1)-Farbunterschiede in D65/10 aufgeführt, die bei Wiederholungsmessungen mit einem Vier-Messungen-Verfahren und einem Zwei-Messungen-Verfahren mit einer 30-mm-Großfeldblende ermittelt wurden. Die Proben wurden zu vier Lagen gefaltet, um die Opazität zu gewährleisten, und zwischen den Messungen neu positioniert und um 90° gedreht. Dreizehn der vierzig Testproben wiesen eine Variabilität von mehr als 0,15 DE CMC (2:1) auf, wenn die Zweimessungstechnik verwendet wurde. Die durchschnittliche Wiederholbarkeit für das Vier-Messungen-Verfahren betrug 0,03 mit einem Maximum von 0,08, während sie für das Zwei-Messungen-Verfahren durchschnittlich 0,16 mit einem Maximum von 0,81 betrug. Aus diesen Ergebnissen lässt sich schließen, dass digitale Farbdaten, die mit einem Zwei-Messungen-Verfahren erzeugt wurden – selbst bei Verwendung einer großen Blende – nicht zuverlässig sind.

In Tabelle 3 wurden Standards verschiedener Gewebetypen mit einer 20-mm-Öffnung (MAV) für die Ansicht einer mittleren Fläche und einer 9-mm-Öffnung (SAV) für die Ansicht einer kleinen Fläche gemessen. Dieselbe Probe wurde dann mit vier, drei und zwei Messwerten erneut gemessen und mit dem Standard verglichen, um die aufgeführten DE CMC-Werte (2:1) zu erhalten. Alle Proben außer Kord wurden in zwei Schichten gemessen, wobei zwischen den Messungen eine Neupositionierung und Drehung um 90° erfolgte. Die DE CMC (2:1)-Werte stellen den maximalen Farbunterschied dar, der bei mehreren Wiederholungsmessungen der verschiedenen Materialien beobachtet wurde, obwohl auch niedrigere Werte beobachtet wurden. Spalten mit einem Strich (-) zeigen an, dass keine Tests durchgeführt wurden, da die Ergebnisse für die höhere Anzahl von Messungen bereits inakzeptabel waren. Für jedes der geprüften Materialien muss die angemessene Anzahl der zu verwendenden Messungen durchgehend eine Messabweichung von weniger als 0,15 DE CMC (2:1) ergeben.

MAV: 20mm SAV: 9mm

Stoff Typ	4	3	2		4	3	2
Gewebtes Twill, Segeltuch, Krepp, Popeline	0.03	0.10	0.10		0.05	0.12	0.11
Satin, Taft	0.07	0.07	0.09		0.11	0.12	0.20
Seersucker, Waffelstoff, Ribstop	0.09	0.10	0.13		0.07	0.10	0.18
Gebürstetes Frottee, angeraut (kein Vlies)	0.04	0.07	0.07		0.14	0.17	0.23
Kord	0.13	0.31	0.64		0.55	–	–
Interlock, Pique, Jersey stricken	0.12	0.11	0.16		0.14	0.13	0.20
Thermisch, schmale Rippe	0.05	0.12	0.13		0.07	0.18	0.24
Pointelle	0.17	0.20	0.23		0.60	–	–
Popcorn-Strick, plissiert	0.03	0.07	0.07		0.04	0.27	0.20
Vlies (gebürstete/geraute Seite)	0.11	0.12	0.19		0.15	0.40	0.46
Chenille, Panne	0.08	0.11	0.12		0.56	–	–
Masche	0.03	0.07	0.12		0.14	0.21	0.35
Breite/variable Rippe	0.20	0.30	0.51		0.30	0.68	–

Tabelle 3. Messvariabilität für verschiedene Gewebetypen

Die Verwendung einer größeren Blende, wie z. B. der 30-mm-Großflächenansicht, führt zu niedrigeren DE CMC (2:1)-Werten, da der Messbereich erheblich vergrößert wird. Große Blenden dürfen jedoch nur verwendet werden, wenn große Proben gemessen werden, die die Blendenöffnung vollständig bedecken, wenn zwei oder mehr Schichten verwendet werden, obwohl eine Schicht bei undurchsichtigen Materialien akzeptable Ergebnisse liefern kann.

Wenn es nicht gelingt, eine wiederholbare Messtechnik zu entwickeln, besteht ein erhebliches Fehlerpotenzial für alle Aspekte der Farbentwicklung und -kommunikation. Zu einer wiederholbaren Messtechnik gehört die Festlegung der Anzahl der zu verwendenden Materialschichten, der Positionierung der Proben, der Anzahl der durchzuführenden Messungen, der Geräteeinstellungen und der klaren Kommunikation mit den Systembetreibern. Wird die Qualität eines Messverfahrens nicht vollständig geprüft und bestätigt, so stellt dies eine Fehlerquelle für die gesamte Lebensdauer des Programms dar. Die obigen Tabellen können zwar als Richtwert für die Anzahl der Messungen dienen, die bei den meisten Materialien erforderlich sind, um wiederholbare Ergebnisse zu erzielen, es wird jedoch empfohlen, dass die Systembenutzer ihre eigenen spezifischen Materialien bewerten, um die endgültige Messmethode zu bestätigen.

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Über Ken Butts: