Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5236:2002 (ISO 105-J02: 1997) về Vật liệu dệt - Phương pháp xác định độ bền màu - Phần J02 - Phương pháp sử dụng thiết bị để đánh giá độ trắng tương đối do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5236: 2002

ISO 105-J02: 1997

VẬT LIỆU DỆT -

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MÀU -

PHẦN J02 - PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TRẮNG TƯƠNG ĐỐI

Textiles - Tests for colour fastness -

Part J02 - Instrumental assessment of relative whiteness

Lời nói đầu

TCVN 5236: 2002 thay thế TCVN 5236-90

TCVN 5236: 2002 hoàn toàn tương đương với ISO 105-J02: 1997

TCVN 5236: 2002 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 38 Hàng dệt biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

VẬT LIỆU DỆT -

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MÀU -

PHẦN J02 - PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TRẮNG TƯƠNG ĐỐI

Textiles - Tests for colour fastness -

Part J02 - Instrumental assessment of relative whiteness

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp định lượng độ trắng và độ nhiễm màu của vật liệu dệt, kể cả vật liệu có tính huỳnh quang.

1.2. Phương pháp này nêu lên mức độ trắng của vật liệu dệt so với mức độ trung bình. Độ nhiễm màu của vật liệu dệt nếu khác "Zero", được nhận biết bởi màu từ ánh xanh (trung tính) tại bước sóng 466 nm chuyển sang ánh đỏ hoặc xanh lá cây. Công thức tính độ trắng và độ nhiễm màu được CIE1) khuyến cáo sử dụng.

1.3. Vì sự phản chiếu bị ảnh hưởng bởi bản chất bề mặt vật liệu dệt, nên sự so sánh độ trắng chỉ thực hiện được giữa các mẫu thuộc cùng loại vật liệu dệt.

1.4. Các công thức này sử dụng có giới hạn đối với các mẫu thử được gọi là có "độ trắng thương mại" do chúng không khác nhau nhiều về màu sắc và độ huỳnh quang, và được đo trên cùng một thiết bị và thời điểm đo gần nhau. Trong giới hạn này, các công thức sẽ cho phép đánh giá "độ trắng tương đối" phù hợp mục đích thương mại khi dùng các thiết bị đo đáp ứng độ hiện đại, thay vì đánh giá "độ trắng tuyệt đối".

1.5. Do một số tạp chất có trong vật liệu dệt hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn dẫn đến việc cảm nhận vàng hóa đối với bộ cảm biến màu. Vì vậy phép đo độ trắng đồng thời cũng chỉ ra được mức độ sạch của vật liệu dệt.

1.6. Cũng có thể sử dụng phương pháp đo này để xác định ảnh hưởng của các thành phần màu xanh lơ hoặc các chất tăng trắng quang học (FWAs) lên độ trắng của vật liệu dệt.

2. Tài liệu viện dẫn

ISO 105 J01:1997, Textiles - Test for colour fastness - Part J01: General principles for measurement of surface colour (Vật liệu dệt, Phương pháp xác định độ bền màu - Phần J01: Nguyên tắc chung đối với đo màu bề mặt)

Ấn phẩm CIE số 15.2: 1986, Colorimetry (second edition) [Đo màu (ban hành lần 2)].

Ấn phẩm CIE số 17.4: 1987, International Lighting Vocabulary (Từ vựng quốc tế về chiếu sáng).

ASTM E 284-96b: 1996, ASTM Terminology of Appearance (Revised) [Thuật ngữ ASTM về ngoại quan (soát xét)].

ASTM E 308-96:1996, Practice for computing the colors of objects by using the CIE system (Thực hành trên máy vi tính khi đo màu của vật thể bằng hệ thống CIE).

3. Định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các định nghĩa sau:

3.1. Tọa độ màu CIE (CIE chromaticity coordinates)

Là tỷ lệ của mỗi giá trị thành phần màu cảm nhận được trên tổng giá trị các thành phần màu.

3.2. Giá trị thành phần màu CIE (CIE tristimulus values)

Là lượng cần thiết của 3 màu tham chiếu ảo (màu được tạo bằng nguồn sáng) dùng cho việc so màu với mẫu nhuộm. Giá trị thành phần màu được định nghĩa bởi CIE, với góc quan trắc chuẩn được chọn là 2⁰ (CIE 1931) và góc quan trắc bổ sung là 10⁰ (CIE 1964)

3.3. Chất tăng trắng quang học (FWAs) [fluorescent whitening agent (FWAs)]

Là loại thuốc nhuộm có khả năng hấp thụ một số tia sáng có bước sóng trong miền cận cực tím (UV) và phản xạ những tia có bước sóng trong miền khả kiến (tím-xanh) của dãy quang phổ, do vậy làm cho vật liệu có ánh phớt vàng sẽ trở nên trắng hơn.

3.4. Bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần (perfect reflecting diffuser)

Là bộ khuyếch tán đẳng hướng lý tưởng có độ phản xạ đồng nhất theo các hướng.

Chú thích:

1. Bộ khuyếch tán đẳng hướng cho phép phân bố đều theo mọi hướng các tia phản xạ của chiếu sáng hoặc bức xạ trong nửa quả cầu tụ phản xạ

2. Bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần là cơ sở để hiệu chuẩn thiết bị đo tia phản xạ. Theo quan điểm của CIE, bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần có chỉ số trắng 100.0 và độ nhiễm màu 0.0

3.5. Độ trắng (whiteness)

Là thuộc tính mà căn cứ vào đó đối tượng mang màu được đánh giá là tiếp cận màu trắng thích hợp.

3.6. Độ nhiễm màu (tint)

Là sắc màu trên vật liệu trắng, bị ảnh hưởng bởi bước sóng cực đại của tia phản xạ

Chú thích - Các định nghĩa này dựa trên ấn phẩm CIE 15.2; ấn phẩm CIE 17.4 hoặc ASTM E 284-96b.

4. Nguyên tắc

Sử dụng máy đo màu (máy quang phổ kế thấu quang hoặc máy quang phổ kế phản xạ) để đo các giá trị thành phần màu X, Y, Z và tính độ trắng và độ nhiễm màu trên cơ sở các tọa độ màu CIE.

5. Thiết bị và vật liệu

5.1. Thiết bị đo màu, là máy quang phổ kế phản xạ hoặc máy quang phổ kế thấu quang có thể đo hoặc tính toán được giá trị các thành phần màu CIE. Các thiết bị đo phải có ít nhất một trong số các góc hình học (45/0, 0/45) được quy định bởi CIE như được định nghĩa trong ISO 105-J01 (d/0, 0/d). Khi sử dụng thiết bị có các gương cầu để đo các mẫu tăng trắng quang học, sự phân bố năng lượng quang phổ của hệ thống chiếu sáng bị thay đổi do năng lượng phản xạ và phát xạ từ mẫu. Vì vậy sử dụng góc hình học 45/0 hoặc 0/45 tốt hơn cả. Có thể sử dụng thiết bị có một gương cầu, có bộ phận loại trừ phản xạ bóng để đo độ trắng.

5.2. Chuẩn so sánh, chuẩn đầu là bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần (xem 3.4). Chuẩn thứ so sánh là những chuẩn đã được hiệu chuẩn theo bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần, chúng được sử dụng để hiệu chuẩn thiết bị đo.

5.3. Đèn UV

Được sử dụng để xác định bằng mắt sự có mặt của chất tăng trắng quang học trên vật liệu dệt

Cảnh báo: Phải bảo vệ mắt khi tiếp xúc với tia UV. Cần tuân thủ các khuyến cáo về an toàn của các nhà chế tạo đèn UV.

6. Mẫu thử

Điều hòa từng mẫu trong điều kiện được mô tả ở phụ lục A.2 của ISO 105-J01: 1997. Không để mẫu dây bẩn. Kích thước mẫu thử phụ thuộc vào độ lớn cửa sổ đo của thiết bị sử dụng và khả năng truyền suốt của vật liệu dệt.

7. Cách tiến hành

7.1. Trước khi tiến hành đo màu phải xác định xem mẫu thử có chứa chất tăng trắng quang học (FWAs) bằng cách quan sát mẫu dưới đèn UV trong buồng tối.

a) Nếu mẫu có chứa chất tăng trắng quang học (FWAs), điều chỉnh thiết bị đo với nguồn sáng đa sắc có phân bổ năng lượng quang phổ tương đối với nguồn sáng D_65­ của CIE, dải phổ từ 330 nm đến 700 nm (xem phụ lục A)

Cần tham vấn nhà sản xuất để chọn thiết bị phù hợp và phải kiểm tra tính phù hợp của thiết bị, nếu sử dụng ánh sáng chớp.

b) Để xác định một cách gần đúng hiệu ứng tương đối của chất tăng trắng quang học FWAs, sử dụng thiết bị đo có gắn thêm chức năng lọc loại bỏ tia UV vào đường đi của chùm tia tới.

c) Nếu mẫu thử không chứa chất tăng trắng quang học (FWAs), không cần điều chỉnh thiết bị để phân biệt thuộc tính đơn sắc hoặc đa sắc của tia tới, vì dải phổ của nguồn sáng chiếu lên mẫu không ảnh hưởng đến kết quả đo.

Chú thích - Phương án gắn thêm hoặc loại bỏ chức năng lọc tia UV sẽ cho kết quả khác nhau khi đo độ trắng mẫu có chứa chất tăng trắng quang học (FWAs). Do có thể áp dụng cả hai phương án đã nêu, người sử dụng quy trình này phải được tư vấn cho phù hợp mục đích nội bộ.

7.2. Vận hành thiết bị đo màu theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Chuẩn bị mẫu và tiến hành đo các giá trị theo hướng dẫn của ISO 105-J01.

8. Tính toán, diễn giải và giới hạn kết quả

8.1. Với mỗi phép đo, lấy giá trị trung bình của CIE X₁₀, Y₁₀ và Z₁₀, sử dụng nguồn sáng CIE D₆₅ và góc quan trắc 10⁰ được CIE quy định năm 1964.

Xem chi tiết việc tính toán các giá trị này trong ASTM E 308-96.

Từ các giá trị màu thành phần X₁₀, Y₁₀, Z₁₀ tính toán các giá trị tọa độ màu x₁₀ và y₁₀. Nếu sử dụng thiết bị không có khả năng tính toán với nguồn sáng CIE D₆₅ và góc quan trắc 10⁰ 1964, có thể áp dụng nguồn sáng CIE C và góc quan trắc 2⁰ 1931 theo quy định ở phụ lục A.

8.2. Sử dụng phương trình ở 8.3 để tính chỉ số độ trắng (W₁₀) và phương trình ở 8.4 để tính độ nhiễm màu của mẫu (Tw₁₀).

Chú thích

1. Do sự hạn chế của một số thiết bị và sự tuyến tính của không gian độ trắng CIE, việc so sánh độ trắng và độ nhiễm màu chỉ có thể tiến hành khi đo các mẫu tương tự nhau (xem 1.3 và 1.4) tại cùng một thời điểm và trên cùng thiết bị. Mức khác biệt giữa các kết quả đo sẽ được chấp nhận hoặc loại bỏ phụ thuộc trách nhiệm của người đo, đặc biệt là yêu cầu của mục đích sử dụng và nguyên liệu được đo. Các giá trị W hoặc W₁₀ càng lớn, độ trắng càng cao. Độ lệch của các giá trị W hoặc W­₁₀ không nhất thiết tương đương độ lệch nồng độ hoặc độ lệch độ trắng thu được do sử dụng chất tăng trắng quang học FWA. Tương tự, độ lệch của các giá trị T_w hoặc T_w,10 không phải thường xuyên đại diện cho độ lệch độ trắng do mẫu có màu ngả sang phớt ánh đỏ hoặc xanh lá cây.

2. Chỉ có thể áp dụng chỉ số trắng đối với mẫu có các giá trị W và T_w (đối với cả 2 góc quan trắc 2⁰ và 10⁰) nằm trong khoảng giới hạn:

Được giới hạn đến: 40 < W < 5Y - 280

Được giới hạn đến: -3 < T_w < +3

8.3. Độ trắng (nguồn sáng CIE D₆₅ và góc quan trắc 10⁰ 1964):

W₁₀ = Y₁₀ + 800 (0,3138 - x₁₀) + 1700 (0,3310 - y₁₀)

trong đó

W₁₀ là giá trị độ trắng hoặc chỉ số độ trắng

Y₁₀ là giá trị đo thành phần Y của mẫu thử;

x₁₀ và y₁₀ là tọa độ màu của mẫu;

Các hệ số 0,3138 và 0,3310 chính là tọa độ màu x₁₀ và y₁₀ của bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần.

8.4. Độ nhiễm màu (nguồn sáng CIE D₆₅ và góc quan trắc 10⁰ 1964):

T_w,10 = 900 (0,3138 - x₁₀) - 650 (0,3310 - y_10­)

trong đó

T_w,10  là giá trị độ nhiễm màu;

x₁₀ và y₁₀ là tọa độ màu của mẫu;

Các hệ số 0,3138 và 0,3310 chính là tọa độ màu x₁₀ và y₁₀ ­của bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần;

T_w,10  > 0: mẫu ngả ánh phớt xanh lá cây;

T_w,10  < 0: mẫu ngả ánh phớt đỏ;

T_w,10  = 0: mẫu ngả ánh phớt xanh lơ (trung tính) tại bước sóng 466 nm.

9. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo giá trị độ trắng tương đối, giá trị độ nhiễm màu - nếu có yêu cầu và các yêu cầu khác được quy định trong ISO 105-J01

10. Độ chụm và độ chệch

10.1. Độ chụm

Độ chụm của phương pháp thử chưa được xác định. Cho đến nay vẫn chưa có hành động định hướng nào đối với việc xác định độ chụm của phương pháp này. Người sử dụng phương pháp nên áp dụng kỹ thuật thống kê để so sánh kết quả trong nội bộ phòng thử nghiệm hoặc so sánh liên phòng.

10.2. Độ chệch

Độ trắng và độ nhiễm màu của vật liệu dệt được xác định theo các điều kiện đã nêu trong phương pháp thử. Không có phương pháp độc lập để tính giá trị thực của độ trắng và độ nhiễm màu. Theo ý nghĩa xác định các tính chất này, phương pháp này chưa có công bố về độ chệch.

Phụ lục A

(quy định)

Phương pháp đo sử dụng nguồn chiếu sáng C và góc quan trắc 2⁰

Các máy đo màu thông thường không phù hợp với việc sử dụng nguồn sáng CIE D₆₅ và góc quan trắc 10⁰ 1964. Ấn phẩm CIE số 15.2 có đề cập việc tính toán độ trắng và độ nhiễm màu với góc quan trắc CIE 2⁰ 1931 nhưng chưa đề cập đến nguồn chiếu sáng CIE C. Vì vậy các phương trình được nêu dưới đây bổ sung nguồn chiếu sáng CIE C và góc quan trắc CIE 2⁰ 1931 cho việc tính toán. Các phép tính này chỉ được sử dụng cho mục đích nội bộ để so sánh và đo lường tương đối các kết quả đo (xem chú thích 1 và 2 của 8.2). Việc sử dụng nguồn chiếu sáng CIE C đối với các mẫu đã được xử lý chất tăng trắng quang học FWA có thể làm sai lệch kết quả so với đánh giá bằng mắt.

Độ trắng (nguồn chiếu sáng CIE C và góc quan trắc CIE 2⁰ 1931):

W_c,2 = Y + 800 (0,3101 - x) + 1700 (0,3161 - y)

trong đó

W_c,2­ là giá trị độ trắng hoặc chỉ số trắng;

Y là giá trị thành phần Y của mẫu thử;

x và y là tọa độ màu của mẫu;

Các hệ số 0,3101 và 0,3161 chính là tọa độ màu x và y của bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần;

Độ nhiễm màu (nguồn chiếu sáng CIE C và góc quan trắc CIE 2⁰ 1931):

T_c,2  = 1000 (0,3101 - x) - 650 (0,3161 - y)

trong đó

T_c,2 là giá trị độ nhiễm màu;

x và y là tọa độ màu của mẫu

Các hệ số 0,3101 và 0,3161 chính là tọa độ màu x và y của bộ khuyếch tán phản xạ toàn phần;

T_w,10  > 0: mẫu ngả ánh phớt xanh lá cây;

T_w,10  < 0: mẫu ngả ánh phớt đỏ;

T_w,10  = 0: mẫu ngả ánh phớt xanh lơ (trung tính) tại bước sóng 466 nm.