espectrofotómero byk-gardner

El espectrofotómetro y fluorímetro combinado de BYK-Gardner

Byk-Gardner ha lanzado spectro2guide, un dispositivo que combina un espectrofotómetro portátil con un fluorímetro y abre nuevas perspectivas para monitorizar la calidad de color y para garantizarlo a largo plazo. El siguiente artículo, obra de Anita Fehr, Jefe de producto color de BYK-Gardner GmbH, resume sus características y los problemas que soluciona su uso.

Un dispositivo desarrollado recientemente que es una brillante combinación entre un espectrofotómetro y un fluorímetro que permite mediciones de color fiables de materiales fluorescentes y garantiza alta calidad de color a largo plazo.

La medición objetiva del color es un medio esencial para garantizar la uniformidad de los colores. Sin embargo, es difícil para los fabricantes monitorizar la calidad a largo plazo y estabilidad de los colores y las pruebas involucradas son muy lentas. Las muestras están expuestas a los efectos del clima a la intemperie durante meses o años o sometidos a pruebas aceleradas en cámaras de envejecimiento. Incluso las pruebas aceleradas pueden durar un largo período, dependiendo de la Norma. En el caso de ISO4892-2, es alrededor de una semana.

Una causa posible de los cambios visuales de la apariencia de los materiales a lo largo del tiempo es la degradación de pigmentos fluorescentes o su interacción con otros materiales o condiciones de proceso. Este efecto se puede ver, por ejemplo, en el caso del papel blanco que está expuesto a la luz solar durante un largo período. El papel blanco puro contiene blanqueadores ópticos que hacen que la pulpa amarillenta aparezca más blanca debido a sus propiedades fluorescentes. Absorben la luz en el rango UV y emiten luz fluorescente en el rango de la longitud de onda azul.

Si los pigmentos fluorescentes están expuestos a la luz solar, los blanqueantes ópticos se degradan con el tiempo y el papel se vuelve amarillo. Para verificar los materiales con blanqueantes ópticos durante los procesos de control de calidad, se realizan dos mediciones usando un espectrofotómetro: una con UV y otro sin un componente UV.

Cuando se utiliza una lámpara de Flash de Xenon como fuente de luz, que tiene un componente UV natural , se coloca un filtro en frente de ella. Las fuentes de luz sin componente UV, como las bombillas convencionales, se usan en combinación con una fuente de luz adicional, por ejemplo un LED UV. Si cada medida de color es diferente, es posible determinar si el material contiene blanqueantes ópticos. Sin embargo, este método no permite la medición de la cantidad de blanqueante óptico utilizado.

Muchos pigmentos fluorescentes se excitan no solo en el rango UV sino también en el rango visible. Por ejemplo, luz en el rango de onda corta azul puede cambiar a los rangos de longitud de onda verde, amarillo o rojo. Hasta ahora no ha sido posible medir este tipo de fluorescencia con espectrofotómetros convencionales.

Además, los resultados de medición para los materiales fluorescentes pueden variar de un espectrofotómetro a otro, dependiendo de la fuente de luz, porque diferentes fuentes de luz tienen diferentes distribuciones de potencia espectral con características direccionales específicas. Como resultado de esto, la cantidad de luz de una longitud de onda específica necesaria para excitar un pigmento fluorescente será diferente para cada tipo de fuente de luz. Junto con la sensibilidad del sensor dependiente de la longitud de onda, esto ha hecho que el control de color fiable y reproducible de los materiales fluorescentes fuera imposible en el pasado.

Durante muchos años la estabilidad del color también ha sido un criterio de calidad clave para los fabricantes y clientes. Esta es la razón por la cual Byk-Gardner ha combinado un espectrofotómetro portátil con un fluorímetro. El instrumento abre nuevas perspectivas no solo para monitorizar la calidad de color, sino también para garantizarlo a largo plazo. El nuevo spectro2guide usa LEDs de alto rendimiento como fuente de luz, que ofrecen niveles excepcionales a corto y largo plazo, estabilidad a la temperatura y también proporcionan una iluminación extremadamente homogénea del punto de medición.

El resultado es una alta reproducibilidad entre instrumentos. Para medir el color, el nuevo dispositivo tiene LEDs blancos para iluminación policromática. También está equipado con otros doce LEDs monocromáticos para excitar los posibles pigmentos fluorescentes en cada longitud de onda. Las curvas de remisión de los LEDs blancos y los LEDs monocromáticos son comparados entre sí y esto permite que la luz fluorescente no solo sea detectada sino cuantificada, independientemente de la fuente de luz utilizada.

Anita Fehr
Anita Fehr, autora del artículo.

Además, puede mostrar el cambio de color en el material fluorescente, dependiendo de la fuente de luz o la iluminación, que se conoce como metamerismo causado por fluorescencia. El nuevo espectrofotómetro también es capaz de determinar cómo el color puede cambiar con el tiempo cuando todos los pigmentos fluorescentes se han degradado. El espectrofotómetro tiene una gran pantalla táctil en color y un intuitivo menú basado en iconos. Un LED de estado da la primera indicación de que un color contiene pigmentos fluorescentes. Se ilumina en cian cuando se detecta la luz fluorescente cuando el color está siendo medido. Si se excede un umbral específico de luz fluorescente excitada, el LED se vuelve de color rosa y parpadea.

Durante el proceso de medición del color, la pantalla muestra dos figuras adicionales además del delta convencional Lab / Ch y delta E. La figura fluorescencia delta (DFl) indica si ambos, el patrón y la muestra contienen pigmentos fluorescentes y, de ser así, cuánto. Esta figura se usa sobre la base de la selección de fórmula de diferencia de color para calcular el delta entre el estado actual del patrón y su estado después que todos los pigmentos fluorescentes se han degradado.

Si el estándar no contiene pigmentos fluorescentes, el ΔFl es cero, porque no habrá cambio en la fluorescencia .Cuanto mayor sea la cifra, mayor será la proporción de luz fluorescente y por lo tanto mayor es el cambio después de que todos los componentes fluorescentes se han degradado. Lo mismo se aplica a la muestra. El ΔFl es la figura crucial para todos los usuarios que desean garantizar que sus productos no contienen pigmentos fluorescentes.

El segundo valor calculado de ΔEzero va un paso más allá. También se calcula sobre la base de la fórmula de diferencia de color elegido por el usuario y muestra la diferencia del color entre el patrón y la muestra cuando todos los componentes fluorescentes de ambos materiales se han degradado y no se puede detectar más luz fluorescente. Esto permite al usuario comparar las cifras actuales para ΔE y ΔEzero. Si ΔEzero es mayor que el ΔE actual, la diferencia entre la muestra y el patrón aumentará con el tiempo y su correspondencia visual se reducirá. ΔEzero es beneficioso para los usuarios que quieren hacer uso de pigmentos fluorescentes en su proceso de producción y para garantizar su armonía de color a largo plazo.

El software inteligente smart-chart que lo acompaña ofrece una gama muy amplia de gráficos, que incluyen tendencia de color, CIELAB, metamerismo y gráficos de espectro, pero también en más profundidad análisis de la calidad del color.

Anita Fehr, Jefe de producto color de BYK-Gardner GmbH.

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