Probenkonditionierung für die digitale Farbkommunikation

Von Ken Butts

 

Die Probenvorbereitung ist ein entscheidender Faktor für die Wiederholbarkeit von Messungen, da Schwankungen bei Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt zu Abweichungen bei den Messdaten führen können. Allerdings reagieren nicht alle Stoffe und Farben auf dieselbe Weise auf diese Umgebungsschwankungen.  Die Vielzahl der Farben und Materialien, die üblicherweise von Textilherstellern und Modemarken hergestellt werden, schließt das gelegentliche Kontrollieren von relativer Feuchtigkeit und Temperatur für bestimmte Farben oder Farbtypen aus.  Die Umgebungsbedingungen müssen vielmehr spezifiziert und fortlaufend überwacht werden, um Farbvariationen bei allen geprüften Proben zu minimieren.  Dies ist insbesondere wichtig, wenn Muster an mehreren Standorten in der ganzen Welt, mit sehr unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, gemessen werden.

 

Die ASTM-Richtlinien für die Aufbereitung von Textilproben sind in der ASTM-Norm D1776-98 „Standard Practice for Conditioning and Testing Textiles“ (Standardverfahren für die Aufbereitung und Prüfung von Textilien) aufgeführt.  Diese Norm schreibt für die Aufbereitung Konditionierung von Textilproben eine Temperatur von 21 +/– 1 °C und eine relative Feuchtigkeit von 65 +/– 2 % vor.  Anhand einer Reihe von Versuchen mit Standards für 100 % Baumwolle wurden die Auswirkungen von Schwankungen bei Temperatur und relativer Feuchtigkeit (RH) auf die jeweiligen Farbunterschiede ermittelt.  Die nachfolgenden Tabellen führen die DE CMC-Farbunterschiede (2:1) für D65/10 zwischen den ausgewählten Versuchsproben unter den festgelegten Bedingungen und dem nach den laut ASTM empfohlenen Werten von 21 °C und 65 % RH aufbereiteten Standard auf.  Die Versuchsdaten in Tabelle 4 wurden für Schwankungen der relativen Feuchtigkeit bei konstanter Temperatur ermittelt, die Versuchsdaten in Tabelle 5 entsprechen Temperaturschwankungen bei konstanter relativer Feuchtigkeit und die Versuchsdaten in Tabelle 6 beziehen sich auf Schwankungen bei Temperatur und relativer Feuchtigkeit.  Die letzte Spalte der Tabellen 4 und 5 gibt die Farbunterschiede zwischen Proben wieder, die bei den Extremwerten für Temperatur bzw. relative Feuchtigkeit konditioniert wurden.

 

Probe 40 % 55 % 60 % 70 % 75 % 40 %–75 %
4 Burgunderrot 0,24 0,10 0,05 0,06 0,18 0,42
5 Signalrot 0,23 0,08 0,05 0,04 0,04 0,22
6 Kirschrot 0,28 0,11 0,08 0,02 0,01 0,29
11 Dunkelorange 0,19 0,09 0,05 0,03 0,11 0,29
13 Hellorange 0,10 0,04 0,02 0,03 0,06 0,12
14 Dunkelbraun 0,11 0,05 0,06 0,05 0,06 0,16
18 Dunkelgelb 0,04 0,03 0,04 0,03 0,05 0,08
21 Dunkelgrün 0,15 0,09 0,04 0,07 0,14 0,29
24 Hellgrün 0,11 0,05 0,04 0,05 0,05 0,16
25 Jadegrün 0,04 0,03 0,03 0,05 0,07 0,11
26 Mittelblau 0,06 0,04 0,04 0,05 0,06 0,11
28 Hellblau 0,23 0,13 0,05 0,05 0,14 0,36
29 dunkles Marineblau 0,15 0,07 0,06 0,08 0,13 0,21
32 Braun 0,09 0,04 0,05 0,04 0,06 0,15
33 Violett 0,13 0,07 0,03 0,05 0,08 0,20
34 Hellviolett 0,19 0,07 0,07 0,08 0,06 0,25
38 Schwarz 0,17 0,04 0,05 0,06 0,08 0,17
39 Blassbraun 0,05 0,03 0,04 0,05 0,07 0,10

 

(Tabelle 4.  Konstante Temperatur von 21 °C mit Änderungen der relativen Luftfeuchtigkeit)

 

Die Analyse der Daten in Tabelle 4 ergibt, dass bei den geprüften Proben Änderungen der relativen Luftfeuchtigkeit bei konstanter Temperatur keine wesentlichen Auswirkungen auf den gemessenen Farbunterschied haben, solange die Feuchtigkeit nicht auf 40 % RH fällt.  Dies entspricht einer Varianz von 25 % RH im Vergleich mit der standardkonformen relativen Feuchtigkeit von 65 %.  Die letzte Spalte zeigt die Farbunterschiede zwischen den Proben, die nach der Aufbereitung bei 40 % RH gemessen wurden, und den Proben nach der Aufbereitung bei 75 % RH und ergibt eine Abweichung von 35 % – erwartungsgemäß werden die Farbunterschiede größer.  Während kleine Schwankungen der relativen Feuchtigkeit bei konstanter Temperatur bei den geprüften Proben also keine wesentlichen Farbunterschiede aufweisen, führen größere Schwankungen der relativen Feuchtigkeit zu deutlichen Farbunterschieden.

 

Probe 15 °C 25 °C 30 °C 35° C 15–35 °C
4 Burgunderrot 0,13 0,07 0,13 0,14 0,15
5 Signalrot 0,09 0,03 0,38 0,36 0,29
6 Kirschrot 0,08 0,03 0,37 0,36 0,28
11 Dunkelorange 0,05 0,03 0,10 0,14 0,09
13 Hellorange 0,11 0,05 0,09 0,14 0,06
14 Dunkelbraun 0,13 0,09 0,06 0,12 0,08
18 Dunkelgelb 0,23 0,09 0,07 0,18 0,06
21 Dunkelgrün 0,03 0,04 0,06 0,05 0,03
24 Hellgrün 0,15 0,08 0,04 0,05 0,11
25 Jadegrün 0,16 0,12 0,09 0,07 0,14
26 Mittelblau 0,11 0,06 0,10 0,03 0,11
28 Hellblau 0,04 0,05 0,04 0,03 0,02
29 dunkles Marineblau 0,11 0,07 0,17 0,13 0,24
32 Braun 0,06 0,04 0,05 0,02 0,07
33 Violett 0,04 0,03 0,04 0,04 0,07
34 Hellviolett 0,04 0,03 0,13 0,17 0,16
38 Schwarz 0,19 0,15 0,12 0,18 0,10
39 Blassbraun 0,18 0,10 0,08 0,07 0,15

 

(Tabelle 5.  Konstante relative Luftfeuchtigkeit von 65 % RH mit Änderung der Temperatur)

 

Eine Analyse der Daten in Tabelle 5 ergibt, dass bei den geprüften Proben Änderungen der Temperatur erhebliche Auswirkungen auf den gemessenen Farbunterschied einiger Farben haben.  Innerhalb des normalen Temperaturbereichs eines Büros von 20–25 °C (68–77 °F) bei konstanter Luftfeuchtigkeit zeigten die geprüften Proben eine minimale Farbvariation.  Höhere Temperaturen von 30–35 °C (86–95 °F) sind eher in Produktionsumgebung von Relevanz, wo die Proben auch nach der Trocknung bei hohen Temperaturen gemessen werden können. In diesem Fall muss die Probe vor der Messung unbedingt aufbereitet konditioniert werden.  Höhere Temperaturen sind auch dann relevant, wenn in Fertigungsumgebungen das Spektralphotometer nicht in klimatisierten Bereichen verwendet wird.  Ähnlich wie bei extremen Schwankungen der relativen Luftfeuchtigkeit führen auch große Veränderungen der Temperatur, bei der die Standards und Proben gemessen werden, zu noch größeren Farbunterschieden.

 

 

Probe 25 °C/35 % RH 25 °C/75 % RH 30 °C/35 % RH 30 °C/75 % RH
Warm/Trocken Warm/Feucht Heiß/Trocken Heiß/Feucht
4 Burgunderrot 0,33 0,16 0,37 0,17
5 Signalrot 0,20 0,16 0,74 0,27
6 Kirschrot 0,32 0,13 0,88 0,25
11 Dunkelorange 0,20 0,09 0,39 0,10
13 Hellorange 0,10 0,07 0,21 0,08
14 Dunkelbraun 0,22 0,06 0,22 0,12
18 Dunkelgelb 0,17 0,04 0,17 0,04
21 Dunkelgrün 0,26 0,12 0,28 0,11
24 Hellgrün 0,23 0,06 0,16 0,05
25 Jadegrün 0,13 0,07 0,05 0,09
26 Mittelblau 0,13 0,06 0,19 0,08
28 Hellblau 0,46 0,13 0,39 0,14
29 dunkles Marineblau 0,12 0,13 0,21 0,18
32 Braun 0,12 0,06 0,18 0,06
33 Violett 0,19 0,07 0,17 0,07
34 Hellviolett 0,20 0,03 0,46 0,04
38 Schwarz 0,34 0,08 0,21 0,13
39 Blassbraun 0,09 0,06 0,07 0,07

 

(Tabelle 6.  Veränderungen von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit)

 

Eine Analyse der Daten in Tabelle 6 ergibt, dass bei den geprüften Proben Abweichungen bei Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit von den empfohlenen Werten 21 °C (+/- 1) und 65 RH (+/- 2 %) erhebliche Auswirkungen auf den Farbunterschied haben.  Dies trifft besonders unter den als „Heiß/Trocken“ definierten Bedingungen 30 °C und 35 % RH zu, die bereits als typisch für Proben bezeichnet wurden, die vor der Messung in einer Fertigungsumgebung getrocknet wurden.  Jede der geprüften Bedingungen tritt in verschiedenen Gegenden der Welt während verschiedener Jahreszeiten auf. Es wäre demnach nicht ungewöhnlich, wenn im Büro des Markenherstellers die Bedingung „Warm/Trocken“ vorliegt und an dem Ort, an dem Labor- oder Produktionsproben gemessen werden die Bedingung „Heiß/Feucht“ herrscht. Um derartige Fehler zu vermeiden, muss die Probenvorbereitung deshalb über die gesamte Lieferkette angewendet werden.

 

Der Faktor Mensch in der digitalen Farbkommunikation

Um sicherzustellen, dass der Kunde die richtige Farbe erhält, reicht es nicht aus, nur das Instrument, die Messmethode und die Probenaufbereitung zu überwachen.  Neben diesen eher mechanischen Elementen muss auch der Einfluss des oder der Bewertenden auf die Datenauswertung und -spezifikation berücksichtigt werden.  Selbst wenn alle physikalischen Variablen eingehalten werden, können die Daten trotzdem falsch interpretiert werden, wenn beispielsweise falsche Standards, Lichtquellen oder Farbabstandsgleichungen ausgewählt wurden.  Fehler in jedem dieser Bereiche können zu einer inkorrekten Entscheidung führen, ob die Probe die Prüfung bestanden hat oder nicht.  Bei der Messung der Probe liegt der Teufel also im Detail. Zusätzlich muss darauf geachtet werden, dass die Bewertenden mit der korrekten Software arbeiten können und somit die richtige Interpretation der durch die digitalen Farbdaten ermittelten Farbunterschiede gegeben ist.  Nur dann ist gewährleistet, dass der Kunde die richtige Farbe zum richtigen Zeitpunkt erhält.

 

Dies ist der dritte Beitrag in unserer Reihe „Schlüssel zur digitalen Farbkommunikation“. Sie können auch die vorherigen Beiträge von Ken Butts zum Thema lesen: „Schlüssel zur zuverlässigen Farbkommunikation“ und „Probenmesstechnik in der digitalen Farbkommunikation“.