Technique de mesure d’échantillons en communication digitale des couleurs

Par Ken Butts

 

Avant que des échantillons permanents ne soient mesurés et stockés dans la base de données informatique ou communiqués numériquement, une technique de mesure reproductible doit être établie et observée.  Les échantillons devraient toujours être mesurés plusieurs fois avec la plus grand diaphragme disponible sur le spectrophotomètre tant que les échantillons sont suffisamment grands pour couvrir complètement la zone d’observation.  Les spectrophotomètres sont généralement équipés d’une gamme de diamètres d’ouverture pour permettre la mesure de petits et de grands échantillons, bien qu’il soit toujours préférable d’utiliser la plus grande taille d’ouverture possible pour minimiser l’influence des teintures mal-unies.  Des ouvertures plus petites peuvent être utilisées si nécessaire pour mesurer les plus petits échantillons.  Les échantillons de référence physiques devraient être préparés dans le but de pouvoir utiliser le plus grand diaphragme disponible sur le spectrophotomètre afin d’améliorer la répétabilité des données colorimétriques numériques.  Les échantillons mesurés avec de petites ouvertures nécessiteront des lectures supplémentaires pour assurer une erreur de mesure minimale.  Après avoir établi une technique de mesure appropriée, les détails doivent être communiqués clairement à toutes les personnes impliquées dans la mesure colorimétrique, non seulement à l’interne, mais aussi tout au long de la chaîne d’approvisionnement.

 

 

Épaisseur de l’échantillon

 

Deux à quatre couches seront suffisantes pour la plupart des matières tricotées et tissées pour obtenir un échantillon opaque à présenter à l’instrument.  Si la matière n’est pas opaque, la lumière passe à travers l’échantillon et réfléchit le matériel de support ou le porte-échantillon, ce qui produit des valeurs de réflectance erronées.  Sur quarante échantillons de coton-popeline mesurés avec quatre couches, puis remesurés avec deux couches pour déterminer les effets de l’opacité, le tableau 1 dresse la liste des onze échantillons qui présentent une différence de couleur supérieure à DE CMC (2:1) 0,15.  Ces échantillons devraient donc être mesurés en utilisant quatre couches, car leurs données numériques seront influencées par la couleur du porte-échantillon ou du matériel de support.  Par mesure de précaution et pour éliminer le temps et les efforts consacrés aux tests d’opacité, la majorité des échantillons devraient être pliés en quatre couches, même lorsque deux couches suffiraient à les rendre opaques.

 


Tableau 1.
Différence de couleur pour les échantillons non opaques 

 

Les matières légères et transparentes nécessiteront souvent un tel nombre de couches pour devenir opaques que la matière devra être tassée à l’intérieur de l’instrument lors de la mesure, ce qui produit une mesure de réflectance imprécise.  Pour ces types de matières, il est possible d’obtenir des résultats reproductibles en mesurant seulement quelques couches de matière sur un carreau céramique blanc semblable au carreau d’étalonnage de l’instrument.  La part de réflectance due à la couleur du support sera prise en compte lors de la comparaison de deux échantillons si le support est le même pour les deux.

 

 

Positionnement de l’échantillon

 

La rotation et le repositionnement de l’échantillon réduiront la variabilité des mesures due à la structure du tissu, à l’orientation des fils et aux teintures inégales.  Une pratique courante dans la mesure des échantillons est de placer l’échantillon contre l’orifice de l’instrument et de le tourner simplement pour quatre mesures ou plus.  Cette technique permet une mesure rapide, mais ne tient pas compte des variations dues à une teinture mal unie et doit être évitée.  Une meilleure technique consiste à retirer l’échantillon de l’instrument et à le replier ou le repositionner avant de procéder à des lectures supplémentaires.  Il faut toujours veiller à éviter toutes les zones de l’échantillon présentant de la saleté, des empreintes digitales, des plis, des taches de teinture ou d’autres substances.

 

 

Développement d’une technique reproductible

 

Une technique de mesure optimale a été établie lorsqu’un échantillon peut être mesuré, retiré de l’instrument, puis remesuré avec une variation inférieure à 0,15 DE CMC (2:1).  Une variation plus élevée diminuera le degré de fiabilité de la qualité des données stockées et conduira à des contre-typages moins précis.

 

Une technique simple pour déterminer le nombre exact de mesures à effectuer consiste à produire d’abord une lecture moyenne d’un échantillon en le mesurant huit fois (en s’assurant de faire pivoter et de repositionner l’échantillon après chaque lecture) et en sauvegardant la moyenne.  Ceci devrait produire la lecture la plus reproductible même si ce n’est pas pratique pour les opérations quotidiennes.  Retirez l’échantillon et mesurez-le à nouveau en utilisant la même technique : huit lectures avec rotation et repositionnement.  La différence de couleur entre ces deux moyennes devrait être très faible.  Retirez l’échantillon et mesurez-le à nouveau, mais cette fois n’utilisez que sept lectures avec rotation et repositionnement.  Répétez le processus en utilisant six lectures, cinq lectures, quatre lectures, trois lectures et finalement deux lectures.  Après avoir obtenu des données sur les différences de couleur entre chaque essai et l’échantillon original mesuré huit fois, identifiez le point où le DE CMC (2:1) dépasse la limite désirée de 0,15.  Par exemple, si le DE CMC (2:1) de l’échantillon à quatre lectures est égal à 0,08 et le DE CMC (2:1) de l’échantillon à trois lectures est égal à 0,21, les échantillons doivent être lus quatre fois pour garantir une variation inférieure à 0,15 DE CMC (2:1).  Lorsque le nombre approprié de lectures a été déterminé, mesurez l’échantillon au moins quatre fois de plus en utilisant le nombre requis de lectures pour confirmer que toutes les lectures sont inférieures à 0,15 DE CMC (2:1).  Si l’une des mesures est supérieure à 0,15, la technique doit être modifiée soit en modifiant le placement de l’échantillon, soit en effectuant des lectures supplémentaires.

 

 

Évaluation de la reproductibilité des mesures

 

La mesure d’un échantillon trois fois ou plus peut sembler trop longue, mais le temps pris au début pour assurer des mesures précises se traduira par des différences de couleur fiables lors de la comparaison des échantillons de référence et des lots et lors de la communication des données colorimétriques numériques.  La vitesse de mesure des spectrophotomètres modernes réduira le temps nécessaire pour effectuer des lectures supplémentaires à quelques secondes seulement.  Les tableaux suivants ont été préparés pour fournir des informations sur la variabilité typique des mesures estimée lors de lectures multiples de différents types de tissus.

 


Tableau 2.
  Variabilité des mesures pour les techniques à quatre et deux lectures

 

Le tableau 2 énumère les différences de couleur DE CMC (2:1) obtenues en D65/10 lors de mesures répétées avec une technique à quatre mesures et une technique à deux mesures avec une grande ouverture de 30 mm pour une grande vue de surface.  Les échantillons ont été pliés en quatre couches pour assurer l’opacité et ont été repositionnés et tournés à 90° entre les mesures.  Treize des quarante échantillons d’essai ont montré une variabilité supérieure à 0,15 DE CMC (2:1) en utilisant la technique à deux mesures.  La répétabilité moyenne pour la technique à quatre mesures était de 0,03 avec un maximum de 0,08, tandis que pour la technique à deux mesures la moyenne était de 0,16 avec un maximum de 0,81.  On peut conclure de ces résultats que les données colorimétriques numériques produites à l’aide d’une technique à deux mesures ne sont pas fiables, même avec une grande ouverture.

 

Dans le tableau 3, les échantillons de référence de différents types de tissus ont été mesurés à l’aide d’une ouverture de 20 mm désignée par MAV pour « medium area view » et d’une ouverture de 9 mm désignée SAV pour « small area view ».  Le même échantillon a ensuite été remesuré à l’aide de quatre, trois et deux lectures et comparé à la référence pour produire les valeurs DE CMC (2:1) indiquées.  Tous les échantillons, à l’exception du velours côtelé, ont été mesurés en utilisant deux couches avec repositionnement et rotation à 90° entre les mesures.  Les valeurs DE CMC (2:1) représentent la différence de couleur maximale observée pour plusieurs mesures répétées des différentes matières, bien que des valeurs inférieures aient également été observées.  Les colonnes affichant un tiret (-) indiquent qu’aucun test n’a été effectué, car les résultats du plus grand nombre de mesures étaient déjà inacceptables.  Pour chacune des matières testées, le nombre approprié de mesures à utiliser doit produire systématiquement une variation de mesure inférieure à 0,15 DE CMC (2:1).

 


Tableau 3.
  Variabilité des mesures pour différents types de tissus

 

L’utilisation d’une plus grande ouverture, telle que la grande ouverture de 30 mm, produira des valeurs DE CMC (2:1) plus basses, car la surface de mesure est considérablement augmentée.  Des ouvertures de grande taille ne peuvent toutefois être utilisées que pour la mesure d’échantillons de grande taille qui recouvrent complètement le diamètre d’ouverture lorsque deux épaisseurs ou plus sont utilisées, bien qu’une seule épaisseur puisse fournir des résultats acceptables pour les matières opaques.

 

Si l’on ne parvient pas à établir une technique de mesure reproductible, il y aura un risque important d’erreur dans tous les aspects du développement et de la communication de la couleur.  Une technique de mesure reproductible comprend la spécification du nombre d’épaisseurs de matière à utiliser, le positionnement des échantillons, le nombre de mesures à effectuer, les réglages de l’instrument et une communication claire avec les opérateurs du système.  Le fait de ne pas tester et confirmer pleinement la qualité d’une technique de mesure sera une source d’erreur pendant toute la durée du programme.  Bien que les tableaux ci-dessus puissent servir de guide pour le nombre de mesures requises sur la plupart des matières afin d’obtenir des résultats reproductibles, il est recommandé aux utilisateurs du système d’évaluer leurs propres matières spécifiques pour confirmer la méthode de mesure finale établie.