透過と反射：適切な分光光度計の選択

分光光度計は、様々な産業のメーカーが正確な色と分光データを取得することを可能にします。これらの測定は、規制順守、業界標準への適合、そして顧客満足度とロイヤルティを高く保つ品質保証を支えます。現代のソリューションは、透過または反射の光学構成のいずれかによる測定を提供します。

これらの手法、その理想的な基材と用途、そして違いについてさらに学ぶことで、貴社の色測定ニーズに最適な解決策へと導くでしょう。

色測定の理解

光は色測定の基礎であり、その可視スペクトル内の波長は、380ナノメートルの紫から780ナノメートルの赤まで及びます。 光源が提供するエネルギーは、光源によってスペクトル全体で変化します。物質に遭遇すると、その波長は反射、吸収、屈折、透過、散乱、または回折されます。 物体の化学組成は、吸収される光子と放出または透過される光子の区別に影響を与えます。これらの放出または透過された波長が人間の目に入り、視細胞を刺激します。放出または透過された波長は、エネルギーが可視スペクトル内のどこに位置するかによって、私たちの目が「見る」色となります。

人間の色彩知覚には個人差があるため、視覚的な比較は信頼性が低く、科学的な色彩測定ソリューションの必要性が強調される。分光光度計は、CIELABやCIE XYZといった広く受け入れられている色空間で色彩を分析・定量化することで、この作業を簡素化する。分光光度計が色彩および分光データを取得・報告するために用いる主な構成は、透過法と反射法の2種類である。

透過法による色測定

分光光度計が透過法で色を測定する場合、光を直接試料に通す。試料の反対側にある光学センサーが分析と報告のためにエネルギーを収集する。

伝送測定の科学的根拠

色の透過による波長の測定は、透過率と呼ばれる比率に定量化される。科学的に言えば、透過率とは試料を通過する入射光の割合（％）である。試料はまた一定のエネルギーを吸収するため、物質を通過する光が吸収される仕組みを説明するビール・ランベルトの法則を用いた精密な計算が必要となる。

透過測定では通常、光源を垂直方向に配置し、光源光の少なくとも30％が試料を通過する必要がある。

透過式測定と反射式測定の選択における重要な考慮事項

透過率測定は、30%以上の光を通す透明から半透明の材料に有効です。表面がエッチング加工されたガラスのように凹凸があっても測定可能です。

十分な光を通さない不透明なサンプルは、反射率を用いて測定する方が適している。

伝送色測定の応用

伝送色測定の一般的な用途には、以下の分野における色の定量化が含まれます：

• 食品および飲料： 食用油から果汁飲料、食品着色料に至る製品は、透過率測定に対応しています。
• プラスチック： この手法は食品・飲料容器、透明シートやフィルム、眼鏡レンズ、注射器や点滴バッグなどの医療機器をはじめとする透明医療機器など、プラスチック産業で広く利用されています。
• 化学品： この方法を用いて、エンジンオイル中の色、潤滑油、および石油化学製品を定量する。
• 医薬品： 注射用溶液および液状医薬品において、純度を監視し、望ましくない変色を検出するため。

透過率はまた、日常的な透明液体洗剤や眼科用レンズなどの製品において最も信頼性の高い色測定手法である。

色の反射による測定

反射率法による色測定は、特定の波長において試料表面から反射される光の量を測定することで試料の色を決定します。この手法は指向性および拡散性の測定器幾何学を用い、不透明から半透明の試料に最適です。

分光光度計は、波長がスペクトル上のどこに位置するかを示す。青い物体は青以外のすべての色を吸収し、青を反射するため、我々は青色を認識する。

反射的測定の科学的根拠

科学的に言えば、指向性計器幾何学とは、特定の角度から試料に光を照射し、別の角度で反射光を測定する色測定法である。この設定により、光の試料表面との相互作用を捉え、照明と反射の角度に基づいてその色と外観に関する詳細を明らかにする。

試料の表面の粗さや光沢は、基板に接触する散乱光の相互作用により反射率に大きく影響する。粗い表面はより多くの光を拡散させ、散乱を増加させる。滑らかな表面は鏡面反射を増加させ、静かな湖面に映る木々の鏡像のように見える。同様に、光沢のある表面は拡散する光が少なくなるため、より多くの鏡面反射を生じる。

どちらも視覚的な色知覚に影響を与える可能性があり、データを客観的に定量化するための正確な色測定ソリューションの必要性を裏付けている。

反射率と透過率の選択における主な考慮事項

半透明から不透明で透過光が30％以下の基材には、色反射測定を使用してください。理想的ではありませんが、白色ディスク、タイル、または裏地と組み合わせることで、反射分光光度計も半透明試料に使用できます。

反射率カラー測定の応用

反射率は、以下の分野を含む現代の最も要求の厳しい産業において、半透明から不透明な試料の色測定に推奨される方法です：

• 食品・飲料製造： この手法は、多種多様な食品および飲料におけるスナック菓子やアイスクリームからa>からコーヒー豆、トマトスープまで。
• プラスチック製造： 反射分光光度計は、再生プラスチックペレットや不透明シート、フィルムといった材料の色を定量するのに最適です。
• 化学品： この手法を用いて、カーボンブラックおよび各種鉱物粉末における色調均一性、識別性、純度を確保する。
• バイオ医薬品： 反射率は、医薬品用グミ、錠剤やカプセル、粉末薬、外用クリームや軟膏などの製品において、色調の一貫性、識別、品質管理に最適です。
• テキスタイル： この手法は、デニム生地、自動車用カーペット、車両用内装材などに関する精密なデータを提供します。
• 建築資材： 建築資材（例：屋根用シングル、セラミックタイル）において、ロット間での一貫した色調を実現します。

反射率のその他の応用例には、紙製品および塗料やその他のコーティングが含まれる。

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