ASTM Internationalの黄変指数は、プラスチックなどの白色または淡色材料の黄変度を評価するための測定基準を提供する。この基準は存在する黄変の程度を判定し、企業が品質管理プロセスを実施して製品の一貫性を維持することを可能にする。試験では分光光度計を用いて色測定を定量化する。

APHAカラーシステムは、液体中の黄色度を測定する最も一般的な測定尺度である。化学製品製造から医薬品開発に至るまで、幅広い産業分野で活用されている。

黄色を要する材料の観察

各種プラスチックは、加工過程で生じる変化のため、黄変の観察が必要である。これらのプラスチックには以下が含まれる:

  • ポリ塩化ビニル(PVC)
  • ポリカーボネート(PC)
  • 精製テレフタル酸(PTA)
  • ポリエチレンテレフタレート(PET)

PETの黄変は酸化によって生じる。再生PET(rPET)の使用が増加するにつれ、製造業者は黄変に対処するため色を測定し、それを軽減するために必要な蛍光増白剤の適正比率を決定しなければならない。

黄変指数とは何か?

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黄度指数(YI)は製品変化による黄度を測定する指標である。ASTM E313黄度指数はプラスチックなどの材料における黄度測定で最も一般的な方法である。この規格は理想的な白色からの変化を測定するための定義済み指数を規定している。以下の式に従って算出される

YI = (100CxX - CzzZ)/Y

X、Y、Z変数はCIE三刺激値であり、色とその知覚を表現する。 CxとCzは光源と観察者に依存します。計算時には、分光光度計の設定に対応する値をユーザーが表から選択します。ASTM E313規格ではこれらの計算を単一の数値に統合し、試料の黄度量を定義します。数値が低いほど、材料の黄色味が少ないことを示します。

YI値は通常、製品サンプルと原物または基準物との黄度差として報告され、デルタYI(ΔYI)と表記される。

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プラスチックの黄変を検査する方法

分光光度計を使用することで、材料の黄度指数値を測定できます。このソリューションはCIE三刺激値を収集し、黄度指数計算式における光源および観察者部分の定数を設定することで計算を簡略化します。

イエローネス指数を使用する利点

このASTM規格を使用することは、プラスチックの黄変度を定められたガイドラインに従って測定することを意味します。これは、無着色ポリマーにおける黄変が温度、紫外線曝露、または化学物質による劣化を示すことが多いため、不可欠です。変色したプラスチックは、消費者が品質を認識する方法にも影響を与え、購買決定に影響を及ぼす可能性があります。分光光度計を使用して黄変度が特定されると、企業はプロセスや原材料を適応させ、理想的な色を実現するために蛍光増白剤の添加量を調整できます。

APHAカラーシステムとは何ですか?

黄色指数は固体に適用される一方、米国公衆衛生協会(APHA)の色スケール、すなわちヘーゼンスケールは、透明な液体の純度を0から500までのスケールで測定します。 この測定は白金コバルト溶液(PtCo)の希釈を基にしている。ASTM規格D1209は透明な液体をAPHA単位で測定する試験方法を規定している

APHAカラースケールは、石油、化学、医薬品を含む数多くの産業で応用されている。 

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液体の黄変を検査する方法

液体試料の黄度指数を経時的に検証するために特別に設計された物理的な液体標準物質は存在しない。黄度指数は数学的関数として定義され、完全な透明度(透過率100%)を示すもの(通常は脱イオン水で満たされた透過セルで表される)は、黄度指数値が0となる。

ただし、有効な回避策として、製品の黄色味範囲において非常に安定したAPHA/Pt-Co液体標準液をアプリケーション診断として使用し、液体測定値を経時的に監視する方法が挙げられます。

  1. ASTM D1209に準拠したAPHA/Pt-Co 500色標準液を購入する。ASTM D1209に従い、APHA/Pt-Co 500色標準液をDI水で希釈し、試料の黄色度に近い中間APHA/Pt-Co液体標準液を調製する。
  2. DI水で満たしたセルを用いて、TTRAN LAVモードでHunterLab球体溶液を標準化する。
  3. 標準化後のPQ(性能適格性試験)ステップとして、DI水で満たされたセルを読み取ってください。溶液が正しく調製・標準化されていれば、CIE L* = 100、a* = 0、b* = 0、YI = 0.0 が得られます。
  4. 中間APHA/Pt-Co液体色標準液を含むセルを読み取り、初日にこの安定した黄色液体の黄度指数値を基準値として設定する。以降は、標準化後のこのAPHA-Pt-Co液体色標準液を、さらなるアプリケーション診断として読み取る。黄度指数値は、時間の経過とともに基準値にほぼ一致するはずである。
  5. 統計的工程管理(SPC)チャートを作成し、DI水および希釈APHA/Pt-Co液体色標準液のYI値を時間経過とともに記録する。これにより、サンプルと同じ色空間領域における溶液性能を評価する。

分光光度計で黄色度を測定する

ハンターラボは分光光度測定において70年以上の経験を持ち、黄色度を含む色測定における市場をリードするソリューションを提供しています。 当社は、プラスチック業界や、化学薬品医薬品を含む様々な液体向けの革新的なオプションを提供しています。製品の詳細や価格・注文に関するご相談は、お問い合わせください