Che cos'è l'indice di giallore e come misurarlo?

L'indice di giallità aiuta nella determinazione della qualità dei prodotti e determina il grado in cui un materiale diventa giallo, a causa della luce UV, del calore o dell'ossidazione. Analizzando questo indice, le aziende evitano incoerenze, migliorano l'aspetto del loro prodotto e l'affidabilità. Per avere una visione più approfondita dell'indice di giallità e della sua misurazione, si prega di continuare a leggere in questo blog.

Che cos'è l'indice di giallozza?

Un indice di giallità (YI) è una scala con valori numerici che descrivono l'aspetto di un materiale in relazione a un bianco di riferimento, quindi espresso come giallità. È usato principalmente per caratterizzare il grado in cui materiali incolori, trasparenti, traslucidi o quasi bianchi (come plastiche, resine e riso) si desviano da uno stato ideale di bianco / trasparente. Un valore più alto indica un campione più giallastro, mentre un valore negativo indica una tonalità bluastra. Questo indice funge da metrica critica per valutare il grado di invecchiamento dei materiali esposti a condizioni di luce, temperatura e umidità. La causa dell'ingiallimento è ossidazione, radiazioni UV, calore o impurità. Con uno standard coerente, le industrie possono misurare il giallo nella fase iniziale e prendere azioni correttive prima che sia troppo tardi.

Il calcolo più popolare è definito in ASTM E313

La formula è:

YI = (100CxX - CzZ)/Y

ASTM E313 è attualmente lo standard più raccomandato. Supporta illuminante C, illuminante D65 (due fonti di luce standard comunemente utilizzate), nonché angoli di osservazione di 2° e 10°, coprendo un'ampia gamma di tipi di campioni tra cui materiali trasparenti, traslucidi e opachi. L'ultima versione è ASTM E313-20, con formule di calcolo stabili e il più ampio campo di applicazione in settori come le materie plastiche, i tessili e i rivestimenti. Le sue formule e coefficienti sono i seguenti:

Qui:

● X, Y e Z = CIE Tristimulus valori che descrivono il colore visibile.

● Cx e Cz = coefficienti che dipendono dall'osservatore e dalle condizioni di illuminazione.

CX e CZ sono coefficienti (i loro valori variano con la fonte di luce standard e l'angolo osservatore, vedi Table Blow)

La formula calcola la quantità che un campione si è spostato verso il giallo. Un YI basso suggerisce che c'è solo un leggero ingiallimento, ed è molto più pulito, e un YI alto mostra un evidente scolorimento.

GB/T 39822 e ISO 17223

GB/T 39822 (Determination of Yellowness Index and Its Change for Plastics) è tracciabile alla norma internazionale ISO 17223. Entrambe le norme adottano formule di calcolo identiche a quelle specificate in ASTM E313.

ASTM D1925 e HG/T 3862

ASTM D1925 è un primo standard per la misurazione del giallo delle materie plastiche, applicabile solo con illuminante C e angolo di osservazione di 2°. Anche se ritirato nel 1995 e sostituito da ASTM E313, è ancora riferito in alcuni progetti legacy. La sua formula è simile a quella di ASTM E313 sotto la condizione C/2°, con i coefficienti Cx e Cz essendo valori arrotondati semplificati di quelli di ASTM E313, mantenuti a due posti decimali. La formula è la seguente:

HG/T 3862 (Test Method for Yellowness Index of Plastics in China's Chemical Industry) utilizza la stessa formula di ASTM D1925.

GB / T 24302

Questa norma è specificamente progettata per determinare l'indice di giallità del riso, applicabile sotto illuminante D65 e angolo di osservazione di 10°. La formula è la seguente:

La formula è simile a quella di ASTM E313 sotto la condizione D65/10°, con i coefficienti Cx e Cz arrotondati a due posti decimali.

Nelle applicazioni del mondo reale, le aziende determinano anche ΔYI, che è la differenza tra il giallo di un campione e un riferimento. Ciò aiuta nel tracciamento dei confini temporali, come la degradazione della plastica dalla luce solare o l'ossigeno liquido di un deposito.

Misura dell'indice giallo

La corretta misurazione dell'indice giallo richiede dispositivi sensibili, che di solito sono spettrofotometri. Solo la luce riflessa o la luce trasmessa viene catturata sui campioni riflettenti con questi dispositivi, che calcolano automaticamente i valori CIE Tristimulus. Lo spettrofotometro fornisce un YI valido utilizzando la formula ASTM E313.

A seconda del tipo di materiale, sono praticati principalmente due metodi:

1. Solidi (plastica, tessuti, carta): Il giallo dei solidi è testato utilizzando ASTM E313 ed è di solito accompagnato da valori CIE di bianchezza per determinare la chiarezza generale.

2. Liquidi: I liquidi vengono valutati con il sistema di colori APHA (Hazen). Questa scala si classifica su una scala da 0 (liquido trasparente), fino a 500 (giallo profondo).

Standard di misurazione del giallo

ASTM E313: Pratica standard per il calcolo degli indici di giallo e bianchezza da misurazioni strumentali del colore

ISO 17223: Plastiche - Determinazione dell'indice di giallore e la sua variazione

GB/T 39822: Plastiche - Determinazione dell'indice di giallore e la sua variazione

ASTM D1925: Metodo di prova per l'indice di giallozza delle materie plastiche

HG/T 3862: Metodo di prova per l'indice di giallozza delle plastiche (standard dell'industria chimica della Cina)

GB/T 24302: Determinazione dell'indice di giallozza per il colore del riso

Materiali che richiedono l'osservazione del giallo

Il test di giallimento non è richiesto in tutti i prodotti; Tuttavia, il test è necessario nelle industrie che si occupano di prodotti di colore chiaro o prodotti trasparenti. L'indice giallo è un indicatore di prova per i pellet di plastica e rientra nell'ispezione dell'aspetto della plastica. Esiste un'ampia varietà di materie plastiche disponibili sul mercato, e attualmente, è principalmente necessario misurare l'indice giallo per categorie come monomeri e polimeri di fibre sintetiche, resine sintetiche, fibre sintetiche, gomme sintetiche, poliesteri e urea.

PTA (Acido Tereftalico Puro) e PVC (Polivinilcloruro) sono relativamente unici. Anche se viene misurato anche il loro indice giallo, viene espresso usando il valore b * e il bianco (WI). Le materie plastiche adatte a questa classificazione includono polipropilene (PP), polietilene ad alta densità (HDPE), polietilene a bassa densità (LDPE), poliossimetilene (POM), policarbonato (PC), poliuretano (PU), chip di poliestere e altro ancora.

Esempi comuni sono:

● Cloruro di polivinile (PVC): Evita l'ingiallimento con l'aggiunta di stabilizzatori termici.

● Policarbonato (PC): Grazie al suo uso in vetri e contenitori, questo è molto suscettibile alla degradazione UV.

● Tereftalato di polietilene (PET): Questo è popolare nell'area delle bottiglie, ed è in grado di diventare giallo semplicemente a causa dell'ossidazione.

● PET riciclato (rPET): Le plastiche riciclate sono di solito di colore più giallo e diventa molto importante monitorarle.

● Acido tereftalico purificato (PTA): Le spugne realizzate in poliestere di alta qualità e le fibre sono rigorosamente purificate.

● Tessili e carta: Il giallo ha anche un impatto diretto sull'aspetto, e il bianco è un attributo critico della qualità.

Si può capire con questo piccolo esempio. Il giallimento è un fattore cruciale da controllare nella produzione di PET riciclato. La plastica sembra essere usurata o piuttosto spaventosa con un giallimento incontrollato, riducendo così il suo prezzo sul mercato. La determinazione di YI consente ai produttori di regolare gli additivi come gli sbiancanti ottici e ripristinare un aspetto pulito e bianco.

Vantaggi dell'utilizzo dell'indice di giallozza

I valori dell'utilizzo dell'indice di giallità sono applicabili ovunque nel settore, sia in termini di qualità che di profitto:

● Revisione di qualità coerente: Fornisce uno standard preciso e tangibile che promuove la coerenza.

● Monitoraggio del processo: Identifica l'aspetto di un segno di degradazione, calore o UV.

● Fiducia dei consumatori: impedisce l'ingresso sul mercato di prodotti non colorati e protegge l'immagine del prodotto.

● Funzionamenti materiali efficaci: Assiste nella determinazione della migliore proporzione di sbiancanti ottici e stabilizzatori.

● Test standardizzati: Risponde agli standard internazionali ASTM E313 e ASTM D1209.

Nell'imballaggio, ad esempio, una piccola tonificazione gialla nelle bottiglie fa sì che la bevanda appaia obsoleta. I produttori garantiscono che le bottiglie siano chiare e fresche misurando YI (una caratteristica che conferma la sicurezza visiva all'acquirente).

Come testare il giallo in plastica e liquidi

Giallo nelle plastiche

I materiali plastici sono solitamente valutati con l'aiuto di uno spettrofotometro. Cattura la luce riflessa e calcola il valore di YI sulla base di ASTM E313 per fornire dati riproducibili e tracciabili.

Esempi sono pellet non lavorati, fogli, prodotti stampati e pezzi finiti. I produttori comparano tutti i campioni con un riferimento. Essi modificano il processo nel caso in cui la differenza ΔYI è fuori dai limiti accettabili. Le modifiche possono comportare un cambiamento delle materie prime o del contenuto di stabilizzatore.

Giallo nei liquidi

Rispetto ai liquidi solidi, è più difficile misurare il giallo di un liquido perché è un liquido trasparente. Il settore è ora dotato della scala APHA (Hazen), che consiste in ASTM 1209 e evita di utilizzare la formula ASTM E313. Secondo questa scala, il colore del liquido è confrontato con quello di una soluzione di platino-cobalto.

La scala va da 0 (acqua cristallina) a 500 (giallo intenso). Le aziende stabiliscono standard intermedi di platino-cobalto per monitorare la qualità e misurarli nella dimensione temporale. Tali misurazioni analizzeranno eventuali cambiamenti nel giallo e serviranno a mantenere una misura di qualità uniforme.

Misurazione dell'indice di giallozza con spettrofotometro 3NH

Lo spettrofotometro 3NH è un dispositivo affidabile utilizzato per misurare il giallo. Offre risultati accurati, adattabilità e elevata comodità d'uso, che lo qualificano per essere applicabile sia in laboratori che in fabbriche.

Colorimetro 3nh TS7700: misurazione del giallo di grado professionale

La valutazione accurata del giallo richiede strumenti di precisione, non la vista umana. Il Colorimetro 3nh TS7700 si distingue come la soluzione leader del settore per la misurazione industriale del giallo, combinando prestazioni complete con un funzionamento intuitivo. Oltre ai test di base del giallo, fornisce la misurazione simultanea del bianco, della differenza di colore e di altre metriche critiche del colore, consentendo un controllo di qualità completo in tutti i flussi di lavoro di produzione.

Come il TS7700 misura il giallo

Il TS7700 utilizza tecnologia ottica avanzata per catturare la riflessione della luce (per materiali opachi) o la trasmittenza (per materiali trasparenti/traslucidi) a lunghezze d'onda precise. Converte questi dati in valori X, Y, Z tristimulus, quindi calcola automaticamente l'indice di giallozza (YI) utilizzando formule standard riconosciute a livello internazionale. Questo processo completamente automatizzato garantisce una precisione e una coerenza senza pari, eliminando la variabilità del giudizio umano soggettivo.

Nel caso della plastica, il dispositivo quantifica la luce riflessa per identificare il giallo e il bianco. Nel caso dei liquidi, aderisce agli standard APHA per misurare l'accuratezza della chiarezza e della purezza. Questa tecnologia può aiutare le aziende a mantenere un'alta qualità e a ridurre gli sprechi in caso di rifiuti dei prodotti.

I loro principali vantaggi includono:

● Alta precisione: Vi fornisce risultati molto precisi dell'indice di giallozza (YI). che soddisfa la norma ASTM E313.

● Ampia gamma di applicazioni: Ha buone prestazioni su plastiche, tessuti, prodotti chimici e liquidi trasparenti.

● Software facile da usare: Il software determinerà automaticamente il YI e altri indicatori, riducendo gli errori degli esseri umani.

● Monitoraggio coerente: Ti aiuterà ad osservare i cambiamenti di giallimento nel tempo con il controllo statistico del processo (SPC).

Domande frequenti

Cosa significa un indice di giallo basso?

Quando YI è basso, il materiale è quasi bianco con un leggero decoloramento.

Come è CIE bianchezza correlata al giallo?

La bianchezza CIE viene utilizzata per quantificare la luminosità. D'altra parte, YI viene utilizzato per quantificare l'estensione della deviazione di un materiale dal giallo.

Perché la plastica diventa gialla nel tempo?

Le plastiche diventano gialle quando sono esposte ai raggi UV o al calore. Può anche essere dovuto al processo di ossidazione.