Inline-Farbkalibrierung auf Kunststoffrezyklate

Sensor Instruments: Die Windows® Software SPECTRO3 MSM DOCAL Scope ermöglicht eine Inline-Kalibrierung der Farbsensorik auf verschiedene Art und Weise, was im Folgenden etwas näher erläutert wird.

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Kalibrieren mittels RAL-Kunststofffarbkarten

Von der Fa. RAL gGmbH, Bonn werden ca. 300 verschieden farbige Kunststoffkarten angeboten, die nach der d/8°-Methode vermessen werden. Die entsprechenden L*a*b*-Werte werden auf jeder, der Kunststofffarbkarte beigefügten, Hülle vermerkt.

Zusätzlich wird bei den RAL-Kunststofffarbkarten, die über die Fa. Sensor Instruments GmbH bezogen werden können, der jeweilige L*a*b*-Wert, der sich aus der 45°/0°-Messung ergibt, sowohl auf der RAL- Kunststofffarbkarte als auch auf der Hülle festgehalten und zusätzlich mit einer 5-stelligen Nummer versehen. Sensor Instruments trägt dabei fortlaufend bei neu zu vermessenden RAL-Kunststofffarbkarten eine 5-stellige Nummer, zusammen mit dem auf der RAL-Kunststofffarbkarte gemessenen L*a*b*-Farbwert, in eine Kalibrierdatei ein. Während des Kalibriervorgangs müssen somit der Sensorik lediglich die zu kalibrierenden RAL-Kunststofffarbkarten vorgelegt werden und die dazu passende 5-stellige Zahl in der Software eingegeben werden. Bei diesem Kalibriermodus wird lediglich auf die RAL-Kunststofffarbkarten als Referenz zurückgegriffen, wodurch ein ortsunabhängiger Vergleich der Messergebnisse, beispielsweise bei Betrieben mit mehreren Standorten, ermöglicht wird, da in diesem Fall auf einen Bezug auf Handfarbmessgeräte, sog. Hand-Colorimeter verzichtet werden kann.

Kalibrieren mittels Farbspritzgussplättchen und Rezyklaten

Vielfach ist aber genau dieser Bezug zu im Betrieb bereits vorhandenen Hand- oder Laborfarbmessgeräten gewünscht, da somit die Messwerte zwischen Produktion und Labor besser vergleichbar sind. Dieses Referenzieren auf bereits im Betrieb vorhandene Farbmessgeräte mittels Software SPECTRO3 MSM DOCAL Scope soll im Folgenden etwas näher erläutert werden. Sensor Instruments bietet hierzu neben den Inline-Farbmesssystemen auch Laborgeräte an, die nach exakt dem gleichen Verfahren arbeiten und deren Sensorik identisch ist. Dabei stehen sowohl Systeme, die durch ein Schauglas messen zur Verfügung, als auch Geräte, die in direkter Weise auf das zu vermessende Rezyklat blicken.

Inline-Farbmessung mittels SPECTRO-3-0°/45°-MSM-INLINE-ANA und dazu passendem Laborgerät SPECTRO-3-0°/45°-MSM-CMU

In beiden Fällen kann direkt auf das Rezyklat kalibriert werden, während die L*a*b*-Referenzwerte mittels Spritzgussplättchen, hergestellt aus der gleichen Charge eines Rezyklats, das den zu kalibrierenden Geräten zu Verfügung steht, ermittelt werden. Die L*a*b*-Referenzwerte werden anhand der Spritzgussplättchen mit Hilfe der im jeweiligen Betrieb vorhandenen Hand- bzw. Laborfarbmessgeräte ermittelt.

Inline-Farbmessung mit Hilfe eines SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA-DL in Verbindung mit einem Frontend KL-D-0°/45°-85-1200-D-S-A3.0-VIS und dem dazu passenden Laborgerät SPECTRO-3-0°/45°-MST

Auch hierbei liefern die Spritzgussplättchen die L*a*b*-Referenzfarbwerte. Das optische Frontend ist dabei in einem Abstand von 85mm direkt auf das Rezyklat gerichtet. Das während der Kalibrierung zur Verfügung stehende Rezyklat wird auch zur Herstellung der Spritzgussplättchen verwendet. Spritzgussplättchen und Rezyklat stammen somit aus der gleichen Charge.

Bei Kalibrierung mittels Laborgerät SPECTRO-3-0°/45°-MST wird empfohlen, bei der Messwertaufnahme während des Kalibriervorgangs die Rezyklat-Aufnahmeschale bei gleichbleibendem Abstand zum Sensorfrontend in x-, y- Richtung zu bewegen, damit die zufällige Lage der Pellets kompensiert werden kann. Inline erfolgt dies durch den Transport der Pellets auf einem Rüttelförderer. Der Rezyklatstrom nimmt dabei eine Geschwindigkeit von typ. 50mm/s bis zu 100mm/s ein. Bei einem Kalibriervorgang mit einer Dauer von beispielsweise 30s bewegt sich der Rezyklatstrom um 1.5m bis 3m, d.h. über diese Messstrecke wird während des Kalibriervorgangs gemittelt. Entsprechend genau und unabhängig von der zufälligen Lage der Granulatkörner ist dann das Messergebnis. Selbst bei Vibrationen, die gelegentlich die Pellets in Resonanz versetzen und diese dann zum „Hüpfen“ veranlassen, können dadurch während des Messvorgangs mit einer Dauer von einigen Sekunden weitestgehend kompensiert werden. Entscheidend ist hierbei u.a. die große Lichtspotgröße von ca. 20mm im Durchmesser, wodurch schon im Stillstand über eine große Anzahl von Pellets optisch gemittelt wird.

Im Folgenden wird anhand eines Beispiels die typische Vorgehensweise während der Kalibrierung direkt auf das Rezyklat und unter Verwendung von Spritzgussplättchen erläutert:

Platzieren der Weiß-Referenz RAL-Kunststofffarbkarte in einem Abstand von ca. 75mm zum optischen Sensorfrontend. Dabei ist zu beachten, dass die Rückseite der RAL-Kunststofffarbkarte nach oben (in Richtung Lichtspot) zeigt (für die Inline-Kalibrierung ist hierzu ein Schlitten, der die RAL-Kunststofffarbkarte aufnimmt und am Sensorfrontend während des Weißabgleichs angebracht wird, vorgesehen). Als nächstes wird die Software SPECTRO3 MSM DOCAL Scope gestartet und der CALIB-Menüpunkt ausgewählt. Durch Doppelklick auf das START CALIBRATION ASSISTANT Feld auf der Bedieneroberfläche wird der softwareunterstützte Kalibriervorgang gestartet.

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