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24th August 2020

開発コラム

【保存版!】着色料の基礎知識~色価・色調~

私たちの身の回りには、様々な色の食べ物があり、写真に映えるカラフルな商品も増えています。そこで、着色料を初めて使用される方や、改めて復習したいという方向けに基礎知識をご紹介します。

今回ご紹介する内容は、「色価」「色調」です。

人が色を識別しているメカニズムについて

人間の目は、波長380~780nmの光(可視光線)を見ることができると言われています。目で見える物質の色は、その物質が反射した波長の光の色になります。例えば、緑~赤色の波長を吸収して、青色の波長の光を反射しているものを、私たちは「青色」と認識しています。

「色価」は色の濃さを表します

色を「濃い」「薄い」と言葉で表現することがありますが、「分光光度計」という機械で測定し、色の濃さを数値化することができます。

測定方法は、希釈した色素溶液を石英の容器(層長1cm)に入れて、波長380~780nmの可視光を当て、色素溶液を透過して出てきた光の強さ【吸光度(Abs)】を測定します。その際、光が最も吸収された波長【極大吸収波長(nm)】のときの、吸光度の値を10%溶液に換算した数値が「色価」になります。例えば、0.1%色素溶液を測定したときの極大吸収波長の吸光度が0.5Absだった場合、その着色料の色価は50となります。(10%色素溶液での吸光度が50Absと換算できます。)

下図は、規格書の内容を一部抜粋しております。規格書には色価の規格が記載されています。

E(10%、1cm)は、1cm層長で測定した10%溶液の色価を示しており、600nm付近は極大吸収波長、58~68は色価の規格範囲を記載しております。

先ほどの青色を呈するクチナシ青色素では、吸収波長が600nm付近にありましたが、赤色を呈するベニコウジ色素では、吸収波長が500nm付近にあり、色素の種類によって吸収波長が異なります。また、色が濃いほど色価の数値が大きくなります。

「色調」は色味を表します。

色は、「色相」「明度」「彩度」の3要素で構成されています。「色相」は赤や青などのように色を区別する”色合い”、「明度」は色の”明るさ”、「彩度」は色の”鮮やかさ”を示します。これらを統合したものが、その色の「色調」となります。「色」は人の視覚によるものですので、その色がどんな色調なのか言葉では表現がしづらいものですが、測色計を使用して色の3要素を数値化することができ、その色の色調を数字で表現することができます。また、測色計で得られた数値を人の知覚と近似の状態を表すことができるLab表色系を弊社では利用しており、色調を評価しています。

Labの各数値を3次元的に評価することで、色の違い(色差)を数値化することも可能です。色差(ΔE)は、次式により求めることができます。

ΔE=〔(L1-L0)²+(a1-a0)²+(b1-b0)²〕½

ΔE値は2色間の色の距離であり、この値が大きくなると色の差が大きいということになります。写真①と②は緑色の水溶液であり、色調を測定した結果を表に示しています。L値を比較すると、①は②よりも明度(明るさ)が低く、a値を比較すると①は②よりも赤い色合い、b値を比較すると①は②よりも青い色合い(黄みが少ない)と表現することができます。

①と②は目視では同じ色調に見えますが、分光色差計で測定すると僅かな色の違いも確認することができます。

神戸化成では着色した食品の安定性評価も可能です

弊社では「分光光度計」や「分光色差計」を所有していますので、目視では気づきにくい食品の保存中の変色や退色のデータを測定することができ、より精度の高い安定性評価に繋げることができます。着色された製品のサンプルをご提供いただくことで、共同で安定性を評価することも可能です。

弊社ホームページにあります物性レポートには、光や熱に対する安定性データを記載しておりますので、是非ご参考ください。

ご相談やご質問がございましたらこちらからお気軽にお問い合わせください。

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