Способ определения белизны покрытий Советский патент 1985 года по МПК G01N21/55 

1 . Изобретение относится к испытаHHto и контролю; качества белых покры тпн оптическими методами путем изме рения коэф(Ьнцйента отражения и може быть использовано, например, дпя оценки белизнь прояйнтелей для капшшярной дефектоскопии. Известен способ оцентси белизны белых материалов путем определения их коэффициента отражения во всем диапазоне длин волн видимого света или какой-либо его ЛШсти например в области синего 1щета. Чем выше ,коэффициент отражения, тем ближе (Оптические свойства материала.к идеальному белому цвету, т.е.: вЫше его белизна t3 В данном способе не учитыватотся оптические свойства подложки, испол зуемой в процессе измерения коэффициента отражения. Однако при малых толщинах покрытия (менее 200 мкм) подложка просвечивает через слой исследуемого материала и искажает результаты измерений. На значение измеренного коэффициента отражения оказывает -влияние также .слоя исследуемого материала, котора не учитывается. Iiaибoлee близким к изобретению является способ определений белизны покрытий, заключающийся в измерении , Л макс

Этот способ является сложным, дорогим и малопроизводительным. Для 40 его реализации необходимо экспери- , ментально определять коэффициент отражения внешней границы исследуемого материала вне его, коэффициент преломления связующего, коэффициент 45 отражения слоя любой толщины (более

200-400 мкм). Требуется рассчитать оэффициент отражения внешней границь исследуемого материала внутрь его, коэффициент глубинного ослабле- 50 ния. Дня выполнения экспериментов и расчетов необходимы сложная аппаратура и большие трудозатраты.

Значение коэффициента отражения одного и того же покрытия равной 55 толщиныj рассчитанное по формуле (4), будет разным в зависимости от коэффициента отражения подложки, что за- MOKc w

трудняет сравнение результатов, получейных в разных экспериментах. Для полу генйя сопоставимых .результатов необходимо эталонировать значение коэффйье ента отражения подложки. Это вносит суп ественну|о погрешность в результат, так как значение коэффициента отражения подложек, изготовленных даже из одной и той же марки материала, разное, и зависит от. способов и релшмов обработки При изгото.влении йоДложки, шероховатости ее поверхности, типа растворителя, используемого при обезжиривании, и ре-, жимов сушки прдЛож1ш перед экспериментом, длительности и условий хранения.

Цель изобретения - упрощение и ускорение ирдцесса.определения белиз5И . , в диапазоне длин волн видимого света коэффициента отражения слоя покрытия, нанесенного на по,длож1су с известным коэффихдаентом отражешя. Экспериментапьно определяются коэффициент отражения подложки и коэффициент преломления п связуюп(его, входящего в состав лакокрасочного покрытия. Затем определяется коэффициент отражения внешней границы лакокрасочного покрытия вне его ро и рассчитьшается коэффициент отражения , этой же границы внутрь покрытия поформуле i-Jo 1с --гПосле этого измеряется Коэффициент отражения слоя лакокрасочного покрытия любой толщины dg и коэффициент отражения 7макс слоя покрытия большой толщины (более 200-400 мкм). Рассчитывается показатель глубинного ослабления света L по формуле . ,/ «- п-гма.с(-г,.с1-(мо1сс-г«)1 . (2Ma c-2«)tfi(,(,,c-r,.cV(2) (ьгоНи г,) Затем рассчитьгоается коэффициент отражения слоя лакокрасочного покрытия заданной толщины d по формуле Макс п MctVc-gn . покрытий и повышение точности измерений. Пос-Равленная цель достигается тем, что согласно с.пособу определе ния белизны покрытий, заключающемус в измерении в диапазоне длин волн видимого света коэффициента отражения слоя покрытия, нанесенного на подложку с известным коэффициентом отражения, коэффициент отражения покрытия измеряют, для-тонкого просвечивающего слоя с толщиной 1050 мкм и для толстого непросвечиваю щего слоя с толщиной более 150 мкм слоя покрытия, измеряют толщину d, тонкого слоя покрытия, а белизну слоя покрытия с заданной ТОЛИЕИНОЙ определяют по формуле . : .c(, (5) коэффициент отражения покрытия при толщине, сл более 150 Мкм; заданная толщина слоя покрытия, для которой определяют бенизну; X - коэффициент, оиределяемый по формуле IMK где 2; - измеренный коэффициент от ражения тонкого слоя покрытия толщиной d f; 2„ - коэффициент отражения под ложки. Формула (6) получена после преобразования формулы / .с- Н мс„с- пХ, (7) характеризующей изменение коэффи- . . цнента отражения 2 белых покрытий : в зависимости от их толщины А на ; подложке. Иа чертеже показана экспе.римейтальная зависимость коэффициента отражения белого покрытия от его толщинь, описываемая формулой (7) . Зависимость является полностью опре деленной для любой точки, если известны значения коэффициента х, а также коэффициентов отражения покры тия любой малой толщины {когда иодложка просвечивает через слой покры тия) и слоя большой толидаиы, после достижения которой подложка не просвечивает через слой покрытия и коэффициент отражения.слоя не изменяется при дальнейшем увеличении его толщины. При нанесении на подложку различных покрытий краскораспылителем толщина однократного слоя покрытия находится в пределах 10-50 мкм в завиqимocти от состава краски. При такой толщине покрытия подложка просвечивает через его слой. Подложка перестает просвечивать и коэффициент отражения перестает изменяться при толщине покрытия более 60-70 мкм (при хорошей укрывистости покрытия) либо более 100-120 мкм (при слабой укрывистости). Поэтому, если при измерениях использовать покрытие с толщйной более 150 мкм, будет определяться максимальное значение коэффициента отражения покрытия. , . Способ осуществляют следующим образом. Ври помощи фотометра или спектрофотометра определяют коэффициент отражения подлошси в диапазоне видимого света (при длине волны 40.0750 нм). Затем на подложку краскораспылителем наносят тонкий слой покрытия (толщиной примерно 10-50 мкм) и тем же фотометром или спектрофотометром определяют коэффициент отражения покрытия. Микрометром или толпр номером для тонких немагнитных покрытий измеряют толпщну исследуемого покрытий на подложке. После этого на ту же подложку дополнительно наносят покрытие до тех пор, пока его не превысит 150 мкм. Проверяют толщину этого слоя покрытия. Затем по формуле (6) определяют коэффициент х и по формуле (5) рассчитывают белизну покрытия заданной толщины. При использовании изобретения отпадает необходимость измерять коэффициент преломления связующего и коэффициент отражения внешней границы слоя покрытия, а также рассчитать коэффициент отражения границы слоя внутрь покрытия и показатель глубинного ослабления света.

0,8

5

I

,t3 .

I ,

I qj

I §I

%

20W6086100

Толщина пролёителя мкм

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЛИЗНЫ ЯОКРЙТИЙ, заключающийся в измерении 8 диапазоне длин волн видимого сйета коэффициента отражения слоя покрытия, налееенного на подложку с известным коэффициентом отр кения, о т л.ич а ю щ и и с я тем, что, с целью уйрощеиий и ускорения процесса и повышения точности измерений, коэффициент отраженияпокрытия измеряют дпя тонкого просвечивающего слоя с толщиной 10-50 мкм и для толстого непросвечивающего с толщиной более 150 мкм слоя покрытия, измеряют толщину d, тонкого слоя покрытия, а белизну слоя покрытия с заданной толщиной определяют по формуле г-г.,„(, коэффициент отражения погде 1 Make крытия при толщине слоя более 150 мкм; Jjзаданная толщина слоя покрытия, для которой определяют белизну; X - коэффициент, определяемый vO по формуле т .„ tMrtjrr 1 где 2 ( измеренньй коэффициент отражения тонкого слоя покрытия толщиной коэффициент отражения под ложки . о Од ел