Способ определения кроющей способности пигментированных материалов Советский патент 1988 года по МПК G01J3/46 

1

Изобретение относится к нераз- рушающим методам контроля качества материалов, в частности к колориметрии, и может быть использовано при производстве и применении различных пигментов и пигментированных материалов: краски, эмали, искусственные кожи, полимернопленочные материалы и т.д.

Цель изобретения - снижение трудоемкости путем сокращения числа про ных накрасок при одновременном повышении точности определения кроющей способности пигментов.

686632

Способ осуществляется следующим образом.

Измеряют на нескольких длинах волн Коэффициенты отражения двух различных подложек. Затем на этих же длинах волн - коэффициенты отражения на этих подложках одной жидкой или отвержденной накраски пигментирован- 10 ного материала с известным содержанием пигмента. Определяют оптические константы поглощения и рассеяния света пигментированного материала по следующим выражениям для каждой дли- 15 ны волны:

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества материалов, в частности к колориметрии, и может быть использовано при производстве и применении различных пигментов и пигментированных материалов. Цель изобретения - сокращение числа :пробных ; накрасок при одновременном повышении точности определения кроющей способности пигментов. Для зтого измеряют на нескольких длинах волн козффидиенты отражения OT-I вержденной и/или жидкой пленки неокрашенного субстрата и окрашенной известным количеством пигмента одной пленки сусбстрата на двух различных подложках, козффидиенты отражения которых на данных длинах волн известны, и определяют оптические константы поглощения и рассеяния света субстрата и пигмента по уравнению, затем по данному уравнению подбирают такую толщину слоя субстрата или концентрацию пигмента в субстрате, при которых цветовое различие пигментированного материала на идеально черной подложке составляло бы одну условную единицу в цветовом пространстве МКО 1976г. 1 табл. (Л СО О5 00 О5 О5 СО

R -n-U l ilinjra-bctMbSl} . .

a(m,k+l)-(m,+k)+b(l-m,k)cth(bSl).

R (,i,)2 iZStIS I.bcthibSllJ

a(mik-H)-(m,,+k)+b(l-mjk)cth(bSl) Л

где R, и R, коэффициенты отражения пигментированного материала на данной длине волны, на первой и второй подложках соответственно,

k (--г) - коэффициент Френеля;

п - показатель преломления субстрата пигментированного материала;

т, k + (l-k)Rn, ;

m.

k + (l-k) R

ni

hi ni коэффициенты отражения первой и второй подложек соответственно на данной длине волны;

b (а -1) а K/S + 1;

К, S - оптические константы соответственно поглощения и рассеяния света пигментированного матеои- ала на данной длине волны; 1 - толщина покрытия пигментированнЬго матери- ала,

затем по выражениям (1) и (2), установив RHI 1,0 на всех длинах волн, (идеально белая подложка) и ,0 на всех длинах волн (идеально черная подложка), подбирают толщину покрытия пигментированного материала 1, при котором его цветоразличие на таких подложках составляет 1 усл.ед.

5

Пример 1. Имеются шесть пигментов различных цветов, полиурета- 5 новый (ПУ) раствор с коэффициентом преломления 1,5 и две различные подложки..

Измеряют коэффициенты отражения R и R „ подложек на 16 длинах волн 0 в диапазоне 400-700 нм через 20 нм.

Для каждого пигмента готовят пленку ПУ, окращенную пигментом по рецептуре, мае.ч.:

ПУ раствор 100 Пигмент0,1

Толщина высушенных плёнок (температура в течение 3 ч) окрашенных растворов ,25 мм. Пленки измеряют на тех же длинах волн на двух 0 подложках.

Для каждого пигмента на каждой длине волны из уравнения (1) и (2) находят оптические константы поглощения и рассеяния света пигментиро- g ванного материала:

К (a-l)-S;(3)

S arccth(A/b), ()

b (а - 1) ; (5) 0 YiXi - YiX,.

х;ФГ-х,Ф,

аФ, - Yi

x

X, (l-k), - R, (l-m,k);(8).

5 Xi (l-k)rai - RZ (l-mjk);(9)

Y,R,(m, +k) + (l-k) ;(10)

Y,R,(m, + k) + (l-k) ;(11)

Ф,R,(пl.,k +l) + (l-k)m,;(12)

(m5k -fO + d-k) m,j;(13)

A

(6) (7)

m,k + (1-и)К„, ; m,k + (1-К) К„, ,

где R пг коэффициент отражения

первой и второй подло- жек соответственно;

R ilill ik lJ a ; bcth bSll f a(l+k-k +k3)-(l+k2)+b(l-k+k k)cth(bSl)

a уравнение (2) для идеально черной,

R«,0:

R IlkUlbcthibslll ,

a(l+k )-2k+b(l-k)cth(bsl)

где R g и R - расчетные коэффициенты пленки на идеально белой и идеально черной подложках соответственно.

Варьируя величину 1, находят по (16) и (17) такие R, чтобы цветовое различие между ними по формуле Ъдб 1976г. было бы 1 усл.ед.

По полученной 1 находят кроющую способность (расход) пигментированного материала (пигмента):

B ., (,S,

где р - плотность пигментированного

материала, с - концентрация пигмента, %.

П р и м е р 2. То же, что принер 1, однако окрашенные пленки перед измерением не высушивают и их толщина 1 составляет 1 мм.

П р и м е р 3. То же, что пример 1, однако дополнительно подготавли- вают одну пленку высушенного неокрашенного ПУ раствора, толщиной 0,25мм Пленку измеряют на тех же длинах волн на двух подложках.

Для субстрата (ПУ) на каждой дли- не волны из уравнений (1) и (2) находят оптические константы и г поглощения и рассеяния света:

/5 (а - 1) - г;(19)

r -rr arccth(A/b),

(20)

где величины А, Ь, а определяются по формулам (5) - (15) ив этом случае R, и R,2 коэффициенты отражения пленки субстрата на первой и второй подпожках соответственно.

Находят оптические константы поглощения и рассеяния света каждого пигмента на каждой длине волны:

R, R - коэффициенты отраже- , ния пленки на первой и второй подложках соответственно.

Записывают уравнение (I) для идеьно белой подложки, R, l:

d

К - ) .

;, S )

(21) (22)

0

o

5

о

5

5

0

g

Затем по уравнениям (16) и (17), учитьгоая, что

К о/С + /5(1-С);,(23)

S (С + г (1-е),(24)

находят такую концентрацию пигмента С, чтобы цветовое различие между R.. и R составляло бы 1 усл.ед.

о L

Пример4. То же, что пример 3, однако пленку ПУ раствора толщиной 1 I мм не сушат.

Полученные значения D для шести пигментов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, полученные значения кроющей способности пигментов не зависят от состояния субстрата.

Формула изобретения

Способ определения кроющей способности пигментированных материалов, включающий изготовление пробных нак- расок пигментированного материала, измерение их коэффициентов отражения на различных длинах волн на двух разных подложках и определение расхода пигментированного материала, соответствующего цветоразличию покрытия из этого пигментированного материала на данных подложках в 1 усл.ед. в цветовом пространстве L 1976г., отличающий- с я тем, что, с целью снижения трудоемкости путем сокращения числа poбныx накрасок при одновременном повышении точности определения кроющей способности пигментированного материала, измеряют на различных длинах волн коэффициенты отражения подложек, затем на этих же длинах волн- коэффициенты отражения на этих подложках одной накраеки пигментирован .513686636

ного материала с известным содержа- та пигментированного материала по нием пигмента,определяют оптические выражениям (1) и (2) для каждой дли- константы поглощения и рассеяния све- ны волны

., .. , v5 l-mj,a-bcth bSlp

a(m,k+Tb(m,Tk)+b(T m7kJcth(bSlT

р «n-k iZSlLSlbcth bSliJ ь oN

a(m,k-H)-(m,+k)+b()ctMbSr)

где R, и RJ - коэффициенты отражения пигментированного материала на данной длине волны, на первой и второй подложках соответственно;

10 I

15

k(-77) - коэффициент Френеля;

п+

b (а - ) «; а K/S+1; К, S - оптические константы

соответственно поглощения и рассеяния света пигментированного материала на данной длине волны;

1 - толщина покрытия пигментированного материала,

затем по выражениям (1) и (2), уста- га, k + (1 - k) К„ ;новив R,;i 1,0 на всех длинах волн и т k + (1 - k) Rf,,j;RP 0,0 иа всех длинах волн, подби- П1 п коэффициенты отражения 25 рают толщину покрытия пигментирован- первой и второй подло- ного материала 1, при которой его жек соответственно на цветоразличие на таких подложках сос- данной длине волны; тавляет 1 усл.ед.

п - показатель прело1 шения субстрата пигментиро- :-и ванного материала;

20

Двуокись титана, тил

Ьб1неральный ярко- красный 5LGG

Палиоген красньй

3910

Палиоген красный

4470

Хелиоген синий

7080

Хелиоген зеленый

8720

ВНИИПИ Заказ 279/40

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10 I

39,5

53,8

68,5

44,1

115,3

78,0

38,2638,25

52,8.452,86

67,9567,94

42,1542,17

111,73111,75

77,4877,47

Тираж 499

Подписное