Лако-красочные материалы — производство

Методика расчета рецептур для получения пигментированных лако­красочных материалов заданного цвета основана на использовании двухконстантной теории Гуревича — Кубелки — Мунка.

Для расчета рецептуры лакокрасочного материала, в который может входить несколько цветных паст, кроме базовой белой, в память вычисли­тельной машины закладываются основные оптические характеристики накрасок всех исходных красочных паст с заданным содержанием в них пигментов Координаты цвета и значения функции Гуревича — Кубелки — Мунка K/S рассчитываются по спектрам диффузного отражения образца, цвет которого необходимо воспроизвести, полученным с применением спектрофотометра. Рассчитывают координаты цвета и спектральное рас­пределение функции K/S и вводят эти данные в ЭВМ. На основании опти­ческих характеристик исходных компонентов, хранящихся в памяти машины, рассчитывают количества исходных паст для получения лако­красочного материала заданного цвета.

Расчет рецептуры основан на аддитивности коэффициентов рассеяния и поглощения двухконстантной теории Гуревича — Кубелки — Мунка:

к=с, К| + сг/са+ +сл;„ S — C1S1 + C2SJ+ . + СЛ

S CS, + C2S2+ +QS,

где расчет коэффициентов поглощения К и рассеяния S пронодится для определенных длин волн

Содержание каждого из входящих в рецептуру пигментов рлишшвают, решая систему уравнений, составленных для 16 длин волн видимой части спектра Для расчета используют значения относительных коэффициентов рассеяния S’ и поглощения К’ пигментов, вхо­дящих в состав рецептуры

S’rS,/S6, (4 4)

W=/C/S„, (4 5)

где S© — коэффициент рассеяния белого пигмента

Для определения относительного коэффициента рассеяния цветного пигмента в области сильного поглощения света готовят его смесь с белым пигментом и вычисляют V по уравнению где С, — содержание цветного пигмента в смеси, F — функция ГКМ смеси, F6 — функция ГКМ белого пигмента, F, — функция ГКМ цветного пигмента

В области слабого поглощения света готовят смеси цветного и белого пигментов с черным S’ вычисляют по уравнению

S:={F64~F)/(Fm-F), (4 7)

где Лбч — функция ГКМ смеси белого и черного пигментов, /•!ц — функция ГКМ смеси цветного и черного пигментов

Содержания белого и цветного пигментов в смесях должны быть равными Значение относительного коэффициента поглощения вычисляется по формуле.

K’,=SF (4Я)

Для уточнения расчета во всех выражениях, в которые входит коэффициент отражения покрытия, следует использовать его значения с поправками на внутреннее и внешнее отражение светового потока Эти поправки учитывают отражение от поверхности, обуслов­ленное разностью показателей преломления пленкообразователя и воздуха, и отражение светового потока, падающего на нижнюю сторону верхней границы покрытия Исправлен­ное значение коэффициента отражения R’ можно вычислить по уравнению

*’ = [р + ( 1 — Р) (1-Р.) R]/(l-PtR (4 9)

где р и р, — коэффициенты, учитывающие внешнее и внутреннее отражение соответствен­но

Если показатель преломления шинкообразонагеля меняется в пределах 1,4 —

1,6, то р да 0,04 4-0,07, а р, да 0,5-0,7

После расчета рецептуры определяю! ся ее цветовые показатели и, если они отличаются от эталонных, проводится уточнение рецептуры. Необходимые добавки тех или иных компонентов вычисляются на основа­нии решения следующей системы уравнений:

» и ®Х l,-. , &Х «,. , 6Х д,,

Девять элементов соответствующей матрицы представляют собой частные производные координат цвета по концентрации отдельных пигмен­Т 0 В : дХ dY dZ

дС дС дС

которые экспериментально определяются в результате измерения коорди­нат цвета при введении в систему небольших количеств соответствующих пигментов. Три остальных члена матрицы ДХ, ЛУ и AZ — изменение координат цвета.

Решение системы уравнений (4.10) включает обращение матрицы коэффициентов и перемножение значений ДХ, ДУ и AZ с обратной матри­цей.

Расчет, таким образом, обычно проводится по системе уравнений, полученной в результате этого преобразования:

^ Ж^+Ж^+Ж^

Наилучшая коррекция рецептуры достигается, когда корректирующие матрицы используются в логарифмической форме:

Очевидно, что однозначным решение может быть только в том случае, если число цветных паст не превышает трех. Если в рецептуре больше трех цветных пигментов, то коррекцию проводят только по трем компонен­там, концентрации остальных компонентов остаются неизменными.