Способ определения состава цветного покрытия бумаги

Способ определения состава цветного покрытия бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу определения состава цветного покрытия бумаги, преимущественно обойной, в смеси из трех независимых по цвету пигментов для получения заданного цвета образца бумаги. Целью изобретения является повышение точности определения. Способ включает подготовку образцов, измерение спектров отражения и вычисление по каждому полученному спектру координат цвета и спектральных характеристик пигментов в виде отношения коэффициентов светопоглощения и светорассеяния, определение калиброванных функций цветных пигментов путем приближения спектральных характеристик непрерывными функциями и определение концентрации пигментов в смеси по калибровочным функциям пигментов и координатам цвета заданного образца итерационным методом. После измерения спектров отражения каждого пигмента смеси по ним дополнительно определяют интенсивность окрашивания каждого из них при различных концентрациях пигментов , дополнительно выбирают вид непрерывной функции по характеру зависимости интенсивности окрашивания от концентрации и при нелинейной зависимости приближение спектральных характеристик производят по непрерывной функции вида: АА(Ск) аоД, + aU 1-exp(-boACk), где АА(Ск)- отношение коэффициента светопоглощения к коэффициенту светорассеяния при длине волны А и концентрации пигмента Ск в составе покрытия бумаги; aal отношение коэффициента светопоглощения к коэффициенту светорассеяния при длине волны А в составе покрытия бумаги без пигмента; агА значение спектральных характеристик при полной укрывистости, ЬоАг отношение тангенса угла наклона начального участка зависимости спектральных характеристик от концентрации к их величине при полной укрывистости. 1 ил, 7 табл.„ у Ё о 4 О СО И

союз соватсних социалистических

РЕаЪЬЛИИ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (, f yq..чл г

k (21) 4754509/12 (22) 30.10.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (71) Центральный научно-исследователь-. ский институт бумаги (72) М.Ф.Смурыгин, О.Ф.Косинцева, О.M.Ревенкои В.Т. Волгин(53) 676.01:676.51.04(088.8) (56) журнал Всесоюзного химического общества,им. Д. И. Менделеева. Т. XXI, N. 2, 1976, с. 29-34.

Авторское свидетельство СССР

М 690382, кл. 6 01 N 33/32, 1976. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА

ЦВЕТНОГО ПОКРЫТИЯ БУМАГИ (57) Изобретение относится к способу определения состава цветного покрытия бумаги, преимущественно обойной, в смеси из трех независимых по цвету пигментов для получения заданного цвета образца бумаги. Целью изобретения является повышение точности определения. Способ включает подготовку образцов, измерение спектров отражения и вычисление по каждому полученному спектру координат цвета и спектральных характеристик пигментов в виде отношения коэффициентов светопоглощения и светорассеяния, определение калиброванных функций цветных пигментов путем приближения спектральных характеристик непрерывными

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к способу определения состава цветного покрытия бумаги, преимущественно обойной, в смеси из трех независимых по цвету пигментов для получения заданного цвета образца бумаги.

Целью изобретения является повышение точности определения состава цветного БЫ 1679374 А1

1 (м)э G 01 N ЭЭ/34, D 21 Н 27/20 функциями и определение концентрации пигментов в смеси по калибровочным функциям пигментов и координатам цвета заданного образца итерационным методом. После измерения спектров отражения каждого пигмента смеси по ним дополнительно определяют интенсивность окрашивания каждого из них при различных концентрациях пигментов, дополнительно выбирают вид непрерывной функции по характеру зависимости интенсивности окрашивания ст концентрации и при нелинейной зависимости приближение спектральных характеристик производят по непрерывной функции вида: Я(С )= аЯ + аЯ (1-ехр(— ЬЯС )), где

Я(Ск) — отношение коэффициента светопоглощения к коэффициенту светорассеяния при длине волны А и концентрации пигмента Ск в составе покрытия бумаги; аЯ- отношение коэффициента светопоглощения к коэффициенту светорассеяния при длине волны А в составе покрытия бумаги без пигмента; аЯ вЂ” значение спектральных характеристик при полной укрывистости, ЬЯотношение тангенса угла наклона начального участка зависимости спектральных характеристик от концентрации к их величине при полной укрывистости. 1 ил, 7 табл. покрытия при окрашивании бумаги для обоев.

В способе, включающем подготовку образцов с различной концентрацией отдельных пигментов, измерение спектров отражения и вычисление по каждому полученному спектру координат цвета и спектральных характеристик пигментов в виде отношения коэффициентов светопоглощения и светорассеяния, 1679374 определение калибровочных функций цветных пигментов путем приближения спектральных характеристик непрерывными функциями и определение концентрации пигментов в смеси по калибровочным функциям пигмен- 5 тов и координатам цвета заданного образца итерационным методом, после измерения спектров отражения каждого пигмента смеси по ним дополнительно определяют ин-. тенсивность окрашивания каждого.из них 10 при различных концентрациях пигментов, дополнительно выбирают вид непрерывной функции по характеру зависимости интенсивности скрашивания от концентрации, и при нелинейной зависимости интенсивности 15 окрашивания приближение спектральных характеристик производят по непрерывной функции вида:

АЛ(С ) = ай+ а٠— ехр(— ЫС )1 =

= (1 — F4(c )pg(zR3C,))„; 20 где Ail(Cy) отношейие коэффициента светопоглощения к коэффициенту светорассеяния при длине волны il и концентрации пигмента Ск в составе покрытия бумаги;

М вЂ” спектр отражения выкраски с кон- 25 центрацией пигмента С, в составе покрытия бума ги;

aQ- отношение коэффициента светопоглрщения к коэффициенту светорассеяния при длине волны il в составе покрытия бумаги без пигмента;

ail- значение спектральных характеристик при полной укрывистости;

Ьо ; отношение тангенса угла наклона начального участка зависимости спектральных характеристик от концентрации к их величине при полной укрывистости, . В предлагаемом способе показатель интенсивности окрашивания используют при определении концентрации пигментов 40 в покрытии бумаги.

Приближение спектральных характеристик осуществляют непрерывными функциями путем аппроксимации по методу наименьших квадратов, Выбор наилучшей аппроксимирующей функции производят по виду зависимости интенсивности окрашивания от концентрации, с чем связано использование математического выражения.

Способ осуществляют следующим образом.

Для определения концентрации пигментов в смеси из трех независимых по цвету пигментов для получения заданного цвета образца бумаги с пигментированным 55 покрытием используют два вида. образцов: образцы, каждый из которых содержиттоль ко один цветной пигмент с определенным содержанием этого пигмента — калибровочные образцы, и эталонные образцы, каждый из которых покрыт смесью пигментов и используется для задания цвета изделий. Образцы готовят с известным фактическим содержанием пигментов. Эталонные образцы используются только для задания цвета, который нужно воспроизвести с помощью предлагаемого способа сочетанием имеющихся пигментов.

Кроющая суспензия для покрытия образцов бумаги состоит из следующих компонентов; каолина марки КН-80, казеината натрия, латекса синтетического марки СКС65 и цветных пигментов марки ВСО с содержанием сухого остатка пигментных паст по отношению к абсолютно сухому каолину в следующем соотношении, . : 0,2, 0,5, 1,0,3,0,5,0 и 10.

В качестве пигментов в примерах используют желтый светопрочный, ярко-красный 4Ж, зеленый и синий антрахиноновый, На чертеже приведена зависимость интенсивйости окрашивания от концентрации для применяемых цветных пигментов (зеленого — кривая 1, ярко-красного — кривая 2, синего антрахинового — кривая 3 и желтого — светопрочного — кривая 4).

В табл. 1 — 4 представлены спектры отражения выкрасок с применением следующих чистых цветных пигментов в соотношениях: табл. 1 — пигмент зеленый, табл, 2 — пигмент ярко-красный 4Ж, табл. 3 — пигмент синий антрахиноновый, табл. 4 - пигмент желтый светопрочный; в табл. 5 — спектр отражения образца бумаги с пигментированным покрытием без цветных пигментов; в табл. 6— координаты цвета применяемых эталонных образцов; в табл. 7 — сравнительные данные по примерам 1 и 2, Для сравнения результатов определения -концентрации пигментов в смеси покрытия образцов бумаги по предлагаемому и известному способам (примеры 1 и 2) в соответствии с фактическим содержанием пигментов используют три образца бумаги с пигментированным покрытием — эталоны, координаты цвета которых приведены в табл. 6, а фактическая концентрация пигментов в смеси покрытия образцов — эталонов - в табл. 7, графы 1-3.

Пример 1. Измеряют спектры.отражения калибровочных образцов, покрытых чистыми цветными пигментами в указанных соотношениях, и вычисляют. по каждому полученному спектру координаты цвета и спектральные характеристики. Интенсивность окрашивания каждого пигмента определяют по выражению:

1679374 по ! (0) = S(Я+ Ю+ Ь)ЕЛР(%) — Р(ГМ)1сЯ где )Q, Уй, Zil - функции сложения стандартного наблюдателя, МКО;

ЕА — относительная стандартная плотность излучения истбчника света;

R М, Rsk — спектры отражения калибровочных выкрасок с концентрацией цветного пигмента Ск и равной нулю соответственно.

Вид зависимости интенсивности окрашивания от концентрации для первых трех пигментов имеет линейный характер, s для желтого светопрочного — нелинейный. Для приближения спектральных характеристик цветных пигментов используют линейную зависимость, если интенсивность окрашивания цветного пигмента от концентрации изменяется аналогичным образом, т. е. линейно. В противном случае спектральные характеристики приближаются нелинейной функцией.

Для пигментов зеленого, ярко-красного

4Ж и синего антрахинонового, зависимость спектральных характеристик приближают линейной зависимостью

А М(Ск)-= Р(М) + Ы Ск, где а>- параметр функции, характеризующий градиент по концентрации отношения коэффициента светопоглощения к коэффициенту светорассеяния пигмента.

Для желтого светопрочного спектральные характеристики приближают нелинейной зависимостью, Для определения концентрации используют данные о координатах цвета образцов эталонов, приведенные в табл. 6. Результаты определения концентрации цветных пигментов итерационным методом. приведены в табл. 7, графы 4 — 6.

Пример 2, Измеряют спектры отражения калибровочных образцов, покрытых чистыми цветными пигментами, и вычисляют по каждому полученному спектру координаты цвета и спектральные характеристики. Спектральные характеристики приближают методом кусочно-линейной интерполяции. Данные о координатах цвета образцов эталонов приведены в табл.

6.

Результаты определения концентрации итерационным методом согласно известному способу приведены в табл. 7, графы 7-9.

Сравнительные данные, приведенные в табл. 7, позволяют провести сравнение результатов проведенных определений. Например, по ярко-красному 4Ж пигменту: графы 1, 4 и 7. Показатель в графе 4, полученный по. предлагаемому способу, ближе к показателю фактического содержания пигмента, чем

1.5

25 ных характеристик от концентрации.

Использование способа позволяет повы30 сить точность определения концентрации

45 по известному способу. Аналогичная картина и по всем остальным показателям, Анализ ошибок определения концентрации по данным табл.7 показывает, что средняя ошибка определения концентрации пигментов в покрытии бумаги согласно предлагаемому способу составляет 17,9, а по известному — 41,9 .

В каждом из представленных примеров использованы три образца эталонов.

В практических условиях для получения заданного цвета изделия (цвета обоев, окрашенной бумаги) используют один образец — эталон.

Определение показателя интенсивности окрашивания позволяет уменьшить ошибки измерения спектра отражения, которые возникают за счет неравномерности толщины окрашенного слоя на поверхности бумаги, так как показатель интенсивности окрашивания является менее чувствительным к ошибкам измерения, чем спектральные характеристики в виде отношения коэффициента светопоглощения и коэффициента светорассеяния. Использование показателя интенсивности окрашивания позволяет уточнить характер зависимости спектральпигментов в смеси для получения заданного цвета бумаги с пигментированным покрытием и повысить качество продукции за счет уменьшения разнооттеночности изделий из бумаги, При этом реализация способа обеспечивает экономию цветных пигментов в количестве 10 — 15 от их ежегодного потребления.

Формула изобретения

Способ определения состава цветного покрытия бумаги, включающий подготовку образцов с различной концентрацией отдельных пигментов, измерение спектров отражения и вычисление по каждому полученному спектру спектральных характеристик пигментов в виде отношения. коэффициентов светопоглощения и светорассеяния, определение калибровочных функций цветных пигментов путем приближения спектральных характеристик непрерывными функциями и определение концентрации пигментов в смеси по калибровочным функциям пигментов и координатам цвета заданного образца итерационным методом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения при окрашивании бумаги для обоев, после измерения спектров отражения каждого пигмента смеси по ним дополнительно определяют интенсивность окрашивания каждого из них при различных концентрациях пигмента, дополнительно выбирают вид

1679374 непрерывной функции похарактеруэависимости интенсивности окрашивания от концентрации и г1ри нелинейности интенсивности . окрашивания, приближение спектральных характеристик проиэводят по непрерывной функции вида

Я (Сн)- ай+ай (1-ехр(-ЬЫС )), где АЯ(Сн) — отношение коэффициента светопоглощения к коэффициенту свегорассеяния при длине волны Аи концентрации пигмента

Ск в составе покрытия бумаги; аа3; отношение коэффициента светопоглощения к коэффициенту светорассеяния при длине волны i(a составе покрытия бумаги беэ пигмента;

5 аЯ- значение спектральных характеристик при.полной укрывистости;

ЬЯ- отношение тангенса угла наклона начального участка зависимости спектраль10 х характеристик от концентрации к величине при полной укрывистости. их

Табенце 1

Концентрация ннг»»ента, Х

30,16

29,55

21k,М

28, 70

29,05

29,61

30» 35

31,61

33,98

37,05

39,70 .

41,65

43» 71

45,98

47,87 .

49,16

50,08

60,35

49,53

47,63

45,47

41»64

З8,40

35,63

32,63

29 ° 56

39,40

29,96

25»83

25,55

25,52

25»S1

25,38"

25,09

24»81

720

390.

420.

43О

580

53,09

52,93

52,93

53,97

54,88 55,82

57,07

58, 70

60,76

62,91

64,82

66 ° 51

68,29

7O,1З

71,65

72,81

73,85

74,72

74,70

73,94

72,66

70, 32, 68,19

66,11

63,71

61,25

59,90

58,65

57» 44

57,17

57,18

57 ° 19 . 57,04

56,70

56,34

40,40

39,78

39,25

39,32

39,72

40,26

41,05

42,34.

t 44,52

47,32

49,75

51,57

53,52

55,48

57,17

58,48

59,4 7

59,83

59. 18

57 ° 72

55,65

52,26

49 33

46,73

43,86 .. 40,80

39,40

38,22

39,98

36» 10

36,62

36»54

36,35

36,01

35,67

25, 87

25»07

24 ° 36

24,24

24,45

24,75

25,74

26, 19

28, Э!

З1,01

ЗЗ,З8

35,19

37;OS

39,02

40,69

4t,70

42, 16

42,99

42,09

40,07

37 ° 94

34,58

З1,73

29,29

24,74

24,21

28» 1О

21,98

20,97

20,71

20,66

20,59

20,46

20,26

20,05

18,04

17,41

16, 85

16,74

16,85

17,02

17,35

i8,o4

19»54

21,62

23,52

24,93

26,28

28,14

29,77

30,82

31,57

31,82

30,67

28,88

17,14

2li, 15

21,66

i9,68

17,75

15,88 22,99

14 ° 36

1З,60 IS43

13»44

1З,40

13,27

i3,OS

12,83 а 3

Плина волны

Г t

0,4

20,0

10,0

380

38,93

43,34

47,84

12,56

16, 44

20,23

23,42

25,33

28,05

32,30

36,89

39,24

38 ° 95

390

400

410

53,04 ,54,94

420

430

57,52

440

61,"64

64,92 .

450

66,54

460

470

66,88

66,63

65,71

63,27

37,03

480

34,63

32,32

490

500

510

-60, 36

56,08

26,46

20,54

16,29

12,30

10i30

8,683

У;641

520

50 ° 55

530

44 ° 92

38,31

540

550

560

32962

29 94

27,34

26,47

25,72

25913

25, 11

26,10

27,40

28,06

30 ° 14

30,02

28,88

28 00

27,83

28,40

28,85

5/0

7,319

7р 257

7,037

6,938

580

590

600

610

7,158

7,336

620

630

7 ° 710

8,014

8,093.

7,989

7,686

7,665

7 ° 817

8,046

8,260

640

650

660

670

680

690

700

:710

720

51,27

34,36

57,46

60,69

62,53

64,57

67,12

69,22

70,50

71,12

7.1, 85

72,08

71 72

71, 30

69,84

66,49

61,39 . 56,81

52,04

48,31

46, 74

45,50

44,56 43,94

44,00

45,57

49, 19

48,96

50,40

50,44

49,17

48, 17

48,04

48,81

49, 43

Концентрация

1,о J

44,97

49,44

53,83

57,73

59,74

62 10

65, 21

67,78

69,13

69,70

69,91

69,73

68,87

66,75

63,37

58,41

51,69

46,44

41,06

36,92

35,44

34,39

33,43

32,75

32,79

33,98

35,55

37,42

38,83

38,67

37,42

36,54

36, 19

36,32

36,35

1679374 пигмента, -Х.

23;65

29,40

34,99

-39,40

42,05

45> 14

49,57

54,08

56,32

56,37

55,20

53,19

49, 75

44,59

38,72

32,47

25967

21 42

17,81

15, 16

14 21

13,62

14,15

12,84

12> 85

13,29

14,09

14,97

15,58

15,57.

141 89

14,З8

14е 27

14,58

14>81

12

Таблиц

17,З8

22,75

22,98

32,27

34,65

37,64

42, 10

47,08

49,54

49,49

47,88

45,26

41,43 t

36 15

30,30

24,62

18, 70

15,31

12,66

10,78

109.11

9,775

9,447

9,239

9,309

9,603 10,18

10,78

11,14

- 11ý08

10,.59

10 24

10 22

10,59

10,89

1679374

Длина волны

3,0

5,0

Концентрация пигмента, ) 1,О

«О

Таблица 2

390

400

410

420

440

450

460

470

480

490

500

510

580

590

600

6/0

720 430

52,93

50 i 81.

48,92

48,58

48951

48 38

46,36

48,52

48,24

46,30

45,59

47,82

46,58

46,69

47,22

47,62

4/,4/

4/,25

53, 49

62,59

69,59

76,95

81, 90

84,37

85,44

86,07

86,57

86,88

8/,10

87,33

87,38

87,71

87,93

8, 85

8/, 77

51,58

49,38

47,38

46,65

46,45

46,44

46,29

46,27

45,64

44,39

43,40

42,91

42,21

42,05

42,39

42,68

42,43

41,87 48,25

65,70

65,70

76, 40

82, 11

84, 18

85, 7{)

86,44

86,95

87,30

87,56

87,82

88, 11

88,32

88,41

88,40

88,37

29,86

36,41

33,22

31,79

31,17

30, 70

30,30

30,05

29,29

27,96

27,00

26,64

26,01

25,74

25,89

26,00

25,58

25, 10

30,99

50,22

50,22

65,72

75,19

79,60

82,88

84,91

85,76

86,20

86, 67

87,05

87,33

87,71

87,96

8.7, 99

88,01

36,46

32,84

29,49

27,92

27,44

27,08

26,68

26,43

25, 66

24,31

23,20

22,60

21,83

21,45

21,50

21,54

21,11

20,60

25,91

44,85

44,85

61,50

72, 19

77,60

81,59

84,02

85,09

85,66

86,20

86,63

87,04

87,41

87,55

87,42

Е7,30

1679374 ица о,s

0,2

10,0

Длина волны, Концентрация пигмента, %

14

Табл

3,0 5,0

М

380

390

400

440

460

470

480

490

500

510

530

550

560

580

590

600

650

6/О

410

420

430

450

520

540

610

620

640

660

680

71Î

720

59,09

58,.15

57,51

58,35

58,70

58, 73

59, 76

61,03

62,60

64,/6

67,47

70,38

73,17

76,62

79,23

80,59

81,75

82,61

83,80

84,67

84,70

85,05

85,38

85,78

86,23

86,2/

86,47

86,66

86,74

86,87

87,0/

87,23

87,32

87 р36

87,36

52,70

5, /2

49,87

48,87

47,90

47,49

47,96

49,22

51,29

51! 32

59, 11

63,59

68,54

74,15

73,!0

80,04

81,66

82,2/

83,60

84,73

84,65

85,29

85,30

85,68

86,09

86i15

86,40

86,63

86, 77

86,96

87,19

87,25 87, 33

87,48

87,59

45, 16

42,60

40,21

39, 95

37,89

37,25

37,40

38,50

40,31

45,60

47,92

53,31

60,96

69, 75

76,07

79,22

81,39

82, 13

83,39

&4i60,84,84

85,03

85,26

85,72

86,23

86,17.

86,43

86,68

86,76

86,89

87,11

87,17

87,22

87,32

87938

35,59

33,33

31,2!

30,03

29,17

28, 71

28, 86

29, 74

31,32

33,69

37,30

43,37

53,51

65,72

74,43

78, 42

80,83

81,71

83,16

84,47

84,62

84,.91

85,20

85,53

85,87

85,91

86,29

86,55

86, 60

86,79

87,02

87,05

87,11

87,27

87,38

31,79

26,69

27,71

26,57

25,84

25,47

25,64

26,51

27,82

29,75

33,07

39э05

49,08

62,82

73,29

78,22

80,99

81,93

83,55

84,95

84,92

85,24

85,52

85,95

86, 54

86, 70

86,89

86,90

86,97

87i23

87,43 87, 51 87,5$

87,61

87,62

18, 80

17,09

15,47

14, 74

14, 34

14,16

14, 21

14,71 !

5,44

16,59

18,99

24,07

34,88

52! 37

67,09

74,57

78,21

79,63

81,21

82,66

83,21

83,52

83, 76

84, 13

84,72

85, 16

89,54

85,48

85,69

85,90

86, 1.4

86,37

86,49

86, 51

86,50

1679374

Таблица 5

Образец бумаги на

ЮЮ

62,49

64 ° 18

65,89

66,90 380

390

420

68 ° 16

430

460

470

480

490 500

520

81,40

15.

530

540

17

550

560

20 570

23

25

87,71

87,91

88,05

88,19

88,41

28

670

88,67

88, 64

32

88 ° 92

88,89

88,83

34

Еоэ44ициент, отравления, Х

69, 94

71, 92

73,57

74,56

75,09

75,88

77, 10

78,21

79995

82, 36

83,52

84,30.

84 ° 53

86, 40

86, 21

86,45

86,79

8%э 14

87,48 .

650 . 660

720

1679374

Таблицаб

Эталон

Коо инаты вета эталонных об аэ ов

Таблица 7 ствятелвяое содериаяие цвет- Расчетное содеряание цвет- Расчетное содеряание цвет пигментов в эталояак, Х яьи пнгнентов tto предла- еьи пигментов по иевестяоиу гаеному способу, 2 способу, Й

Цветные нигмеятьь

ВСО! 2 3 4 5 б 7 8 9

Ярко-яра сньй 4%

0,29

0,26

0 83 2 ° 28 2,56 О, 15

0,76

2э54

0,2

5,77 3,13 4,08

Оэ74 О ° 96 0 ° 23 0,74

0,37

1,05

0,16

0,34

0,1

Иощентрация

Редактор О. Хрипта

Корректор Т. Малец

Заказ 3209 -Тираж 3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

3,08

0,27. 46,21

46,67

38 53

Составитель

Техред М,Моргентал

39,88

51,84

40,25

1,37

0iZ7

27,25

29,54

41 65

3;80

0927