Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Цветовые и оптические характеристики красителей, пигментов и окрашенных ими материалов и методы расчета рецептур крашения
1.1. Цветовые и спектральные характеристики окрашенных материалов 9
1.2. Закономерности оптики поглощающих светорассеивающих сред 13
1.3. Оптические свойства красителей и окрашенных ими материалов 20
1.4. Оптические свойства пигментов и пигментированных полимерно-пленочных материалов 26
1.5. Инструментальные методы воспроизведения цвета и расчета рецептур крашения на ЭВМ 39
Выводы к главе I 54
Глава 2. Цветовые и оптические характеристики натуральных кож, окрашенных кислотными красителями с дубящими свойствами
2.1. Влияние на цветовые характеристики топографии кожи, метода определения цвета и распределения красителя по толщине 57
2.2. Оптические свойства кожевой ткани меха, окрашенной кислотными красителями с дубящими свойствами 65
Выводам главе 2 81
Глава 3. Закономерности оптики пигментированных полимерно-пленочных материалов
3.1. Учет поверхностных эффектов в виде граничных условий исходной системы дифференциальных уравнений для пигментированных слоев 83
3.2. Аналитические зависимости оптических свойств неокрашенных и окрашенных пигментами полимерно-пленочных материалов от измеряемых коэффициентов отражения и пропускания и толщины слоя 90
3.3. Воспроизведение цветовых и спектральных характеристик окрашенных пигментами полимерно-пленочных материалов с различным учетом поверхностных эффектов 94
3.4. Зависимость цветовых характеристик чистых цветных пигментов от их оптических свойств 104
Выгоды к главе 3 116
Глава 4. Математическое моделирование воспроизведения цвета и расчета рецептур крашения
4.1. Способ корректировки рецептуры в системе CIELAB 1976г 119
4.2. Расчет рецептур крашения кожевой ткани меха шубной овчины смесями кислотных красителей с дубящими свойствами 122
4.3. Моделирование воспроизведения цвета смесями пигментов при крашении полимерно-пленочных материалов оптически конечной толщины 131
4.4. Расчет рецептур крашения полимерно-пленочных материалов оптически бесконечной толщины смесями пигментов 139
Выводы к главе 4 149
Общие выводы по работе 152
Литература 156
Приложения
Приложение I 168
Приложение 2 171
Приложение 3 174
Приложение 4 177
- Цветовые и спектральные характеристики окрашенных материалов
- Влияние на цветовые характеристики топографии кожи, метода определения цвета и распределения красителя по толщине
- Учет поверхностных эффектов в виде граничных условий исходной системы дифференциальных уравнений для пигментированных слоев
- Способ корректировки рецептуры в системе CIELAB 1976г
Цветовые и спектральные характеристики окрашенных материалов
При описании и исследовании цвета красящих веществ и окрашенных материалов используются понятия цветовых и спектральных характеристик.
Спектральные характеристики - зависящие от длины волны объективные физические величины, определяемые, либо непосредственным измерением, либо расчетным путем в рамках применяемой для описания процесса модели. Под измеряемыми спектральными характеристиками понимают, например, коэффициенты отражения/? и пропускания С , оптическую плотность )=&/, выход люминесценции Т . Расчетным путем определяются спектральные оптические свойства, например, коэффициенты поглощения и рассеяния, комплексный показатель преломления.
Оптические свойства характеризуют среду и могут быть определены с точностью, не превышающей точности физической модели, которая описывает взаимодействие света с окрашенным веществом. В общем случае, на точность определения оптических свойств влияет также погрешность приготовления образца и погрешность измерения.
Цветовые характеристики - не зависящие от длины волны интегральные, объективные, но не физические величины, которые определяются расчетным путем по известным спектральным характеристикам. Цвет является результатом действия 3-х параметров:
- спектрального распределения излучения источника освещения;
- спектральной чувствительности глаза человека;
- спектрального распределения отраженного (или пропущенного) света наблюдаемым образцом.
Влияние на цветовые характеристики топографии кожи, метода определения цвета и распределения красителя по толщине
В настоящее время контроль цвета окрашенных кож и меха осуществляется визуально - путем сравнения с цветом утвержденного эталона. Применение инструментальных методов оценки цвета этих материалов /55, 56, ИЗ, 114/ показало их ограниченность. Это связано со следующими причинами:
1. Цвет значительно меняется в зависимости от длины и направления ворса, проявляется т.н. "пишущий эффект" /115/.
2. При окрашивании велюра характерен также эффект "рамки", при котором периферийные участки шкуры окрашиваются в более темный цвет, хребтовая часть - в более светлый с дальнейшим осветлением окраски при переходе к огузку /56/.
3. Распределение красителя по поверхности кожи неравномер- но в связи с большой неоднородностью кожевой ткани.
Проявление эффекта рамки и неравномерности распределения концентрации красителя по топографии кожи объясняется несколькими причинами:
- различная плотность топографических участков шкуры;
- неравномерная адсорбция жирующих веществ;
- условия крашения - механические воздействия, значение Ж, температура процесса и, особенно, РН красильного раствора;
- как следствие - неравномерная сорбция красителя в коже.
Рассмотрим более подробно разнооттеночность кожевой ткани шубной овчины, обработанной под велюр.
Группой авторов под руководством Л.И. Беленького во ВЗИТЛП было проведено одно из первых исследований по применению инструментальных методов контроля цвета в производстве кожи и меха. Эти исследования позволили сделать важные выводы ДІЗ/.
Во-первых, цветовой охват стандартных образцов сильно ограничен и вытянут в направлении сине-желтых цветов ассортимента красителей для кожи и меха. Во-вторых, эффективная оценка разно-оттеночности получается при использовании прибора ЭКЦ-I, данные хорошо коррелируют с оценками наблюдателей и полученные значения разнооттеночность не превышают порога чувствительности человеческого глаза. В-третьих, сравнение цветовых характеристик готовой продукции показало, что объективные колориметрические измерения оказались надежным средством контроля готовой продукции.
Оценки разнооттеночность окрашенной отделанной кожи, полученные при разных условиях освещения (естественном и искусственном освещении сортировочных столов) в основном не согласуются друг с другом. Формула цветовых различий ВНЙСИ /116/ практически пригодна для однозначной оценки малых цветовых различий окрашенной кожи.
Исследование оценки малых цветовых различий пушно-меховых шкурок /IIV показало, что воспроизводим ость измерений зависит от положения остевого волоса относительно пуховых.
Использованием метода ранговой корреляции установлена периодичность инструментальных оценок цвета для определения интенсивности окраски ножевой ткани шубной овчины /117/.
Учет поверхностных эффектов в виде граничных условий исходной системы дифференциальных уравнений для пигментированных слоев
Одним из допущений теории мутных сред является равенство показателей преломления внешней и окрашиваемой среды. В реальном случае крашения пигментами полимерно-пленочного материала это равенство не соблюдается. Поэтому на границе раздела 2-х сред возникают оптические поверхностные эффекты - внешнее и полное внутреннее отражение - не учитываемые в конечных зависимостях теории.
Рассмотрим процесс прохождения светового потока через пигментированную среду в рамках 2-х потоковой модели с учетом поверхностных эффектов на границе раздела двух сред с различными показателями преломления.
Способ корректировки рецептуры в системе CIELAB 1976г
При задании или получении расчетным путем первоначальной рецептуры необходимо добиться наилучшего цветового соответствия воспроизведения и заданного цветового эталона. Для этого обычно применяют алгоритм Е, Аллена Д0І, 102/, Применение корректирующей матрицы предполагает наличие линейной связи между изменением координат цвета образца и изменением концентрации красящих компонентов. Для 3-х компонентной смеси задача подгонки смеси рассмотрена в матричной форме в 1.5. Для 4-х компонентной смеси Е. Аллен Л02/ также приводит решение задачи подгонки цвета в матричной форме. Однако при количестве 4-8 компонентов (для пигментированных систем вполне реально) в смеси можно корректировать концентрации только по трем компонентам.
Корректировка рецептуры в пространстве XYZ Не является достаточно точной в силу неравноконстрастности этого пространства. Применительно к равноконтрастному пространству U 1/\Х/ из тех же предположений была приведена матричная форма процесса корректировки в /112./,
Если предположение об линейной связи изменения концентраций компонентов смеси и цветовых характеристик применить в пространстве L а о 1976 г., то можно корректировать рецептуру по светлоте, по насыщенности, по цветовому тону отдельно или в совокупности. В таком случае скорректированные концентрации могут дать более точное цветовое соответствие.
