Способ определения состава цветного покрытия бумаги
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
