CC BY
10
___________________________________Український державний лісотехнічний університет
УДК667.663.26+577.4 Інж. О.В. Яріш*- УкрДЛТУ
ПРОГНОЗУВАННЯ ДЕКОРАТИВНИХ І ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗАБАРВЛЕНИХ ЛАКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ УФ-ТВЕРДІННЯ, ВИХОДЯЧИ З СПЕКТРАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ОКРЕМО ВЗЯТИХ ПІГМЕНТІВ
Виходячи зі спектрів пропускання пігментів у видимій та УФ-областях прогнозовано колір і технологічні властивості забарвлених композицій УФ-твердіння на основі поліефі-рного лаку та суміші високодисперсних пігментів.
Eng. О. V. Yarish - USUFWT
Prediction of decorative and technological properties UV cured pigmented compounds from spectral properties of separate pigments
Decorative and technological properties of UV curable pigmented compounds composed from high-dispersed pigments and polyester varnish are predicted from spectral properties of individual pigments.
Колір меблів значною мірою визначається декоративно-художніми властивостями матеріалів, які використовуються для їх виготовлення та опорядження. Особливу увагу привертають кольорові захисно-декоративні покриття (Пк) УФ-твердіння, які дають можливість застосувати низькосортні породи деревини чи синтетичний шпон, і при цьому покращити естетичні характеристики та якість продукції. Розширення існуючої гами кольорів можливе через використання бінарних сумішей барвників, осаджених на поверхні кремнезему [2]. Підбір пар барвників для використання їх в композиціях фотополімеризаційного типу є багатоваріантною задачею, яка має декілька ступенів вільності. Підбирали такі композиції, які забезпечували:
• достатньо низьке поглинання в УФ-області при робочих концентраціях;
• утворення естетично привабливої гами кольорів за умови відсутності хімічної взаємодії пігментів між собою та з плівкоутворювачем. Вирішення такої задачі методом експериментального компонування сумішей є ресурсовитратним. Тому пропонується методика теоретичного прогнозування декоративних та технологічних властивостей сумішей, виходячи з властивостей їх парціальних компонентів. Процес прогнозування складався з двох етапів. На першому з них, виходячи з спектрів оптичного поглинання у видимій області, синтезувався колір сумішей. На другому етапі оцінювалося пропускання відібраних сумішей в УФ-області спектра електромагнітного випромінювання. Водночас, виходячи з проведених раніше експериментів з УФ-твердіння лакових композицій на основі пігментів з чистими кольорами, критерієм формування Пк з із задовільною технологічною твердістю є поглинання, яке не перевищує 20 % у межах 360-380 нм при заданій концентрації [3].
Колір, видимий оком, можна представити у вигляді суміші 3 основних кольорів. Однією зі стандартних можливих комбінацій є така: червоний (R), зелений (G) та голубий (В) кольори. Для представлення кольору, який відповідає спектру оптичного поглинання, використовувалась методика МОК. Згідно з цією методикою, визначаються три стандартні основні кольори. - X,Y, Z. Кожному з цих ко-
наук. керівник - доц. Л.А.Яремчук, к.т.н.
38
Розробка сучасних технологій деревообробки
Науковий вісник, 2001, вип. 11.2
льорів поставлені у відповідність функції X,Y,Z. Функція Y характеризує чутливість ока до яскравості, дві інші функції не відповідають ніяким чуттєвим атрибутам. X, Y, Z представляють ваговий внесок відповідних кольороузгоджувальних функцій, потрібних для апроксимації заданого спектра. Щоб знайти колір, який відповідає розподілу потужності Р у спектрі, кількість основних кольорів задається інтегралами [4,5]:
X = к|Р(А,) хсіа.
Y=kjpa)yd, (і)
Z = k|P(A,) zd*
Концентрація барвника у композиції Співвід- ношення чистих кольорів Вихідні чисті кольори R G В Синтезований колір
1 % 1:1 SP1+SP4 84 14 12 Коричневий
Sp6+Spl0 112 64 5 Темно -коричневий
Spl+Sp6 94 47 16 Темно -коричневий
1.5% 1:2 Spl+Sp4 140 27 11 Т емно-оранжевий
Sp6+Sp7 74 90 82 Сірий
Sp6+Spl0 158 84 7 Червоно-коричневий
Sp2+Sp6 122 105 29 Коричнево-оливковий
2:1 Spl+Sp4 113 17 24 Т емно-червоний
Sp6+Spl0 177 110 8 Коричневий
2% 1:1 Spl+Sp4 168 29 23 Червоно-оранжевий
Sp6+Sp7 140 135 86 Т ємно-оливковий
Sp6+Spl0 224 129 10 Світло-коричневий
Sp2+Sp6 113 120 52 Світло-оливковий
Sp4+Sp6 242 115 4 Оранжевий
1:3 Sp6+Sp7 79 112 122 Сіро-голубий
Sp6+Spl0 205 103 9 Коричневий
Spl+Sp6 224 138 22 Коричнево-жовтий
Spl+Sp6 44 97 114 Г олубо-синій
3:1 Sp6+Spl0 242 155 11 Світло-коричневий
Spl+Sp6 150 51 41 Вишнево-коричневий
Sp6+Sp7 200 158 49 Жовто-коричневий
Sp2+Sp6 38 90 72 Зелено-синій
Примітка: Spl - червоно-фіолетовий; Sp2 - голубий; Sp3 - голубо-синій; Sp4 - яскраво-оранжевий; Sp6 - жовтий; Sp7 - яскраво-синій; SplO - коричневий
Щоб трансформувати X, Y, Z в RGB, потрібно здійснити матричне перетворення:
[ R ][ 3. 240479 -1. 537150-0. 498535 ] [X]
[ G ] =[ - 0. 969256 1. 875992 0. 041556 ] *[Y] (2)
[ В ][ 0. 055648 - 0. 204043 1. 057311 ] [Z].
Колір сумішей пігментів можна отримати, виходячи з спектрів вихідних компонентів, та враховуючи два постулати.
При малих концентраціях пігментів оптичне поглинання є пропорційне до концентрації (закон Бера) [6,7].
При відсутності хімічної взаємодії між компонентами сумарний спектр суміші є сумою парціальних спектрів.
Раціональне використання деревних ресурсів і еколого-технічні проблеми в деревообробці
39
Український державний лісотехнічний університет
Розрахунки проводили за допомогою табличного процесора Microsoft Excel. Для кожної пари пігментів процентне відношення варіювалося в межах від 1:1, 1:2, 1:3 так, щоб сумарна концентрація не перевищувала 2. 0 % (табл. 1).
Виходячи з отриманих RGB, на каліброваному струменевому принтері "Hewlett Packard DeskJet 690С" роздруковувався зразок кольору. Отримані зразки оцінювалися з декоративно-художньої точки зору.
Для оцінки поглинання в УФ-області спектра проводилось додавання спектрів барвників, осаджених на поверхні кремнезему, в області активності фотоіні-ціатора (360-380нм). Якщо інтенсивність поглинання перевищувала граничну межу, експериментально отриману для композицій на основі чистих пігментів, то отримана пара відбраковувалась. За допомогою автоматичного спектрографа "SPECORD " були отримані спектри поглинання сумішей барвників у УФ-області спектра.
Пк на склі сформовано за допомогою лампи ДРТ-1000 шляхом фотополімеризації забарвлених лакових композицій на основі сумішей пігментів.
Співставлення теоретичних (роздрукованих) та експериментальних (стверджених) зразків Пк відбувалося візуально.
В результаті проведених співставлень можна стверджувати, що прогнозування кольору суміші на основі спектральних характеристик окремих пігментів дозволяє відібрати композиції із прийнятним в естетичному відношенні забарвленням. Візуальне порівняння прогнозованих та реально отриманих кольорів показало високу достовірність запропонованого методу.
Література
1. Dvorchak Michael J. UV Curing of pigmented high-build wood coatings based on non-air-inhibited unsaturated polyesters// Journal of coatings technology. - March 1995. - Vol. 67, № 842. - P. 49-54.
2. Шимчук T.B., Кріп I.M., Яремчук Л.А. Високодисперсні пігменти на основі піроген-ного кремнезему для забарвлення меблевих лаків та емалей. Науковий вісник: Проблеми деревообробки на рубежі XXI століття: Наука, освіта, технології. - Львів: Престиж Інформ. - 1999. - Вил. 9.5. -С. 203-206.
3. Яріш О.В. Прогнозування технологічних параметрів кольорових лакових композицій УФ-твердіння на основі спектральних характеристик барвників// Матеріали 50-ої науково-технічної конференції викладачів, аспірантів та співробітників факультету технології деревообробки "Проблеми та перспективи розвитку технології деревообробки" 3-6 березня 1998 року. - Львів, 1998. -С. 40.
4. СІЕ 1971, International Commission on Illumination. Colorimetry: Official Recommendations of the International Commission on Illumination. Publication СГЕ No. 15 (E-l. 3. 1) 1971, Bureau Central de la CIE, Paris, 1971.
5. Андрющенко E.A. Светостойкость лакокрасочных покрытий. -М.:Химия, 1968. -
188 с.
6. Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики/ Отв. ред. В.К. Тартаковский. - К.: Наук, думка, 1989. - С. 446Л48.
7. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Оптика. - М.: Наука, 1985. - 752 с.
УДК 612. 912 Інж. Я.П. Іванчак; доц. А.Г. Михайлова* кий, к.т.н. - УкрДЛТУ
ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ СТАТИСТИКИ ДЛЯ ПОДВІЙНОГО ПРИЙМАЛЬНОГО КОНТРОЛЮ
ЯКОСТІ
Розглядається застосування методу групування для статистичного подвійного приймального контролю.
40
Розробка сучасних технологій деревообробки
