Файл: Ершов, А. П. Цвет и его применение в текстильной промышленности.pdf

сравнения 7. В интегрирующей сфере шарового фотометра 6 уста­ новлен стакан 11 для увеличения зеркальной составляющей отра­ женного потока и пластмассовый светопровод, заканчивающийся фотоумножителем ФЭУ-27. На фотоумножитель попеременно по­ падает отражение от сравниваемых образцов, предварительно прошедшее корректирующие и коррегирующие светофильтры. Ток фотоумножителя имеет прямоугольные импульсы, преобра­ зуемые электронной схемой в логарифмические. При равенстве сравниваемых образцов переменная составляющая равна нулю. При различии в цвете образцов переменная составляющая про­ порциональна разности логарифмов фототоков от сравниваемых образцов:

n = l g г’обр - lg г'втал = lg *этал .

lg^-э

и аналогично пх —ny = Algp.

Необходимость вычитания отпадает, если изменить освещен­ ность образцов сравнения до значения nY, равного нулю. Такое изменение достигается поворотом зачерненной сетки 4 при свето­ фильтре У. Тогда отсчет прибора при светофильтре X равен Alga, а при светофильтре Z равен Algp. Связь между ХПр и X системы МКО выражается равенством

2Г = 1 , 2 ^ - 0 , 4 Y -1-0,2Z.

Для определения цветоразличения откладывают на прямо­ угольной системе координат векторы Alga и Algp, тогда в нача­ ле координат расположится точка цвета эталона, и отклонение от нее точки пересечения векторов вверх укажет, что образец не­ сколько более синего цвета, чем эталон. Отклонение вниз укажет на желтизну, вправо — на красноватый, а влево — на зеленова­ тый оттенок по сравнению с эталоном. Если Algp откладывать

136

в масштабе, в пять раз большем, чем Alga, то получится равно­ контрастный график. Нанеся на этот график ступени цветоразличения, можно по ним непосредственно отсчитывать значе­ ние АЕ.

В настоящее время равноконтрастные графики широко ис­ пользуются для быстрого определения цветоразличения по коор­ динатам цветов сравниваемых образцов. Так, Американская цинамидная компания печатает сетку равноконтрастного графи­ ка Джадда на графике МКО. Нанеся на такой график точки цветности образцов, отсчитывают число порогов между ними по равноконтрастному графику. Английская фирма ICI наносит точки цветности на обычный цветовой график МКО и строит на точке цветности эталона эллипс Мак-Адама в единицах NBS. Значение цветоразличения находят экстраполяцией по положе­ нию точки образца на этом графике.

Связь между спектром отражения и концентрацией красите­ ля на волокне. Расчет количеств красителей, необходимых для воспроизведения цвета, основан на зависимости между световы­ ми свойствами окрашенного образца и концентрацией этих же красителей на волокне. Из световых свойств образца достаточно знать спектр отражения, полученный на обычном спектрофото­ метре.

Для вывода зависимости коэффициента спектрального отра­ жения от концентрации красителя на волокне используют закон Ламберта — Веера, выражающий зависимость коэффициента по­ глощения k раствора красителя и концентрации С от интенсив­ ности падающего / 0 и прошедшего раствор / световых потоков:

/= / oe~hcl, где / — путь светового потока в растворе. Пропускание ( I = ^ - = e - hcl) связано с концентрацией краси-

теля нелинейной зависимостью. Логарифм величины, обратной пропусканию, взятый с обратным знаком (оптическая плот­ ность D), связан с концентрацией красителя линейной зависи­ мостью:

£> = 1пА = 1п-~г = £ а .

Кроме того, оптическая плотность является аддитивной вели­ чиной для смеси красителей, не реагирующих друг с другом. Обозначив через D оптическую плотность раствора смеси краси­ телей, через D\, D2, D3, . . . — оптические плотности каждого из красителей при концентрациях в растворе Си С2, С3, . . ., а кон­ центрации тех же красителей в смеси — через Са, Сд, Св, . . ., можно написать:

Составим для разных длин волн столько уравнений (31), сколько красителей в растворе. Тогда оптическую плотность

137

раствора смеси красителей D замеряют непосредственно, дроби же Di/Cu D2/C2 можно определить по плотностям Du D2 раство­ ров отдельных красителей, концентрации Сь С2 которых извест­ ны. В системе уравнения (31) остаются неизвестными концент­ рации отдельных красителей в растворе Са, Св, которые легко определяются решением системы уравнений. Точность определе­ ния концентраций красителей зависит от выбора длин волн при составлении уравнений (31). Чем дальше друг от друга распо­ ложены эти длины волн в спектре и чем ближе они к максиму­ мам поглощений отдельных красителей, тем более точен расчет. При использовании рассмотренной зависимости для определения количеств красителей на волокне по данным спектрального отра­ жения нужно найти линейную зависимость функции R от кон­ центрации:

где а — коэффициент пропорциональности, R — отражение моно­ хроматического излучения.

Связь между отражением Rt. и концентрацией красителя на волокне нелинейна. В качестве примера на рис. 93 приведены кривые спектрального отражения для шерсти, окрашенной раз­ ными концентрациями красителя ксиленового фиолетового РИ, а на рис. 94 приведена зависимость R от С для монохроматиче­ ского излучения при длине волны 550 нм для того же образца. Кривая 1 указывает не только на отсутствие прямой пропорцио­ нальности, но и на большие ошибки при отсчетах величины отра­ жения при малых и больших концентрациях красителя. На том

138

же рисунке, но в ином масштабе приведена зависимость отраже­ ния от логарифма концентрации (кривая 2). И в этом случае за­ висимость далека от линейной. На рис. 95 приводится зависи­ мость обратной величины отражения от концентрации краси­ теля. Эта зависимость настоль­ ко близка к линейной, что мо­ жет быть использована для практических расчетов, и ее можно выразить в виде следу­ ющего уравнения:

но рассеивающего материала, освещаемого идеальным диффуз­ но рассеивающим источником. Для монохроматического излуче­ ния она имеет вид

^ - i + - § У ( - J —) + 2 (~зг)> (34)

где К и 5 — коэффициенты поглощения и рассеивания. Решив это уравнение в отношении величины К/S, получим:

В работах Нолана и Фута было показано, что коэффициент поглощения К пропорционален концентрации красителя на во­ локне С и не зависит от рассеивания 5. Для смеси красителей, а также для волокна оба эти коэффициента обладают аддитив­ ными свойствами:

П

ZKi о - / ? ) 2

п2R

ЯSi

Р а с с е и в а н и е и з л у ч е н и я к р а с и т е л е м н а в о л о к н е Sk м а л о п о

с р а в н е н и ю с р а с с е и в а н и е м в о л о к н о м S 0, и и м м о ж н о п р е н е б р е ч ь .

139