close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

mu koloristika 2015

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»
ЦВЕТОВЕДЕНИЕ И КОЛОРИСТИКА
В КОЖЕВЕННОЙ И МЕХОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине
«Цветоведение и колористика в кожевенной и меховой промышленности»
для студентов направления 262000.62 – Технология изделий легкой
промышленности, профиль – Технология кожи и меха
Составители:
П. А. Павлов
Т. Н. Анисимова
Санкт-Петербург
2015
УТВЕРЖДЕНО
на заседании кафедры
ТКМОП
13.10.2014 г.
протокол № 2
РЕЦЕНЗЕНТ
А. В. Просвирницын
Оригинал-макет подготовлен составителями и издан в авторской редакции
Подписано в печать 27.04.2015 г.
Усл. печ. л. 0,9. Формат 6084 1/16. Тираж 100 экз. Заказ 302 /15.
Электронный адрес: http:/publish@sutd.ru
Отпечатано в типографии ФГБОУ ВПО «СПГУТД»
191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ БЕЛИЗНЫ
ПУШНО-МЕХОВОГО ПОЛУФАБРИКАТА
Общие сведения
Белизна − комплексное свойство визуального ощущения, характеризующее степень приближения предмета к белому по силе его повышенной
яркости, высокой рассеивающей способности и минимальному цветовому
оттенку
Определение степени белизны волосяного покрова необходимо для
контроля качества подготовки пушно-мехового полуфабриката перед
кислотным крашением. Необходимость знать степень белизны субстрата
позволяет более точно рассчитать рецептуру состава смеси красителей перед
при крашении под цвет заданного эталона Определение степени белизны
производится с помощью спектрофотометра или лейкометра.
Оборудование, приборы, посуда, материалы
Лейкометр, образцы меха.
Цель работы – овладеть методикой определения степени белизны
пушно-мехового полуфабриката, эталоны.
Порядок выполнения работы
Метод основан на измерении в синей области спектра при эффективной
длине волны 457 нм коэффициента диффузного отражения поверхности
светонепроницаемой стопы образцов по отношению к коэффициенту
отражения абсолютного рассеивателя, принимаемого за 100 %. Коэффициент
диффузного отражения в синей области спектра, или белизна, − собственный
коэффициент диффузного отражения, определяемый при эффективной длине
волны 457 нм на приборе (ГОСТ 30116-94). Приборы и материалы: для
измерения белизны используют лейкометр, две рабочие поверочные пластины,
эталон белизны.
Устройство и принцип работы лейкометра
Лейкометр является прибором для измерения белизны, при помощи
которого определяют коэффициент отражения материалов, приближающихся
по цвету к белому. Благодаря использованию в данном приборе шара
Ульбрихта действие теней на поверхности незначительно.
Настройка прибора Включить шнур от стабилизатора в сеть, тумблер
стабилизатора поставить в правое положение. Вращением ручки проекцию
нити электрометра, видимую на экране затемненной смотровой ниши,
3
совместить точно с серединой двойного пунктирного штриха. Затем включить
прибор тумблером и вращением потенциометрической ручки снова установить
изображение нити между двойным штрихом. Отжав вниз кожух
прободержателя, вывести его на себя и положить на верхнюю площадку
выбранную поверочную пластину, белизна которой в синем свете наиболее
близка к белизне образца меха. Прободержатель возвратить в исходное
положение, при этом поверочная пластина закроет собой отверстие 14 в шаре
Ульбрихта. Переключают светофильтр на синюю черту (отверстие в головке
барабана переключателя находится с левой стороны) и, сняв
предохранительный кожух с измерительного барабана 9, устанавливают на
нем показатель белизны, соответствующий паспорту поверочной пластины.
Вертикальные штрихи на барабане обозначают десятки, горизонтальные −
единицы и десятые доли процента. После этого открывают световую заслонку
(она расположена с левой стороны прибора на кожухе лампы накаливания),
нажимают на кнопку выключателя и вращением рифленой головки в ту или
иную сторону совмещают проекцию нити электрометра с центром двойного
штриха. На этом настройка прибора закончена.
Проведение испытания
Вместо поверочной пластины устанавливают испытуемый образец меха,
кнопку выключателя вдавливают в корпус и, вращая измерительный барабан,
добиваются совмещения проекции нити электрометра с центром двойного
штриха. Затем списывают показания белизны с измерительного барабана.
Белизну выражают в процентах. За результат испытаний принимают среднее
арифметическое белизны пяти образцов, округленное до первого десятичного
знака. Если белизна превышает 100 %, то при этом на измерительной шкале
лейкометра устанавливают значение n на 10–20 % ниже действительного
значения белизны рабочего эталона.
Измеренное значение белизны умножают на коэффициент K, равный:
K
Wпл
,
n
где Wпл – действительное значение белизны рабочего эталона, %;
n − значение белизны, установленное на измерительной шкале прибора
при настройке, %.
Белизну выражают в процентах. В качестве результата испытания
принимают среднее арифметическое значение десяти измерений белизны.
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
РАСТВОРОВ КРАСИТЕЛЕЙ, РАСЧЕТ ЦВЕТОВЫХ КООРДИНАТ И
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТОВЫХ РАЗЛИЧИЙ
Общие сведения
Координаты цвета, а также координаты цветности находятся расчетным
путем на основе спектрофотометрических характеристик цветных тел или с
помощью цветоизмерительных приборов.
Международная колориметрическая система базируется на первом
законе оптического смешения цветов, согласно которому любой цвет может
быть выражен через три линейно независимых цвета. Координаты цвета количества трех линейно независимых цветов, оптическое смешение которых
обеспечивает получение данного цвета. Резолюцией МКО в качестве трех
линейно независимых цветов приняты следующие монохроматические
излучения: красный R (1=700 нм), зеленый G (1=546.1 нм), синий В (1=435.8
нм). Цвета этих излучений носят название основных цветов. Каждое принятое
монохроматическое излучение имеет определенную мощность в единицах
световой энергии. Мощность излучения R составляет 1 лм (люмен), излучение
G-4.6 лм, излучение В-0.06 лм. Излучения R, G, В указанной мощности
называются единичными цветами или единичными стимулами. При
оптическом смешении этих излучений в таких количествах получается белый
цвет. Таким образом, координаты цвета в системе RGB это такие количества
единичных цветов, при оптическом смешении которых получается цвет,
тождественный в визуальном отношении данному. Сумма координат цвета
называется модулем, а отношение координат цвета к модулю координатами
цветности, или трехцветными коэффициентами.
Оборудование, приборы, посуда, материалы
Фотоколориметр, красители, стеклянные колбы, пипетки, магнитная
мешалка.
Цель работы – получить практические
спектральных характеристик растворов красителей.
навыки
определения
Порядок выполнения работы
Спектральные характеристики окрашенных растворов определяются с
помощью спектрофотометра или фотоколориметра. Для построении спектральной кривой определяются коэффициенты пропускания в видимой части
спектра при длине волн в интервале от 360 до 760 нм. Пример построения
5
спектральных кривых приведён на рис. 1.
1,2
Коэффициент пропускания, %
1
0,8
0,6
0,4
Жёлтый
Красный
Синий
0,2
0
360
410
460
510
560
610
660
710
760
Длина волны, нм
Рис. 1. Спектральные кривые растворов красителей
На основании данных о коэффициентах пропускания рассчитывалась
удельные коэффициенты поглощения eλ, определяемые из уравнения объединённого закона Бугера – Ламберта - Бера:
D  log( 1 )  e  c  l ,
(1)
T
где D – оптическая плотность;
Tλ - коэффициент пропускания при длине волны λ, %;
с – концентрация красителя;
l – длина пути луча в кювете.
При этом концентрация растворов красителей должна выбираться таким
образом, чтобы зависимость изменения оптической плотности от концентрации носила линейных характер.
Расчёт координат цвета X, Y, Z осуществляется при использовании весовых коэффициентов для источника излучения С и 2 о наблюдателя МКО, кото6
рые приведены в таблице, а также с помощью зональной системы цветовых
координат.
Таблица. Весовые коэффициенты функции сложения цветов для источника излучения С и 2о наблюдателя МКО
Длина волны, λ
360
380
400
420
440
460
480
500
520
540
560
580
600
620
640
660
680
700
720
740
760
Eλxλ
0
0,066
-0,16
2,373
8,595
6,939
2,045
-0,22
0,881
5,406
11,84
17,17
18,38
14,35
7,148
2,484
0,6
0,136
0,031
0,006
0,002
Eλyλ
0
0
0,001
0,044
0,491
1,308
3,062
6,596
12,925
18,65
20,143
16,095
10,537
6,211
2,743
0,911
0,218
0,049
0,011
0,002
0,001
Eλzλ
0
0,311
-0,777
11,296
42,561
39,899
18,451
4,728
1,341
0,319
0,059
0,028
0,013
0,002
0
0
0
0
0
0
0
Координаты цвета X, Y и Z с помощью весовых коэффициентов определяются соответственно как:
X  360 Ex  T / 100 ,
(2)
Y  360 Ey  T / 100 ,
(3)
760
760
Z  360 Ez  T / 100 ,
760
(4)
где Exλ Eyλ Ezλ - весовые коэффициенты функции сложения цветов при длине
волны λ для источника излучения С и 2о наблюдателя МКО;
Tλ – спектральный коэффициент пропускания, %.
Перевод полученных значений в равноконтрастную систему CIE-Lab
(см. рис. 1) осуществляется следующим образом:
7
L  116  (Y )
a  500  ( X
b  200  (Y
1
3
1
3
1
3
 16,
Y
1
3
),
1
 Z 3 ).
(5)
(6)
(7)
Цветовое различие ΔE CIE Lab определяется по формуле:
E  L2  a 2  b 2 ,
(8)
где ΔL – изменение яркости;
Δa – изменение баланса между зеленым и красным;
Δb – изменение баланса между синим и желтым.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3
КРАШЕНИЕ МЕХА КИСЛОТНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ
В ВОДНОЙ СРЕДЕ
Общие сведения
Многочисленный класс кислотных красителей включает органические
соединения с различной химической структурой. Как правило, они содержат
одну или несколько сульфогрупп, придающих им растворимость в воде. Кислотные красители диссоциируют на ионы с образованием окрашенных анионов (КрSO ).Особенностью кислотного крашения является то, что оно проводится в кислой среде, когда белок, а следовательно и волокно имеют избыточный положительный заряд. В этих условиях анионы красителя, проникая в волокно, вступают во взаимодействие с положительно заряженными аминогруппами белка, вытесняя связанные с ними анионы кислоты (SO, Cl).
Процесс крашения представляет собой адсорбцию волокном красителя
из раствора. Крашение включает следующие стадии:
– диффузию красителя из раствора к поверхности волокнистого материала (внешняя диффузия);
– адсорбцию красителя на поверхности волокна;
– диффузию красителя с поверхности внутрь волокна (внутренняя диффузия);
– фиксацию красителя на волокне.
В результате взаимодействия между волокном и красителем молекулы
последнего переходят на поверхность волокна из водной фазы находящейся в
непосредственной близости к волокну, а на их место приходят новые молекулы красителя из раствора, омывающего волокно. Таким образом, краситель
8
постепенно выбирается из раствора и накапливается на поверхности волокна.
Эта стадия первоначального распределения красителя между поверхностью
волокна и раствором протекает мгновенно.
В отличие от диффузии красителя из раствора к поверхности волокна
диффузия внутри волокна должна быть намного медленнее вследствие больших механических препятствий, оказываемых пространственной решеткой
молекул волокна, а также из-за химического взаимодействия между красителем и волокном.
Оборудование, приборы, посуда, материалы
Перемешивающее устройство ЛАБ-ПУ-1, весы технические, колбы
конические объемом 500 мл, кислотные красители Alizarine, образцы меха,
пробирки мерные, пипетки, шкаф сушильный.
Цель работы – получить практические навыки крашения меха в водной
среде.
Порядок выполнения работы
Образцы меха массой 10–15 г каждый взвешивают на технических весах
и помещают в конические колбы. Обработка производится на
перемешивающем устройстве ЛАБ-ПУ-1 по технологии приведенной ниже.
Додубливание осуществляется по следующей технологии:
– хлорид натрия – 40 г/л;
– тетрапол SAF – 0,5 г/л через 30 мин после намокания;
– муравьиная кислота – 2 мл/л;
– через 30 мин, контроль рН (не более 3,6);
– хромовый экстракт (основность 40 %) – 12 г/л;
– в два приема, в сухом виде;
– температура – 32 С;
– ЖК = 25;
– продолжительность – 3–6 ч.
Важную роль в подготовке шкурок к кислотному крашению играет
нейтрализация (уморение). Главная цель нейтрализации – уменьшение кислотности полуфабриката и создание условий для диффузии красителей внутрь
волокна на начальной стадии крашения. Для уморения используют смесь аммиака и поваренной соли с добавлением неионогенных ПАВ, и в случае необходимости, карбонат кальция. Такая обработка способствует очистке волоса от
жира и повышает его восприимчивость к красителям. Особенно важна нейтрализация при подготовке к крашению многокомпонентными системами. Отдельные красители, входящие в состав композиции, обладают разным сродством к волосяному покрову и разной степенью агрегирования в растворах,
9
поэтому их способность поглощать волосом, имеющим неоднородную структуру, различна. Результатом может явиться разнотон окраски остевого и пухового волоса. Щелочная нейтрализация делает структуру волоса более открытой и доступной, а потому равномерность окраски разных типов волос улучшается.
Уморение проводится по следующей рецептуре:
– поваренная соль – 20 г/л;
– аммиак – 5 г/л;
– ПАВ – 1 г/л;
– температура – 35 С;
– продолжительность – 1,5 ч.
После уморения проводится промывка, для удаления следов аммиака,
продолжительностью 30 мин.
Технология крашения пушно-мехового полуфабриката
Крашение проводится по следующей рецептуре:
– кислотный краситель – 1 г/л;
– Level P – 0,7 мл/л;
– Penetrator M – 0,7 мл/л;
– муравьиная кислота – 3 г/л;
– температура – 62–65 С;
– ЖК = 25;
– продолжительность крашения 1 ч 45 мин.
Процесс крашения происходит следующим образом: навеску красителя
растворяют в небольшом объеме воды, нагретой до температуры 80 С, и тщательно перемешивают до полного растворения. В емкость для крашения с теплой водой (62–65 С) добавляют выравниватели и загружают меховой полуфабрикат. Через 15 мин вводят раствор красителя и спустя 30 мин муравьиную
кислоту в два приема, с интервалом 30 мин.
После окончания обработки образец под тягой отжимают и помещают в
сушильный шкаф, где высушивают при температуре 50–60 oC.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ ЦВЕТОВОГО ОХВАТА ПРИ КРАШЕНИИ
ТРИАДНОЙ СМЕСЬЮ КИСЛОТНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ
Общие сведения
Для определения всей номенклатуры цветов, доступных при использовании многокомпонентной смеси красителей, результирующий цвет которых
при смешении подчиняется аддитивным законам, необходимо построить поле
10
цветового охвата. При использовании трёхкомпонентных (триадных) смесей
кислотных красителей с постоянной суммарной концентрацией поле цветового
охвата представляет собой поверхность. Наиболее наглядным является построение поля цветового охвата в равноконтрастной системе CIE-Lab, при
этом то, что яркость в рассматриваемой системе выражается отдельной координатой L, позволяет анализировать цвет и интенсивность отдельно. Интенсивность в этом случае, как правило, зависит от концентрации красителя.
Поле цветового охвата состоит из значений цветовых характеристик, поэтому графические зависимости цветовых характеристик по компонентам а и b
для каждой из бинарной смеси являются граничными значениями поля цветового охвата, а так как все три бинарные смеси имеют общие точки соприкосновения (100%-й красный, 100%-й желтый, 100%-й синий), то по построению
поле цветового охвата представляет собой замкнутую плоскость
Построение поля цветового охвата возможно осуществить способом
опытных выкрасок, а так-же расчётным способом путём с применением
формулы
Кубелки-Мунка,
анализируя
выкраски,
полученные
с
использованием единичных компонентов триады (выкраски с использованием
только одного красителя, входящего в триадную смесь).
Оборудование, приборы, посуда, материалы
Перемешивающее устройство ЛАБ-ПУ-1, весы технические, колбы
конические объемом 500 мл, , кислотные красители, образцы меха, пробирки
мерные, пипетки, шкаф сушильный, спектрофотометр, аналитические весы.
Цель работы – построить поле цветового охвата для триадной смеси
кислотных красителей.
Порядок выполнения работы
Для определения конфигурации поля цветового охвата теоретическим
путём по спектрам отражения образцов, полученных с использованием единичных компонентов триады, была использована методология, основанная на
теории Кубелки –Мунка.
Согласно теории Кубелки-Мунка для определения цветовых характеристик волокнистых материалов, окрашенных смесями красителей, следует использовать величину K/S, где К – коэффициент поглощения,
а S – коэфиициент рассеяния.
Величину К/S обеспечивают по цвету функциями, которые, по существу,
аддитивны и линейно соотносятся с концентрацией красителей.
К 1  T 

,
S
2T
2
(9)
где К – коэффициент поглощения;
11
S – коэффициент рассеяния;
T – коэффициент отражения.
Так как величина K/S является аддитивной, то для каждой длины волны
расчётные коэффициенты поглощения и рассеяния окрашенного пушномехового полуфабриката могут быть получены из значений этих коэффициентов для отдельных красителей:[36]
К
S

c1K1  c2 K 2  c3 K3  ...K s
c1S1  c2 S2  c3S3  ...Ss
,
(10)
где с – концентрации красителей;
s – индекс, обозначающий субстракт.
Зная же расчётное значение величины K/S преобразуя выражение 10 для
каждой длины волны можно определить расчётный коэффициент отражения:
Т  1 K 
S
K S   2K S 
2
(11)
На рис. 2 представлены пример расчёта цветовых характеристик для трёх
диадных смесей кислотных красителей, ограничивающих поле цветового
охвата для концентрации смесового красителя 1,3 г/л в системе CIE Lab для
построения сравнительного поля цветового охвата.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЦЕПТУРЫ КРАШЕНИЯ ПУШНО-МЕХОВОГО
ПОЛУФАБРИКАТА ПО ЗАДАННЫМ КООРДИНАТАМ ЦВЕТА
Общие сведения
После определения поля цветового охвата и подтверждения его адекватности, было проведено моделирование состава триадных смесей красителей
при крашении меха под заданный эталон.
При моделировании состава смесового красителями исходными данными для достижения заданного цвета окрашенного субстрата могут являться
спектральная кривая эталонного материала, либо цветовые характеристики
окрашенного материала, определённые в одной из систем цветовых координат
при известном источнике освещения.
При определении состава смесового красителя по спектральной кривой
12
достигается большая точность, однако, применение этого способа требует знания спектра отражения эталонного образца, что не всегда возможно, при моделировании состава смесового красителя под известные цветовые координаты,
необходимо считаться с явлением метамеризма, проявляющемся в различном
цветовом восприятии окрашенного материала при разных источниках освещения.
100
80
60
40
СК
СЖ
ЖК
СК факт
СЖ факт
ЖК факт
b
20
0
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
-20
-40
-60
a
Рис. 2. Пример построения поля цветового охвата
Оборудование, приборы, посуда, материалы
Перемешивающее устройство ЛАБ-ПУ-1, весы технические, колбы
конические объемом 500 мл, , кислотные красители, образцы меха, пробирки
мерные, пипетки, шкаф сушильный, спектрофотометр, аналитические весы.
Цель работы – овладение практическими навыками крашения пушномехового полуфабриката под цвет заданного эталона.
Порядок выполнения работы
Для каждой длины волны расчётные коэффициенты поглощения и рас13
сеяния окрашенного пушно-мехового полуфабриката могут быть получены из
значений этих коэффициентов для отдельных красителей:
К
S

c1K1  c2 K 2  c3 K3  ...K s
c1S1  c2 S2  c3S3  ...Ss
,
(12)
где с – концентрации красителей;
s – индекс, обозначающий субстракт.
Зная же расчётное значение величины K/S преобразуя выражение 12 для
каждой длины волны можно определить расчётный коэффициент отражения:
Т  1 K 
S
K S   2K S 
2
(13)
На рис. 3. приведена блок-схема алгоритма определения состава смесового
красителя при крашении под цвет заданного эталона.
Спектральная кривая или Xэ, Yэ, Zэ эталона
Спектральное распределение энергии источника, наблюдатель
Удельные коэффициенты поглощения красителей 1, 2, 3
Спектральная кривая субстрата
Исходный рецепт, например
С1=40%
С2=20%
С3=40%
Расчет в 16 длинах волн значений K/S:
f (T )  f (Ts,1 )  a  ,1 c1  a  ,2 c 2  a  ,3 c 3
Пересчет (R) в коэффициенты отражения при 16 длинах волн
Пересчет коэффициентов отражения в координаты цвета рассчитанного образца
X, Y, Z (X0, Y0, Z0)
Расчет цветового различия между образцом и эталоном
X = Xэ-X0
Y = Yэ-Y0
Z = Zэ-Z0
Если
X, Y, Z  0,01
Нет
Коррекция
рецепта
Да
Вывод рецепта
Рис. 3. Блок-схема алгоритма расчета рецептур смесовых кислотных
красителей
14
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Хердт, П. Основы выделки, крашения и отбеливания меха с химическими материалами компании «Lowenstein» /П. Хердт, Н. Хердт. — Новосибирск, 2005.
2. Григорьев, Б. С. Химические материалы и технологии обработки пушно-мехового и овчинно-шубного сырья /Б. С. Григорьев. – М. – 2005.
3. Цвет в промышленности /под ред. Мак-Доналда. – М.: Логос, 2002.
4. Абдуллин, И. Ш. Химия и технология кожи и меха /И. Ш. Абдуллин,
Л. Н. Абуталипова, А. В. Островский. – Казань: КГТУ. – 2001.
5. Данилкович, А. Г. Практикум по химии и технологии кожи и меха
/А. Г. Данилкович, В. И. Чурсин. М.: ЦНИИКП. – 2002.
6. Страхов, И. П. Химия и технология кожи и меха /И. П. Страхов. –М.:
Легкая индустрия, 1985.
7. Есина, Г.Ф. Отделка меха /Г. Ф. Есина, Л. Б. Санкин. –М.: Легпромбытиздат, 1994. – 208 с.
8. Кириллов, Е. А. Цветоведение: учеб. пособие для вузов /Е. А. Кириллов. – М.: Легпромиздат, 1987.
9. Шашлов, Б.А. Цвет и цветовоспроизведение /Б. А. Шашлов. – М.:
Книга, 1986.
10. Ершов, А. Л. Цвет и его применение в текстильной промышленности /А. Л. Ершов, А. А. Хархаров. – Л.: ЛГУ. – 1974.
15
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
537 Кб
Теги
2015, koloristika
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа