Метод оценки и разработка нормативов блеска защитно-декоративных покрытий на древесине и древесных материалах (1025284), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В качестве такой можетрассматриваться черная полированная пластинка инфракрасного стеклаИКС-6, являющаяся образцом настройки блескомеров. При показателепреломления ИКС-6 равном 1,567, φ=600 и ψ=33033’, r=0,1. При настройкеблескомера на Ir = 65 усл.ед. Ie = 65/0.10=650 усл.ед.8Зная величину падающего светового потока для различных угловпадения-отражения света, можно определить в уравнении (2) произведение ∗ .
При этом коэффициент зеркального отражения r для лаковогопокрытия находится по уравнению (5) при соответствующих значениях n иφ. Так при n=1,56, φ=600 ,ψ=33042’, r=0,099 и ∗ = 650 ∗ 0,099 =64,35 усл. ед.Используя уравнения с (1) по (6) и определенные значения ∗ дляуглов падения-отражения света 20о, 45о, 60о, 75о, 80о и 85о, а такжепринимая значение d=0; λ=0,55мкм и 2 ≈ 1(условно), световой поток,отраженный поверхностью покрытия и древесины (I20, I45, I60, I75, I80, I85),можно определить по следующим формулам2220 = 63,58 ∗ −44,45 + 1368(1 − 0,046 ∗ −44,45 )2 ∗ ;2245 = 64,06 ∗ −25,16 + 1085(1 − 0,054 ∗ −25,16 )2 ∗ ;2260 = 64,35 ∗ −12,58 + 650(1 − 0,099 ∗ −12,58 )2 ∗ ;2275 = 64,51 ∗ −3,37 + 245(1 − 0,263 ∗ −3,37 )2 ∗ ;2280 = 64,63 ∗ −1,51 + 163(1 − 0,396 ∗ −1,51 )2 ∗ ;2285 = 64,95 ∗ −0,38 + 104(1 − 0,624 ∗ −0,38 )2 ∗ .(7)(8)(9)(10)(11)(12)Углы падения-отражения света 20о, 45о, 60о, 75о, 80о и 85оиспользуются в блескомерах для оценки блеска различных техническихповерхностей, в том числе и защитно-декоративных покрытий надревесине, поэтому были получены уравнения с (7) по (12) для этихусловий отражения света от контролируемых поверхностей.На рис.2 приведена зависимость световых потоков отражаемыхпокрытием и подложкой от угла падения света.
Для этого формулы (7) –(12) преобразованы в следующий вид при Ra=020 = 63,58 + 1243;45 = 64,06 + 960;60 = 64,35 + 527;75 = 64,57 + 133;80 = 64,63 + 59;85 = 64,95 + 15.(13)(14)(15)(16)(17)(18)Первый член всех уравнений (13…18) представляет световой поток,отраженный лаковым покрытием, а второй член уравнений характеризуетсветовой поток, прошедший лаковое покрытие и отраженный отповерхности подложки.
Если принять ρ=0,01(1%), то можно определитьвлияние световых потоков, отраженных покрытием и подложкой, в общемпотоке, отраженном контролируемой поверхностью. Приведенные данныена рис. 2 подтверждают практические выводы о более чем 10% влияниисветлоты подложки на показания блескомеров с углом падения-отражениясвета 20о, 45о и 60о. С дальнейшим увеличением угла падения светавлияние светлоты подложи становится незначительным на показанияприборов, достигая значения 1-2% при 75о, 80о и 85о.Направленно отраженные световые потокипокрытием и подложкой в общем отраженномконтролируемой поверхностью, %9Угол падения света ϕ, град.Рисунок 2 - Световые потоки, отраженные покрытием и подложкой от угла падениясветаИнтенсивность световых потоков отраженных: -подложкой;-покрытиемБлеск покрытия в общем световомпотоке отраженном контролируемойповерхностью, %На рис.3 приведена зависимость блеска покрытия от среднегоарифметического отклонения профиля контролируемой поверхности приразличных углах падения отражения света (по формулам 7…12).Среднее арифметическое отклонение профиляповерхности покрытия Ra, мкм.Рисунок 3 - Зависимость блеска покрытия от среднего арифметическогоотклонения профиля контролируемой поверхности при различном угле наклонаВлияние светлоты подложки на показания блескомеров приувеличении шероховатости покрытий становится более значительным, таккак уменьшается интенсивность светового потока, отраженного отпокрытия, и его доля в общем отраженном световом потоке снижается.
Такпри Ra=0,3мкм процентное соотношение светового потока, отраженногодревесиной и покрытием составит соответственно 92 и 8% при угле10падения света 20о (ρ=1%). Для тех же значений Ra и ρ соотношениесветовых потоков, отраженных древесиной и покрытием, составитсоответственно 62 и 38% при угле падения света 45%. С увеличениемвысоты неровности значительно снижается отражательная характеристикапокрытий. Так увеличение Ra от 0,3 до 0,5 мкм при угле падения света 45оснижает световой поток, отраженный покрытием, примерно в 40 раза, адля угла падения света 60о, примерно в 2,5 раза.Вывод обобщенного выражения блеска контролируемойповерхности с учетом поляризации видимого света при отражении отповерхности прозрачного лакового покрытия.
Известно, что приотражении светового потока от поверхности диэлектрика под угломБрюстера наблюдается явление поляризации, то есть выделение световыхволн с определенной ориентацией вектора электрической индукции ⃗ (рис.1). При прохождении такого света через поляризационную пластинку(анализатор III) интенсивность его будет зависеть от ориентациианализатора по отношению к направлению преимущественных колебанийв отраженной световой волне вектора электрической индукции.К диэлектрикам относятся лаковые покрытия, показателипреломления n которых изменяются в пределах 1,52 . .
. 1,56. Явлениеполяризации светового потока, отраженного от поверхности покрытия сучетом значений показателей преломления, будет наблюдаться при углахпадения-отражения света около φбр=60°, определяемых из формулы = бр .(19)На рис. 1 световой поток от источника света S падает наконтролируемую поверхность под углом Брюстера.
Вектор электрическойиндукции ⃗ в падающей световой волне равнонаправлен в пространстве.Частично световой поток отражается от поверхности лакового покрытия,имея зеркальную л и диффузную л составляющие. Так, у диффузнойсоставляющей вектор электрической индукции равнонаправлен впространстве, а у зеркальной наблюдается его определенная ориентация.Частично световой поток проходит толщину лаковой пленки ичастично поглощается ею л и древесиной д , а также соответственноотражается диффузно и зеркально от подложки. Суммарный световойпоток, отраженный от подложки, и прошедший границу раздела лаковоепокрытие-воздух д , также имеет равнонаправленный в пространствевектор электрической индукции.Если на пути световых потоков, отраженых от контролируемойповерхности, поставить в определенном положении поляризационнуюпластинку (анализатор), то через нее пройдут световые потоки л , л и д .Угол поляризации проходящего света α=00.
Если анализатор повернутьвокруг оси на угол α=900, то через него пройдут световые потоки л и д .Сумму световых потоков при α=00 можно условно обозначить Imax, а при11α=900 - Imin. Разность (Imax - Imin) определяет световой поток, зеркальноотраженный от покрытия л , который и характеризует блескконтролируемой поверхности.Как видно из формулы (5) коэффициент зеркального отраженияпредставляет два компонента, один из которых характеризуетсоставляющую, ориентированную в плоскости вектора электрическойиндукции rII, а другой в плоскости перпендикулярной к ней ⫠ . Отсюдауравнение (5) можно представить в виде = 0,5(11 + ⫠ ).(20)Если подставить значение r по (20), то уравнение (2) можнопреобразовать к следующему виду при φ= 60° и λ= 0,55 мкм22 = 0,5 ∗ ∗ (11 + ⫠ ) ∗ −12,58 + ∗ + (1 − − 0,5 ∗ (11 + ⫠ ) ∗ −12,58 )2 ∗ 2 ∗ ;22 = 0,5 ∗ ∗ ⫠ ∗ −12,58 + ∗ + (1 − − 0,5 ∗ (11 + ⫠ ) ∗ −12,58 )2 ∗ 2 ∗ .(21)(22)Разность максимального и минимального световых потоковпри различных положениях анализатора будет определяться по формуле22 (−) − = 0,5 ∗ ∗ −12,58 ∗ 2 (+) .(23)При Iе = 650 усл.
ед; φ= 60°; n = 1,56; ψ=33°42' формулу (23) можнопреобразовать в уравнение вида2 − = 64,35 ∗ −12,58 ,(24)При Iе = 650 усл. ед; φ = 60°; n = 1,52; ψ =34°48' формулу (23) можнопреобразовать в уравнение вида2 − = 59,16 ∗ −12,58 ,(25)Полученные зависимости (24) и (25) фактически характеризуютблеск прозрачных лаковых покрытий с различным показателемпреломления света. Так при Rа = 0 мкм блеск покрытия равен 64,35 и 59,16усл.ед., что соответствует блеску зеркальных покрытий с показателемпреломления соответственно 1,56 и 1,52. При увеличении значения Rауменьшается блеск контролируемой поверхности покрытия. При этомполученные значения блеска при определенном показателе Ra могутхарактеризовать отражательные свойства глянцевых и матовых покрытийна древесине.Третья глава посвящена разработке методик оценки декоративныхсвойств защитно-декоративных покрытий на древесных подложках.Методика визуальной оценки отражательной способностизащитно-декоративных покрытий на древесных подложках рассматриваетособенности зрительного восприятия оптических свойств контролируемыхповерхностей.
Установлено значение допускаемого отклонения угланаблюдения при сравнительной оценке поверхностей защитнодекоративных покрытий.Метод экспертных оценок при сравнении поверхностей защитнодекоративных покрытий предусматривает проведение визуальногоосмотраконтролируемыхповерхностейгруппойнаблюдателей12(экспертов). Критерием принятого решения являлась согласованностьмнений экспертов, которая оценивалась при помощи коэффициентаконкордации W, значимость которого устанавливалась при помощикритерия χ2 .Сопоставление данных экспертной оценки с результатами оценки поприборам осуществлялась с использованием коэффициента ранговойкорреляции ρ по Спирмену.Методика оценки шероховатости поверхности защитнодекоративных покрытий предусматривает использование параметровшероховатости: Rz – средняя высота неровностей профиля по десятиточкам; Rа– среднее арифметическое отклонение профиля.Методика фотометрической оценки защитно-декоративныхпокрытийпредусматриваетиспользованиефотоэлектрическихооблескомеров с углами падения-отражения света 20 , 45 , 60о и 85о, а такжеиспользование блескомера ФБП с углом падения-отражения света 60о,позволяющим фиксировать максимальный и минимальный световой поток,отраженый контролируемой поверхностью покрытия при прохождении егочерез поляризационную пластинку (анализатор).Методика рефлектоскопической оценки защитно-декоративныхпокрытий предусматривает использование рефлектоскопа Р-4, принципработы которого основан на определении четкости контуров светящихсяцифровых строк, наблюдаемых на контролируемых поверхностяхпокрытий.Четвертая глава посвящена выявлению факторов, влияющих наприборную фотометрическую оценку блеска защитно-декоративныхпокрытий на древесине.На показания приборов оказывают влияние ряд факторов, зависящихот конструкции прибора, состояния покрытия и находящейся под нимподложки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
