DE2525701A1

DE2525701A1 - Verfahren und vorrichtung zum spektrophotometrischen messen der farbe fluessiger anstrichmittel

Info

Publication number: DE2525701A1
Application number: DE19752525701
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Langer
Original assignee: Dr Kurt Herberts and Co GmbH
Current assignee: Axalta Coating Systems Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1975-06-10
Filing date: 1975-06-10
Publication date: 1976-12-23
Also published as: DE2525701C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum spektrophotometrischen Messen der r'arbe flüssiger Anstrichnittel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zurn spektrophotometrischen Fressen der Farbe flüssiger Anstrichmittel mittels von der Oberfläche des Anstrichmittels reflektierten Lichtes. Aul3erdem betrifft die Erfindung Vorrichtungen zum Durchführen dieses Verfahrens.
Für die rechnerische Farbkorrektur von Farbansätzen in der Anstrichn'ittel-Industrie müssen von einem Ansatz Lackierungen hergestellt werden, die zur Messung der Remission des Lichtes in einem Spektrophotometer dienen.
Nach den dadurch gewonnenen Fiei3werten werden die Korrekturzusätze berechnet. Wird in herkömmlicher Weise lackiert, so erfordert die Herstellung der Meßobjekt erhebliche Zeit.
Es ist bekannt, daß bis zu einem bestimmten Genauigkeitsgrad der Korrektur auch die Oberflächenfarbe von flüssigen, d.h. nicht getrockneten Anstrichmitteln zur Bestimmung der Korrekturansätze benutzt werden kann, weil zwischen dem Streukoeffizienten nasser r Anstrichmittel und einem daraus hergestellten troc-kenen, lösungsmittelfreien Anstriches gesetzmäßige Zusammenhange bestehen. Trotzdem ist man bisher nicht in der Lage gewesen, genügend genaue, sichere und reproduzierbare spektrophotometrische Messunge der Oberflächenfarbe flüssiger Anstrichmittel vorzunehmen, zumindest nicht mit einer für die Auflösung der Lichtrückstrahlung von MgO auf 10 000 Punkte eforderlichen Genauigkeit.
Stehende flüssige Anstrichmittel, welche Lösungsmittel enthalten, ändern im Oberflächenbereich ihren Lösungsmittelgehalt ständig, so daß sie nicht als stabiles Nef3-objekt benutzt werden können, weil sie keine definierten Werte der spektralen Lichtrückstrahlung liefern. Daher kann man auf diese Weise keine brauchbaren Meßwerte für di Berechnung der notwendigen Korrekturzusätze erhalten.
Werden die Farben von in Küvetten hinter Glas oder Quarz befindlichen flüssigen Anstri chmitteln spektrophotometriscE gemessen, so er-hält man ebenfalls keine stabilen Meßwerte, weil sich die Pigmentmichung entmischt. Uberdies gibt es keine für die Umrechnung hinter Glas gemessener Remissionswerte brauchbare Funktion. Einem von einem hinter Glas befindlichen flüssigen Anstrichstoff gewonnenen Meßwert läßt sich nicht immer eindeutig ein entsprechender Meßwert des trockenen, mit freier Oberfläche gemessenen Anstrichmittels zuordnen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das spektrophotometrische Messen der Farbe flüssiger Anstrichmittel mit genügender Genauigkeit sichernd reproduzierbar zu gestalten, so daß die erzielten Meßwerte mit durch spektrophotometrisches Messen trockener Anstrichmittel erzielten Meßwerts vergleichbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das sich dadurch kennzeichnet, daß aus dem zu untersuchenden flüssigen Anstrichmittel ein kontinuierlicher dünner Film gebildet und ein repräsentativer Abschnitt dieses Filmes fortlaufend spektrophotometrisch abgetastet wird. Dieser Film kann ein mit einer Unterlage wandernder oder auch ein über eine Unterlage mit laminarer Strömung hinwegwandernder Film sein.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Meßverfahren wird erfindungsgemäß aus den zu untersuchenden flüssigen Anstrichmitteln fortlaufend ein sich immer wieder erneuernder Film für die spektrophotometrische Abtastung gebildet, so daß die erzielten Meßwerte nicht von zufälligen Erscheinungen an der Oberfläche einer flüssigen Anstrichmittelmasse oder durch Entmischungserscheingungen verfälscht werden können.
Weiterhin wird zur Lösung der gestellten Aufgabe eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Meßverfahrens vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß sie einen mit dem zu untersuchenden Anstrichmittel zu füllenden Gießkasten und eine mit diesem Gießkasten zusammenwirkende Meßfläche aufweist, auf welche das Anstrichmittel durch einen vom Gießkasten und der Meßfläche begrenzten Austrittsspalt gelangt und somit auf dieser Meßfläche zu dem gewünschten dünnen Film ausgezogen wird. Spezielle Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 4 bis 10.
In der Zeichnung sind zwei usführungsbeispiele der zum Ausführen des Verfahrens geeigneten Meßvorrichtung schematisch dargestellt,und zwar zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer um eine horizontale Achse drehbaren Meßscheibe, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie A - B aus Fig. 1 und Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt eine senkrecht angeordnete Scheibe 1 , welche eine Welle 2 trägt und mit deren Hilfe um eine horizontale Achse drehbar ist.
Gegen die Vorderseite der Scheibe 1 ist mittels einer nicht näher dargestellten Halterung ein Gießkasten 3 angestellt, der zur Aufnahme von flüssigem Anstrichmittel 4 dient. Zwischen dem Boden 3a des Gießkastens 3 und der Scheibe 1 befindet sich ein Austrittsspalt 3b, durch den bei Drehung der Scheibe 1 in Richtung des in Fig. 1 dargestellten Pfeiles la ein aus flüssigem Anstrichmittel bestehender Film 5 ausgezogen wird. In Drehrichtung der Scheibe 1 gesehen hinter dem Gießkasten 3 ist gegen die Oberfläche der Scheibe 1 ein Abstreifer in Form einer Rinne 6 angestellt, so daß das zu dem Film 5 ausgezogene Anstrichmittel von der Scheibe 1 wieder abgenommen wird, bevor es antrocknen kann. Der Film 5 besteht deshalb, wie Fig. 1 zeigt, nur aus einem verhältnismäßig kurzen Kreisringsektor.
Die Rinne 6 liegt mit der einen Kante 6a , welche wie eine Rakel ausgebildet ist, an der Vorderseite der Scheibe 1 mit einstellbarem Druck an, so daß die Oberfläche der Scheibe 1 mittels der Rinne 6 praktisch von allen Anstrichmittelansätzen gereinigt werden kann.
Zur Zufuhr des zu untersuchenden Anstrichmitels 4 ist eine Ringleitung 8 vorgesehen, durch welche das Anstrichmittel ständig umgepumpt wird. Oberhalb des Gießkastens 3 ist ein Absperrventil 9 an die Ringleitung 8 angeschlossen, durch welches Anstrichmittel in den Gießkasten 3 eingefüllt bzw. nachgefüllt werden kann.
Die Rinne 6 endet über einem Trichter 7, von dem das aus der Rinne auslaufende Anstrichmittel in nicht dargestellter Weise in die Ringleitung 8 zurückgeführt wird.
Die Messung wird auf einer zwischen dem Gießkasten3und der Rinne 6 befindlichen kreisförmigen Fläche 10 durchgeführt, indem ein nicht gezeigtes Spektrophotometer im Bereich dieser Fläche die Oberfläche des Filmes 5 abtastet.
Bei richtiger Handhabung dieser Vorrichtung kann auf eine Reinigung zwischen einzelnen Korrekturschritten verzichtet werden, da bei richtiger Anpressung der Rinne 6 die Oberfläche der Scheibe 1 praktisch vollständig von Anstriclimittel gereinigt wird. Nach Schließen des Ventils 9 leere sich der Gießkasten 3 selbstätig, so daß dai auf der Vorrichtung befindliche Anstrichmittel über die Rinne 6 und den Trichter 7 in die Ringleitung 8 zurückgelangt.
Die erforderliche optimale Drehzahl der Scheibe 1 hängt von der Viskosität der jeweils zu untersuchenden Anstrichmittel ab, Diese Vorrichtung ist auch zum Messen der Oberflächen solcher Anstrichmittel geeignet, die Reflexkörper wie Aluplättchen oder andere Glanzpigmente enthalten und nur bei richtiger Orientierung dieser dreidimensionalen Reiezkörper die richtige Farbe zeigen, weil die Scherung innerhalb des Austrittsspaltes 3b des Gießkastens 3 zu einer laminaren Strömung führt, wodurch eine Orientierung der Reflexkörper hervorgerufen wird.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt eine etwa lotrecht oder schwach nach hinten geneigt angeordnete Platte 1 aus Blech oder Glas, gegen deren Vorderseite ein Gießkasten 12 mit einer nicht dargestellten Halterung angestellt ist, Zwischen dem Boden 12a des Gießkastens 12 und der Vorderseite der Platte 11 befindet sich ein Austrittsspalt 13 für in dem Gießkasten 12 befindliches Anstrichmittel 14. Das flüssige Anstrichmittel 14 strömt laminar aus dem Gießkasten 12 durch den Austrittsspalt 13 aus und bildet auf der Vorderseite der Platte 11 einen Film 15. Unter der Platte 11 befindet sich ein Trichter 16 , welcher das vom unteren Ende der Platte 11 abtropfende Anstrichmittel auffängt.
Der über die Vorderseite der Platte 11 vom Gießkasten 12 nach unten wandernde Film 15 wird mittels einer Beleuchtungseinrichtung 17 auf einer definierten Fläche beleuchtet, so daß reflektiertes Licht von dieser Fläche in ein Objektiv 18 eines nicht im einzelnen dargestellten Spektrophotometers fällt Das flüssige Anstrichmittel wird aus einem nicht dargestellten Ansatzmischer durch eine Ringleitung 19 gepumpt, welche oberhalb des Gießkastens 12 ein Absperrventil 20 enthalt, mit dessen Hilfe flüssiges Anstrichmittel 14 in den Gießkasten eingefüllt bzw. nachgefüllt werden kann. Der Trichter 16 steht mit dieser Ringleitung 19 oder dem Ansatzmischer in nicht dargestellter Weise in Verbindung.
Wegen des Geschwindigkeitsgradienten im Querschnitt des Filmes 15 kommt es zu einer starken Scherung der Anstrichmittel, so daß während des gesamten Meßvorganges eine ausreichende Homogenisierung des Anstrichmittels gewährleistet ist.
Bei richtiger Handhabung der Vorrichtung kann auf eine besondere Reinigung derselben zwischen einzelnen Korrekturschritten verzichtet werden, weil die Oberfläche des flüssigen Filmes 15 immer die richtige aktuelle Farbe des gerade untersuchten Ansatzes zeigt. Dazu muß die Ringleitung 19 dauernd bepumpt werden, und es ist außerdem notwendig, eine ausreichende Zeitspanne vor der eigentlichen Messung das Absperrventil 20 zu öffnen und flüssiges Anstrichmittel 14 dadurch in den Gießkasten 12 einzuleiten.
Nach der letzten aufgrund dieser Naßmessung erfolgten Korrektur läßt man den Gießkasten 12 bei geschlossenem Absperrventil 20 leerlaufen. Der auf der Platte 11 befindliche Rest des Anstrichmittels kann dann wahlweise trocknen und bildet nunmehr das erste Trockenmeßobjekt des betreffenden Farbansatzes.
Beim Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 ist zum dauernden intensiven Homogenisieren des aus dem Gießkasten 12 ausfließenden Anstrichmittels im Gießkasten in der N.he des Austrittsspaltes 13 ein Zylinder 21 mit parallel zum Austrittsspalt verlaufender Achse drehbar gelagert. Dieser Zylinder kann so angetrieben werden, daß er in Richtung des Pfeiles 22 sch-nell rotiert.
Patentansrüche t

Claims

Patentansprüche: ? Verfahren zum spektrophotometrischen Messen der Farbe flüssiger Anstrichmittel mittels von der Oberfläche des Anstrichmittels reflektierten Lichtes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aus dem Anstrichmittel ein kontinuierlicher dünner Film gebildet und ein repräsentativer Abschnitt dieses Filmes fortlaufend spektrophotometrisch abgetastet wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus laminar strömendem Anstrichmittel erzeug wird.
3.) Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit dem zu untersuchenden Anstrichmittel (4;14) zu füllenden Gießkasten (3;12) und eine mit diesem zusammenwirkende Meßfläche (1;11) aufweist, auf welche das Anstrichmittel in Form eines dünnen Filmes (5;15) durch einen vom Gießkasten und der Meßfläche begrenzten Austrittsspalt (3b;13) gelangt.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfläche eine drehbar gelagerte Scheibe (1) ist.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die Scheibe (1) in Drehrichtung hinter dem Gießkasten (3) ein sich über mehr als die Breite des den Gießkasten verlassenden Filmes (5) erstreckender Abstreifer (6a) angestellt ist.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (6a) mit einer Rückflußrinne (6) für das den Film (5) bildende Material (4) verbunden ist.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfläche ein - vorzugsweise plattenförmiger - Körper (11) mit senkrecht oder nahezu senkrecht stehender Oberfläche ist.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich unter dem Körper (11) ein Trichter (16) zum Auffangen des ablaufenden oder abtropfenden filmbildenden Materials (14) befindet.
9.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Gießkasten (3;12) in unmittelbarer Nähe seines Austrittsspaltes (3b;13) ein drehbarer Zylinder angeordnet ist, dessen Achse parallel zum Austrittsspalt liegt.
10.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießkasten (3;12) und die Rückflußrinne (6) bzw. der Trichter (7;16) über eine Druckleitung (8;19) für das zu untersuchende Material (4;14) untereinander verbunden sind.

L e e r s e i t e