DE4314972A1

DE4314972A1 - Verfahren zur Bestimmung des Weißgrades von Flächengebilden

Info

Publication number: DE4314972A1
Application number: DE19934314972
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Kaufmann
Original assignee: Thueringisches Institut fuer Textil und Kunststoff Forschung eV
Current assignee: Thueringisches Institut fuer Textil und Kunststoff Forschung eV
Priority date: 1993-05-06
Filing date: 1993-05-06
Publication date: 1994-11-10

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur genauen und reproduzierbaren Messung des Weißgrades von sowohl nicht optisch aufgehellten als auch optisch aufgehellten ebenen Flächengebilden, insbesondere von polymeren Filamenten, Tex tilien, Kunststoffen und Papier.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle ebenen Flä chengebilde, insbesondere Wickelkärtchen mit optisch aufge hellten Filamenten, Textilien von größer als 15 × 15 mm² und beliebiger Dicke gemessen werden.

Die Anwendung des Verfahrens ist besonders in der Chemiefa ser-, Textil-, Kunststoff- und Papierindustrie für alle dort eingesetzten optisch aufgehellten Polymeren geeignet. Bekannt ist, daß man den Weißgrad von optisch aufgehellten, ebenen Flächengebilden mit polychromatischer Beleuchtung und angenäherter Lichtart D65 mißt (Gärtner, F. und Griesser, R. Die Farbe 24 (1975) 1/6, Seiten 199-207).

Nachteilig ist, daß es keine Lichtquelle gibt, mit der die Lichtart D65 sowohl im UV als auch im visuellen Spektral bereich realisiert werden kann. Zur besseren Anpassung werden UV-undurchlässige Kantenfilter (Gärtner und Griesser, s. o.) oder UV-durchlässige Keilfilterpaare (Kaufmann, S.; Dt. Tex tiltech., 20 (1970) 2, S. 107-114) eingesetzt.

Diese Filter haben den Nachteil, daß sie den gesamten UV-Bereich nur integral verändern. Die Unterschiede zwischen der geforderten D65-Beleuchtung und der mit einer Xenonlampe rea lisierbaren Beleuchtung sind aspektral nicht ausgleichbar.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die von einer anzupassenden Lichtquelle ausgehende Strahlung vor dem Auftreffen auf die zu messende Probe im Gegensatz zu den beschriebenen Methoden spektral zerlegt und die einzelnen Spektralbereiche einzelnen zueinander abgeglichen und wieder vereinigt werden und über eine Ulbrichtsche Kugel auf die zu messende Probe gelangen.

In einem ersten Schritt wird die von der Lichtquelle (1) aus gehende Strahlung über die Optik (2) und den Monochromator (3) im Bereich von 300 bis 700 nm spektral zerlegt.

In einem zweiten Schritt wird diese Strahlung mit Keilfilter paaren (4) in spektralen Stufen von 10 bis 30 nm reproduzier bar und variabel gestaltet und über die Optik (2) in die Ul brichtsche Kugel (3) geleitet.

In einem dritten Schritt wird in der Meßfeldebene (6) mit ei nem Monochromator (7) und einem oder mehreren Strahlungsem pfängern (8) über einen Computer und Verstärker (9) die spek trale Bestrahlungsstärke am Anzeigegerät (10) für das gesamte Spektrum dargestellt.

In einem vierten Schritt werden die Intensitäten der spektra len Bestrahlungsstärken auf das von der Lichtart D65 gefor derte Verhältnis mittels der Keilfilterpaare (4) manuell oder automatisch eingestellt und die so definiert und reproduzier bar veränderten spektralen Strahlungsflüsse auf der Meßfeld ebene (6) wieder zusammengeführt.

In einem fünften Schritt wird in der Meßfeldebene (6) die Em pfängeroptik durch die zu messende Probe ersetzt. Über den Ausgang Fotoempfänger (11) wird die von der Probe remittierte Strahlung erfaßt, spektrophotometrisch gemessen, valenzme trisch ausgewertet und der Weißgrad ausgerechnet.

Dadurch ist gewährleistet, daß die Normalfarbwerte und Norm farbwertanteile oder anderen Farbvalenzen zur Berechnung des Weißgrades mit beliebigen aber genau und reproduzier bar einstellbaren UV/VIS-Verhältnissen ermittelt werden können.

Ausführungsbeispiel 1

Zur Durchführung des Verfahrens bei optisch aufgehellten tex tilen Flächengebilden wird eine Vorrichtung eingesetzt, bei der die von einer Lichtquelle (1) ausgehende Strahlung über die Optik (2) und den Monochromator (3) im Bereich von 300 bis 700 nm spektral zerlegt wird. Zwischen den Optiken (2) befinden sich im Bereich des Spektrums in spektralen Stufen von 40 nm die Keilfilterpaare (4). Die Schwerpunkte der Stu fen liegen bei den Wellenlängen 320, 360, 400, 440, 480, 520 und 560 nm.

Oberhalb von 560 + 40/2=580 nm befinden sich keine Ausläufer der Emissionslinie von 440 nm der optisch aufgehellten Tex tilie. Deshalb genügen die angegebenen Stufen. Die mit der Empfängereinheit (6 bis 10) gemessene relative Intensitäts verteilung der Lichtquelle 1 ist in Tabelle 1 enthalten (3. Spalte). Der Weißgrad der optisch aufgehellten Textilie würde damit z. B. zu W=120 bestimmt. Allerdings ist die Lichtquelle, wie dies im allgemeinen der Fall ist, nicht an eine geforderte Lichtart, besonders im UV, angepaßt.

Tabelle 1

Spektrale Stufen, die gemessene und ge forderte Intensitätsverteilung in der Probenebene und die sich daraus ergeben de spektrale Transmission der entsprechen den Keilfilterpaare

In der 4. Spalte von Tabelle 1 befindet sich deshalb die ge forderte relative Intensitätsverteilung. Aus den Werten in den Spalten 3 und 4 in Tabelle 1 ergibt sich die Stellung der Keilfilterpaare mit der entsprechend zu fordernden spek tralen Transmission.

Werden diese Transmissionsgrade realisiert und eingehalten, dann ergibt sich der Weißgrad mit eindeutig geforderter Intensitätsverteilung zu W=110.

Der Weißgrad ist gegenüber der normalen Verteilung der Licht quelle (Spalte 3) kleiner geworden, weil das Verhältnis UV/ VIS besonders im Spektralbereich der Emissionslinie des optischen Aufhellers (440 nm) der Textilie bei der gefor derten Lichtart kleiner geworden ist.

Ausführungsbeispiel 2

Wird an Stelle der optisch aufgehellten Textilie eine nicht optisch aufgehellte Textilie eingesetzt, dann ergibt sich der Weißgrad unabhängig von der Verteilung der Lichtquelle im Spektralbereich von 300 bis 420 nm von z. B. W=80. Dies gilt sowohl für die ursprüngliche relative Intensitätsverteilung der Lichtquelle und für die geforderte Verteilung (Spalten 3 und 4 von Tabelle 1).

Bezugszeichenliste

1 Lichtquelle
2 Optik zum Monochromator
3 Monochromator zur Beleuchtung
4 Keilfilterpaare, die jeweils für einen bestimmten spektralen Bereich ausgelegt sind
5 Ulbrichtsche Kugel
6 Meßfeldebene, abnehmbare Empfängeroptik mit Streuscheibe
7 Monochromator zum Empfänger
8 Strahlungsempfänger
9 Computer und Verstärker
10 Anzeigegerät für die spektralen Bestrahlungsstärken (Intensitäten)
11 Ausgang mit Photoempfänger

Claims

1. Verfahren zur Messung und reproduzierbaren Messung des Weißgrades von optisch aufgehellten oder nicht optisch aufgehellten ebenen Flächengebilden mit beliebig ein stellbaren UV/VIS-Verhältnissen der Lichtintensität von ultraviolettem (UV) und sichtbarem (visuellen-VIS) Licht, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer Strah lungsquelle ausgehende Strahlungsfluß im Spektralbereich 300 nm bis 700 nm spektral zerlegt wird, der Strahlungs fluß mit Keilfilterpaaren in spektralen Stufen von 10 nm bis 40 nm variabel gestaltet und über eine Optik in eine Ulbrichtsche Kugel geleitet wird, in einer Meßfeldebene mit einem spektral geeichten Strahlungsempfänger die spek trale Bestrahlungsstärke im Spektralbereich zwischen 300 nm und 700 nm erfaßt und die Intensität der einzelnen Spektralbereiche auf das von der Lichtart D65 geforderte Verhältnis eingestellt wird, und anschließend die so ein gestellten und reproduzierbar veränderten spektralen Strahlungsflüsse auf der Meßfeldebene wieder zusammenge führt werden, so daß nach Ersatz des Strahlungsempfängers die durch die zu messende Probe remittierte Strahlung er faßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die remittierte Strahlung spektrophotometrisch gemessen, va lenzmetrisch ausgewertet und der Weißgrad rechnerisch er mittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßfeldebene eine graue Fläche angeordnet ist und die Erfassung der spektralen Bestrahlungsstärke am Ausgang der Ulbrichtschen Kugel erfolgt.