PL232279B1 - Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych - Google Patents
Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowychInfo
- Publication number
- PL232279B1 PL232279B1 PL421193A PL42119317A PL232279B1 PL 232279 B1 PL232279 B1 PL 232279B1 PL 421193 A PL421193 A PL 421193A PL 42119317 A PL42119317 A PL 42119317A PL 232279 B1 PL232279 B1 PL 232279B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- coating
- photoluminescent
- markers
- thickness
- coating material
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 144
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 74
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 14
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 3
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 3
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001814 pectin Substances 0.000 claims description 3
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 claims description 3
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 22
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 18
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 8
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004904 UV filter Substances 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229920001109 fluorescent polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004923 Acrylic lacquer Substances 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001082241 Lythrum hyssopifolia Species 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004972 Polyurethane varnish Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N Stilbene Natural products C=1C=CC=CC=1/C=C/C1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000009675 coating thickness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012733 comparative method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000003869 coulometry Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007591 painting process Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021286 stilbenes Nutrition 0.000 description 1
- 239000002345 surface coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Zgłoszenie dotyczy sposobu nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych. Sposób ten polega na tym, że do pokrycia dowolnej powierzchni stosuje się materiał powłokowy zawierający jako dodatek znaczniki wykazujące fotoluminescencję, a następnie naniesioną powłokę poddaje się naświetleniu promieniowaniem o długości fali dobranej odpowiednio do zastosowanego znacznika fotoluminescencyjnego, po czym dokonuje się zliczania znaczników fotoluminescencyjnych widocznych w powłoce na określonej powierzchni, przy czym pomiar realizuje się za pomocą detektora wyposażonego w układ optyczny o odpowiednim powiększeniu oraz źródło wzbudzenia o odpowiednim zakresie, a grubość powłoki powierzchniowej wyznacza się w oparciu o dane kalibracyjne, ponieważ grubość powłoki powierzchniowej jest proporcjonalna do ilości znaczników fotoluminescencyjnych widocznych w naniesionej powłoce, przy założeniu stałego stężenia znaczników w materiale powłokowym. Korzystnie zawartość znaczników w materiale powłokowym stanowi 0,001 - 5% wagowych, korzystnie 0,01 - 1% wagowych. Znaczniki fotoluminescencyjne wzbudzane są promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali 250 - 700 nm, korzystnie 300 - 600 nm i wykazują fotoluminescencję w zakresie 300 - 800 nm, korzystnie w zakresie 350 - 700 nm. Stosowane znaczniki fotoluminescencyjne są nierozpuszczalne w materiale powłokowym i/lub nierozpuszczalna jest w nim matryca, do której znaczniki są wprowadzone. Odpowiednie zdyspergowanie znaczników w powłoce powierzchniowej, niewielkie rozmiary cząstek znaczników oraz ich niskie stężenie w materiale powłokowym powodują, że znaczniki są niewidzialne dla oka ludzkiego.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych, wykonanych za pomocą ciekłych lub stałych materiałów powłokotwórczych, takich jak wyroby lakiernicze (alkidowe, ftalowe, chlorokauczukowe, poliwinylowe, epoksydowe, poliestrowe, poliuretanowe, akrylowe, silikonowe itp.), emalie, farby, emulsje, bejce, lakierobejce, impregnaty, żywice chemoutwardzalne i termo-utwardzalne, podkłady, grunty itp. Wynalazek znajduje zastosowanie przy aplikacji barwnych lub bezbarwnych materiałów powłokotwórczych na podłoża wykonane z dowolnych materiałów o różnorodnych właściwościach.
Grubość nałożonej powłoki powierzchniowej ma istotne znaczenie przy planowaniu kosztów inwestycji i określeniu trwałości całego systemu malarskiego. Zbyt cienka powłoka nie posiada wystarczającej trwałości oraz nie zapewnia skutecznej ochrony malowanej powierzchni przed korozją. Z drugiej strony nałożenie zbyt grubej powłoki, nie tylko niepotrzebnie podnosi koszty procesu malowania, ale również powoduje pogorszenie jakości powłoki poprzez np. powstawanie pęcherzy i zacieków.
Pożądaną grubość warstwy powłoki powierzchniowej uzyskuje się poprzez odpowiednie dozowanie materiału powłokotwórczego np. poprzez ustawienie parametrów dysz nanoszących lakier (ilość farby, wielkość kropel itp.), zastosowanie farby o odpowiedniej lepkości (rozcieńczanie). Kontrolę grubości otrzymywanych powłok zapewnia także dobór innych parametrów procesu lakierowania np. siły oddziaływania elektrostatycznego pomiędzy lakierowaną powierzchnią i cząsteczkami farby, w przypadku lakierowania proszkowego lub prędkości transportu podłoża w trakcie nanoszenia powłoki.
W przypadku lakierowania powierzchni metalowych w celu ich zabezpieczenia przed korozją optymalna grubość powłoki lakierniczej mieści się w zakresie 20-100 μm. Podczas procesu lakierowania zdarza się, że niepoprawnie prowadzona aplikacja lakieru powoduje zbyt duże zużycie surowca, w przypadku uzyskania powłoki grubszej niż zakładana. Dodatkowo, naniesiona w ten sposób powłoka często wykazuje defekty spowodowane powstawaniem pęcherzy i zacieków. Niejednokrotnie też, źle prowadzona aplikacja lakieru prowadzi do otrzymania powłok o mniejszej grubości niż zakładana.
Znane są nieinwazyjne sposoby pomiaru grubości powłok powierzchniowych. Metody te są jednak ograniczone do pomiaru grubości powłok na podłożach metalicznych, takich jak stal, stal ocynkowana, miedź, niektóre stopy aluminium itp. Działanie handlowo dostępnych, nieinwazyjnych grubościomierzy oparte jest na pomiarze odpowiednich własności fizycznych (np. magnetycznych, elektrycznych, przewodnictwa cieplnego lub pochłaniania promieniowania jonizującego), których wartości są uzależnione od odległości sondy pomiarowej od powierzchni pokrytej powłoką. Duża różnorodność materiałów powłokotwórczych przy uwzględnieniu wielu rodzajów podłoża sprawia, że pomiar grubości naniesionych powłok wymaga stosowania rożnych metod. Właściwości fizyczne powłoki oraz podłoża decydują o wyborze typu przyrządu do pomiaru grubości powłoki. Wśród podstawowych metod nieniszczącego pomiaru grubości powłok należy wymienić metodę magnetyczną, metodę elektromagnetyczną, metodę prądów wirowych, metodę ultradźwiękową i metody radiometryczne (β-odbiciowa, fluorescencji promieniowania X). Wszystkie powyższe metody pomiaru to metody porównawcze, a same pomiary mają charakter względny. Niezależnie od rodzaju metody i typu warstwomierza, przed przystąpieniem do pomiarów należy dokonać kalibracji przyrządu. Początek obranego zakresu pomiarowego wzorcuje się stosując płytkę o powierzchni niepokrytej powłoką, a koniec zakresu pomiarowego stosując wzorzec o zdefiniowanej grubości powłoki (np. płytka z powłoką wzorcową lub płytka pokryta folią wzorcową).
Pomiar grubości powłok metodą magnetyczną ma zastosowanie tylko do powłok niemagnetycznych naniesionych na podłoża o charakterze magnetycznym. Metoda prądów wirowych ma zastosowanie do pomiarów grubości powłok nieprzewodzących naniesionych na podłoża wykonane z materiałów przewodzących i niemagnetycznych. Metodę radiometryczną stosuje się do pomiaru średniej lub miejscowej grubości powłok wykonanych z materiałów o znanym składzie chemicznym. Pomiar grubości powłok metodą β-odbiciową polega na wykorzystaniu zmiany intensywności odbijania promieni β przez rożne materiały. Pomiar grubości powłok z wykorzystaniem mierników ultradźwiękowych oparty jest na wyznaczeniu czasu niezbędnego do przejścia krótkotrwałego impulsu ultradźwiękowego emitowanego z przetwornika przez grubość powłoki, następnie jego odbiciu od podłoża i powrotu do sondy pomiarowej. Grubość powłoki obliczana jest na podstawie prędkości fali dźwiękowej w badanym materiale powłoki, czasu przejścia impulsu oraz ilości impulsów. Wyżej wymienione metody posiadają ograniczenia w zakresie minimalnej grubości podłoża, minimalnej wielkości, kształtu, a także chropowatości powierzchni obiektów, na których przeprowadza się pomiar. Metody te umożliwiają pomiar sumarycznej grubości całej powłoki, nie ma możliwości pomiaru tylko jednej warstwy w powłokach wielowarstwowych.
PL 232 279 B1
Znane są również niszczące metody pomiaru grubości warstw lakierniczych. Wśród nich należy wymienić metody elektrochemiczne (kulometryczne), metody chemiczne (całkowitego rozpuszczania, kroplowe, strumieniowe) oraz metody mechaniczne (mikroskopowe, profilometryczne). Metody niszczące nie są brane pod uwagę podczas prowadzenia pomiarów kontrolnych na gotowym produkcie. Metody te mają destrukcyjny charakter i nie są możliwe do zastosowania w trybie ciągłym.
Niszcząca metoda pomiaru grubości powłoki z zastosowaniem nacięcia klinowego znajduje zastosowanie we wszystkich układach powłoka-podłoże. Szczególnie popularna jest w przypadku powłok wielowarstwowych, pod warunkiem, że warstwy w znaczny sposób różnią się od siebie. Metoda nacięcia klinowego wymaga użycia odpowiedniego przecinaka i mikroskopu optycznego o powiększeniu około 50x z urządzeniem oświetleniowym. Pomiar polega na wykonaniu nacięcia warstwy powłoki aż do materiału podłoża. Za pomocą mikroskopu należy dokonać pomiaru rzutu połowy wysokości wykonanego nacięcia i w oparciu o wzory matematyczne obliczyć grubość poszczególnych warstw.
Znana jest metoda pomiaru aplikacji lakieru zapachowego polegająca na zastosowaniu dodatków do lakieru, które są widzialne w świetle UV (PL 225091 B1). Zawartość dodatku w lakierze wynosi 40 000-500 000 szt./mm3, co odpowiada stężeniu w zakresie 0,5-10%. Stosuje się ziarna znacznika o różnym kształcie i wielkości 0,1-50 μm. Lakier ze znacznikami poddaje się homogenizowaniu, a następnie odbija się wydruki wzorcowe. Wydruki poddaje naświetleniu i badaniu przy pomocy mikroskopu o powiększeniu 100-500 krotnym, przy pomocy którego prowadzi się zliczenia widocznych świecących cząstek pigmentu. Sposób ten zapewnia bezinwazyjny sposób prowadzenia pomiaru, jednak może prowadzić do błędnych odczytów ze względu na zastosowanie cząstek znacznika o różnym kształcie i rozmiarze.
Zastosowanie klasycznych metod pomiaru grubości powłok powierzchniowych, opisanych powyżej pozwala jedynie na przeprowadzenie wyrywkowej kontroli aplikacji lakieru. Nie jest znana nieinwazyjna metoda pomiaru grubości powłok powierzchniowych, umożliwiająca prowadzenie pomiarów w trybie ciągłym, w sposób bezkontaktowy oraz na tyle uniwersalna, że ma zastosowanie do wszystkich rodzajów materiałów powłokotwórczych i wszystkich rodzajów podłoża.
Ponadto, z publikacji patentowej nr US 2010/019170 A1 znany jest sposób nieinwazyjnego trójwymiarowego obrazowania z wykorzystaniem medium, którego naświetlanie wywołuje emisję promieniowania fluorescencyjnego. W wyniku pomiaru wartości tego promieniowania za pomocą detektora i przetwarzania otrzymanych danych można określić odległość obrazowanej powierzchni od detektora w różnych kontekstach obrazowania, tj. określić grubość warstwy tego medium między detektorem a tą powierzchnią i na tej podstawie odtworzyć jej kształt. Jednocześnie, w publikacji nr WO 2007/106512 A2 ujawniono możliwość uwierzytelnienia autentyczności wyrobu na podstawie analizy rejestrowanych sygnałów pochodzących od mikrocząstek z zakodowaną informacją uwierzytelniającą równomiernie rozproszonych w co najmniej jednej warstwie pokrywającej wyrób. Jednakże, zastosowanie opisanej wyżej metody trójwymiarowego obrazowania do badania powłoki nałożonej w sposób trwały na wyrób o znanym ukształtowaniu powierzchni, jest nazbyt skomplikowane i długotrwałe, a zatem również zbyt kosztowne, aby mogło być wykorzystane do prowadzenia pomiarów w sposób bezkontaktowy i w trybie ciągłym, nawet jeśli rejestrowane i przetwarzane promieniowanie pochodziłoby od mikrocząstek rozproszonych w badanym ośrodku.
Sposób pomiaru grubości powłok powierzchniowych według wynalazku rozwiązuje niedogodności znane ze stanu techniki.
Istota wynalazku
Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych, polegający na analizie fluorescencyjnej odpowiedzi powłoki powierzchniowej z materiału zawierającego dodatek znaczników fotoluminescencyjnych, po jej naświetleniu promieniowaniem o długości fali dobranej do zastosowanego znacznika fotoluminescencyjnego, obejmujący zliczenie znaczników fotoluminescencyjnych, widocznych w powłoce na określonej powierzchni, przy czym pomiar realizuje się za pomocą detektora wyposażonego w układ optyczny o odpowiednim powiększeniu oraz w źródło wzbudzenia o odpowiednim zakresie, według wynalazku polega na tym, że stosuje się stałe stężenie znaczników fotoluminescencyjnych w materiale powłokowym i wyznacza się grubość powłoki powierzchniowej w oparciu o dane kalibracyjne i proporcjonalną zależność grubości powłoki powierzchniowej do ilości znaczników fotoluminescencyjnych, widocznych na powierzchni poddawanej analizie w naniesionej powłoce, zaś zastosowane znaczniki fotoluminescencyjne:
PL 232 279 B1
- są nierozpuszczalne w materiale powłokowym,
- mają zdefiniowany rozmiar, który zawiera się, w zależności od potrzeb i rodzaju, w zakresie 0,1-100 gm, korzystnie 0,5-50 gm, najkorzystniej 1-20 gm i korzystnie charakteryzują się wysoką sferycznością oraz monodyspersyjnością,
- są równomiernie rozproszone w całej objętości materiału powłokowego w procesie dyspergowania,
- mają postać organicznych lub nieorganicznych związków fotoluminescencyjnych wprowadzonych do matrycy nierozpuszczalnej w materiale powłokowym, przy czym matryca ta wykonana jest z materiału nieorganicznego lub polimerowego, pochodzenia naturalnego lub syntetycznego.
Zgodnie ze sposobem według wynalazku, matryca wykonana jest z dowolnego tworzywa sztucznego, najkorzystniej polietylenu, polipropylenu, poli(tetrafluoroetylenu), poli(chlorku winylu), poliakrylonitrylu, polimetakrylanu metylu), polistyrenu, polieterów, w tym polioksometylenu, poliestrów, w tym m.in. poli(tereftalanu etylenu), poli(tereftalanu butylenu), poliwęglanów, poliamidów, w tym m.in. PA 6, PA 66, PA 11, PA 12 itp., poliuretanów, polilaktydów, a także kopolimerów wyżej wymienionych tworzyw, korzystnie poli(styren-co-akrylonitrylu), poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styrenu), lub żywic, korzystnie epoksydowych, poliestrowych, mocznikowo-formaldehydowych, melaminowo-formaldehydowych, fenolowo-formaldehydowych.
Alternatywnie, matryca wykonana jest z polimerów pochodzenia naturalnego, korzystnie celulozy, hemicelulozy, ligniny, chityny, skrobi, pektyny, kauczuków naturalnych lub polimerów białkowych, występujących m.in. w wełnie i jedwabiu, a także zmodyfikowanych chemicznie wyżej wymienionych polimerów, korzystnie z wiskozy, bądź z surowców nieorganicznych lub mineralnych, korzystnie ze szkła, metali oraz ich stopów, tlenków, węglików, krzemianów, glinokrzemianów, korundu, węgla, grafitu, boru oraz bazaltu.
Zgodnie ze sposobem według wynalazku zawartość znaczników fotoluminescencyjnych w materiale powłokowym wynosi 0,001-5% wagowych, korzystnie 0,01-1% wagowych.
W sposobie według wynalazku znaczniki fotoluminescencyjne wzbudzane są promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali 250-700 nm, korzystnie 300-600 nm i wykazują fotoluminescencję w zakresie 300-800 nm, korzystnie w zakresie 350-700 nm.
Zgodnie z wynalazkiem, kalibrację detektora prowadzi się poprzez wstępne zbadanie odpowiedzi fotoluminescencyjnej reprezentatywnej ilości próbek powierzchni pokrytych powłoką, po czym próbki poddaje się pomiarom grubości poszczególnych warstw z wykorzystaniem metody nacięcia klinowego, a uzyskane w ten sposób dane służą do wyznaczenia ilościowej zależności pomiędzy ilością zarejestrowanych przez detektor znaczników fotoluminescencyjnych, a grubością warstwy powierzchniowej.
Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych według wynalazku został szczegółowo opisany poniżej, z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym:
Fig. 1 przedstawia powierzchnię stalową pokrytą materiałem powłokowym z przykładu 1. Zdjęcie wykonano przy użyciu mikroskopu optycznego z przystawką do epifluorescencji; filtr B (exc. 460-490 nm, trans. 520 nm); x200.
Fig. 2 przedstawia powierzchnię tworzywa sztucznego ABS pokrytego materiałem powłokowym z przykładu 5. Zdjęcie wykonano przy użyciu mikroskopu optycznego z przystawką do epifluorescencji; filtr UV (exc. 320-380 nm, trans. 420 nm); x200.
Szczegółowy opis wynalazku
Obecny sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych, pozwala na prowadzenie pomiaru grubości warstwy powierzchniowej, nałożonej na podłoża wykonane z dowolnych materiałów o różnych właściwościach (metaliczne, niemetaliczne, magnetyczne i niemagnetyczne, przewodzące i nieprzewodzące, naturalne i syntetyczne, itp.), ponieważ nie wykorzystuje oddziaływania detektora z podłożem, a jedynie właściwości odpowiednio przygotowanej powłoki powierzchniowej. Zgodnie z wynalazkiem mierzy się grubość powłok powierzchniowych, wykonanych za pomocą ciekłych lub stałych materiałów powłokotwórczych, takich jak wyroby lakiernicze (alkidowe, ftalowe, chlorokauczukowe, poliwinylowe, epoksydowe, poliestrowe, poliuretanowe, akrylowe, silikonowe itp.), emalie, farby, emulsje, bejce, lakierobejce, impregnaty, żywice chemoutwardzalne i termoutwardzalne, podkłady, grunty itp. Pomiar sposobem według wynalazku jest szybki, nieinwazyjny i bezkontaktowy oraz nie pozostawia żadnych śladów na badanej powierzchni. Sposób według wynalazku może być wykorzystywany do badania grubości powłok powierzchniowych, np. warstw ochronnych na gotowych produktach.
PL 232 279 B1
Sposób według wynalazku pozwala na prowadzenie pomiarów w trybie ciągłym na linii przemysłowej nawet w przypadku powłok wielowarstwowych, z możliwością określenia grubości sumarycznej wszystkich powłok oraz grubości każdej powłoki osobno. Sposób według wynalazku pozwala na optymalizację procesu nanoszenia powłok i weryfikację grubości warstwy powierzchniowej na linii produkcyjnej, a tym samym umożliwia automatyczny dobór parametrów procesu nanoszenia powłoki w celu uzyskania pożądanej jej grubości. Czynnik ten może wpłynąć na poprawę jakości nanoszonych powłok powierzchniowych oraz pozwoli zredukować koszty wynikające ze zbyt dużego zużycia materiału powłokotwórczego.
Sposób według wynalazku polega na wykorzystaniu znaczników fotoluminescencyjnych stanowiących domieszkę do materiału powłokotwórczego, które to znaczniki wykazują fotoluminescencję po wzbudzeniu światłem o odpowiedniej długości fali. Odpowiednie zdyspergowanie znaczników w powłoce powierzchniowej, niewielkie rozmiary cząstek znaczników oraz ich niskie stężenie w materiale powłokowym powodują, że znaczniki są niewidzialne dla oka ludzkiego. Fotoluminescencja znaczników obserwowana jest w zakresie światła widzialnego, w zakresie 300-800 nm, korzystnie w zakresie 350-700 nm, po wzbudzeniu światłem o długości fali 250-700 nm, korzystnie 300-600 nm.
Odpowiednio dobrane znaczniki fotoluminescencyjne oraz zoptymalizowana metoda ich zliczania umożliwiają nieinwazyjny pomiar grubości nakładanych powłok, takich jak kleje, lakiery, farby, tworzywa sztuczne itp. Technologia tego typu znajduje zastosowanie przede wszystkim tam, gdzie niemożliwe jest zastosowanie tradycyjnych grubościomierzy (powierzchniowe warstwy ochronne na podłożach niemetalicznych) lub kiedy pomiar grubości powłoki jest czasochłonny albo wymaga drogiej i skomplikowanej aparatury.
Pomiar grubości warstwy powierzchniowej, zgodnie ze sposobem według wynalazku, polega na analizie jakościowej oraz ilościowej znaczników fotoluminescencyjnych wprowadzonych do materiału powłokowego przed jego aplikacją. Znaczniki stosowane w technologii są bezpieczne pod względem toksykologicznym i ekologicznym oraz łatwo dyspergują się w materiałach powłokotwórczych różnego rodzaju. Znaczniki dodawane są do powłok w niewielkim stężeniu, w zakresie 0,001-5,000% wagowych, korzystnie 0,01-1,00% wagowych i nie wpływają na parametry fizykochemiczne materiałów powłokowych oraz powłok po ich naniesieniu na podłoże.
Znaczniki wprowadzone do materiału powłokowego, przykładowo lakieru, zostają równomiernie rozprowadzone w całej jego objętości w procesie dyspergowania. Wprowadzanie znaczników zachodzi podczas procesu produkcji materiału powłokowego lub w trakcie oddzielnej operacji poprzez dodanie odmierzonej ilości znacznika do odpowiedniej objętości materiału powłokowego, a następnie dokładną homogenizację uzyskanej mieszaniny przy użyciu np. mieszadeł, homogenizatorów mechanicznych lub ultradźwiękowych.
Naniesioną powłokę powierzchniową poddaje się naświetleniu promieniowaniem o długości fali, odpowiednio dobranej do zastosowanego znacznika fotoluminescencyjnego, po czym dokonuje się zliczania znaczników fotoluminescencyjnych widocznych w powłoce na określonej powierzchni. Pomiar realizuje się za pomocą detektora wyposażonego w układ optyczny o odpowiednim powiększeniu oraz źródło wzbudzenia o odpowiednim zakresie. Opcjonalnie detektor może być wyposażony w zestaw filtrów optycznych i kamerę. Detektor wraz z oprogramowaniem analizującym obraz umożliwia zliczanie widocznych w układzie optycznym znaczników fotoluminescencyjnych. W oparciu o dane kalibracyjne detektor dostarcza informacji o grubości badanej powłoki. Przy założeniu stałego stężenia znaczników w materiale powłokowym, grubość powłoki powierzchniowej jest proporcjonalna do ilości znaczników fotoluminescencyjnych widocznych w naniesionej powłoce.
Pomiar grubości powłok wielowarstwowych z wyznaczeniem grubości każdej z powłok osobno jest możliwy wyłącznie przy zastosowaniu różnych znaczników, wykazujących różne właściwości fotoluminescencyjne, w różnych nakładanych kolejno na daną powierzchnię materiałach powłokowych. Wówczas prowadzi się kolejno detekcję poszczególnych powłok, uzyskując dane cząstkowe i dane sumaryczne.
Kalibrację detektora prowadzi się poprzez wstępne zbadanie reprezentatywnej ilości próbek (np. 5-10) powierzchni pokrytej daną powłoką, zgodnie z ustalonymi parametrami. Próbki poddaje się pomiarom grubości poszczególnych warstw z wykorzystaniem metody nacięcia klinowego. Uzyskane w ten sposób dane służą do wyznaczenia ilościowej zależności pomiędzy ilością zarejestrowanych przez detektor znaczników fotoluminescencyjnych, a grubością warstwy powierzchniowej.
PL 232 279 B1
Jako znaczniki fotoluminescencyjne stosuje się związki organiczne lub nieorganiczne, nierozpuszczalne w materiale powłokowym i/lub związki organiczne lub nieorganiczne, wprowadzone do odpowiedniej matrycy, nierozpuszczalnej w materiale powłokowym. Istotna jest nierozpuszczalność znaczników fotoluminescencyjnych oraz nierozpuszczalność użytej matrycy w materiale powłokotwórczym, ponieważ tylko wówczas możliwe jest zliczanie ilości znaczników fotoluminescencyjnych wzbudzonych promieniowaniem o odpowiedniej długości fali.
Zgodnie z wynalazkiem, znaczniki fotoluminescencyjne mają postać czystych związków fotoluminescencyjnych, organicznych lub nieorganicznych, nierozpuszczalnych w materiale powłokowym i/ lub tychże związków fotoluminescencyjnych, wprowadzonych do matrycy nierozpuszczalnej w materiale powłokowym. Matryca może być wykonana z materiałów nieorganicznych lub polimerowych, zarówno pochodzenia naturalnego, jak i syntetycznego.
Materiał polimerowy matrycy wykonany jest z dowolnego tworzywa sztucznego, korzystnie polietylenu, polipropylenu, poli(tetrafluoroetylenu), poli(chlorku winylu), poliakrylonitrylu, polimetakrylanu metylu), polistyrenu, polieterów, w tym polioksometylenu, poliestrów, w tym m.in. poli(tereftalanu etylenu), poli(tereftalanu butylenu), poliwęglanów, poliamidów, w tym m.in. PA 6, PA 66, PA 11, PA 12 itp., poliuretanów, polilaktydów, a także kopolimerów wyżej wymienionych tworzyw, np. poli(styren-co-akrylonitrylu), poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styrenu) oraz żywic epoksydowych, poliestrowych, mocznikowo-formaldehydowych, melaminowo-formaldehydowych, fenolowo-formaldehydowych. Materiał polimerowy może być także wykonany z polimerów pochodzenia naturalnego, korzystnie celulozy, hemicelulozy, ligniny, chityny, skrobi, pektyny, kauczuków naturalnych lub polimerów białkowych, występujących m.in. w wełnie i jedwabiu, a także zmodyfikowanych chemicznie wyżej wymienionych polimerów np. wiskozy. Materiał nieorganiczny wytwarzany jest z surowców nieorganicznych lub mineralnych, korzystnie ze szkła, metali oraz ich stopów, tlenków, węglików, krzemianów, glinokrzemianów, korundu, węgla, grafitu, boru oraz bazaltu. Możliwe jest wykorzystanie monodyspersyjnych fluorescencyjnych mikrosfer polimerowych znanych z krajowego zgłoszenia patentowego P.414596, charakteryzujących się idealną sferycznością oraz wysoką monodyspersyjnością, co pozwala na rzetelne prowadzenie pomiarów aplikacji różnego rodzaju powłok powierzchniowych oraz na optymalizację procesu nakładania powłok w różnych gałęziach przemysłu.
Rozmiar znaczników fotoluminescencyjnych zawiera się, w zależności od potrzeb i rodzaju, w zakresie 0,1-100 μm, korzystnie 0,5-50 μm, najkorzystniej 1-20 μm. Jest to zakres optymalny, ponieważ jest mniejszy od grubości stosowanych powłok powierzchniowych. Znaczniki wykazują wysoką temperaturę rozkładu, co umożliwia stosowanie znaczników bez obawy o ich rozkład w przypadku suszenia naniesionych powłok w wysokiej temperaturze.
Przykłady wykonania
Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłoki powierzchniowej został opisany poniżej w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1. Do barwnego, wodorozcieńczalnego lakieru akrylowego wprowadzono 0,01% wagowego znacznika fluorescencyjnego w postaci monodyspersyjnych, fluorescencyjnych mikrosfer polimerowych, zawierających 60% akrylonitrylu, 40% styrenu i zawierających immobilizowaną chemicznie diallilofluoresceinę (otrzymanych zgodnie ze zgłoszeniem patentowym P.414596). Temperatura topnienia mikrosfer wynosiła: 153-171°C, a średni rozmiar ziaren wynosił 1,69 μm. Znacznik zdyspergowano w materiale powłokowym przy użyciu homogenizatora ultradźwiękowego.
P r z y k ł a d 2. Znacznik fluorescencyjny w postaci 4,4'-bis(benzoksazol-2-ylo)stilbenu (CAS 1533-45-5) o średnim rozmiarze cząstek wynoszącym 3,0 μm wprowadzono do barwnego, wodorozcieńczalnego lakieru akrylowego w stężeniu wynoszącym 0,05% wagowego. Znacznik zdyspergowano w materiale powłokowym przy użyciu homogenizatora ultradźwiękowego.
P r z y k ł a d 3. Znacznik fluorescencyjny w postaci siarczku cynku domieszkowanego miedzią ZnS:Cu, o średnim rozmiarze cząstek wynoszącym 4,5 μm wprowadzono do barwnej, rozpuszczalnikowej lakierobejcy w stężeniu wynoszącym 0,025% wagowego. Znacznik zdyspergowano w materiale powłokowym za pomocą mieszadła wysokoobrotowego.
P r z y k ł a d 4. Znacznik fluorescencyjny w postaci chemoutwardzalnej żywicy epoksydowej EPIDIAN 5 o średnim rozmiarze cząstek wynoszącym 12,0 μm, zawierającej 20% dodatek siarczku cynku domieszkowanego manganem ZnS:Mn wprowadzono do barwnego, wodorozcieńczalnego lakieru poliuretanowego w stężeniu wynoszącym 0,1% wagowego. Znacznik zdyspergowano w materiale powłokowym za pomocą mieszadła wysokoobrotowego.
PL 232 279 B1
P r z y k ł a d 5. Znacznik fluorescencyjny w postaci siarczku cynku domieszkowanego srebrem ZnS:Ag, o średnim rozmiarze cząstek wynoszącym 6,0 μm wprowadzono do dwuskładnikowego, bezbarwnego lakieru akrylowego w stężeniu wynoszącym 0,01% wagowego. Znacznik zdyspergowano w materiale powłokowym za pomocą mieszadła wysokoobrotowego.
P r z y k ł a d 6. Materiały powłokowe otrzymane w przykładach 1-5 przebadano spektrofotometrycznie. Potwierdzono wysoką wydajność kwantową zastosowanych znaczników fotoluminescencyjnych w badanych materiałach powłokowych. Dodatkowo przeprowadzono badania starzeniowe materiałów powłokowych z przykładów 1-5 podczas ekspozycji na promieniowanie UV-VIS. Uzyskane wyniki potwierdziły wysoką fotostabilność przygotowanych materiałów powłokowych zawierających znaczniki fotoluminescencyjne.
P r z y k ł a d 7. Otrzymane w przykładach 1-5 materiały powłokowe zawierające znaczniki fotoluminescencyjne naniesiono metodą natryskową, zgodnie z zaleceniami producentów tych materiałów powłokowych, na odpowiednio oczyszczone i przygotowane podłoża, według poniższego schematu:
A. materiał powłokowy z przykładu 1 naniesiono na odtłuszczone podłoże stalowe,
B. materiał powłokowy z przykładu 2 naniesiono na odtłuszczone podłoże aluminiowe,
C. materiał powłokowy z przykładu 3 naniesiono na zagruntowane podłoże drewniane,
D. materiał powłokowy z przykładu 4 naniesiono na zagruntowane podłoże drewniane,
E. materiał powłokowy z przykładu 5 naniesiono na podłoże wykonane z ABS.
Dla każdej z powłok z przykładów 1-5 i dla każdego z podłoży A-E przygotowano 10 próbek o różnej grubości powłoki powierzchniowej.
Dla każdej serii powłok powierzchniowych A-E przeprowadzono kalibrację detektora. W pierwszej kolejności przeprowadzono detekcję i zliczanie znaczników fotoluminescencyjnych przy użyciu mikroskopu optycznego z przystawką do epifluorescencji, wyposażonego w filtr optyczny UV (exc. 320-380 nm, trans. 420 nm) lub B (exc. 460-490 nm, trans. 520 nm), kamerę CCD oraz lampę rtęciową jako źródło wzbudzenia. Badania prowadzono przy powiększeniu x200. Następnie dla każdej z powłok wyznaczono jej grubość metodą nacięcia klinowego i skorelowano ją z odpowiedzią fluorymetryczną powłoki, tj. z ilością znaczników fotoluminescencyjnych zarejestrowanych przez detektor.
Następnie, przeprowadzono badania kontrolne nieznanych próbek przygotowanych zgodnie ze schematem A-E. Podczas nanoszenia materiałów powłokowych zastosowano inne ustawienia dysz rozpyłowych niż podczas tworzenia próbek przygotowanych do kalibracji detektora. Grubość naniesionych powłok zmierzono po ich wyschnięciu za pomocą wcześniej skalibrowanego detektora.
Zastrzeżenia patentowe
Claims (7)
1. Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych, polegający na analizie fluorescencyjnej odpowiedzi powłoki powierzchniowej z materiału zawierającego dodatek znaczników fotoluminescencyjnych, po jej naświetleniu promieniowaniem o długości fali dobranej do zastosowanego znacznika fotoluminescencyjnego, obejmujący zliczenie znaczników fotoluminescencyjnych widocznych na określonej powierzchni w powłoce, przy czym pomiar realizuje się za pomocą detektora wyposażonego w układ optyczny o odpowiednim powiększeniu oraz w źródło wzbudzenia o odpowiednim zakresie, znamienny tym, że stosuje się stałe stężenie znaczników fotoluminescencyjnych w materiale powłokowym oraz wyznacza się grubość powłoki powierzchniowej w oparciu o dane kalibracyjne i proporcjonalną zależność grubości powłoki powierzchniowej do ilości znaczników fotoluminescencyjnych, widocznych na powierzchni poddawanej analizie w naniesionej powłoce, zaś zastosowane znaczniki fotoluminescencyjne
- są nierozpuszczalne w materiale powłokowym,
- mają zdefiniowany rozmiar, który zawiera się w zakresie 0,1-100 μm, korzystnie 0,5-50 μm, najkorzystniej 1-20 μm i korzystnie charakteryzują się wysoką sferycznością oraz monodyspersyjnością,
- są równomiernie rozproszone w całej objętości materiału powłokowego w procesie dyspergowania,
PL 232 279 B1
- mają postać organicznych lub nieorganicznych związków fotoluminescencyjnych wprowadzonych do matrycy nierozpuszczalnej w materiale powłokowym, przy czym matryca ta wykonana jest z materiału nieorganicznego lub polimerowego, pochodzenia naturalnego lub syntetycznego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że matryca wykonana jest z dowolnego tworzywa sztucznego, najkorzystniej polietylenu, polipropylenu, poli(tetrafluoroetylenu), poli(chlorku winylu), poliakrylonitrylu, polimetakrylanu metylu), polistyrenu, polieterów, w tym polioksometylenu, poliestrów, w tym m.in. poli(tereftalanu etylenu), poli(tereftalanu butylenu), poliwęglanów, poliamidów, w tym m.in. PA 6, PA 66, PA 11, PA 12 itp., poliuretanów, polilaktydów, a także kopolimerów wyżej wymienionych tworzyw, korzystnie poli(styren-co-akrylonitrylu), poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styrenu), lub żywic, korzystnie epoksydowych, poliestrowych, mocznikowo-formaldehydowych, melaminowo-formaldehydowych, fenolowo-formaldehydowych.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że matryca wykonana jest z polimerów pochodzenia naturalnego, korzystnie celulozy, hemicelulozy, ligniny, chityny, skrobi, pektyny, kauczuków naturalnych lub polimerów białkowych, występujących m.in. w wełnie i jedwabiu, a także zmodyfikowanych chemicznie wyżej wymienionych polimerów, korzystnie wiskozy.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że matryca wykonana jest z surowców nieorganicznych lub mineralnych, korzystnie ze szkła, metali oraz ich stopów, tlenków, węglików, krzemianów, glinokrzemianów, korundu, węgla, grafitu, boru oraz bazaltu.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość znaczników fotoluminescencyjnych w materiale powłokowym wynosi 0,001-5% wagowych, korzystnie 0,01-1% wagowych.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że znaczniki fotoluminescencyjne wzbudzane są promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali 250-700 nm, korzystnie 300-600 nm i wykazują fotoluminescencję w zakresie 300-800 nm, korzystnie w zakresie 350-700 nm.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kalibrację detektora prowadzi się poprzez wstępne zbadanie odpowiedzi fotoluminescencyjnej reprezentatywnej ilości próbek powierzchni pokrytych powłoką, po czym próbki poddaje się pomiarom grubości poszczególnych warstw z wykorzystaniem metody nacięcia klinowego, a uzyskane w ten sposób dane służą do wyznaczenia ilościowej zależności pomiędzy ilością zarejestrowanych przez detektor znaczników fotoluminescencyjnych, a grubością warstwy powierzchniowej.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL421193A PL232279B1 (pl) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL421193A PL232279B1 (pl) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL421193A1 PL421193A1 (pl) | 2018-10-08 |
PL232279B1 true PL232279B1 (pl) | 2019-05-31 |
Family
ID=63688070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL421193A PL232279B1 (pl) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL232279B1 (pl) |
-
2017
- 2017-04-05 PL PL421193A patent/PL232279B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL421193A1 (pl) | 2018-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9361561B2 (en) | High-resolution tracking of industrial process materials using trace incorporation of luminescent markers | |
US6477227B1 (en) | Methods for identification and verification | |
US8558194B2 (en) | Interactive coatings, surfaces and materials | |
CN103512889B (zh) | 用于防护涂层的改进的视觉检测的系统和方法 | |
CA2352357A1 (en) | Methods for identification and verification | |
Cotting et al. | Epoxy self-healing coating by encapsulated epoxy ester resin in poly (urea-formaldehyde-melamine) microcapsules | |
EP1886115A1 (en) | Fluorescent probe for the detection of corrosion | |
Kim et al. | 3D Plasmonic Gold Nanopocket Structure for SERS Machine Learning‐Based Microplastic Detection | |
US20160222186A1 (en) | Taggants for Thermoplastic Marking Materials | |
PL232279B1 (pl) | Sposób nieinwazyjnego pomiaru grubości powłok powierzchniowych | |
CN103374695A (zh) | 用于标记基板的装置和方法以及标记 | |
JP5999549B2 (ja) | 浸透探傷試験用湿式現像剤及び該現像剤を用いた現像方法 | |
Mårdalen et al. | Time and cost effective methods for testing chemical resistance of aluminium metallic pigmented powder coatings | |
WO2002050570A2 (en) | Methods for identification and verification | |
WO2023210336A1 (ja) | 基板、分析方法、装置および製造方法 | |
TW200813464A (en) | High-resolution tracking of industrial process materials using trace incorporation of luminescent markers | |
Cazzagon | Colloidal characterization and leaching testing to support safety assessment of nano-enabled products for the restoration of works of art | |
JP3908631B2 (ja) | 磁粉探傷試験用蛍光磁粉 | |
JPH1020786A (ja) | 標識化された材料およびコード標識識別方法 | |
Mahovic Poljacek et al. | Effect of SiO2 and TiO2 Nanoparticles on the Performance of UV Visible Fluorescent Coatings. Coatings 2021, 11, 928 | |
JP2023163124A (ja) | 基板、分析方法、装置および製造方法 | |
Turgunovna | CONFERENCE PAPERS IN ENGLISH |