DIN 55603 Bb 1-2003 Testing of pigments - Determination of relative tinting strength and of colour difference on reduction of inorganic pigments using the lightness method - Calcul.pdf

1、Januar 2003Prfung von PigmentenBestimmung der relativen Farbstrke und des Restfarbabstandesvon anorganischen Pigmenten in Weiaufhellungen nach demHelligkeitsverfahrenRechenbeispiel und Beispiel fr den PrfberichtBeiblatt 1zuDIN 55603Dieses Beiblatt enthlt Informationen zu DIN 55603, jedoch keine zust

2、zlichgenormten Festlegungen.ICS 87.060.10Testing of pigments Determination of relative tinting strength and ofcolour difference on reduction of inorganic pigments using the lightnessmethod Calculation example and example of test reportEssai des pigments Dtermination du pouvoir colorant relatif et de

3、 ladiffrence de la couleur restante des pigments inorganiques par lamthode de luminosit Exemple de calcul et exemple dun rapportdessaiVorwortDieses Beiblatt wurde vom NPF/FNF-Arbeitsausschuss 11 Optische Prfverfahren fr Pigmente“ aus-gearbeitet.1 AllgemeinesDie Bezeichnung der Parameter entspricht d

4、er in DIN 55603 verwendeten.Ein Beispiel fr die Durchfhrung des in DIN 55603 festgelegten Rechenvorganges und fr den Prf-bericht soll die dort beschriebenen Verfahren veranschaulichen. Verwendet worden ist ein Farbmess-gert mit 20-nm-Messintervallen unter Zugrundelegung der Normspektralwertfunktione

5、n nachISO/DIS 7724-1:1997 (siehe Tabelle 1). Obwohl mit vielen Farbmessgerten eine hhere Auflsungmglich ist, wird hier davon nicht Gebrauch gemacht, da die gewhlten Messintervalle sowohl eineDemonstration des Algorithmus als auch eine bersichtliche Darstellung gestatten.Die hier aufgelisteten Zwisch

6、energebnisse stammen aus einer Rechnung, die mit den angegebenenReflexionsfaktoren beginnt und bis zum Endergebnis der Farbstrke und des Restfarbabstandes mitblicher Rechengenauigkeit durchgefhrt worden ist. Da nur eine begrenzte Anzahl von Dezimalen an-gegeben worden ist, kann es zu Abweichungen ko

7、mmen, wenn, von Zwischenresultaten ausgehend,einzelne Rechenschritte nachvollzogen werden. Die Werte dienen dabei zur Veranschaulichungen desRechenweges und enthalten keine Aussage ber die physikalische Signifikanz der angegebenen Ziffern.Die Gliederung der Zwischenergebnisse und ihre Reihenfolge en

8、tsprechen derjenigen in DIN 55603, diekorrespondierenden Abschnitte von DIN 55603 sind in Klammern angegeben.Fortsetzung Seite 2 bis 9Normenausschuss Pigmente und Fllstoffe (NPF) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Normenausschuss Farbe (FNF) im DIN DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede

9、Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, Ref. Nr. DIN 55603 Bbl 1:2003-01nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet. Preisgr. 07 Vertr.-Nr. 0007Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinDIN 55603 Bbl 1:2003-012Berechnet wird die relative

10、 Farbstrke, die ein Rotpigment im Vergleich zu einem anderen hat. BeidePigmente sind in einer Menge von 0,2 000 g in eine Weipigment enthaltende Paste eingearbeitet worden.Die Unterschiede bezglich der Farbwerte zwischen den Pigmenten ist hier grer als in der Praxis blich;dies dient der besseren Ver

11、anschaulichung des Verlaufs des Farbstrkeangleichs.Tabelle 1 Wichtungsfaktoren1)WellenlngenmW10, xW10, yW10, z400 00,334 00,031 1,460420 03,138 00,320 14,979440 06,701 01,104 34,461460 06,054 02,605 35,120480 01,739 04,961 15,986500 00,071 08,687 4,038520 02,183 13,844 1,031540 06,801 17,327 0,22956

12、0 12,171 17,153 0,002580 16,465 14,150 0,003600 17,230 10,118 0,000620 12,872 06,012 0,000640 06,248 02,593 0,000660 02,126 00,832 0,000680 00,544 00,210 0,000700 00,134 00,052 0,000Summe 94,811 99,999 107,303Tabelle 2 Normfarbwerte2)Xn094,811Yn099,999Zn107,3031) Aus: ISO/DIS 7724-1:1997 fr die Norm

13、lichtart D65 und den 10-Normalbeobachter CIE 1964 (siehe DIN 5033-7und DIN 5033-2). Angegeben sind die Werte fr 20-nm-Intervalle. In ISO/DIS 7724-1:1997 angegebene Werte, diesich auf Wellenlngen kleiner 400 nm bzw. grer 700 nm beziehen, sind, wie dort angegeben, aufsummiert undzu diesen Werten addie

14、rt worden.2) Nach ISO/DIS 7724-1:1997.DIN 55603 Bbl 1:2003-0132 Beispiel zur Bestimmung der relativen Farbstrke und des Restfarbabstandes2.1 Messung der Reflexionsspektren von Probe, Referenzpigment und des weienSubstrats (siehe DIN 55603:2003-01, 5.4.1)Tabelle 3 Reflexionsfaktoren des Referenzpigme

15、ntesWellenlngenmReflexionsfaktorR()400 0,259 0420 0,285 4440 0,275 8460 0,264 4480 0,256 7500 0,249 0520 0,241 8540 0,238 0560 0,253 7580 0,322 6600 0,420 7620 0,473 9640 0,493 7660 0,515 8680 0,540 3700 0,574 6Tabelle 4 Reflexionsfaktoren, Reflexionsfaktoren nach Saunderson-Korrektur (r0= 0,04, r2=

16、 0,6)und Werte der Kubelka-Munk-Funktion der ProbeWellenlngenmReflexionsfaktorR()Reflexionsfaktor nachSaunderson-KorrekturR*()Wert der Kubelka-Munk-FunktionFp()400 0,280 5 0,455 2 0,326 0420 0,315 3 0,501 3 0,248 1440 0,305 0 0,488 0 0,268 5460 0,292 9 0,472 1 0,295 2480 0,284 1 0,460 2 0,316 6500 0

17、,275 0 0,447 6 0,340 8520 0,266 7 0,435 9 0,364 9540 0,260 9 0,427 7 0,383 0560 0,270 0 0,440 6 0,355 1580 0,327 4 0,516 5 0,226 3600 0,418 0 0,618 9 0,117 4620 0,469 6 0,669 4 0,081 6640 0,489 1 0,687 3 0,071 2660 0,511 3 0,706 8 0,060 8680 0,536 5 0,728 1 0,050 8700 0,572 3 0,756 8 0,039 1DIN 5560

18、3 Bbl 1:2003-014Tabelle 5 Reflexionsfaktoren, Reflexionsfaktoren nach Saunderson-Korrektur (r0= 0,04, r2= 0,6)und Werte der Kubelka-Munk-Funktion des weien SubstratesWellenlngenmReflexionsfaktorR()Reflexionsfaktor nachSaunderson-KorrekturR*()Wert der Kubelka-Munk-FunktionFw()400 0,487 0 0,685 4 0,07

19、2 2420 0,833 0 0,922 3 0,003 3440 0,871 0 0,941 5 0,001 8460 0,882 8 0,947 3 0,001 5480 0,890 4 0,951 0 0,001 3500 0,897 2 0,954 2 0,001 1520 0,908 8 0,959 7 0,000 8540 0,917 7 0,963 8 0,000 7560 0,928 0 0,968 6 0,000 5580 0,937 0 0,972 7 0,000 4600 0,944 0 0,975 8 0,000 3620 0,949 0 0,978 1 0,000 2

20、640 0,952 9 0,979 8 0,000 2660 0,958 4 0,982 2 0,000 2680 0,958 8 0,982 4 0,000 2700 0,960 1 0,982 9 0,000 12.2 Berechnung der Normfarbwerte (siehe DIN 55603:2003-01, 5.4.2)Tabelle 6 Normfarbwerte von weiem Substrat, Referenzpigment und ProbeNormfarbwert Y des weien Substrates Yw92,19Xr33,34Yr29,88N

21、ormfarbwerte des ReferenzpigmentesZr28,86Normfarbwert Y der Probe Yp31,372.3 Berechnung der Kubelka-Munk-Werte des Referenzpigmentes und des weienSubstrates (siehe DIN 55603:2003-01, 5.4.3)Durch Anwendung der Kubelka-Munk-Funktion auf nach der Saunderson-Korrektur erhaltene und durch100 dividierte N

22、ormfarbwerte Y von Referenzpigment und weiem Substrat werden folgende Werte erhalten.Die entsprechenden Angaben fr die Reflexionsfaktoren des weien Substrates sind in Tabelle 5 angegeben.DIN 55603 Bbl 1:2003-015Tabelle 7 Berechnung der Kubelka-Munk-Funktion des Normfarbwerts Y fr Referenzpigment und

23、weies SubstratYr/100 0,298 8Yr /100*0,479 8ReferenzpigmentF(Yr/100*)0,281 9Yr/1000,921 9Yw/100*0,965 8Weies SubstratF(Yw /100*)0,000 62.4 Iterationsschleife (siehe DIN 55603:2003-01, 5.4.4)Die entsprechenden Werte fr die Probe werden auf gleiche Weise erhalten; die Kubelka-Munk-Werte derReflexionsfa

24、ktoren sind in Tabelle 4 angegeben.Tabelle 8 Berechnung der Kubelka-Munk-Funktion des Normfarbwerts Y fr das ProbenpigmentYp/100 0,313 7Yp/100*0,499 3ProbenpigmentF(Yp/100*)0,251 1Tabelle 9 Erster Wert fr den Angleich der Einwaage des Probenpigmentesmpmpm0,200 0 0,224 7Die Ergebnisse des ersten Anpa

25、ssungsschrittes der spektralen Reflexionsfaktoren, berechnet nachGleichung (7) in DIN 55603:2003-01, 5.4.4, sind in Tabelle 10 angegeben.Tabelle 10 Ergebnisse der ersten spektralen Anpassung der Reflexionsfaktoren desProbenpigmentesWellenlngenmFp() Fw() Fpm() R*pm() Rpm()400 0,326 0 0,072 2 0,357 2

26、0,439 6 0,269 3420 0,248 1 0,003 3 0,278 2 0,482 1 0,300 4440 0,268 5 0,001 8 0,301 4 0,468 5 0,290 3460 0,295 2 0,001 5 0,331 4 0,452 4 0,278 4480 0,316 6 0,001 3 0,355 5 0,440 4 0,269 9500 0,340 8 0,001 1 0,382 7 0,427 8 0,261 0520 0,364 9 0,000 8 0,409 8 0,416 1 0,252 9540 0,383 0 0,000 7 0,430 1

27、 0,407 7 0,247 3560 0,355 1 0,000 5 0,398 8 0,420 7 0,256 1580 0,226 3 0,000 4 0,254 2 0,497 2 0,312 1600 0,117 4 0,000 3 0,131 8 0,601 7 0,401 6620 0,081 6 0,000 2 0,091 7 0,653 8 0,453 1640 0,071 2 0,000 2 0,079 9 0,672 2 0,472 6660 0,060 8 0,000 2 0,068 3 0,692 5 0,494 9680 0,050 8 0,000 2 0,057

28、0 0,714 6 0,520 3700 0,039 1 0,000 1 0,043 9 0,744 4 0,556 6DIN 55603 Bbl 1:2003-016Aus den spektralen Reflexionsfaktoren der rechnerischen Anpassung Rpm() werden die Werte des Norm-farbwertes Ypmberechnet. Anschlieend erfolgt die Zuordnung der Werte fr die neue Iteration wie inDIN 55603:2003-01, 5.

29、4.3, beschrieben und die Prfung, ob die Abbruchkriterien nach Tabelle 11 erflltsind.Tabelle 11 AbbruchkriterienYpm 29,916 0Yr 29,875 0Yr Ypm 0,040 2Sind die Abbruchkriterien noch nicht erfllt, mssen weitere Iterationen erfolgen. Hierzu werden die Startwertefr die zweite Iteration wie folgt definiert

30、:1) Rp() erhlt den Wert von Rpm()2) Yperhlt den Wert von Ypm3) mperhlt den Wert von mpmFr die zweite Iteration werden folgende Werte erhalten:Tabelle 12 Berechnung der Kubelka-Munk-Funktion des Normfarbwerts Y fr das Probenpigment(2. Iteration)Yp/100 0,299 2Yp/100* 0,480 4ProbenpigmentF (Yp/100*) 0,

31、281 1Tabelle 13 Zweiter Wert fr den Angleich der Einwaage des Probenpigmentesmpmpm0,222 6 0,225 4DIN 55603 Bbl 1:2003-017Tabelle 14 Ergebnisse der zweiten spektralen Anpassung der Reflexionsfaktoren desProbenpigmentesWellenlngenmFp() Fw() Fpm() R*pm() Rpm()400 0,357 2 0,072 2 0,358 1 0,439 2 0,269 0

32、420 0,278 2 0,003 3 0,279 1 0,481 5 0,300 0440 0,301 4 0,001 8 0,302 4 0,468 0 0,289 9460 0,331 4 0,001 5 0,332 5 0,451 9 0,278 1480 0,355 5 0,001 3 0,356 6 0,439 9 0,269 5500 0,382 7 0,001 1 0,383 9 0,427 2 0,260 6520 0,409 8 0,000 8 0,411 1 0,415 5 0,252 6540 0,430 1 0,000 7 0,431 5 0,407 2 0,246

33、9560 0,398 8 0,000 5 0,400 1 0,420 2 0,255 7580 0,254 2 0,000 4 0,255 0 0,496 7 0,311 7600 0,131 8 0,000 3 0,132 2 0,601 3 0,401 2620 0,091 7 0,000 2 0,092 0 0,653 4 0,452 7640 0,079 9 0,000 2 0,080 2 0,671 8 0,472 2660 0,068 3 0,000 2 0,068 5 0,692 1 0,494 5680 0,057 0 0,000 2 0,057 2 0,714 2 0,519

34、 9700 0,043 9 0,000 1 0,044 0 0,744 0 0,556 1Tabelle 15 Prfung des Abbruchkriteriums bei den Ergebnisse der zweiten IterationYpm 29,876 0Yr 29,875 0Yr Ypm 0,001 1Das Abbruchkriterium ist erfllt, daher werden keine weiteren Iterationen bentigt.2.5 Berechnung der relativen Farbstrke (nach DIN 55603:20

35、03-01, Gleichung (1)Tabelle 16 Relative FarbstrkeP 88,75DIN 55603 Bbl 1:2003-0182.6 Berechnung des Restfarbabstandes und der Restfarbdifferenzen(siehe DIN 5603:2003-01, 5.4.6)Es folgt die Berechnung der Normfarbwerte Xpund Zp(Ypwurde schon whrend der Iterationsschleife be-stimmt) sowie der Restfarbd

36、ifferenzen und des Restfarbabstandes.Tabelle 17 Normfarbwerte Xpund Zpdes angeglichenen ProbenspektrumsXp32,718 2Zp30,318 4Tabelle 18 RestfarbdifferenzenL*p61,548 a*16,452 b*p2,464 L*r61,547 a*r18,669 b*r4,608 L*0,001 2 a* 2,217 8 b* 2,143 9Tabelle 19 RestfarbabstandE*ab3,0853 Beispiel eines Prfberi

37、chtes an Hand der Ergebnisse nach Abschnitt 2(siehe DIN 55603:2003-01, Abschnitt 8)a) Typ und Bezeichnung von Bezugs- und Probenpigment: Bezugspigment Typ X und Probenpigment Y;b) Hinweis auf diese Norm: Prfung nach DIN 55603;c) Pigmentkonzentrationen und die Vorschrift zur Herstellung der Weiaufhel

38、lung (z. B. Farbstrkebe-stimmung in Sacolyd L640-Weipaste3), Einwaage von Proben- und Bezugspigment 0,200 0 g);d) Die Messwerte von Bezugspigment und Aufhellung:Bezugspigment (Messung): L* = 61,9; a* = 19,4; b* = 5,3Probe (Messung): L* = 63,0; a* = 17,2; b* = 2,9;e) die relative Farbstrke des zu prf

39、enden Pigmentes, P = 90 %;f) Restfarbabstand und die Restfarbdifferenzen, nach Angleich der Probe an das Bezugspigment:a* = 2,0; b* = 2,3;g) die Geometrie des Farbmessgertes (einschlielich oder ausschlielich Oberflchenreflexion) sowiedie Konstanten der Saunderson-Korrektur: Farbmessgert, Messgeometr

40、ie d/8, Glanzeinschluss,r0= 0,04; r2= 0,6;h) die Normlichart und den Normalbeobachter zur Berechnung der Normfarbwerte und der CIELAB-Farbwerte: Normlichtart D65, 10-Normalbeobachter CIE 1976 (siehe DIN 5033-3);i) jede Abweichung von der Norm;j) Prfdatum.3) ber Bezugsquellen gibt Auskunft: Normenaus

41、schuss Pigmente und Fllstoffe (NPF) im DIN Deutsches Institut frNormung e.V., Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin; Postanschrift 10772 Berlin.DIN 55603 Bbl 1:2003-0194 Verlauf des AnpassungsalgorithmusDer Verlauf der Anpassung ist anhand der folgenden Tabelle ersichtlich, die den Verlauf der Anpassungs-

42、prozedur zusammenfasst.Tabelle 20 Fortgang des AnpassungsalgorithmusIterationmpmgF (Yp/100)*Ymp YrL*a*b*P%1,274 8 2,473 6 2,212 91ohne spektraleAnpassung0,224 7 0,479 8 0,000 0 0,000 0 2,251 0 2,197 6 89,025 91mit spektralerAnpassung0,224 7 0,281 1 0,040 2 0,034 7 2,224 3 2,145 5 89,025 92mit spektralerAnpassung0,225 4 0,225 4 0,001 1 0,001 2 2,217 8 2,143 7 88,745 8LiteraturhinweiseDIN 5033-2, Farbmessung Normvalenz-Systeme.DIN 50333, Farbmessung Farbmazahlen.DIN 50337, Farbmessung Messbedingungen fr Krperfarben.ISO/DIS 7724-1:1997, Paints and varnishes Colorimetry Part 1: Principles.