DIN 55988-2013 Determination of indices for the transparency of pigmented and unpigmented systems - Colorimetric method《染色和非染色系统的透明性的测定 比色法》.pdf

1、April 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Pigmente und Fllstoffe (NPF) im DINNormenausschuss Beschichtungsstoffe und Beschichtungen (NAB) im DINNormenausschuss Farbe (FNF) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung de

2、s DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 87.060.10; 17.180.20!$mi“1937470www.din.deDDIN 55988Bestimmung von Mazahlen fr die Transparenz (Lasur) vonpigmentierten und unpigmentierten Systemen Farbmetrisches VerfahrenDetermination of indices for the transparency of pigmented and

3、 unpigmented systems Colorimetric methodDtermination des indices pour la transparence de systmes pigments et nonpigments Procd colorimtriqueAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 55988:1989-04www.beuth.deGesamtumfang 10 Seitena DIN 55988:2013-04 2 Inhalt Seite Vor

4、wort . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe 5 4 Kurzbeschreibung 6 5 Gerte . 6 6 Herstellen der Probe . 7 7 Durchfhrung 7 7.1 Messen der Proben . 7 7.2 Schwarzkorrektur der Reflexionswerte 8 8 Bestimmung der Transparenzzahl 8 8.1 Mehrpunktverfahren (Verfahren

5、M) . 8 8.2 Einpunktverfahren (Verfahren E) 9 9 Prfbericht . 9 Literaturhinweise . 10 DIN 55988:2013-04 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom NA 078-00-03 AA Allgemeine Prfverfahren fr Farbmittel und Fllstoffe“ im Normenausschuss Pigmente und Fllstoffe (NPF) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hinge

6、wiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 55988:1989-04 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Begriff Streu-Farbabstand“ ne

7、u aufgenommen; b) Streu-Farbabstand als zustzliche Mazahl aufgenommen; c) Titel der Norm auf Mazahlen fr die Transparenz“ erweitert; d) Inhalt der Norm redaktionell berarbeitet und aktualisiert. Frhere Ausgaben DIN 55988: 1981-02, 1989-04 DIN 55988:2013-04 4 Einleitung Die an der Ausarbeitung beteil

8、igten Fachleute waren sich darber im Klaren, dass angesichts der sehr unterschiedlichen Anwendungsbereiche (Druckfarben, Transparenzlacke usw.), in denen die Transparenz-Eigenschaften gemessen werden mssen, Probleme bei der Definition und der Erarbeitung einer Messvorschrift auftreten wrden. Anderer

9、seits liegt in allen Einsatzgebieten das gemeinsame physikalische Phnomen der Transparenz vor, und diesem Umstand ist es letztlich zuzuschreiben, dass eine allgemeinverbindliche Definition der Transparenz bzw. Lasur gegeben werden konnte. Bei der Messmethodik sind Varianten je nach Einsatzgebiet zul

10、ssig. Aber auch hier enthlt die Norm einige generelle Vorschriften, die immer beachtet werden mssen; hierzu gehren die verwendete Messgeometrie des Farbmessgertes, die Korrektur der gemessenen Reflektometerwerte und die Berechnung des Streu-Farbabstandes und der Transparenzzahl unter Bercksichtigung

11、 der vorliegenden Pigmentkonzentration. DIN 55988:2013-04 5 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt Verfahren zur farbmetrischen Bestimmung von Mazahlen fr die Transparenz (Lasur) pigmentierter und unpigmentierter Systeme fest. Unter der Voraussetzung gleicher Probenprparation (Bindemittelsystem, Applik

12、ationsweise, Schichtdicke/Konzentration) knnen die Verfahren zur vergleichenden Beurteilung von transparenten (lasierenden) Pigmenten dienen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erfo

13、rderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 53236:1983-01, Prfung von Farbmitteln Mess- und Auswertebedingungen zur Bestimmung von Farbuntersc

14、hieden bei Anstrichen, hnlichen Beschichtungen und Kunststoffen DIN EN ISO 11664-4, Farbmetrik Teil 4: CIE 1976 L*a*b* Farbenraum 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Transparenz Eigenschaft eines pigmentierten oder unpigmentierten Systems, das Licht mglich

15、st wenig zu streuen Anmerkung 1 zum Begriff: Dementsprechend soll bei der Applikation auf einen schwarzen Untergrund die Farbnderung des schwarzen Untergrundes mglichst gering sein. Die Transparenz des pigmentierten oder unpigmentierten Systems ist umso hher, je kleiner der Farbabstand zum schwarzen

16、 Untergrund ist. Unter Bercksichtigung der Angaben in Abschnitt 1 kann diese Bewertung auch fr die vergleichende Beurteilung von transparenten Pigmenten benutzt werden. Anmerkung 2 zum Begriff: Im gleichen Sinne wie Transparenz wird der Begriff Lasur angewendet. Alle in dieser Norm aufgefhrten Defin

17、itionen und Bestimmungsverfahren gelten daher auch fr die Lasur. 3.2 Streu-Farbabstand *sE Farbabstand des zu untersuchenden Systems, appliziert auf schwarzem Untergrund, zur Farbe des ideal schwarzen Untergrundes Anmerkung 1 zum Begriff: Der Streu-Farbabstand ist eine Mazahl fr die Transparenz. Anm

18、erkung 2 zum Begriff: Fr die Farbmazahlen *0L , *0a , *0b eines ideal schwarzen Krpers gilt 0*0*0*0= baL . Mit der Farbabstandsdefinition nach DIN EN ISO 11664-4 gilt fr den Streu-Farbabstand *sE des zu untersuchenden Systems mit den ber schwarzem Untergrund gemessenen Farbmazahlen L*, a*, b* 222* b

19、aLEs+= (1) DIN 55988:2013-04 6 3.3 Transparenzzahl T Quotient aus Schichtdicke bzw. Konzentration h und dem Streu-Farbabstand *sE gegen den ideal schwarzen Untergrund Anmerkung 1 zum Begriff: Die Transparenzzahl T kann nach 1 in allgemeiner Form wie folgt geschrieben werden: )(*shEhT= (2) Dabei ist

20、h die Schichtdicke bzw. die Konzentration; *sE der Streu-Farbabstand der Probe nach Gleichung (1) fr die Schichtdicke bzw. Konzentration h. Anmerkung 2 zum Begriff: Es ist zu beachten, dass sich im Allgemeinen fr die Bestimmung bei verschiedenen h unterschiedliche Werte fr T ergeben. Fr den Fall, da

21、ss *sE eine lineare, durch den Koordinatenursprung gehende Funktion von h ist, gibt die Transparenzzahl an, mit welcher Menge des pigmentierten Mediums die Flcheneinheit des ideal schwarzen Untergrundes beschichtet werden kann (z. B. mit wie viel Litern je Quadratmeter), bis der Farbabstand *sE = 1

22、ist. 4 Kurzbeschreibung In einer fr das zu prfende pigmentierte oder unpigmentierte System typischen Applikationsweise werden Schichten auf einem schwarzen Untergrund hergestellt. Mit einem Farbmessgert werden die Normfarbwerte bestimmt und daraus die Farbabstnde gegen Idealschwarz (X = 0, Y = 0, Z

23、 0) berechnet. In Fllen, in denen die Transparenz von Proben verglichen werden soll, die auf unterschiedlich schwarze Untergrnde appliziert wurden, ist es erforderlich (siehe 7.2), die Messwerte vor der Berechnung des Farbabstandes zu korrigieren. Zu diesem Zweck muss das System auch auf weiem Unte

24、rgrund vorliegen. Die Korrektur soll die Abweichung des jeweiligen realen vom ideal schwarzen Untergrund bercksichtigen. Aus dem Farbabstand bei einer oder mehreren bekannten Schichtdicken bzw. Konzentrationen kann die Transparenzzahl berechnet werden. 5 Gerte 5.1 Farbmessgert fr die Messung nach de

25、m Spektralverfahren (siehe DIN 5033-4). 5.2 Schwarzer Untergrund (Druckstreifen, Glasplatten oder Karton) mit einem Reflexionsgrad osoder Reflexionsfaktor Ros0,7 bzw. mit den Normfarbwerten X, Y, Z 70. ANMERKUNG Anstelle des schwarzen oder des weien Untergrundes knnen auch schwarz/weie Kontrastplatt

26、en mit den gleichen optischen Eigenschaften verwendet werden. 5.4 Applikationsgert, geeignet zum Herstellen von Schichten verschiedener Dicke auf Untergrnden nach 5.2 und 5.3, z. B. Filmziehgert, Spritzgert, Lackschleuder, Handcoater oder Probedruckgert. DIN 55988:2013-04 7 5.5 Schichtdickenmessgert

27、 nach Vereinbarung, oder Gerte zur Bestimmung der Pigmentkonzentration. 6 Herstellen der Probe Die zu untersuchenden Systeme werden mit einem Applikationsgert (siehe 5.4) in gleicher Schichtdicke auf einen Untergrund (siehe 5.2 und 5.3) appliziert. Die Schichtdicken und gegebenenfalls die Pigmentko

28、nzentrationen sind zu bestimmen. Die Applikation auf weien Untergrund dient zur Korrektur der Messwerte des Systems auf schwarzem Untergrund. In bestimmten Fllen kann die Korrektur und damit das Herstellen der Schicht auf weiem Untergrund entfallen (siehe 7.2). Unterschiede in den Oberflcheneffekten

29、 (z. B. Glanz, Bronze usw.) sollen nicht in die Bewertung der Transparenz eingehen; deshalb mssen insbesondere hochpigmentierte Systeme klar berlackiert werden. Die Proben drfen durch die Bestandteile der berlackierung nicht angelst werden, anderenfalls ist das Rezept des Lackes in geeigneter Weise

30、zu ndern. Die Art der berlackierung ist im Prfbericht zu beschreiben. 7 Durchfhrung 7.1 Messen der Proben Gemessen wird mit einem Farbmessgert (siehe 5.1). Die Oberflchenbeschaffenheit soll die Bestimmung der Transparenz-Mazahlen nicht beeinflussen. Tabelle 1 enthlt die gnstigsten Bedingungen (Messg

31、eometrie) zur Bestimmung der Farbabstnde bei unterschiedlicher Probenoberflche. Tabelle 1 Probenoberflche und Messgeometrie Kennzahl Probenoberflche Messgeometrie 1 hochglnzend eben nach DIN 53236:1983-01, Verfahren B (45:0 oder 8:d bzw. d:8 mit geffneter Glanzfalle) oder Verfahren A mit rechnerisch

32、em Abzug der Oberflchen-reflexion 2 hochglnzend uneben oder nicht hochglnzend nach DIN 53236:1983-01, Verfahren A mit Abzug der Oberflchenreflexion ANMERKUNG Es ist zu beachten, dass die nach Verfahren A mit rechnerischem Abzug der Oberflchenreflexion erhaltenen Messwerte von denen nach Verfahren B

33、abweichen knnen (siehe auch DIN 53236:1983-01). Bei nicht hochglnzenden Proben empfiehlt sich eine berlackierung, bei bronzierenden Proben muss berlackiert werden. DIN 55988:2013-04 8 7.2 Schwarzkorrektur der Reflexionswerte Die auf dem schwarzen Untergrund aufliegende Schicht des zu untersuchenden

34、Systems wirkt als Filter fr das auf den schwarzen Untergrund auffallende und von ihm reflektierte Licht. Die Filterwirkung ergibt sich aus dem Verhltnis der Messwerte eines mit dem zu untersuchenden System beschichteten weien Untergrundes zu demjenigen des unbeschichteten weien Untergrundes. Der Mes

35、swert des schwarzen Untergrundes wird mit diesem Verhltnis multipliziert und von dem Messwert der Probe ber dem schwarzen Untergrund abgezogen. Damit ist der Einfluss des realen schwarzen Untergrundes weitgehend eliminiert. Die Farbdifferenz muss entsprechend gegen Idealschwarz (X = 0, Y = 0, Z = 0)

36、 berechnet werden. owwoss*= (3) Dabei ist os der Reflexionsgrad des schwarzen Untergrundes; ow der Reflexionsgrad des weien Untergrundes; s der Reflexionsgrad des Systems auf schwarzem Untergrund; w der Reflexionsgrad des Systems auf weiem Untergrund; * der schwarzkorrigierter Reflexionsgrad. Durch

37、die beschriebene Korrektur werden Farbabstnde erhalten, die weitgehend vom realen schwarzen Untergrund unabhngig sind. Fhrt die Korrektur der Messwerte gegenber den unkorrigierten Messwerten nicht zu einer signifikanten nderung der Transparenzzahl, so darf bei weiteren Prfungen des gleichen Systems

38、auf die Korrektur verzichtet werden. 8 Bestimmung der Transparenzzahl 8.1 Mehrpunktverfahren (Verfahren M) Im Allgemeinen ist die Transparenzzahl eines pigmentierten Systems keine Konstante, sondern von h abhngig. Zur sicheren Bestimmung dieser Abhngigkeit werden zwei Proben (P1und P2) bentigt. Die

39、Schichtdicken bzw. Konzentrationen (h1und h2) mssen sich mindestens um den zehnfachen Wert der Standardabweichung der h-Bestimmung unterscheiden. Die Farbabstnde E1der Probe P1sowie E2der Probe P2gegen Idealschwarz werden bestimmt. Fr eine zwischen den Proben P1und P2liegende Schichtdicke bzw. Konze

40、ntration h lsst sich die Transparenzzahl T wie folgt berechnen: 112121)( EEEhhhhhT += (4) Dabei ist E = *sE die Farbdifferenz nach DIN EN ISO 11664-4 des Systems auf schwarzem Untergrund gegen Idealschwarz; h praxisbezogen, durch das jeweilige System bestimmt und bedeutet die Schichtdicke in mm; ode

41、r die Masse des Systems je Quadratmeter in g/m2; oder das Volumen des Systems je Quadratmeter in l/m2; oder die Pigmentflchenkonzentration in g/m2. 1, 2ein Index, fr Proben P1und P2DIN 55988:2013-04 9 Die Bedeutung und Einheit von h sind zu vereinbaren. Fr den Fall, dass die durch P1und P2bestimmten

42、 Transparenzzahlen gleich sind, reduziert sich das Mehrpunktverfahren auf ein Einpunktverfahren (siehe 8.2). 8.2 Einpunktverfahren (Verfahren E) Wenn die Farbabstandszunahme im Bereich kleiner Schichtdicken bzw. bei geringen Konzentrationen annhernd linear verluft 2, darf die Transparenzzahl durch B

43、estimmung dieses linearen Teils der Kurve ermittelt werden. Die Transparenzzahl T wird nach Gleichung (2) berechnet. Fr den Vergleich von Farbmitteln oder eingefrbten Systemen kann es sinnvoll sein, eventuelle Farbstrkeunterschiede zu bercksichtigen. Die Transparenzzahl ist dann nach Angleich der zu

44、 bewertenden Proben auf eine zu vereinbarende Farbstrkekenngre (siehe DIN 55986) zu bestimmen. In diesem Fall hat h in Gleichung (2) die Gre 1. Die nach dem Einpunktverfahren ermittelten Transparenzzahlen knnen nur dann auf andere Schichtdicken bzw. Konzentrationen umgerechnet werden, wenn*sE eine l

45、ineare Funktion von h ist, die durch den Koordinatenursprung geht. Ist dies nicht der Fall, muss nach dem Mehrpunktverfahren (siehe 8.1) gearbeitet werden. 9 Prfbericht Der Prfbericht muss mindestens die folgenden Angaben enthalten: a) Art und Bezeichnung des geprften pigmentierten oder unpigmentier

46、ten Systems; b) eine Verweisung auf diese Norm (DIN 55988); c) vereinbarte Gerte und Prfmittel; d) ob nach Abschnitt 6 berlackiert wurde, gegebenenfalls Rezept des Lackes; e) ob nach Kennzahl 1 oder Kennzahl 2 in 7.1 gemessen wurde; f) ob die Korrektur nach 7.2 durchgefhrt wurde; g) Bedeutung, Wert

47、und Maeinheit von h; h) die Transparenzzahl T und/oder der Streu-Farbabstand *sE ; i) jede Abweichung von dem festgelegten Verfahren; j) Prfdatum. DIN 55988:2013-04 10 Literaturhinweise 1 H. G. Vlz, Industrielle Prfung, Wiley-VCH Verlag, Weinheim (1990) 2 H. Pahlke, Kritische Betrachtungen zu den Begriffen Deckvermgen und Transparenz, farbe + lack 73 (1967), S. 410 417 3 DIN 5033-4, Farbmessung Spektralverfahren 4 DIN 55986, Prfung von Pigmenten Bestimmung der relativen Farbstrke und des Restfarbabstandes in Weiaufhellungen Farbmetrisches Verfahren