ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИ АЛ Ы И ПОКРЫТИЯ

СВЕТОРАССЕЯНИЕ И СВЕЮПОГЛОЩЕНИЕ ПОКРЫТИИ

Свет, преломившийся в покрытии, частично поглощается, а час­тично рассеивается. Светорассеяние на пигментных частицах зави­сит от их размера, длины волны света и соотношения показателей преломления пигмента и полимерного связующего. Поглощение в пигментных частицах зависит от длины пути света через частицу и оптической плотности пигментированной пленки. Большинство теоретических работ по светоотражению пленками покрытий (на­пример работы Кубелки и Мунка [17]) предполагают, что много­кратное рассеяние на большом числе частиц приводит к полному рассеянию потока света, подобно явлениям, наблюдаемым в обла­ках или густом тумане. Важно представлять себе, что такой подход несовершенен в случае тонких или слабопигментированных пленок, где не достигается необходимая степень светорассеяния.

14.3.2. Отражение на поверхностях раздела

Свет, прошедший через пленку, частично поглощается подлож­кой, а частично ею отражается; часть отраженного света вновь проходит через пленку, так что пленка тем светлее, чем выше светоотражающие свойства подложки

Полное математическое описание этих явлений сложно даже для упрощенного случая, когда глянцевая пленка постоянной тол­щины нанесена на матовую подложку. Это связано с тем, что зна­чительная часть (обычно более половины) света, рассеянного на пигментных частицах, подвергается отражению на границе разде­ла пленка/воздух (рис. 14.4) и, таким образом, ослабляется вновь ввиду поглощения пигментами или подложкой прежде, чем вто­рично достигнет поверхности раздела. Аналогичная ситуация воз­никает на границе раздела пленка/подложка, когда свет подвер­гается отражению между подложкой и пигментированным слоем [3]. На рис. 14.5 показан последовательный ряд актов внутрен­него отражения, которые происходят до тех пор, пока весь свет не поглотится или окончательно не отразится от пленки.

Влияние поверхности раздела воздух/пленка можно весьма просто вычислить суммированием геометрических прогрессий внут­ренних отражений:

I I -- ft".- I I I -- /Г. 1 ft"r->

(14.4)

І'де RT — коэффициент отражения от глянцевой пленки; RF — коэффициент наружного отражения от поверхности раздела; R, — коэффициент внутреннего отражения от поверхности разде­ла; RP — коэффициент отражения от пигментированной пленки на подложке.

Табл. 14.1 иллюстрирует изменение RT в зависимости от RP для Re=0,05 и /?і = 0,55, причем типичные значения даны для угла освещения 45° и показателя преломления среды 1,5. Можно отме­тить, что влияние поверхности раздела должно значительно умень­шить отражение. Вследствие этого большинство неглянцевых мате­риалов (включая матовые покрытия) заметно темнеют, если их Ьокрыть лаком. Для очень темных поверхностей эффект лакирова-

Женный от поверхности свет; если это происходит (например, поверхность освещается рассеянным светом, отраженным от об­лачного неба или стен), исходный цвет кажется светлее. Это кажу­щееся посветление темных цветов часто воспринимается сильнее, чем можно предположить на основании табл. 14.1, так как для со­вершенно однородного освещения со всех направлений RE возрас­тает почти до 0,1.

Одно существенное следствие отражения на поверхности разде­ла важно в рассмотрении оптических свойств пленок. Свободная пленка (или пленка, наложенная на прозрачную фольгу) имеет по­верхность раздела воздух/пленка с обратной стороны такую же, как и с освещенной. Эта вторая поверхность раздела также имеет коэффициент внутреннего отражения около 0,55 для рассеянного света. Таким образом, свободная пленка (неукрывающей толщи­ны) будет иметь такую же отражательную способность, как если бы она была нанесена на светло-серый субстрат, если же эту пленку свободно положить на черно-белые клетки шахматной доски, кон - ^гаетЧэудет-мтгото-тиенннге; чем~для~той же пленки, нанесенной на доску.