способ создания флуоресцентных образцов для измерений показателей белизны различных материалов, содержащих флуоресцентные оптические вещества

Формула изобретения

Способ создания флуоресцентных образцов для измерений показателей белизны различных материалов, содержащих флуоресцентные оптические вещества, использующий интенсивное свечение молекул красителя в полимерной матрице и обеспечивающий воспроизводимость флуоресцентных характеристик в течение длительного периода времени, отличающийся тем, что в качестве красителя используют флуоресцирующие молекулы 7-диэтиламино-4-метилкумарина, которые растворяют в метаноле, затем смешивают с раствором поливинилбутираля в метаноле и, путем нанесения на поверхность стеклянной подложки, получают твердый флуоресцирующий слой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области оптики, технологии производства бумаги и текстиля, органической химии и может быть использовано для оценки белизны высококачественных сортов бумаги и текстильных материалов, а также для применения в различных областях науки и техники, использующих стандарты белизны. В частности, способ может применяться для анализа отражательных характеристик различных изделий в других спектральных диапазонах при соответствующем изменении используемых красителей.

При изготовлении высококачественных сортов бумаги и текстиля белого цвета используются флуоресцентные оптические вещества (ФОВ) [1]. Оценка качества изделий, содержащих ФОВ, в производственных условиях требует создания флуоресцентных исходных эталонов.

Известны флуоресцентные исходные эталоны, используемые для регулировки доли ультрафиолетового содержания в излучении, падающем на испытуемый образец. Наиболее часто используются эталоны, выполненные из бумаги, содержащей ФОВ [2]. Недостатками данного типа эталонов является невозможность их многократного применения (только однократное применение), быстрое загрязнение и невозможность чистки рабочей поверхности, что актуально при использовании эталонов в производственных условиях.

Задачей данного изобретения является создание способа изготовления флуоресцентных исходных эталонов многократного применения, способных хранить единицы белизны в течение длительного периода (до одного года), а также позволяющих производить чистку рабочей поверхности образцов в производственных условиях.

Для выполнения поставленной задачи предложен способ создания флуоресцентных образцов для измерений показателей белизны различных материалов, содержащих флуоресцентные оптические вещества, использующий интенсивное свечение молекул красителя в полимерной матрице и обеспечивающий воспроизводимость флуоресцентных характеристик в течение длительного периода времени.

Способы приготовления люминесцирующих образцов для красителей в полимерных матрицах описывались ранее [3-4].

В способе создания флуоресцентных образцов для измерений показателей белизны различных материалов, содержащих флуоресцентные оптические вещества, в качестве красителя используют флуоресцирующие молекулы 7-диэтиламино-4-метилкумарина, которые растворяют в метаноле, затем смешивают с раствором поливинилбутираля в метаноле и, путем нанесения на поверхность стеклянной подложки, получают твердый флуоресцирующий слой.

Предлагаемый способ создания флуоресцентных образцов для измерений показателей белизны различных материалов, содержащих флуоресцентные оптические вещества, использует высокую излучательную способность указанного красителя в данной полимерной матрице при ультрафиолетовом облучении. В выполненных авторами экспериментах была реализована фотостабильная система, сохраняющая свои излучательные характеристики длительное время, для использования в качестве исходного эталона многократного применения в производственных условиях.

Пример 1.

Краситель 7-диэтиламино-4-метилкумарин (см. фиг.1) растворяют в метаноле (СН₃ОН). Концентрацию красителя контролируют по спектру поглощения. Значение оптической плотности на длине волны 440 нм составляет 3 единицы при толщине кюветы 1 мм. Раствор красителя смешивают с растворенным в метаноле полимером (поливинилбутираль). Смесь полимера и красителя наносят на подложки из стекла МС-20. Применяют подложки диаметром 50 мм и толщиной 10 мм. Для нанесения флуоресцирующего покрытия подложки помещают в держатель и фиксируют, как показано на фиг.2. Держатель закрепляют на валу электродвигателя и при скорости вращения 4500 об/мин наносят флуоресцирующий слой.

Для визуального контроля оптических параметров флуоресцирующего покрытия в ходе его нанесения используют подсветку образца ультрафиолетовым излучением в диапазоне 380-420 нм. При варьировании вязкости полимерной матрицы добиваются получения однородного по оптическим параметрам слоя с флуоресценцией в диапазоне 410-500 нм.

С помощью прецизионного спектроколориметра измеряют яркость по ИСО (R₄₅₇) и индекс белизны (W_C) для каждого образца и вносят в паспорт на флуоресцентный исходный эталон.

Флуоресцентный исходный эталон может использоваться при калибровке рабочих колориметров или спектроколориметров, оборудованных средствами регулировки доли ультрафиолетового содержания в излучении. Флуоресцентный эталон многократного применения может использоваться в течение года. В случае легкого загрязнения рабочей поверхности эталона ее очищают дистиллированной водой или нещелочным раствором. По истечении срока годности флуоресцирующего покрытия исходного эталона или в случае его повреждения покрытие снимают специальным раствором и вновь наносят на подложку.

Источники информации

1. Jokinen О., Rohringer Р. // World Pulp and Paper Technology, 2001, 17-18.

2. ISO/IEC 17025 // SFTI-Packforsk AB, Optical calibration Laboratory Product description 2006

3. Cristie R.M. // Polymer. Intern., 1994, V.34, 351-361.

4. Shakespeare Т., Shakespeare J. // Analityca Chimica Acta, 1999, V.380, 227-242.