قوة الإخفاء

استُخدم صبغان أحمران لتغطية لوحين عموديين، كلاهما أسود من الأسفل وأبيض من الأعلى. تتميز طبقة الطلاء على اللوح الأيمن بتغطية أعلى، مما يجعل التمييز بين اللونين الأسود والأبيض شبه مستحيل.

تُعرف قوة التغطية بأنها قدرة الطلاء على إخفاء السطح الذي طُلي به. [ 1 ] وتُعرَّف عدديًا بأنها مساحة السطح المغطى بحجم معين من الطلاء ( معدل الانتشار ) الذي يُحقق " إخفاءً كاملاً " للسطح الأساسي. [ 2 ]

الأسباب

عند تسليط الضوء على سطح مطلي، ينعكس جزء منه ويمتصه الطلاء. وعندما يصل الضوء إلى السطح الأساسي ( الركيزة )، ينعكس مرة أخرى ويمتصه الركيزة، وتتكرر العملية عند عودة الضوء المنعكس عبر طبقة الطلاء. وبحسب خصائص الطلاء، قد تكون معلومات الركيزة مرئية (أو غير مرئية) في الضوء العائد من الطلاء. وتُعرف خاصية "الإخفاء" في مادة الطلاء بأنها التي تحجب هذه الرؤية، وتتجلى في عتامة طبقة الطلاء. ويُستخدم مصطلح " الإخفاء" بشكل عام للدلالة على كلٍ من "الإخفاء" و"العتامة" . [ 3 ]

إذا كانت طبقة الطلاء عالية الامتصاص ، فسيكون لونها داكنًا، وسيُوفر الامتصاص التغطية المطلوبة. أما إذا كانت الطبقة عالية الانعكاس ، فسيكون لون السطح فاتحًا، ولكنه سيُخفي الركيزة جيدًا، وذلك نتيجة لتشتت الضوء . وإذا كانت طبقة الطلاء منخفضة الامتصاص والتشتت، فسيمر الضوء عبرها ويكشف الركيزة (شفافية منخفضة أو تغطية ضعيفة). [ 3 ]

القياسات

تُقاس قدرة التغطية بتطبيق الطلاء على الألواح بالأبيض والأسود (وأحيانًا بالأبيض والأسود) باستخدام القياس الضوئي أو الملاحظة البصرية. [ 3 ] ولأن العين لا تستطيع إجراء تقييمات كمية، إلا أنها حساسة جدًا لوجود التباين، تُجرى القياسات بتغيير سُمك طبقة الطلاء، والذي يُحدد بكمية المساحة التي تُغطى بكمية معينة من الطلاء (ما يُسمى بمعدل الانتشار ، ويُقاس عادةً بالمتر المربع لكل لتر ). [ 4 ]

في قياسات الضوء، تتم معايرة الركائز السوداء والبيضاء بحيث تكون نسبة انعكاسها 1% و80% على التوالي. وتُعبّر النتيجة، وهي نسبة التباين ، عن نسبة شدة الضوء المنعكس من المنطقة الداكنة إلى شدة الضوء المنعكس من المنطقة الفاتحة (تقنيًا، يتم قياس قيمة CIE Y أو " السطوع "). وتُستخدم الركائز نفسها في القياسات البصرية. [ 3 ]

تُعرَّف قوة الإخفاء عدديًا بأنها معدل انتشار يصبح عنده التباين بين المناطق المختلفة للركيزة غير مرئي أو غير قابل للقياس ( إخفاء كامل ). عمليًا، تُستخدم نقطة نهاية تقريبية بدلًا من ذلك، وهي 98% لنسبة التباين الضوئي. [ 5 ]

طريقة كوبيلكا-مونك

طُوِّرت نظرية كوبيلكا-مونك في ثلاثينيات القرن العشرين، ولا تزال تُستخدم على نطاق واسع في القرن الحادي والعشرين. تُبسِّط هذه النسخة المُبسَّطة من نظرية انتقال الإشعاع خصائص الطلاء إلى مُعاملين فقط، أحدهما للتشتت والآخر للامتصاص. [ 6 ] بمجرد معرفة هذين المُعاملين، يُمكن حساب قدرة التغطية. [ 7 ] يعود استمرار هذه الطريقة إلى سهولة حساب هذه الثوابت باستخدام قياس الانعكاس الضوئي [ 6 ] ( يتطلب الأمر قياس طبقة واحدة فقط من الطلاء بتغطية غير كاملة على مخطط سحب بالأبيض والأسود لكل طول موجي للضوء ). [ 8 ] يعتمد النموذج على العديد من الافتراضات، بما في ذلك الإضاءة المنتشرة، وعدم وجود انعكاسات على أسطح التماس بين الفيلم والهواء وبين الفيلم والركيزة ، وسُمك معقول لطبقة الطلاء. [ 9 ]

القياسات المباشرة

تاريخياً، كانت القياسات تُجرى مباشرةً باستخدام أجهزة مثل جهاز بفوند للتشفير (الذي طُرح عام 1930، أما النموذج السابق "الأسود بالكامل" فيعود تاريخه إلى عام 1919) والذي يضع طلاءً رطباً في ترتيب يشبه الوتد من الألواح فوق خلفية بالأبيض والأسود؛ ويتم تحريك الوتد فوق الحدود حتى يصبح خط الحدود غير مرئي. [ 10 ]

لا تزال القياسات المباشرة مطلوبة في الحالات التي تنطوي فيها عملية طلاء المباني على قيود واقعية، مثل عدم انتظام طبقة الطلاء بسبب ملمس الفرشاة أو الأسطوانة. وتُسمى درجة التعتيم الناتجة أحيانًا بقوة التغطية . ينص معيار ASTM D5150 على استخدام لوحة خاصة ذات خطوط بدرجات مختلفة من اللون الرمادي، ولكل خط "تصنيف" خاص به. يُطبّق الطلاء على الخطوط، ويُمثل أعلى تصنيف للخطوط المخفية تمامًا قوة التغطية للطلاء. ويستخدم مُصنّعو الطلاء أشكالًا مختلفة من هذه الطريقة. [ 11 ]

المعايير

  • يطبق معيار ISO 6504-1:2019 "الدهانات والورنيشات - تحديد قوة التغطية - الجزء 1" طريقة كوبيلكا-مونك على الدهانات البيضاء والفاتحة اللون. [ 12 ]
  • ISO 6504-3:2019 "الدهانات والورنيشات - تحديد قوة التغطية - الجزء 3: تحديد قوة التغطية للدهانات المستخدمة في البناء والخرسانة والاستخدام الداخلي" [ 13 ]
  • ASTM D2805-11(2018) "طريقة الاختبار القياسية لقوة إخفاء الدهانات عن طريق قياس الانعكاس" (2018) [ 14 ]
  • DIN EN ISO 18314-2:2018-12 "القياس اللوني التحليلي - الجزء 2: تصحيح سوندرسون، حلول معادلة كوبيلكا-مونك، قوة التلوين، قوة الإخفاء" (2018) [ 15 ]
  • ASTM D5150-92(2017) طريقة الاختبار القياسية لقوة التغطية للدهانات المعمارية المطبقة بواسطة الرول. [ 16 ]

دور الأصباغ

تُعزى معظم قدرة الصبغة على التغطية إلى الصبغة نفسها ( عادةً ما تكون المواد الرابطة شفافة). وبشكل عام، ترتبط قدرة الصبغة على التغطية ارتباطًا وثيقًا بتشتت الضوء بواسطة جزيئاتها أثناء تعليقها في المادة الرابطة. ويزداد التشتت على السطح الفاصل بين مادتين كلما زاد الفرق بين معامل انكسارهما . [ 2 ] معامل انكسار المادة الرابطة منخفض، حوالي 1.5، لذا عادةً ما تزداد قدرة الصبغة على التغطية مع ارتفاع قيمة معامل انكسارها. [ 17 ]

أبيض

تمتص الأصباغ البيضاء الضوء بشكل ضعيف. مع ذلك، عند تشتيتها في مادة رابطة، فإن بعضها، ذات معامل انكسار منخفض (حوالي 1.5)، [ 17 ] بينما تبدو بيضاء في الهواء (بمعامل انكسار 1.0)، لا تُظهر أي تشتت تقريبًا في الطلاء، وبالتالي لا تتمتع بقدرة على التغطية - وتُسمى هذه " مواد التمديد ". أما الأصباغ البيضاء ذات معاملات الانكسار الأعلى فتُعطي عتامة، ولذلك تُصنف على أنها أصباغ تغطية . [ 2 ]

مراجع

مصادر