粉末涂料的顏色測量與色差控制方法
粉末涂料開發(fā)早期主要用于金屬腐蝕防護(hù),隨著粉末涂料生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步、世界各國環(huán)保意識與法規(guī)的強(qiáng)化,粉末涂料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,粉末涂料的裝飾美化作用也越來越引起人們的重視,而現(xiàn)代化企業(yè)的流水線加工裝配(如冰箱、空調(diào)、儀器儀表、金屬門窗、鋁型材、機(jī)電設(shè)備等廠家)更要求涂裝產(chǎn)品內(nèi)外質(zhì)量的高度穩(wěn)定,批次間涂層顏色一致成了客戶的重要要求。
1、顏色測量
1.1目測
GB/T9761-98《色漆和清漆色漆的目視比色》等效果均采用 ISO3668-1976 標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范了涂層顏色的目視比色方法,可在自然光、比色箱的人造標(biāo)準(zhǔn)光源下進(jìn)行檢測,常用光源為 D65、A 兩類。目視比色對觀察者要求較高,負(fù)責(zé)比色檢驗(yàn)的觀察者應(yīng)通過色盲檢查鏡的檢查,戴有眼鏡的其鏡片必須在整個可見光譜內(nèi)有均勻的光譜透過率;由于色視覺隨年齡變化很大,40歲以上的觀察者也要接受色盲檢查鏡的檢查。觀察者連續(xù)工作會降低比色質(zhì)量。目測是最直接、感性強(qiáng)烈的檢測方式,配色中儀器測量只能是質(zhì)量控制的重要輔助手段。
1.2儀器測量
1.2.1測量儀器
顏色的測量儀器主要有色差儀、測色儀兩大類。色差儀價格便宜、易于攜帶,能進(jìn)行方便快捷的顏色測量比對,也可以給配色人員提供數(shù)據(jù)參考,但誤差大,也無法直接進(jìn)行配色操作。測色儀有兩類,一類為便攜式,似色差計,但是測量更精確,可以進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出,但不能用于配色;另一類可以同時進(jìn)行測量與配色操作,價格較高,只適用工廠使用。目前色差儀、便攜測色儀使用較廣泛,而可配色的測色儀只有規(guī)模較大的少數(shù)粉末涂料企業(yè)應(yīng)用。
1.2.2 測量操作
測色儀的操作程序是:開機(jī)→進(jìn)入操作界面→黑白板校正→試樣測量→數(shù)據(jù)輸入→比色→數(shù)據(jù)輸出→關(guān)機(jī)。一般的色差儀在開機(jī)預(yù)熱后(30 min左右),直接進(jìn)行標(biāo)樣、試樣的測量和色差對比,也可以將結(jié)果簡單輸出。測色儀則不需要專門預(yù)熱,電腦開機(jī)后,直接進(jìn)入操作界面進(jìn)行各類操作,并將各種光源下的顏色數(shù)據(jù)、色差、光譜曲線、直觀顏色效果等顯示出來,形成報告。
2、配 色
2.1配色原理
常規(guī)粉末涂料的配色屬于混色定律中的復(fù)雜減色法混合,Kubellka-Munk 理論認(rèn)為,光在著色層中是完全漫射的,“二常數(shù) Kubellka-Munk 理論”采用涂層的 K/S 光譜圖(K-吸收度、S-散射度)來表征顏料,最后使用光譜匹配算法以實(shí)現(xiàn)恒定匹配。配色儀就是利用這一原理,運(yùn)用配色軟件,從顏料庫中篩選顏料進(jìn)行 K/S 光譜復(fù)配計算,最后將預(yù)測色差較為理想的配方提供給配色人員選擇。由于儀器設(shè)置的光源總是有限的,電腦配色仍屬于條件匹配。
2.2配色質(zhì)量控制要點(diǎn)
2.2.1 標(biāo)樣
初期粉末涂料廠家為涂裝客戶提供的標(biāo)準(zhǔn)樣板(色卡)大多是試驗(yàn)制作的,當(dāng)客戶指定采購某款色卡的產(chǎn)品時,生產(chǎn)產(chǎn)品與原試驗(yàn)色卡極易存在明顯的色差,美國標(biāo)準(zhǔn) AAMA260326042605 對色差都明確指出是實(shí)際生產(chǎn)線制備的涂膜產(chǎn)品,而非實(shí)驗(yàn)室制備的樣板。后來粉末涂料色卡基本上都采用批量生產(chǎn)的產(chǎn)品噴涂制作,確保隨后能提供讓客戶滿意的粉末涂料產(chǎn)品??蛻籼峁┑臉?biāo)準(zhǔn)以粉末樣品最佳,其次是新色板,樣件、舊色板都不利于標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確設(shè)立,甚至有客戶使用語言描述其產(chǎn)品要求(如近似或類似某某顏色),為避免交貨時的質(zhì)量爭議,這些情形下標(biāo)準(zhǔn)約定前要與客戶進(jìn)行充分的溝通,達(dá)成共識。
2.2.2 同色異譜
光譜反射曲線不同的顏色在一組觀察和光源下匹配,但在另一種條件下不匹配,這種現(xiàn)象叫同色異譜,由于光源的變化導(dǎo)致誤配稱為照明體條件同色異譜,觀察者變化存在的誤配稱為觀察者同色異譜。配色儀可展示各種光源下 K/S 光譜匹配效果,同色異譜一目了然,但當(dāng)生產(chǎn)用顏料缺乏時,不少配色人員明知同色異譜也得制樣,并期望有一個較好的匹配效果。要根本避免同色異譜問題,就必須加強(qiáng)顏料數(shù)據(jù)庫的建設(shè),一般企業(yè)的顏料庫不足百種顏料、常用品種只二三十種,而大型企業(yè)則有幾千種顏料數(shù)據(jù)、常用顏料數(shù)百種,市場上各種顏色用顏料幾乎盡收庫中,配色人員工作起來就輕松自如,基本不存在同色異譜問題了。
2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)
同一產(chǎn)品多次或長期生產(chǎn)后,質(zhì)控人員常將眼前生產(chǎn)的產(chǎn)品只與近幾次已生產(chǎn)發(fā)出的產(chǎn)品進(jìn)行色差對比,只要顏色接近就好了,容易忽視原始標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)猷徑萎a(chǎn)品色差小,大部分客戶都不易察覺,產(chǎn)品可順利被接受。但是質(zhì)量波動控制圖的原理告訴我們,這樣極容易造成產(chǎn)品質(zhì)量波動超出控制線。筆者見到一例,粉末涂料人員持續(xù)以上批次產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)控制生產(chǎn),導(dǎo)致色差逐漸偏離原始標(biāo)準(zhǔn),而客戶為一跨國型加工企業(yè),各種組裝材料始終以原始標(biāo)樣為統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果造成了嚴(yán)重質(zhì)量事故。因此,在顏色控制尤其是多批次和長期的持續(xù)生產(chǎn)過程中,不僅要控制批次間色差,還要時刻與客戶歷史供樣及原始標(biāo)準(zhǔn)比對,控制顏色偏差,避免過度偏離給客戶批次間產(chǎn)品組裝帶來困難。
2.3.4 遮蓋力
雖然涂層遮蓋力與涂層厚度、顏料質(zhì)量、粉末生產(chǎn)設(shè)備的分散性能都有關(guān)聯(lián),但產(chǎn)品中顏料的品種、各自用量及總用量是涂層遮蓋力的決定因素。由于顏料價格一般較高,配方中盡可能減少顏料用量。為保證涂層具有恰當(dāng)?shù)恼谏w力,有經(jīng)驗(yàn)的廠家在配方調(diào)整過程中專門設(shè)立“最薄厚度色差”指標(biāo)以有效控制涂層遮蓋力。新的粉末涂料廠家或新從事配方設(shè)計的技術(shù)人員還易出現(xiàn)顏料用量偏高、遮蓋力過度的問題,采用“最薄厚度色差”分析也能克服這方面的不足。
2.3.5 儀器
對待產(chǎn)品色差爭議,涂裝客戶往往更相信自己的視覺,而配色人員則強(qiáng)調(diào)儀器測量結(jié)果,也有一些客戶則堅持自己色差儀的判定,這些都有一定的說服力,但對相關(guān)技術(shù)人員來說最合理的方式是以觀察者視感為主、儀器測量結(jié)果為輔來評判產(chǎn)品色差。研究表明分光光度計中含有鏡反射成分的積分球是與 Kubellka-Munk 理論要求相接近的幾何系統(tǒng),但是它與具有不同表面性質(zhì)的材料的目視匹配的相關(guān)性不是很好,而色差儀的工作穩(wěn)定性更讓其結(jié)果減少了說服力,即使未來測色系統(tǒng)開發(fā)出更合適的幾何系統(tǒng),但也代替不了觀察者明亮的雙眼。
3、色差的技術(shù)處理
3.1提高控制標(biāo)準(zhǔn)
對于那些色差要求極高的客戶(如ΔE≤0.4)或輕微色差但視覺變化顯著的產(chǎn)品(如帶紅或黃的淺色),必須提高質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn),并強(qiáng)化目測把關(guān)。一般產(chǎn)品企業(yè)控制色差ΔE≤1,部分為ΔE≤0.5,且大多為單一光源下,很容易造成視覺色差明顯。為加強(qiáng)控制,必須要求各種光源下色差的一致(如同為ΔE≤0.5),還要通過檢測、校對、審核人員的目測,達(dá)到一致合格。
3.2加大原料采購批量
即使是規(guī)模較大原料生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品尤其是顏料也普遍存在批次間色差,一些粉末涂料產(chǎn)品的顏色對其特別敏感,現(xiàn)場調(diào)色人員竭盡努力也無法保證顏色與以前一致。原料供應(yīng)商建議粉末廠家加大單批采購量來保證多批次產(chǎn)品的顏色一致,具有一定的改進(jìn)效果,對一些重要客戶、重要控制產(chǎn)品來說,也很有必要采取這種措施。
3.3產(chǎn)品庫存
涂裝客戶訂貨是根據(jù)工件加工批量確定的,許多客戶單批訂貨較少,給粉末涂料的生產(chǎn)與質(zhì)控帶來困難。對那些常年使用同一產(chǎn)品而又不能單批超量訂貨的客戶,粉末涂料廠家不妨在充分論證的基礎(chǔ)上,少批大量生產(chǎn),做好產(chǎn)品庫存,涂裝客戶也建議和歡迎這種做法。
3.4加強(qiáng)技術(shù)服務(wù)
出現(xiàn)色差一般要進(jìn)行售后的技術(shù)服務(wù)工作,而售前的技術(shù)服務(wù)則能很好地減少色差問題的出現(xiàn)。顏色輕微的波動,客戶基本能夠接受,但持續(xù)不斷的波動或偏差不斷擴(kuò)大會引起客戶強(qiáng)烈的抱怨,定期的走訪、超前的溝通能迅速發(fā)現(xiàn)問題,及時予以糾正。對那些色差過大,客戶拒絕使用的產(chǎn)品,要迅速給以調(diào)換;當(dāng)客戶配套使用的涂料、模塑出現(xiàn)顏色波動時,要及時與客戶交流,避免客戶依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的過度偏移(不少客戶會拿涂料、模塑產(chǎn)品來要求粉末涂料的顏色);及時走訪還能隨時了解客戶信息,對產(chǎn)品進(jìn)行積極調(diào)整滿足客戶需求。
3.5合理建設(shè)顏料庫
解決色差的根本問題在于顏料品種的齊全,但全面建立顏料庫需要耗費(fèi)大量的人力、物力與財力,是一個長期持續(xù)的過程,而且還不能保證完全符合企業(yè)的經(jīng)營需要,企業(yè)也不可能為一小份訂單就承擔(dān)整包裝新顏料可能存庫幾年的風(fēng)險。配色理論上顏料的無限多與實(shí)際中的有限庫存確實(shí)是極大的矛盾。協(xié)調(diào)方法一是豐富顏料品種,如綠色顏料,要有偏黃相的、藍(lán)相的,紅色要有橙紅和紫紅等;二是規(guī)格齊全,如物美價廉的、高價優(yōu)質(zhì)的,國內(nèi)及國外的,含鉛無鉛的等;三是特貨特備,對銷量大、利潤高或者重要客戶等的產(chǎn)品需要的顏料,積極選樣備用;四是技術(shù)儲備,對一些特殊顏料(如價格高昂、品質(zhì)優(yōu)異、特種需求或新品種),進(jìn)行采樣、存庫或試用。
涂料配色怎么配——三恩時PeColor配色軟件+TS7700分光測色儀
使用PeColor配色軟件和TS7700分光測色儀,可以精準(zhǔn)完成涂料的配色測色,流程如下,
1制作色階梯度數(shù)據(jù)庫
① 制作色階卡:根據(jù)三恩時提供的色階梯度表格,制作基礎(chǔ)色階卡。
② 錄入數(shù)據(jù)庫:使用分光測色儀測量每個色階的顏色數(shù)據(jù),錄入到配色軟件中。
2獲得樣品顏色數(shù)據(jù)
測色儀連接配色軟件,根據(jù)已有樣品或數(shù)據(jù)可進(jìn)行如下操作。
① 樣品:可以使用測色儀測得Lab值等顏色數(shù)據(jù),并存入配色軟件中。
② 顏色數(shù)據(jù):直接存入配色軟件中。
3計算初始配方
配色軟件從配色數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以直接生成多種配色方案,并且按照價格和同色異譜指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行排列,用戶可以從中選擇合適的方案。
4打樣展樣
根據(jù)配方的色料比例進(jìn)行稱重打樣,油漆染料等充分?jǐn)嚢韬螅霉蔚毒鶆蛲磕ǖ狡秸饣募垙埳线M(jìn)行展樣。
5顏色測量(修正配方)
使用測色儀進(jìn)行測量,若:顏色合格→直接生成最終配方顏色不合格→配色軟件自動修正配方直至合格。
6保存配方
確定好最終配色方案后,直接保存即可,以供下次使用。
4、結(jié)語
顏色調(diào)配與質(zhì)控是粉末涂料生產(chǎn)中最基本和最重要的技術(shù)工作,當(dāng)前不少企業(yè)還在采用低效率的純?nèi)斯げ僮?,有些已開始借助色差儀的協(xié)助,而國內(nèi)主要的粉末涂料商其配色技術(shù)只掌握在少數(shù)關(guān)鍵技術(shù)人員手里,其生產(chǎn)一線的質(zhì)檢人員也只采用目測微調(diào)產(chǎn)品顏色。但隨著粉末涂料涂裝的不斷發(fā)展,不少管理者已逐漸認(rèn)識到配色儀給企業(yè)帶來的高效與質(zhì)量保證,測色儀的使用將逐漸普及起來,技術(shù)人員只有把儀器測配技術(shù)與視覺評判、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等充分結(jié)合起來,才能真正做好粉末涂料產(chǎn)品的顏色測控工作。