車身油漆色差控制

  隨著我國加入WTO，汽車工業(yè)的競爭趨于白熱化，世界各大汽車巨頭紛紛涌入國內(nèi)建立合資企業(yè)，豐田、日產(chǎn)、本田、馬自達(dá)等日本汽車企業(yè)基本上在中國都形成了自己的戰(zhàn)略部署，北汽與韓國現(xiàn)代聯(lián)姻，化晨與寶馬合資，通用、大眾、福特、戴克、羅孚、菲亞特等國際知名汽車企業(yè)紛紛入主中國市場，吉利、奇瑞、哈飛、長城汽車等高舉民族品牌大旗者也不甘示弱，國內(nèi)汽車行業(yè)進(jìn)入舊戰(zhàn)國朝代。競爭是全方位的，價(jià)格、質(zhì)量、營銷、品牌等，要想在競爭中生存下來，就必須在各方面都盡可能做到讓用戶滿意。國身油漆顏色就像是汽車的外衣，在顧客選購車輛時(shí)給予第一感觀的認(rèn)知，很可能左右消費(fèi)者有沒胡興趣對(duì)車子進(jìn)行更詳細(xì)了解。隨著人們生活水平的提高，人們的消費(fèi)更趨理性，要求也更加苛刻和專業(yè)。原來大家可能只對(duì)顏色有個(gè)大致的要求，比如能找到自己喜歡的色系就行了，可現(xiàn)在這種初始層次的性能已遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)者的需求，消費(fèi)者對(duì)油漆的光澤度、鮮映性、甚至色差都有自己的要求。如何做出色差令顧客滿意的油漆車身，這是每一個(gè)汽車油漆工程師都應(yīng)考慮的問題。然而車身色差控制是一個(gè)極為復(fù)雜的工作，可能影響漆膜色差的因素眾多，如何有效地控制各種影響因素，提高車身油漆色差的質(zhì)量，是每個(gè)汽車涂裝工作者面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。隨著保險(xiǎn)杠、門把手、后視鏡及加油小門等到彩色塑料件的大量采用，要求車身與塑料件的顏色無偏差，這就對(duì)車身油漆色差的控制提出了更高的要求。目前轎車廠流行的方法是采用儀器測量與目測相結(jié)合的方式來控制色差，一般提供一塊標(biāo)準(zhǔn)顏色樣板，要求車身及塑料配件的顏色與該標(biāo)準(zhǔn)樣板相比無論是目測，還是儀器測量都應(yīng)接近。車身油漆色差的影響因素眾多，它與油漆材料、噴涂工藝、噴涂設(shè)備、供漆系統(tǒng)等因素密切相關(guān)。本文就車身油漆色差的控制談一點(diǎn)看法。
  1、色差的測量
  色差的測量一般采用分光測色法，目前上海大眾和相關(guān)供應(yīng)商均采用X-RITE生產(chǎn)的MA86II色差儀，可采用D65（標(biāo)準(zhǔn)日光，色溫為6500K）等多種光源單方向（45°）照明，可從5個(gè)角度（15°、25°、45°、75°、及110°）同時(shí)測量金屬漆或珠光漆的顏色。
  2、車身油漆色差影響因素
 （1）油漆材料
  油漆色漆可分為兩大類：單色漆和閃光漆，閃光漆包括金屬閃光漆和珍珠閃光漆。
  單色漆是通過顏料粒子將入射光進(jìn)行反射的，由于散射光是主體，無隨角異色效應(yīng)。
  閃光漆的組成主要有3部分：除了傳統(tǒng)單色漆所具有的透明樹脂溶液和著色顏料外還添入了閃光鋁粉和珠光粉。其中閃光鋁粉和珠光粉都是我們通常所說的效果顏料。就它們的光譜特性來講，普通顏料對(duì)照射到它的光基本都是漫反射；鋁粉除了兩端為漫反射，基本都是鏡面反射；而珠光粉為半透明材料，除了和鋁粉一樣兩端漫反射、平面鏡面反射外，還有透射。
  對(duì)于金屬閃光漆，鋁粉在漆膜內(nèi)不同層次排列，反射出去的光線其亮度也不一。而光線射入漆膜內(nèi)顏料粒子成有色光，再經(jīng)不同層次鋁粉反射出漆膜時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生色光和金屬光的變化，即閃光效應(yīng)。當(dāng)入射光或視角由垂直逐漸轉(zhuǎn)向漆膜平行，反射光變?nèi)?，顏色變深（鋁粉平行于漆膜理想排列情況下）。所以金屬閃光漆隨著視角改變，可觀察到不同程度的金屬色感及閃爍感。
  對(duì)于珠光漆，入射光經(jīng)反射、折射、透射及部分吸收時(shí)，平行的各種反射光之間互相干涉而出現(xiàn)珍珠般色彩。
  按照上海大眾對(duì)色差控制的要求，單色漆由于其光譜特性各項(xiàng)的均一性，所以只對(duì)其45°角的色差數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，而于閃光漆，則需要對(duì)15°、25°、45°、75°、110°5個(gè)角度的色差數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。
  其中，15°和25°為近鏡面反射角，其鏡面反射色主要受金屬片或珠光粉顏料的定向排列影響。45°為直視角，是目視樣板的更佳角度，受鋁粉、珠光排列與差色顏料的雙重影響。75°和110°為側(cè)視角，受著色顏料影響最大。
  對(duì)單色漆色影響最明顯的是油漆的膜厚。單色漆沒透明的樹脂和著色顏料組成，相對(duì)有鋁粉的金屬漆來講，遮蓋力相對(duì)較差，紅或黑等深顏色由于顏料的透光率較低，遮蓋力尚可，而對(duì)于顏色較淺的白色和黃色等顏色，通常正常施工條件下的色漆膜厚并不能達(dá)到黑白格意義上的完全遮蓋，這進(jìn)使用何種顏色的中涂以及漆膜的厚度控制對(duì)色差的影響顯得至關(guān)重要。為了減少中涂對(duì)色差的影響，通常的做法是采用較淺顏色的中涂，比如白色或淺灰中涂，盡管如此，較低的膜厚仍會(huì)讓光線射到中涂后反射回色漆層，經(jīng)過中涂的吸收后，吸收光譜必然產(chǎn)生變化，所以單色漆，如黃色，其顏色數(shù)據(jù)往往是由色漆層和部分中涂層的吸收光譜疊加出來的，其色漆膜厚的微小變化可能會(huì)產(chǎn)生較大的色差，這對(duì)施工是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
  而閃光漆除了樹脂和著色顏料外，還有鋁粉（珠光粉）等效果顏料，其色差不但受膜厚的影響，還受效果顏料定向排列的影響。通常閃光漆的遮蓋力都較好，更多對(duì)閃光漆色差的影響來自效果顏料的含量及其定向排列。
  閃光漆噴涂后溶劑揮發(fā)漆膜收縮，一次噴涂濕膜薄的，漆收縮后，鋁粉（珠光粉）平行于漆膜排列的傾向性大。濕膜厚的，溶劑揮發(fā)漆膜收縮后，其膜厚空間擴(kuò)大，鋁粉（珠光粉）隨機(jī)排列趨向加大，則平行于漆膜定向排列趨向減少。
  在油漆配方一定的情況下，不同的施工參數(shù)可以得到不同的鋁粉（珠光粉）排列，產(chǎn)生不同的顏色效果。
  （2）施工參數(shù)
  同一油漆（小麥黃）在2種施工條件下得到的色差數(shù)據(jù)。施工參婁中僅降低了空氣噴涂中霧化空氣的壓力，從而使得到的漆膜小角度明度明顯下降，而大角度明度變化不大，45°和75°明度略有增加，而110°明度變化不明顯。色相方面也發(fā)生了類似的變化，即小角度黃相明顯上升，而大角度變化不明顯。這是因?yàn)殪F化空氣壓力的降低，使噴涂時(shí)霧化變粗，漆膜相對(duì)較濕，從而小麥黃的鋁粉隨機(jī)排列趨向加大，則平行小角度明度下降，而黃相恰恰相反，因?yàn)樗芍伭系穆瓷溆绊?，由于鋁粉縱向排列增多，對(duì)顏色的散色光的阻擋變?nèi)趿耍S相顏色的光線更多地反射出來。因此，霧化空氣壓力降低，鋁粉定向排列的趨向減少，從而使小角度明度下降，黃相增加。同樣，其他施工參數(shù)也會(huì)對(duì)鋁粉的定向排列產(chǎn)生影響，從而影響油漆的色差。
  （3）噴涂設(shè)備
  相同的色漆材料，在不同的噴涂設(shè)備上噴出的色差也有所不同。以人工噴涂來控制色差是不切實(shí)際的，由于人工噴涂受人為因素的影響較大，無法始終保持穩(wěn)定的噴涂參數(shù)；ESTA高速旋杯自動(dòng)靜電噴涂由于其噴涂效率高、油漆利用率高、成膜分布好、顏色均勻，質(zhì)量穩(wěn)定等顯著特點(diǎn)在汽車涂裝中被廣泛應(yīng)用，目前上海大眾各生產(chǎn)線基本都采用ESTA+Spraymate的噴涂工藝。這2種噴涂方式對(duì)油漆尤其是閃光漆的色差有不同的影響，下面介紹這2種噴涂設(shè)備對(duì)色差影響。
  采用高速靜電旋杯以及空氣霧化噴槍噴涂色漆（金屬漆、珠光漆）。兩者的噴只得效果在色澤、色彩度上都有明顯區(qū)別，用旋杯噴涂的金屬色漆，與空氣噴涂的金屬漆相比，其色澤較深，但色彩較鮮艷。
  造成空氣噴槍和高速旋杯不同色彩噴涂效果的主要原因在于：
  ●金屬漆漆膜中鋁粉的含量；
  ●噴射漆流中鋁粉的分布；
  ●鋁粉的表面覆蓋能力；
  ●漆粒相互碰撞的脈沖（漆膜中鋁粉的含量）；
  ●鋁粉在漆膜中的定向排列。
  采用空氣霧化裝置進(jìn)行油漆噴涂時(shí)，小顆粒漆粒容易隨著物體表面氣流方向的轉(zhuǎn)換而變化運(yùn)行方向，以至于可能無法準(zhǔn)確到達(dá)被涂表面；而大顆粒漆粒由于其本身的質(zhì)量較大，故不易偏離其運(yùn)行軌道（10um漆粒給10%到達(dá)疲涂面，40um約80%）。
  采用靜電旋杯進(jìn)行油漆噴涂時(shí)相反，小顆粒漆粒由于其本身質(zhì)量較輕，容易沿著磁力線到達(dá)物體表面，而大顆漆粒容易在離心力作用下被甩出，成形空氣和磁力還不足以使大顆粒的漆粒克服離心力作用，進(jìn)而到達(dá)被涂物體表面。
  在新顏色色差調(diào)試時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的色差狀況設(shè)置ESTA和Spraymate的噴涂參數(shù)，控制好ESTA和Spraymate的噴涂比例，一般ESTA噴涂的膜厚應(yīng)為金屬色漆總膜厚的70%～60%，Spraymate噴涂的膜厚應(yīng)為總膜厚的30%～40%。在批量生產(chǎn)時(shí)，還要根據(jù)每批色漆的顏色、噴漆室的溫濕度以及助劑用量調(diào)整噴涂工藝參數(shù)。
  （4）供漆系統(tǒng)
   ①供漆系統(tǒng)循環(huán)
  色漆在供漆系統(tǒng)中的循環(huán)時(shí)間對(duì)顏色有較大影響，特別是某些高鋁粉含量的色漆，如果循環(huán)時(shí)間過長，鋁粉易沉降，從而在短期內(nèi)對(duì)顏色有較大影響。另外由于長時(shí)間的循環(huán)，鋁粉在流動(dòng)過程中受剪切應(yīng)力的作用，可能出現(xiàn)卷曲，這2個(gè)因素都引起漆膜小角度的明度下降，同時(shí)大角度明度上升。在生產(chǎn)線上試驗(yàn)的爭色漆明度下降的實(shí)例，試驗(yàn)時(shí)油漆進(jìn)入系統(tǒng)后1個(gè)月內(nèi)，不再添加新鮮油漆，保持系統(tǒng)按正常生產(chǎn)循環(huán)，然后觀察其色差變化情況。
   ②供漆系統(tǒng)的清潔狀態(tài)
  隨著顏色品種的日益增加，供漆系統(tǒng)也需經(jīng)常清洗換色。如果供漆系統(tǒng)清洗不干凈，系統(tǒng)中，如管壁或閥門內(nèi)殘留的油漆混入新加的油漆中，勢必對(duì)新油漆的顏色產(chǎn)生較大影響，隨著循環(huán)時(shí)間的延長，死角內(nèi)溶出的舊油漆增多，影響的程度也會(huì)增大。
  如果色漆系統(tǒng)中長期不用，循環(huán)時(shí)間超過6個(gè)月，應(yīng)及時(shí)將系統(tǒng)進(jìn)行清洗，否則色漆老化變質(zhì)，在管路上出現(xiàn)沉淀和結(jié)塊現(xiàn)象，反而會(huì)導(dǎo)致清洗難度的增加。
  3、車身油漆色差的控制方法
  色差控制是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，目前我們主要從以下幾個(gè)方面對(duì)色差進(jìn)行控制：
  （1）對(duì)于新油漆或是較長時(shí)間沒用后重新啟用的油漆，一般先制作1臺(tái)報(bào)廢車身或安排2臺(tái)套車身試噴，觀察噴涂效果并適當(dāng)調(diào)整施工參數(shù)，以獲得較好的色差狀態(tài)，以免由于顏色偏差較大而造成大批量的返工，影響正常生產(chǎn)。
  （2）日常供化控制好每批色漆的色差，這需要油漆供貨商及整車廠的共同努力，杜絕色差不合格的材料送到生產(chǎn)線上。
  （3）定期對(duì)色差儀進(jìn)行零號(hào)板校正，把儀器測量臺(tái)間誤差的影響降至最低，確保色差數(shù)據(jù)的可比性。
  （4）對(duì)色差進(jìn)行監(jiān)控，特別是要蹤油漆批次更換的色差情況，掌握顏色的變化趨勢。
  （5）定期檢查ESTA和Spraymate的噴涂狀態(tài)，定期對(duì)ESTA和Spraymate和噴嘴進(jìn)行檢查，并對(duì)噴涂流量進(jìn)行計(jì)量，如有異常及時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整或更換噴嘴。
  （6）定期檢查供漆系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，盡可能避免油漆在管路中長期循環(huán)。
  （7）信息共享，整車廠與配套廠對(duì)色差的相關(guān)信息及時(shí)進(jìn)行溝通。
  車身油漆色差的控制工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，色差的控制和優(yōu)化，實(shí)際是一個(gè)不斷摸索、持續(xù)改進(jìn)的過程，只有相關(guān)各部門在工作中持續(xù)不斷努力和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，才能把油漆色差工作做得更好，讓用戶更滿意。