車身油漆色差控制

  隨著我國加入WTO，汽車工業的競爭趨于白熱化，世界各大汽車巨頭紛紛涌入國內建立合資企業，豐田、日產、本田、馬自達等日本汽車企業基本上在中國都形成了自己的戰略部署，北汽與韓國現代聯姻，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，國內汽車行業進入舊戰國朝代。競爭是全方位的，價格、質量、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，在顧客選購車輛時給予第一感觀的認知，很可能左右消費者有沒胡興趣對車子進行更詳細了解。隨著人們生活水平的提高，人們的消費更趨理性，要求也更加苛刻和專業。原來大家可能只對顏色有個大致的要求，比如能找到自己喜歡的色系就行了，可現在這種初始層次的性能已遠不能滿足消費者的需求，消費者對油漆的光澤度、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，這是每一個汽車油漆工程師都應考慮的問題。然而車身色差控制是一個極為復雜的工作，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量，是每個汽車涂裝工作者面臨的一個挑戰。隨著保險杠、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合的方式來控制色差，一般提供一塊標準顏色樣板，要求車身及塑料配件的顏色與該標準樣板相比無論是目測，還是儀器測量都應接近。車身油漆色差的影響因素眾多，它與油漆材料、噴涂工藝、噴涂設備、供漆系統等因素密切相關。本文就車身油漆色差的控制談一點看法。
  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供應商均采用X-RITE生產的MA86II色差儀，可采用D65（標準日光，色溫為6500K）等多種光源單方向（45°）照明，可從5個角度（15°、25°、45°、75°、及110°）同時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行反射的，由于散射光是主體，無隨角異色效應。
  閃光漆的組成主要有3部分：除了傳統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。
  對于金屬閃光漆，鋁粉在漆膜內不同層次排列，反射出去的光線其亮度也不一。而光線射入漆膜內顏料粒子成有色光，再經不同層次鋁粉反射出漆膜時，就會產生色光和金屬光的變化，即閃光效應。當入射光或視角由垂直逐漸轉向漆膜平行，反射光變弱，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。
  對于珠光漆，入射光經反射、折射、透射及部分吸收時，平行的各種反射光之間互相干涉而出現珍珠般色彩。
  按照上海大眾對色差控制的要求，單色漆由于其光譜特性各項的均一性，所以只對其45°角的色差數據進行控制，而于閃光漆，則需要對15°、25°、45°、75°、110°5個角度的色差數據進行控制。
  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°為側視角，受著色顏料影響最大。
  對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，相對有鋁粉的金屬漆來講，遮蓋力相對較差，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到黑白格意義上的完全遮蓋，這進使用何種顏色的中涂以及漆膜的厚度控制對色差的影響顯得至關重要。為了減少中涂對色差的影響，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，較低的膜厚仍會讓光線射到中涂后反射回色漆層，經過中涂的吸收后，吸收光譜必然產生變化，所以單色漆，如黃色，其顏色數據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產生較大的色差，這對施工是一個很大的挑戰。
  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，溶劑揮發漆膜收縮后，其膜厚空間擴大，鋁粉（珠光粉）隨機排列趨向加大，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，不同的施工參數可以得到不同的鋁粉（珠光粉）排列，產生不同的顏色效果。
  （2）施工參數
  同一油漆（小麥黃）在2種施工條件下得到的色差數據。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。這是因為霧化空氣壓力的降低，使噴涂時霧化變粗，漆膜相對較濕，從而小麥黃的鋁粉隨機排列趨向加大，則平行小角度明度下降，而黃相恰恰相反，因為它由著色顏料的漫反射影響，由于鋁粉縱向排列增多，對顏色的散色光的阻擋變弱了，黃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，其他施工參數也會對鋁粉的定向排列產生影響，從而影響油漆的色差。
  （3）噴涂設備
  相同的色漆材料，在不同的噴涂設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，無法始終保持穩定的噴涂參數；ESTA高速旋杯自動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，質量穩定等顯著特點在汽車涂裝中被廣泛應用，目前上海大眾各生產線基本都采用ESTA+Spraymate的噴涂工藝。這2種噴涂方式對油漆尤其是閃光漆的色差有不同的影響，下面介紹這2種噴涂設備對色差影響。
  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行油漆噴涂時，小顆粒漆粒容易隨著物體表面氣流方向的轉換而變化運行方向，以至于可能無法準確到達被涂表面；而大顆粒漆粒由于其本身的質量較大，故不易偏離其運行軌道（10um漆粒給10%到達疲涂面，40um約80%）。
  采用靜電旋杯進行油漆噴涂時相反，小顆粒漆粒由于其本身質量較輕，容易沿著磁力線到達物體表面，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，進而到達被涂物體表面。
  在新顏色色差調試時，要根據實際的色差狀況設置ESTA和Spraymate的噴涂參數，控制好ESTA和Spraymate的噴涂比例，一般ESTA噴涂的膜厚應為金屬色漆總膜厚的70%～60%，Spraymate噴涂的膜厚應為總膜厚的30%～40%。在批量生產時，還要根據每批色漆的顏色、噴漆室的溫濕度以及助劑用量調整噴涂工藝參數。
  （4）供漆系統
   ①供漆系統循環
  色漆在供漆系統中的循環時間對顏色有較大影響，特別是某些高鋁粉含量的色漆，如果循環時間過長，鋁粉易沉降，從而在短期內對顏色有較大影響。另外由于長時間的循環，鋁粉在流動過程中受剪切應力的作用，可能出現卷曲，這2個因素都引起漆膜小角度的明度下降，同時大角度明度上升。在生產線上試驗的爭色漆明度下降的實例，試驗時油漆進入系統后1個月內，不再添加新鮮油漆，保持系統按正常生產循環，然后觀察其色差變化情況。
   ②供漆系統的清潔狀態
  隨著顏色品種的日益增加，供漆系統也需經常清洗換色。如果供漆系統清洗不干凈，系統中，如管壁或閥門內殘留的油漆混入新加的油漆中，勢必對新油漆的顏色產生較大影響，隨著循環時間的延長，死角內溶出的舊油漆增多，影響的程度也會增大。
  如果色漆系統中長期不用，循環時間超過6個月，應及時將系統進行清洗，否則色漆老化變質，在管路上出現沉淀和結塊現象，反而會導致清洗難度的增加。
  3、車身油漆色差的控制方法
  色差控制是一項非常復雜的工作，目前我們主要從以下幾個方面對色差進行控制：
  （1）對于新油漆或是較長時間沒用后重新啟用的油漆，一般先制作1臺報廢車身或安排2臺套車身試噴，觀察噴涂效果并適當調整施工參數，以獲得較好的色差狀態，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。
  （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線上。
  （3）定期對色差儀進行零號板校正，把儀器測量臺間誤差的影響降至最低，確保色差數據的可比性。
  （4）對色差進行監控，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，定期對ESTA和Spraymate和噴嘴進行檢查，并對噴涂流量進行計量，如有異常及時作出相應調整或更換噴嘴。
  （6）定期檢查供漆系統的運行狀態，盡可能避免油漆在管路中長期循環。
  （7）信息共享，整車廠與配套廠對色差的相關信息及時進行溝通。
  車身油漆色差的控制工作是一項復雜的系統工程，色差的控制和優化，實際是一個不斷摸索、持續改進的過程，只有相關各部門在工作中持續不斷努力和總結經驗教訓，才能把油漆色差工作做得更好，讓用戶更滿意。