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色差仪检测在涂料行业中的应用

点击:         发布日期:2015-09-22
摘要:这边文章主要是就是有关涂料行业的颜色基本知识、颜色观察和检测的特点以及色差仪在涂料行业中的应用。前言随着工业生产的发展涂料市场的突飞猛进,国外很多大型涂料企业也看中了中国这片广发的土地,纷纷投资、合资或设厂,引进很多先进的涂料生产和检测技术,提

摘要:这边文章主要是就是有关涂料行业的颜色基本知识、颜色观察和检测的特点以及色差仪在涂料行业中的应用。

前言

随着工业生产的发展涂料市场的突飞猛进,国外很多大型涂料企业也看中了中国这片广发的土地,纷纷投资、合资或设厂,引进很多先进的涂料生产和检测技术,提升国内涂料行业的产品档次,同时也加强国内涂料颜色品质检测的力度,色差仪的投入使用就是基于此而来的,色差仪是一种基于精密光学原理研发的检测和分析色彩信息的仪器。早期的涂料生产商使用色彩品质控制检测仪器一般都是进口的爱色丽、美能达、GretagMacbe等,但是随着国内颜色检测行业的发展现在国产色差仪也开始逐渐占领国内市场,国产色差仪的特点是检测速度快,测量精度高,价位相对较低,同时售后服务比较快。

随着技术的进步和对产品要求的提高,20世纪80年代末期就开始有涂料厂商引进色差仪用于品质管理。等到了90年代又引进色差仪,用于油漆的颜色管控,到今天已经有10余年之久了。在这个过程中,色差仪很好的完成了管理和控制颜色,消除人眼观察色彩产生的误差,满足了客户对涂料颜色品质的要求,产生了良好的经济效应和社会效应。


一、颜色的基本知识

涂料的各种功能中装饰保护是其最重要的功能之一。现在许多建筑外墙都是使用涂料的各种颜色开展示自己的特点,而住户装修是为了彰显自己房间的特点也会采用不用的涂料进行布置点缀。
另外涂料颜色也用来区分不同物体特征,在工厂中人们用不同的颜色来区分不同的管道以防止由于由于去分不清而带来的以外事故。因为有了颜色,世界才万紫千红,生机盎然。人类肉眼所看到的颜色是由于自然界的光或人工光源照射到物体表面,经物体表面吸收部分光线再反射部分光线,反射的光线射到眼睛并刺激眼睛而产生的一种感觉。
颜色的三特性:色调(Hue)表示物体是红、橙、黄、绿或中间颜色的知觉的一种特,用于区分颜色;明度(Value)是人眼对物体的明亮感觉;彩度(Chroma)表示颜色是否饱和纯洁的一种特性。
物体反射出的光线的单色性越强,物体颜色的彩度值越高。
二、人眼观察颜色时的影响因素

2.1光源的影响

颜色是由于光的吸收与反射而形成的。不同的光线经同一块样板吸收和反射,反映到人眼时颜色就有区别,即同一块样板,在不同的光源下会显示不同的颜色。早期的涂料生产厂,再急着生产的货,晚上也不会配色,因为涂料都是在自然光下使用的晚上配色由于光不同配出来的颜色很有可能有很大的差异。为了保证产品的颜色质量,早起的涂料厂只能如此。标准光源对色灯箱的出现创造比色对色不受地理及环境影响的照明条件。但是在生产仪器的检测只是为肉眼观察提供一组观察参考数据,但最终还是要用人眼来观察颜色。特别是铝银粉和珠光粉颜色,仪器很难做出最佳的测量,而且某些产品无法用仪器测量。
2.2 周围环境的影响

肉眼在观察颜色的时候很容易受到周围环境的影响,因而产生了对立颜色学说。在这种颜色学说中科学家推出:红、绿、蓝椎体在通过视觉神经传向大脑的反应过程中进行重新组合,黄一蓝代码、红一绿代码和黑一白代码。这是色差仪可以测试颜色的一个基础依据,这个锥体也是色差仪器中常说的色彩空间椎体。

接着说颜色对立学说,但我们盯着红色、黑色和黄色三种颜色组成的一面墙,认真看数分钟后,再看旁边的一面白色的墙,眼睛为了适应这种突然的颜色转变,保持色彩平衡会先给大脑一个绿颜色和蓝颜色的信号,最后才会恢复视觉给出正确的白色信息。这就是对立颜色学说。也就是为什么周围环境会影响视觉的观察的原因。

2.3 观察者人为的因素

其实这个最容易理解的,人的情绪不同、对颜色的敏感程度不同,伸着心理、生理因素都可以影响颜色观察的结果。而仪器就不存在这种因素,这也是为什么现代涂料工业生产要结合人眼与色差仪器共同检测完成色彩品质控制的原因。人可以灵活的控制调节细节、沟通客户,仪器可以客观给出色彩信息。
三、色差仪的基本知识
3.1 色差仪几何结构特点

涂料行业一般使用都是可以分析颜色信息和色差的分光色差仪,这种仪器在色差仪器中是属于顶端产品,结构精密、功能强大、性能稳定。目前市场使用最为广泛的分光测色仪有两种:定向的(0°/45°)和漫反射型的(d/8°)。

定向0°/45°分光色差仪的几何构造是0°角垂直于样板照明,光线照到样板后漫反射,在45°角的地方接收测量。仪器在测量时在45°角有多只光源接收器以达到最佳的测量效果。用这种仪器测量的结果与由于颜色和表面光泽变化在视觉上引起的外观变化相符合。它用于质量控制时效果非常好,与人眼观察物体的方式相一致,结果也与人眼最接近。

现在一般进口仪器都是采用漫反射(d/8°)型的,这种分光色差仪一般有一个内壁涂白的球漫反射照明样品,在8°角测量。这种测量方法忽略了表面特性和光泽对颜色的影响,提供的测量仅符合颜料/染料等颜色的变化,所以我们在电脑配色系统中选择这种仪器。
3.2颜色检测的表示方法

为了可以更方便的区分颜色,同时也为了色差仪的测量能够实现,国际照明委员会(CIE)用L*、a*、b*,CIE L*、C*、h*,Hunter L、a、b,x、Y、Z,L*、C*、h*,Y、x、z等多种方法来表示颜色的色度坐标。现在涂料行业使用的色差仪采用Hunter L、a、b和CIE L*、a*、b*是两种色彩公式比较多,这些色彩公式都是与X、Y、Z值进行算术推导出来的。但是要注意计算公式的不同,测量后的色彩数值也是不同,这就是为什么现在市面上畅销的色差仪器都不能通用。

Hunter L、a、b在颜色空间的蓝色部分是收缩的,而CIE L*、a*、b*在颜色空间的黄色部分是过度扩张的。在实际使用过程中,笔者想提醒大家的是一定要注意L*、a*、b*和L、a、b的区别,两者不能混为一谈,我就看到过把L*、a*、b*当作L、a、b的情况,数据差别很大,以为是仪器出了问题,实际是把色度坐标弄错了。
3.3 光源选择

色差仪的照明一般采用一个固定的灯泡,如能量稳定的钨丝灯或寿命较长的氙灯,以及稳定比较好的LED光源。同样要注意同一个色板在不同光源照射下仪器测量的记过是不同。这是因为不同的光照到样板上被吸收和反射的光线不同,造成了人眼和仪器在看颜色时的差别。

一般在建筑用卷钢涂料采用是D65光源,D65是模拟自然光照条件就相当于日光照射。建筑色彩一般都是在日光下显示的,所以建筑涂料一般都是采用D65做为照明光源的。而家电卷钢涂料由于其使用性质决定大部分用于室内,根据室内灯光而采用A标准光源来对样板进行测色,它是一个精心规定的钨光源。其他的光源如荧光灯光源,在许多类型下都可使用。例如有些织物厂就采用荧光灯光源。所以根据实际的使用情况和用户要求,选择合理的光源作为双方认可的测量方式,一旦双方认可,必须在相同的条件下,对颜色进行测量,以减少不必要的系统误差和人为错误,达到最佳结合点。
四、实际生产中的应用
4.1 建立颜色数据库
因为颜料的颜色与制成样板后的颜色有差别,工厂把各种彩色颜料分散于所用的树脂体系中,配好颜色,制成标准样板。做好样板后送给客户认可,客户认可后就可以根据样板数据来进行调整。
把确定的样板颜色输入电脑,建立各种样板的数据库。
4.2 调色配色
分光光度色差仪不仅可用于调整颜色,达到用户的要求,还可以根据工厂的实际情况进行电脑配色。电脑配色要求先做大量的前期工作,对所采用的各种颜料做成标准颜色样板,数据输入电脑进行保存,不能忽略的是要输入选定的黑色和白色单色数据。各种单色颜料的数据就成为电脑配色的基础,电脑可以根据颜色样板进行自动配色,提供多种配方供我们选择,我们可以选择一种经济而又简单的最佳方案,这样就大大减轻了工作强度。对于颜色色差的控制,素色漆一般要求△E控制在1以内,对于高要求的用户,AE可以控制在0.5以内。更进一步,可以分别对L、a、b值作控制。

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