粉塵涂裝行業(yè)色差儀如何使用

2021-03-26

中國粉末市場每年以接近10%的速度增長，相應(yīng)的粉末涂裝行業(yè)也產(chǎn)生了巨大的增長空間。近年來粉末涂裝行業(yè)面臨幾個重要轉(zhuǎn)變：第一，油漆涂裝向粉末涂裝的轉(zhuǎn)變。第二，傳統(tǒng)的作坊式的粉末涂裝向大型智能化的涂裝方式轉(zhuǎn)變。第三，粉末涂裝由粗放式涂裝向精益生產(chǎn)式涂裝轉(zhuǎn)變；比如由高溫烘烤向低溫烘烤轉(zhuǎn)變。

以便節(jié)約生產(chǎn)能耗、降低生產(chǎn)成本；粉末由不可回收使用，向可回收使用轉(zhuǎn)變，粉末在不回收使用的狀況下，利用率為60-70%，在可回收使用的狀況下，使用率可達(dá)95%以上。另外快速換色、自動回收等是新建粉末噴涂產(chǎn)線必須要考量指標(biāo)。粉末在涂裝過程中，產(chǎn)生的各種不良、缺陷也是困擾涂裝企業(yè)和粉末供應(yīng)商的難題。比如色差、縮孔、橘皮、附著力不良、耐鹽霧性能差等以及其它未詳細(xì)列出的缺陷問題做個簡單的探討。
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粉塵染料

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一、粉末涂裝色差概述：
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粉末涂料涂裝到工件表面固化成膜后形成的顏色差異統(tǒng)稱為色差。色差是影響涂裝良率的一個主要因素之一。因此需要有明確的接受和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。色差的常見評判手段一種為目視、 另外一種則是用色差儀儀器進(jìn)行測量。對于顏色要求不高的項(xiàng)目，也通常會采用目視檢驗(yàn)方法。比如在30cm或1m的距離進(jìn)行評判，要求目視沒有明顯的顏色差異。
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對于特定的行業(yè)，也會采用室外太陽光下觀察和室內(nèi)熒光燈下同時觀察，確保沒有明顯的差異。這樣做的主要原因也是避免同色異譜情況出現(xiàn)。但是對于顏色要求較高的項(xiàng)目，必須采用色差儀器進(jìn)行評判，通過測定色差值進(jìn)行數(shù)據(jù)解讀，從而確定色差讀數(shù)，來判定色差的大小。在這種情況下，不同的色差儀器引起的偏差也要引起重視， 通常高端的色差儀可信度較高，單一些簡單的便攜儀器的可信度就相對較差。?
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測色儀
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二、涂裝現(xiàn)場出現(xiàn)明顯顏色差異的快速解決方案：
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對于涂料類產(chǎn)品在噴涂過程中由于涂料批次不同、作業(yè)條件不同勢必會引起最終工件的涂裝表面存在顏色差異，因此需要在供應(yīng)商和客戶之間（粉末涂料供應(yīng)商和噴涂商，噴涂商與終端客戶）建立顏色差異標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)內(nèi)常見的顏色標(biāo)準(zhǔn)描述有：1.目視無明顯差異；(2）色差ΔE≤2或者色差ΔE≤1等書面描述。對于工件存在明顯色差，需要立即核對標(biāo)準(zhǔn)，查看顏色差異是否超出范圍，然后查找原因。原則是第一看用什么評判方法，第二是評判標(biāo)準(zhǔn)是什么。
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另外在這里強(qiáng)調(diào)下，對于工件顏色的差異評判一定要等到工件充分冷卻至室溫再進(jìn)行評判。為什么這樣講呢？比如對于一些土黃顏色，工件剛出烤爐目視顏色可能會偏紅，但是工件經(jīng)充分冷卻后，顏色會回歸到正常的顏色。在噴涂現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過充分冷卻的工件顏色超出要求范圍，存在明顯的色差，需要按照如下的步驟進(jìn)行排查、也是常用的排除法：
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(1）核對粉末涂料批次的隨貨樣板，看粉末隨貨樣板是否與噴涂商標(biāo)準(zhǔn)色板是否有明顯的色差，如果存在明顯差異，則要馬上聯(lián)系粉末涂料供應(yīng)商確認(rèn)粉末的批次是否有問題，或者說粉末涂料供應(yīng)商在生產(chǎn)粉末涂料時所采用的標(biāo)準(zhǔn)板是否與噴涂商所用的標(biāo)準(zhǔn)板是否相同。進(jìn)而判斷是標(biāo)準(zhǔn)板的問題，還是在生產(chǎn)粉末時顏色管控工藝出現(xiàn)問題。如果識別出是粉末涂料供應(yīng)商的產(chǎn)品出現(xiàn)問題，需要將現(xiàn)場未使用的粉末涂料進(jìn)行貼標(biāo)簽封存，等待換貨或索賠處理；同時請粉末涂料供應(yīng)商提供滿足色差要求的新批次產(chǎn)品。
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在實(shí)際情況中，很多情況是大家所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)板有偏差，即粉末涂料供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)板，噴涂商的標(biāo)準(zhǔn)板和終端客戶的標(biāo)準(zhǔn)板不一致（標(biāo)準(zhǔn)板的時間不一致、標(biāo)準(zhǔn)板的批次不一致）。為避免類似情況多次發(fā)生，需要重新簽字并分發(fā)新的標(biāo)準(zhǔn)板（簽字板需要有簽字人和簽字日期），粉末涂料供應(yīng)商、噴涂商和終端客戶各有一片相同標(biāo)準(zhǔn)板，作為生產(chǎn)和驗(yàn)收管控。標(biāo)準(zhǔn)板的有效時間建議是一年。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)板的時間過長，會導(dǎo)致板面磨損或污染，從而再次引起誤判。對于有條件的噴涂商，需要對粉末涂料進(jìn)行預(yù)噴檢驗(yàn)。采用與工件相同厚度和處理工藝的板材用手動噴槍噴涂樣板進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)沒有明顯色差后可批量上線噴涂。
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(2）經(jīng)上述排查，如果粉末涂料的產(chǎn)品確認(rèn)沒有問題，需要檢查產(chǎn)線和工藝。這時需要檢查工件的粉末涂層厚度，看膜厚是否在要求范圍內(nèi)，60-100um 或者80-120um，再或者是100-140um。如果粉末膜厚偏薄，會有遮蔽率問題，偏薄的粉末涂層會引起顏色差異。對于白色、黑色等遮蔽率好的顏色，在膜厚60-80um即可達(dá)到全遮蔽；但是對于艷橘色、艷黃色等遮蔽率相對較差的顏色，粉末涂層通常要噴到100um以上才能達(dá)到全遮蔽的效果；個別特殊顏色膜厚要達(dá)到120um以上才能全遮蔽。粉末涂料的遮蔽性能需要粉末供應(yīng)商提供，這樣才能更好的指導(dǎo)噴涂商進(jìn)行噴涂。

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色彩分光儀
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(3）除了膜厚外，要繼續(xù)檢查噴涂商產(chǎn)線的烤爐狀況，產(chǎn)線烘烤溫度過高也是時常導(dǎo)致色差的主要原因。有些噴涂商需要提高產(chǎn)能、進(jìn)行需要提高線速，為確保粉末涂料充分固化，不得不將烘烤溫度提高。如將固化條件為200攝氏度10分鐘固化的條件（備注：工件達(dá)到200攝氏度保持10分鐘）變更為230-240攝氏度6分鐘，這樣來看是將產(chǎn)能提高了40%，但是由于烘烤溫度過高，會最終導(dǎo)致固化涂層外觀顏色發(fā)生變化，引起顏色差異。比如土黃顏色會變紅、白色會偏黃，但是黑色產(chǎn)品受溫度變化影響較小。根據(jù)噴涂經(jīng)驗(yàn)，噴涂商對于粉末的烘烤溫度，不能高于固化窗口上限20攝氏度，比如粉末供應(yīng)商推薦烘烤溫度200攝氏度10分鐘，實(shí)際在噴涂線操作過程中，烘烤溫度不能高于220攝氏度。過度的升高爐溫除了會引起涂層顏色變化外，還有可能會引起粉末涂層嚴(yán)重橘皮問題。
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(4）另外客戶現(xiàn)場的回收粉使用情況也是導(dǎo)致明顯顏色差異的因素。現(xiàn)在很多新建產(chǎn)線都采用粉末涂料在線連續(xù)自動回收使用。在顏色切換時，將粉房內(nèi)的噴涂裝置做徹底清洗，清洗噴槍、噴嘴、粉末輸送管道、流化桶或流化床、濾芯以及大旋風(fēng)回收裝置等，確保沒有雜色污染。噴涂系統(tǒng)清理干凈后，對于單一顏色的產(chǎn)品通常不會引起色差。但是對于混合色、金屬色和珠光色，因?yàn)橛谢厥辗勰┑氖褂?，常常會引起色差。因?yàn)?，目前的粉末噴涂基本上都是采用高壓靜電噴涂方式，由于混合組份以及鋁粉、珠光粉顏料的帶電性不同，在噴涂過程中會引起分離，導(dǎo)致回收粉末的使用會有顏色差異。需要粉末供應(yīng)商在生產(chǎn)金屬色和珠光色時使用bonding工藝，將顏料固定在粉末顆粒上，避免噴涂過程中引起的分離，可以降低回收粉末使用導(dǎo)致的顏色差異。
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(5）在粉末涂裝過程中，時常會有終端客戶將同一個項(xiàng)目放在幾家不同的噴涂商進(jìn)行噴涂，因?yàn)閷Ψ勰┑倪x擇管理不善造成的顏色差異，在組裝設(shè)備時，造成設(shè)備顏色差異較大。終端客戶沒有指定粉末供應(yīng)商，噴涂廠家自行選擇粉末供應(yīng)商，最終造成成品顏色差異大。也有的終端客戶有指定粉末供應(yīng)商，但是對顏色標(biāo)準(zhǔn)板沒有及時統(tǒng)一和更換，不同噴涂商參照的標(biāo)準(zhǔn)板不同，導(dǎo)致設(shè)備組裝時引起顏色差異較大，所以對于標(biāo)準(zhǔn)板的統(tǒng)一管理和及時更新就變得尤其重要。
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在粉末涂裝過程中，還有一種常見情況，就是油漆-粉末顏色配套性。有的機(jī)械設(shè)備分為大型件和薄板件，大型件采用油漆涂裝，薄板件采用粉末涂裝，當(dāng)薄板件和大型件組裝在一起時，出現(xiàn)顏色差異。這種情況下需要終端客戶進(jìn)行統(tǒng)一管理，將油漆和粉末的顏色進(jìn)行統(tǒng)一到相同的顏色標(biāo)準(zhǔn)板，并進(jìn)行簽字確認(rèn)。油漆和粉末涂料最好是找相同的涂料廠家供應(yīng)，這樣能最大限度降低顏色差異。油漆和粉末間的顏色還要充分考慮到同色異譜情況，應(yīng)避免這種情況出現(xiàn)。在用色差儀進(jìn)行測試時需要選用雙光源檢測來識別同色異譜情況。
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(6）? 談及到顏色差異還是要回歸到標(biāo)準(zhǔn)。對于“目視接近”的要求還是過于籠統(tǒng)，受評判者的顏色辨別能力影響較大。不同人對于顏色的感官不同，結(jié)論也不同。所以“目視接近”需要加上目視距離和目視光源以及目視者的顏色辨別能力。對于具體的色差數(shù)值要求，也要考量測試儀器的差異，和在測試中所選擇的光源、是否含鏡面光等條件。
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對于要求高的項(xiàng)目，通常會要求粉末供應(yīng)商、噴涂商和終端用戶選擇相同廠家+相同型號的顏色測試設(shè)備，并定期校準(zhǔn)。有的客戶在標(biāo)準(zhǔn)板上會標(biāo)定L值，這種方法并不可取，因?yàn)閷τ谙嗤臉影澹煌O(shè)備顯示的L值的差異也比較大。所以很多時候在看顏色差異會看相對值，ΔLΔaΔbΔcΔh和ΔE。
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一些專業(yè)度比較高的廠家還會以CMCΔE值為準(zhǔn)，這種數(shù)值是同時兼顧人眼和設(shè)備的讀數(shù)，最終進(jìn)行綜合取值的，也相對會更合理些。顏色驗(yàn)收接受的色差標(biāo)準(zhǔn)不同，對于白色、灰色、黑色等顏色可以約定為色差ΔE≤1.0或1.5;但是對于高彩度的艷顏色，色差要求ΔE≤1是明顯不合理的，在實(shí)際操作中難以實(shí)現(xiàn)，這樣的顏色通常是要求ΔE≤2.0或2.5，同理對于混合色、金屬色和珠光色也是要適當(dāng)放寬顏色限值或者做上、中、下限顏色管控板。

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分光測色儀噴粉行業(yè)運(yùn)用
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三、粉末涂料生產(chǎn)過程中顏色管控：
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用于粉末涂料配方的顏料通常都要求可以耐溫到220攝氏度，這樣對于顏料的選擇范圍就會小很多。目前行業(yè)內(nèi)將粉末顏料耐溫選擇條件定為至少耐溫180攝氏度以上，所以有的粉末涂料是不適合在高溫220攝氏度條件下烘烤固化的。由于客戶有高溫烘烤需求的，需要與粉末供應(yīng)商溝通、開發(fā)耐高溫烘烤的粉末涂料產(chǎn)品。另外有的粉末涂料需要長期在高溫條件下作業(yè)，這樣的情況需要使用耐高溫粉末涂料產(chǎn)品。
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在粉末生產(chǎn)過程中，也需要避免頻繁更換配方中顏料。不同原料供應(yīng)商、不同色號下的顏料都有性能差異，從而帶來配方波動和不穩(wěn)定。相同的色號的顏料還存在色相差異，比如藍(lán)顏料有紅綠相，黑顏料有黃藍(lán)相，黃顏料有紅綠相等，也非常容易引起同色異譜現(xiàn)象。
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粉末涂料的配方設(shè)計(jì)需要評估配方的遮蔽率，通常采用黑白板進(jìn)行評估和測試；也可以用色差進(jìn)行評估遮蔽率性能。對于單一顏色的粉末涂料，通常配方中用三種顏料即可，個別極少配方要用到4種顏料。多于4種顏料的粉末配方會給生產(chǎn)和應(yīng)用帶來極大的不穩(wěn)定性。
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4 總結(jié)：在粉末涂料涂裝過程中遇到顏色差異超出標(biāo)準(zhǔn)的情況，希望上述的內(nèi)容能夠起到幫助作用。最后有一點(diǎn)也要和讀者分享下，制定色差標(biāo)準(zhǔn)也要充分考慮到粉末噴涂烘烤后顏色公差，通常范圍在 0.3-0.5之間。比如，噴涂商在接到噴涂項(xiàng)目時，業(yè)主要求工件顏色管控色差為ΔE≤1.5，考慮到噴涂烘烤顏色公差，相應(yīng)的粉末涂料的色差需要控制到ΔE≤1.2以內(nèi)。最后這點(diǎn)也是很容易忽略的地方，希望引起關(guān)注。
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