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1、 現代調色技術簡介
采用現代調色技術生產涂料是當今國際上流行的生產方式,近年來,國外先進的調色技術及與調色技術有關的產品不斷進入中國,有越來越多的國內涂料生產應用企業了解并采用現代調色技術,還有一些生產廠在采用現代調色技術中已經開始使用通用色漿,并在試驗應用中逐漸了解和掌握現代調色技術,國內涂料行業采用現代調色技術將進入實質性階段。
即最大限度的滿足市場對多種顏色色漆的需要,又減少生產過程的繁瑣性;既提高商店小批量銷售多種顏色色漆的應變能力,又不過多的積壓庫存,這一直是國內涂料企業長期探索以求解決的難題,F代配色技術的成功應用解決了以上問題,克服了傳統涂料生產工藝中許多弊端。
(1) 現代調色技術生產涂料的基本特點
現代調色技術是伴隨著顏料工業、精密機械工業和電子計算機軟件工業的發展產生的。顏料工業的發展使得制備通用色漿成為可能;精密機械工業的發展高精密度體積式色漿注入提供了必要條件;電子計算機和軟件工業的發展給調色配方和電腦配色功能鋪平了道路。采用現代調色技術生產涂料的基本特點是:
① 對每個品種涂料生產廠家只需批量生產2~3種基礎白漆,生產批量可大大增加,在不增加現有設備投入的情況下可提高產量30~50%。
② 在電腦管理軟件的幫助下可實現色漆制造無限的色差,電腦顏色管理軟件在分光光度儀的配合下可準確完成配色功能,實現無限的顏色選擇。
③ 減少了生產環節,提高管理水平,降低了質量控制成本。
④ 加快生產流程,提高生產靈活性,增強了對市場和用戶需求的反應能力。
⑤ 由于準確的生產量,避免了不必要的損失浪費,減少“三廢”的產生,實現了環保型的生產。
⑥ 縮小了庫存量,降低了庫存成本,基本杜絕了產品積壓,減少了流動資金的需求,加快了資金周轉。
⑦ 使中、小批量生產的訂單實現最優化生產,并且實現包裝桶內調色,甚至實現遠距離零售店調色,顏色準確并重現性好。
⑧ 由于及時服務和多色彩的選擇提高了為客戶服務的水平,提高了產品和服務的綜合效益以及企業的形象。
(2) 顏色準確性和重現性的實現
涂料制造過程中顏色的準確性和重現性是很重要的,在用傳統生產工藝制漿、配色、調色以及應用過程中,總會遇到色差的問題。采用現代調色技術生產涂料和色漆可從根本上解決顏色的準確性和重現性問題,但如不嚴格按照現代配色技術要求操作,也會影響顏色的準確性和重現性,主要影響因素有以下幾點:
① 基礎白漆的質量穩定性。
② 色漿的流變性和批次之間顏色的穩定性。
③ 色漿注入設備(統稱調色設備)的精度和穩定性。
④ 調色和配色管理軟件的穩定性。
⑤ 基礎白漆在包裝桶內灌裝量。
⑥ 注入色漿以后涂料的混勻效果。
在現代科技發展的條件下,目前世界主要調色技術的主要調色設備的精度、調色軟件的穩定性、通用色漿的專業化供應、產品的穩定性和混勻效果基本上能夠保證,所剩下的問題是生產廠生產的批次之間的質量均一性和穩定性。
(3) 通用色漿及應用
通用色漿是指顏色、色強度、流變性經過嚴格控制的顏料濃縮液體,具有較高的穩定性和批次之間的一致性,可應用于現代調色系統中。通用色漿的最大特點是可解決色漿在涂料中的通用性,目前,國外一些公司推出的水性建筑色漿,可適用于各類內、外墻乳膠漆,而推出色溶劑型色漿可適用于各類溶劑型涂料的配色,能基本解決色漿的通用性。
通用色漿所使用的顏料經過優選,批次之間質量穩定,流變性好,批次之間調色不需要多次校正,顏色精確度較高,色強度與顏色管理軟件相配合可實現顏色的多樣性和準確性。實際配方調色成本并不明顯高于傳統調色成本。
2、 調色技術中數據法調色、配色功能
目前,世界上電腦配色大體上有這幾種方式:一種是選用常用的顏料作為基本顏色,在大量實驗的基礎上得出調色配方輸入計算機,使用計算機從中檢索出相近的配方。這種方法簡單可靠,但只限于幾種常用的顏料,實際使用中時常受到限制。另外是一體化調色系統所代表的配方數據法顏色管理軟件的配色方式,以色度值計算法色彩管理系統配色軟件的電腦調色系統及顏色管理軟件組成的電腦配色方式。根據顏色配方產生的方法不同,配色軟件有兩種:
(1) 配方數據法
依據采用的色漿系統,在顏色數據庫中可貯存數萬個顏色配方,每個配方表達著色空間的一個點,當分光光度儀讀取顏色樣板的色度值并傳遞給顏色管理軟件,軟件就會按照設定的容許度,在數據庫中搜索出若干配方并修正給出。此方法的特點:
① 須使用通用色漿、色卡等必要的組成產品以及配套的顏色管理軟件。
② 有配方庫給出的配方,符合涂料諸多性能要求。
③ 顏色準確性較高、重現性好、誤差較小。
④ 數據庫穩定。
采用通用色漿為基礎的一體化調色系統,是通過實驗獲得調色配方作為數據庫后存入電腦。使用時用戶只需將某種特定的顏色編號或代碼輸入電腦中,即可檢索出所需的顏色配方。同時輸入包裝桶尺寸或需要調色的數量以及產品品種等基本數據后,色漿注入機(調色機)根據電腦配方的指令,按體積注入的方式準確注入實現這種顏色所需的色漿,經混勻后調色過程結束。整個過程只需幾分鐘時間。
以通用色漿為基礎的一體化調色系統的顏色管理軟件,提供了較實用和方便的配色功能,在分光光度儀的測色功能幫助下,將所檢測的顏色樣板的有關顏色和光譜以數據形式輸入電腦,然后與電腦軟件數據中預先貯存的幾萬種參考數據標準進行比較,搜索出色差最小,顏色最準確的顏色配方。這種配色管理軟件在分析檢索樣品數據同時提供各種不同光源下的數據和若干中價格等條件下所能特殊選用的參考配方,配方管理軟件的對話框及時顯示出所需配色的配方直觀效果,供用戶參考。
現代調色技術應用中,采用以通用色漿為基礎的一體化調色系統的涂料廠家,需購置調色設備、混勻設備、通用色漿以及色卡等必要的組成產品。目前,世界上現代調色技術應用中存在兩類應用方式:一類方式是調色系統所需要的所有組成均由一個生產廠家提供,稱為“一體化的調色系統”。其優勢在于極大地方便了用戶,全方位的服務,解決了生產廠家對技術支持和質量保證方面的后顧之憂。另一類是色度值計算法電腦配色系統。
(2) 色度值計算法:
首先,通過分光光度儀將采用的顏料或色漿系統及其一系列不同沖淡色的色度值,輸入電腦中建立相應的色度值數據庫。由分光光度儀讀取顏色樣板的色度值,配色軟件計算出顏色配方,此方法的特點:
① 可任選顏色或色漿,配色系統及軟件適用性強。
② 配色的準確性取決于數據庫的建立。
③ 顏料或色漿變化時,數據庫需做適當修正。
④ 建立數據庫時需做每個原色漿的色卡制作,有一定的工作量。
3、色度值計算法電腦配色系統的組成及應用
(1)電腦配色系統的組成
該電腦配色系統由色卡涂刮儀、分光光度儀、電腦(包括色彩管理系統配色軟件)、打印機、自動調色裝置等組成。其基本工作原理是通過分光光度儀讀取任意顏色的色度值,配色軟件進行比較與計算,給出(若干)顏色的基本配方,供調色使用。
① 色卡涂刮儀是一臺自動樣板制備儀器,配有不同的刮棒可制作薄質型、厚質型‘膩子等不同厚度要求的涂料色卡樣板,使用方便,制作的樣板均勻、美觀。
② 分光光度儀是一臺專門測量色卡顏色的儀器,通過軟件與電腦連接,被測色卡通過測量孔測定,數據自動輸入電腦文件中,是電腦建立顏色資料庫、色卡配方預測及配方修正等必需的儀器,與電腦軟件匹配使用。
③ 電腦(包括色彩管理系統配色軟件)是配色必備,色卡通過分光光度儀輸入的數據、建立的顏色資料庫、預測的色卡配方等都貯存在電腦上,供配方計算、配方修正計算等用。
④ 自動調色裝置是由電腦控制的色漿自動加料機。系統程序由電腦控制,調色裝置配有料罐可裝入不同的色漿供涂料配色用,色漿及涂料罐的各種特性由電腦通過參數設置來控制。調色的配方通過軟件與另一臺電腦連接或通過人工輸入配方來確定,根據輸入的配方,電腦控制調色裝置自動將各種色漿加入到涂料罐中,速度快。使用該配色儀加料調色的優點是可連續配置同樣配方的涂料顏色加量準確,使每一批涂料沒有色差。
通常涂料罐內按配方先裝入白色原料,這樣當顏色加入后攪拌均勻即為配方所配置的彩色涂料。
(2)電腦配色系統應用
電腦配色操作應用必須做到:參數的準確設置、數據庫的正確建立和調用以及測量顏色并加以配色及修正。
① 分光光度儀程序操作及參數設置
進入“程序參數設置模式”,在這一狀態下允許用戶按需要對分光光度儀的光源、視場、操作模式、程序操作模式參數進行設置。如:改變現場,選擇光源,讀取測量點的點數,選擇讀取顏色記錄方法,優先考慮配方色種等。以上選項的設置是通過軟件控制而無需對分光光度儀進行物理調節。
② 顏色樣卡的制作(為了便于理解,以三種色漿為例)
a. 色漿
采用紅、藍、黃3種原色漿,并注意留有足夠的備用量以備復樣及增加基礎數據。
b. 白漿
采用生產上較大用量的白漿(或成品的白色涂料),并注意留有足夠的備用量以被復樣及增加基礎數據。
c. 樣卡紙
生產上常用的制備色卡的紙,并注意留有足夠的備用量以備復樣及增加基礎數據。
4、 基礎數據庫的建立及檢查
對于電腦配色系統來說,數據庫的正確建立在配色計算中是最重要的一個部分,若資料庫并未被正確建立,則配色就不能進行。
通過分光光度計測量制作的各色樣卡,并將測量的相關數據輸入電腦貯存,即建成基礎數據庫,亦即用戶配色用色庫。測量光譜反射率是建立數據庫的關鍵,測量的精度直接關系到配色的結果。
保存在資料庫中的每一種顏色的特性信息,都是通過一組相同顏料在不同比例下制成的樣板,由分光光度儀測定,從波長400nm到700nm中的反射率值,每隔20nm一個數據輸入資料庫獲得的。系統將反射率數據計算出任何一種顏色的K和S值,這里的K值是顏色吸收光線的系數,S值是顏料反射光線的系數,電腦根據這些信息對配方進行預測。因此,在制備樣板時應盡量做到準確,并將有關數據準確記錄下來。
建立資料庫時,重要的一點在于必須保證所有顏色批量應相同,特別是鈦白漿、黑色漿和樹脂。所有樣板必須是全遮蓋的。
5、 配色及修正操作
(1) 配色:這一程序是根據當前數據庫所含顏料的有關信息、通過分光光度儀對色卡進行配方預測,預測配方被保存在電腦硬盤上的文件中,電腦會通過大量的計算尋找出最接近與標準色的配方存放在文件中,預測配方的Lab色差值必須小于或等于極限值,最初這個極限值為10.00,每一次計算后得到一個新的值來取代它(且越來越。,一直到配方與標準色差值等于或小于5.00。色差值的大小取決于資料庫中顏料(或色漿)的色種以及設置的參數的偏差用于鑒別配色系統質量優劣的參數。
(2) 修正:事實上每一批量所用的顏料(或色漿)在顏色上總是有些差異,因此有時需要對配方進行修正。配方修正程序可以根據現有顏色的特點,通過調節已有配方中各種顏料的特點,通過調節已有配方中各種顏料含量的百分比對配方進行修正,修正程序可提供兩種修正配方:一種是根據現有顏料給出一個全新的配方;第二種是在原有的配方基礎上加入顏色以達到要求的加色配方。為了得到最佳的修正配方,電腦會自動調出該配方的詳細信息以提供用戶確認,用戶可將實際的調配比例輸入,系統將會根據以上的信息來自動進行修正計算,尋找色差最小的配方,最接近的10個修正配方將保存在配方修正文件中。
6、 自動調色裝置使用
自動調色裝置的使用有其優越性,可提高生產能力、減少差錯和浪費、提高產品質量、低成本小批量的生產、降低庫存。
(1) 一組12至16種顏色的精確配置好的粘稠狀或半漿狀標準顏色濃縮漿料,加入到調色裝置上的貯罐中濃縮色漿匹配,
(2) 根據用途決定采用配方體系、色調布局是配置規定顏色的依據,在自動調色裝置中配方均貯存在電腦中。配方中的各類原材料都必須保持長期的一致性。
(3) 調色裝置能精確地將各色濃縮色漿調配成用戶指定顏色產品,或能精確地用裝置上貯罐里的色漿進行調色。
(4) 調色裝置的色漿注入方式可設置為體積注入或重量注入的方式,可實現體積或重量兩種方式的精確注入。
(5) 用來均混已經進行調色的混合漿料,其運動方式可分為滾動式及振動式。至于采用何種形式的混合設備則要考慮產品的粘度。大型罐料可以采用攪拌設備。
7、 電腦配色的優越性及前景
(1) 涂料電腦配色,可利用異譜同色同時產生多個配方,由不同的色漿組成,可由用戶根據使用要求選擇最低價格的色漿的配方,以降低涂料成本。
(2) 電腦配色速度快,減少打樣次數,縮短接單交貨周期。
(3) 電腦配色準確性高,提高實驗室生產效率。
(4) 電腦配色可簡化工藝,提高復配精度,可基本消除成品的批次見色差。
(5) 電腦配色減少能耗,降低原料消耗,減少不必要的色漿庫存,減少停機等待時間。
(6) 電腦配色系統與國際色差標準統一。
隨著涂料工業的不斷發展,我國涂料生產廠越辦越多,市場競爭也愈趨激烈,在這種情況下生產涂料的質量和生產能力顯得尤為重要,因此,采用電腦配色解決涂料配色中的色差問題是目前發展的反向