鈑金噴涂上的色差

光線(xiàn)投射在視網(wǎng)膜上后，形成某種信息，大腦對這種信息進(jìn)行辨認，產(chǎn)生一種生理感覺(jué)，就是通常所稱(chēng)的“顏色”，它主要有3個(gè)重要特性：色調、明度和彩度。色調，又稱(chēng)色相，它取決于光源的光譜組成以及物體表面對各種波長(cháng)可見(jiàn)光的反射比例，是表示物體的顏色在“質(zhì)”的方面的特性。如：紅630 ~ 760 nm；橙600 ~ 630 nm；黃570 ~ 600 nm；綠500 ~ 570 nm；青450 ~500 nm；藍430 ~ 450 nm；紫400 ~ 430 nm。明度，又稱(chēng)明暗度，它是人眼對物體反射光強度的感覺(jué)，是表示物體顏色在“量”方面的特性。明度與光源亮度有對應關(guān)系，光源亮度愈高，則觀(guān)察到的顏色明度也愈高。彩度，又稱(chēng)飽和度，它表示顏色是否飽和純潔的一種特性。物體反射出的光線(xiàn)的單色性越強，物體顏色的彩度值越高。摻入白光成分愈多，就愈不飽和。白色、灰色和黑色等無(wú)彩顏色的飽和度最低。色調、明度、彩度示意見(jiàn)圖1 ~ 3。如果2個(gè)顏色的色調、明度和彩度完全相同，這2個(gè)顏色就完全相同。

2　涂料顏色色差的度量

涂料顏色的定量度量一般采用國際照明委員會(huì )CIE標準色度系統。它按照色度學(xué)規定和測色方法定量度量顏色。CIE標準色度系統是一種混色系統，是基于每一種顏色都能用3個(gè)選定的原色（紅綠藍三原色）按適當比例混合而成的原理建立起來(lái)的，有3種度量方式。

2.1　CIELab 色差度量方式

CIELab 色差度量方式是指涂料顏色采用L、a、b值定量度量。L表示明度值；a表示紅/綠值；b表示黃/藍值。圖4 ~ 5是一個(gè)CIELab 三維顏色空間，在此空間可以看到所有顏色的位置及（L、a、b）坐標。

CIELab 色差公式以標準為中心,分別測量L、a、b值的偏差，找出色差產(chǎn)生的原因。

ΔL=L（實(shí)測）-L（標準板）：表示明度差異。ΔL偏差為正時(shí)，實(shí)測明暗度偏淺；ΔL偏差為負時(shí)，實(shí)測明暗度偏深。

Δa=a（實(shí)測）-b（標準板）：表示紅綠差異。Δa偏差為正時(shí)，實(shí)測偏紅；Δa偏差為負時(shí)，實(shí)測偏綠。

Δb=b（實(shí)測）-b（標準板）：表示黃藍差異。Δb偏差為正時(shí)，實(shí)測偏黃；Δb偏差為負時(shí)，實(shí)測偏藍。

CIELab 色差公式：ΔE=[（ΔL）2+（Δa）2+（Δb）2]1/2，Δ表示差值，ΔE為總色差值。

從CIELab 色差公式看出，其度量方式由明度、紅綠色調、黃藍色調3個(gè)數值決定。

2.2　CIELCH色差度量方式

CIELCH色差度量方式是指涂料顏色采用L、C、H值定量度量。L （Lightness）表示明度值；C（Chroma）表示彩度值；H （Hue）表示色調值。明度值與CIELab 度量方式相同。C、H與a、b值的關(guān)系是：C=（a2+b2）1/2；H=arctan（b/a）。

CIELCH以標準為中心，分別測量L、a、b、C、H的偏差，找出色差產(chǎn)生的原因。

ΔL=L（實(shí)測）-L（標準）：表示明度差異。ΔL偏差為正時(shí)，實(shí)測明暗度偏淺；ΔL偏差為負，實(shí)測明暗度偏深。

ΔC=C（實(shí)測）-C（標準）：表示飽和度差異。ΔC偏差為正，實(shí)測偏鮮；ΔC偏差為負，實(shí)測偏土。

ΔH=[（ΔEab）2-（ΔL）2-（ΔC）2]1/2 表示色調差異。ΔH偏差為正，實(shí)測偏逆時(shí)針?lè )较蛏{；ΔH偏差為負，偏順時(shí)針?lè )较蛏{。

從CIELCH色差公式看出，其度量由明度、彩度、色調3個(gè)數值決定，式中包含明度、彩度、色調3個(gè)因素。當該顏色的彩度C ＞ 10或L在27左右，C ＞ 18時(shí)，我們認為該顏色是鮮艷顏色，一般采用CIELCH 色差公式。

2.3　CMC色差度量方式

在Lab、LCH體系中，任一點(diǎn)的容差大小是相同的。由于人眼對各種顏色的敏感度不完全相同，有時(shí)并不能完全反映真實(shí)的視覺(jué)效果。為把人眼對顏色的感受特點(diǎn)考慮進(jìn)去，德國大眾在大量試驗和實(shí)踐的基礎上，采用了CMC色差度量方式。公式如下：

ΔEcmc=[（ΔL/SL）2+（Δa/Sa）2+(Δb/Sb)2]1/2           ⑴

ΔEcmc=[（ΔL/SL）2+（ΔC/SC）2+（ΔH/SH）2]1/2       ⑵

式⑴是基于Lab的CMC公式，其中SL、Sa、Sb表示ΔL、Δa、Δb的修正系數；式⑵是基于LCH的cmc公式，SL 、SC、SH表示ΔL、ΔC、ΔH的修正系數。目前全世界車(chē)身油漆色差的修正系數無(wú)統一的標準，各汽車(chē)制造廠(chǎng)家根據自身的經(jīng)驗進(jìn)行控制。 

上述公式是在CMC（L ∶ C）色差公式的基礎上演變而來(lái)的，但和CMC（L ∶ C）色差公式并不完全相同，CMC（L ∶ C）色差公式是McDonald用8個(gè)專(zhuān)業(yè)人士的視覺(jué)判斷試驗來(lái)決定顏色配對是否可被接受，后來(lái)?yè)私Y果再演譯成上述公式，并被命名為CMC（L ∶ C）（Colour Measurement Committee of the Society of Dyers and Colourists），主要是針對明度和彩度做了權重的估算。

使用ΔEcmc公式，先根據產(chǎn)品的種類(lèi)，設定公式內的L和C兩個(gè)常數。若設定為L(cháng) ∶ C=2 ∶ 1，則其ΔEcmc的誤差范圍會(huì )較L ∶ C=1.4 ∶ 1.0寬松。

由于考慮了人眼對顏色的感受，人眼對不同的顏色有不同的敏感程度，而在此評價(jià)體系中不同的顏色有不同的容差系數，因此該評價(jià)方式更為精確，如圖7所示。它是用橢圓作為視覺(jué)對色差的范圍，根據其在顏色空間中大小不同的型狀，得出較人眼接近的結果，因而許多工業(yè)認為CMC對色差的表示方法比其他表示方法更精確。

人眼評色與各容差方法的接近程度，目前一般認為：CIELab為 75% ； CIELCH為 85%； CMC（2∶1）為 95%。

3　色差度量中使用的光源

由于存在同色異譜現象（物體處在不同光源的照明下，它的顏色會(huì )有差異），為了統一測量標準，CIE規定了標準光源。

Δ65光源：它是以日光燈為代表的CIE標準光源，以日光的真實(shí)測量光譜為依據，色溫為6 504 K。它是一種常用的色差度量照明體。

A光源：它是以白熾燈為代表的CIE標準光源，以黃、橙色的真實(shí)測量光譜為依據，色溫為2 856 K。

F光源：它是以螢光燈為代表的CIE標準光源。F2代表冷白螢光燈，色溫4 200 K；F7代表寬頻日光螢光燈，色溫6 500 K；F11代表窄頻白螢光燈，色溫4 200 K。

4　用于定量度量色差的測色儀

以某汽車(chē)公司使用的愛(ài)色麗測色儀（型號：MA86）說(shuō)明。

1）測量照射光源：Δ65日光光源（即北半球日光，色溫為6 500 K）

2）色側儀觀(guān)察角度：15°、25°、45°、75°、110°共5個(gè)角度，。

其測色原理為：Δ65日光光源，通過(guò)單色器照射在被測樣本上，反射光通過(guò)光電管，將光信號換成電信號，通過(guò)放大器將電信號放大，并經(jīng)過(guò)電流計測量其電流強度，從而實(shí)現對被測樣本反射光即顏色絕對值的測量，

3）儀器校正

MA68色差儀出廠(chǎng)配備2塊校正板，白板（100％反射光），黑板（0反射光），每套儀器的白板及黑板為該儀器配套專(zhuān)用，每天使用前校正1次。

本色漆：本色漆中的顏料排列均勻致密，顆粒細小，各角度反射光均勻，故本色漆色差只計算45°反射光。

金屬漆（包括珠光漆）：金屬漆顏料中含有鋁粉、珠光粉等金屬粉，金屬粉要比本色漆中的顏料顆粒大很多，且在油漆樹(shù)脂中具有定向性排列。金屬漆中鋁粉、珠光粉的含量及其顆粒大小對色差有較大影響，金屬鋁粉的排列定向性，使各角度反射光值差異較大。所以，金屬漆色差計算15°、25°、45°、75°、110°等5個(gè)角度反射光，

在實(shí)際使用中，由于測量車(chē)身色差的數據較多，計算比較繁瑣，為了測量及計算方便，很多汽車(chē)廠(chǎng)家金屬漆色差只測量及計算25°、45°、75° 3個(gè)角度反射光數值。

4）測色儀的使用

測色儀中通常裝有色差軟件系統，先將標準色板測量值存入測色儀中的內存儲器中，測量色差時(shí)，測色儀應用上述色差計算原理，自動(dòng)將被測件各個(gè)角度數據與內存儲器中的標準色板數據進(jìn)行比較，并計算出顏色相對偏差，評價(jià)分析。

測色儀的使用不僅為汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家及外協(xié)配套廠(chǎng)家評價(jià)色差提供準確數據，還為油漆材料廠(chǎng)家、材料批次、顏色質(zhì)量控制及調整提供依據。

5　色差評價(jià)標準

色差評價(jià)在行業(yè)內有一個(gè)通用標準，

汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家通常根據自己所生產(chǎn)的汽車(chē)顏色系的情況在這個(gè)通用標準的基礎上制定自己的企業(yè)標準。一般所制定的企業(yè)標準要比通用標準內容更具體更實(shí)用。表2是某汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家制定的關(guān)于色差控制范圍的企業(yè)標準。

表2中，ΔE1是指車(chē)身與油漆零部件之間的色差控制范圍，供整車(chē)色差評價(jià)；ΔE2及ΔL、Δa、Δb指車(chē)身或油漆零部件與標準色板之間的色差控制范圍，供涂裝單位作為色差評價(jià)。

這里的評價(jià)主要是目視和儀器測量2種方式，所以，只對45°規定了色差控制范圍。

6　影響車(chē)身色差的因素

6.1　油漆材料批次對車(chē)身色差的影響

顏料主要影響色相，金屬粉的大小及含量影響色差的明暗度，金屬粉越大，含量越高，則明度越高。油漆供應商根據標準顏色樣板制備相應的油漆材料，材料自身顏色差異，特別是油漆批次之間的顏色差異，是影響車(chē)身色差的主要因素。油漆材料主要影響Δa、Δb值，在現場(chǎng)很難通過(guò)調整施工參數使其有較大的改變。

因此，只有控制油漆材料每批次色差不超出標準色板的允許偏差范圍，才能保證車(chē)身及外協(xié)件的色差穩定，不產(chǎn)生較大顏色偏差。

6.2　油漆材料遮蓋力對車(chē)身色差的影響

油漆遮蓋力低，就要適當增加噴涂膜厚，否則油漆不能完全遮蓋底材，漆膜外觀(guān)將產(chǎn)生發(fā)花、色差等弊病。以某汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家噴涂紳雅灰金屬漆為例說(shuō)明遮蓋力與膜厚的關(guān)系，

紳雅灰是該廠(chǎng)家的一種新顏色，其遮蓋力膜厚是：BC1 8 ~ 10 μm、BC2 4 ~ 5 μm、BC總膜厚12 ~ 15 μm。從圖12可看出：膜厚達到遮蓋力膜厚，即12 ~ 15 μm時(shí)，色差ΔE值在0 ~ 1.4范圍之內，越靠近綠色線(xiàn)，色差ΔE值越小，色差越穩定，不再有較大波動(dòng)。

6.3　施工參數對車(chē)身色差的影響

在采用靜電噴涂法涂裝時(shí)，通常采用高轉速杯式自動(dòng)靜電噴涂機（ESTA）和自動(dòng)空氣噴涂機（spraymate）相配合進(jìn)行。膜厚分配，ESTA 噴涂膜厚為金屬底色漆總膜厚的60% ~ 70 %，Spraymate噴涂的膜厚為金屬底色漆總膜厚的30% ~ 40％，每種金屬閃光色底色漆的噴涂膜厚比例都不同，需在實(shí)踐中找出最佳配比。底色漆的膜厚和ESTA 與Spraymate 的噴涂膜厚比對色差值有影響。

某汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家噴涂金屬漆紳雅灰時(shí)，色漆站采用ESTA BC1（靜電旋杯）+AIR BC2（空氣旋杯）相結合的噴涂方式。BC1采用靜電噴涂，BC2采用空氣噴涂（如BC2采用靜電噴涂，則影響金屬漆中的鋁粉排列，L值較小，顏色看起來(lái)比較暗）。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可通過(guò)調整施工參數優(yōu)化色差值，一定范圍內解決色差問(wèn)題。如提高ESTA  BC1槍站油漆的流量就可提高色漆的L值，外觀(guān)看起來(lái)較亮，但油漆浪費較多。提高ESTA  BC2槍站的油漆流量，油漆霧化程度變粗，降低了色漆的L值，外觀(guān)看起來(lái)明度較低。其他參數對色差的影響見(jiàn)表3。

另外，還有其他油漆施工參數如黏度、助劑等，對色差值也有一定影響，但不明顯。

6.4　循環(huán)輸漆系統對車(chē)身色差影響

油漆輸漆系統中的流速：色漆在輸漆系統中的流速對顏色有較大影響，特別是某些高鋁粉含量的色漆。如果流速過(guò)低，鋁粉易沉降，從而在短期內對顏色有較大影響。正常情況下，油漆在供漆管路中流速為0.3 ~ 0.5 m/s。

輸漆系統的清潔狀態(tài)：隨著(zhù)顏色品種的日益增加，輸漆系統有時(shí)需清洗換色。如果輸漆系統清洗不干凈，系統中如管壁或閥門(mén)內殘留的油漆混入新加的油漆中，對新油漆的顏色產(chǎn)生較大影響。

循環(huán)輸漆系統中的油漆，特別是金屬漆，由于產(chǎn)量很小，長(cháng)期不使用，偶爾使用一次。