張朝輝1，張菁燕2，楊江金1，李榮富2

    （1.常州市建筑科學(xué)研究院，江蘇常州213015；2.江蘇尼高科技有限公司，江蘇常州213015）

    摘要：介紹汽車塑料件用油漆產(chǎn)生色差的原因、檢測(cè)方法和在生產(chǎn)過程中的防治方法。

    關(guān)鍵詞：塑料件；油漆；色差

    1引言

    塑料件使用于汽車行業(yè)已經(jīng)有50多年的歷史了。隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，用戶對(duì)汽車配套塑料件外觀涂裝質(zhì)量的要求也越來越高。汽車配套的油漆塑料件色差防治問題，是各生產(chǎn)廠家的重點(diǎn)工作，尤其是淺灰色金屬油漆、本色漆（白色、亮黃），在生產(chǎn)時(shí)極易產(chǎn)生色差，給生產(chǎn)廠家和客戶帶來很大的損失。

    2色差的定義及測(cè)量、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

    色差即兩種物體在相同光源作用下光線投射在視網(wǎng)膜上后，形成某種信息，大腦對(duì)這種信息進(jìn)行辨認(rèn)，產(chǎn)生一種生理感覺。但必須具備3種條件：2種及以上物體、同樣的光源、正常的視覺感官。通常色差的測(cè)量方法有2種：目測(cè)法和色差儀測(cè)量法。

    ⑴目測(cè)法

    在油漆塑料件與油漆標(biāo)準(zhǔn)板（或與整車裝配）之間，并滿足標(biāo)準(zhǔn)光源條件下（自然光源）用自己的眼睛目測(cè)。目測(cè)法最為敏感，一般波長變動(dòng)1～2nm時(shí)，就能覺察出顏色的變化，所以色差的判定要以目測(cè)為準(zhǔn)，但人眼測(cè)量的色差難以定量。

    ⑵色差儀測(cè)量法

    當(dāng)目測(cè)法出現(xiàn)色差爭(zhēng)議時(shí)，就要用色差儀進(jìn)行定量測(cè)量。愛色麗測(cè)色儀MA86是常用的色差測(cè)量儀，色差儀里面的光源一般設(shè)定為D65日光光源，觀察角度為15°、25°、45°、75°、110°這5個(gè)角度（見圖1），涂料顏色的定量測(cè)量一般采用國際照明委員會(huì)CIE表色系統(tǒng)。測(cè)量的原理是單色器照射在被測(cè)樣本上，反射光通過光電管，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由放大器將電信號(hào)放大，并通過電流計(jì)測(cè)量其電流強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)樣本反射光顏色絕對(duì)值的測(cè)量，即CIELab色空間。該顏色的L*表示明度值；a*表示紅/綠值；b*表示黃/藍(lán)值（圖2）。

    圖2 CIEL*a*b*表示系統(tǒng)

    經(jīng)過科學(xué)家的大量試驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)，制定了不同顏色、不同偏差的許可范圍系數(shù)，用A表示，通過下面的公式計(jì)算5角度反射光（見圖3）：

    DE'g=1/2

    g=15°～110°

    平均色差值為：

    =1/5（dE15+dE25+dE45+dE75+dE110）

    其色差評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 色差評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 

    3塑料件用油漆色差產(chǎn)生的原因

    產(chǎn)生色差的原因一般有材料、施工工藝及參數(shù)、人為因素等。

    3.1材料

    ⑴油漆：油漆材料按照顏料屬性分類，通常分為本色漆和金屬漆2種。本色漆顏料排列均勻致密，但有些本色漆色漿本身顏色敏感度高，極易產(chǎn)生色差（白色、亮黃等）。而金屬漆里鋁粉排列有定向性，各角度反射值均不同，亮度差異較大，是影響色差的重要因素。

    ⑵油漆批次差別：每個(gè)批次的油漆在批量生產(chǎn)前，首先確定好配方，再根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)，然后進(jìn)行批次化生產(chǎn)。不同批次油漆之間的顏色會(huì)存在細(xì)微的差別，例如兩批次的塑料件淺灰金屬面漆，在同一工藝環(huán)境下，掛標(biāo)準(zhǔn)試板噴涂，產(chǎn)生了色差的風(fēng)險(xiǎn)（見表2）。da*、db*值是導(dǎo)致偏差較大的主要因素。

表2 批次間的色差 

      結(jié)論：=1.574（1.4＜1.574≤1.7風(fēng)險(xiǎn)區(qū)）。

    ⑶塑料件材質(zhì)差別：隨著汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，塑料件占車身的比例也日益提高。塑料件的種類頗多，每種塑料件的油漆施工參數(shù)等也有很大區(qū)別，例如ABS材料，其主要特性為附著力良好，可以不涂底漆，但ABS塑料件又分為黑色和白色，如不涂底漆，色漆難以遮蓋，對(duì)色差影響非常大（見表3）。

表3 ABS黑白塑料件遮蓋力

    ⑷油漆過期：油漆過期后，各種性能指標(biāo)均會(huì)出現(xiàn)異常，施工后對(duì)油漆的作用和性能帶來很大風(fēng)險(xiǎn)，例如沒有過期的（見圖4）和過期后（見圖5）的2幅塑料件用金屬漆的橫斷面的圖片，鋁粉形狀完全發(fā)生了變化，顏色反射率也隨之發(fā)生了變化。

圖4 沒有過期的金屬色漆膜斷面

圖5 過期后的金屬色漆膜斷面

    ⑸塑料件裝配幾何狀態(tài)不同：油漆塑料件與車身裝配的幾何狀態(tài)，也是導(dǎo)致油漆產(chǎn)生色差的重要因素。當(dāng)油漆塑料件與車身裝配界面不同時(shí)，光源的反射角度就會(huì)不同，目視色差效果就會(huì)產(chǎn)生差異。例如塑料油漆保險(xiǎn)杠與車身翼子板裝配，若在同一平面顏色過渡不好，就會(huì)導(dǎo)致明顯的色差，所以塑料件裝配幾何狀態(tài)也是產(chǎn)生色差的重要因素。

    3.2施工工藝及參數(shù)

    ⑴施工工藝的影響：現(xiàn)在噴涂工藝主要分為靜電噴涂和空氣噴涂，一般整車涂裝線都采用靜電噴涂，其金屬鋁粉排列整齊，而配套塑料件（保險(xiǎn)杠、裝飾條、擾流板、后視鏡、側(cè)裙等）因噴涂面積小而復(fù)雜，一般采用手工空氣噴涂，金屬色漆中鋁粉排列比較雜亂，這樣就造成了金屬鋁粉排列上的差異，對(duì)dL*值的影響比較大。例如同批次號(hào)塑料件金屬淺灰面漆，分別在不同工藝條件下掛標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)板噴涂，dL*值出現(xiàn)了很大的偏差（見表4），導(dǎo)致不合格。

    ⑵工藝參數(shù)的穩(wěn)定性是影響色差的重要因素，如油漆黏度、噴漆房溫濕度、晾干時(shí)間、漆膜膜厚、過烘烤等。

    ⑶人為因素：在人工噴涂時(shí)，人為補(bǔ)漆、油漆攪拌不充分、噴涂手法錯(cuò)誤、膜厚噴涂不均、輸漆設(shè)備清洗不凈等都是影響油漆色差的因素。另外，每個(gè)人的眼睛對(duì)色差判斷的差異也是影響色差的重要因素。

    4塑料件油漆色差的防治

    色差是油漆最常見的頑癥之一，由于影響色差的因素很多，要想防止色差的發(fā)生，就得從影響色差的各方面出發(fā)，找出根本原因才能對(duì)癥下藥。

    4.1材料

    ⑴油漆材料的正確選擇有利于色差控制，對(duì)色差敏感的油漆，應(yīng)從油漆開發(fā)認(rèn)可上去尋找可以替代的色漿配方。

    ⑵不同批次的油漆產(chǎn)生色差是油漆生產(chǎn)廠商的技術(shù)性問題，作為油漆用戶，要從采購質(zhì)量環(huán)節(jié)上控制每個(gè)批次的色差。對(duì)每個(gè)批次的油漆，按照色差控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)以商業(yè)報(bào)告的形式反饋生產(chǎn)供應(yīng)商和使用單位，以便雙方采取控制辦法，一般不大于1.7都有條件使用，但是生產(chǎn)線要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。

    ⑶塑料件材質(zhì)差別：汽車配套油漆塑料件的材質(zhì)種類非常多，對(duì)不同種類、顏色的塑料件（黑白的ABS、ABS+PC、改良的PP等）共線噴涂生產(chǎn)，只要按照油漆正常的施工工藝（底漆+色漆+清漆），色漆膜厚達(dá)到正常的遮蓋力要求（塑料件金屬漆一般在10μm以上），就可以避免因材質(zhì)差別而產(chǎn)生的色差。

    ⑷油漆過期：油漆都有使用期限，在油漆采購時(shí)應(yīng)注意油漆的生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等，對(duì)過期的油漆，堅(jiān)決不能使用，需退回廠家進(jìn)行妥善處理。

    ⑸塑料件的幾何形狀取決于外觀設(shè)計(jì)，不可能改變。只有從塑料件油漆的施工技術(shù)角度上控制，即保持整車與油漆塑料裝配處的顏色合理過渡（≤1.4）。

表4 施工工藝產(chǎn)生的色差

     結(jié)論：=2.282＞1.7（否決區(qū)）。

    4.2施工工藝不同

    施工工藝不同取決于工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)問題，很難從硬件上控制色差問題，通過對(duì)塑料件油漆進(jìn)行調(diào)色或調(diào)整施工工藝參數(shù)來解決。下面就生產(chǎn)實(shí)例的不同施工工藝進(jìn)行分析、試驗(yàn)、討論（見表5）。造成數(shù)據(jù)差異的最主要因素是噴涂的工藝不同（手工空氣和靜電噴涂），要解決這兩個(gè)工藝問題，需要技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色。

    ⑴選擇調(diào)色的方向，即選定一種顏色作為標(biāo)準(zhǔn)色方向，一般選定較為穩(wěn)定的工藝色差值（靜電自動(dòng)噴涂）。

    ⑵用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)掛板，對(duì)塑料件用金屬淺灰色面漆調(diào)色，模擬在手工噴涂環(huán)境下做噴涂、烘烤等工藝試驗(yàn)（最少3組）。

    ⑶測(cè)量出試驗(yàn)色差值并做出色差集合數(shù)據(jù)（見表5），然后將得出的數(shù)據(jù)參照標(biāo)準(zhǔn)色差值進(jìn)行比較，按照色差評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，并選擇最為接近的色差值作為生產(chǎn)調(diào)色方案。若方案不通過，需按照上述步驟進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，直到符合色差評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為止。

    ⑷為確保選定方案的可行性，通常要在生產(chǎn)線上試生產(chǎn)1～2套塑料件，與整車油漆車身做目視比對(duì)，作為驗(yàn)證方案最終通過的條件，然后再批量生產(chǎn)，這樣可以把損失減到最小。

    4.3人為因素

    控制人為操作，不像控制機(jī)器設(shè)備。首先需要從操作文件上去規(guī)范操作流程，制定合理的《操作指導(dǎo)書》、《控制計(jì)劃》等文件，按要求培訓(xùn)；其次是對(duì)人為操作規(guī)范進(jìn)行檢查和指正。當(dāng)個(gè)人色差評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，可以成立色差評(píng)定小組（5～10人），在一起協(xié)商和判定，這樣才能把人為因素降到最低。

金屬淺灰色面漆調(diào)色方案

    結(jié)論：方案3與標(biāo)準(zhǔn)參考色差值的=0.473＜1.4（接受區(qū)）。

    5結(jié)語

    色差問題的控制不是一蹴而就的事，它要我們時(shí)時(shí)刻刻去控制和預(yù)防，一個(gè)很小的因素都可能引起色差事故，所以每個(gè)企業(yè)必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)的各種因素，建立起一套色差控制體系是勢(shì)在必行的事。