汽車起重機涂裝中的色差控制

唐華明，譚正秋，李忠夫

(中聯(lián)重科股份有限公司，湖南 長沙 410000)

0 前 言

隨著汽車起重機行業(yè)的發(fā)展和客戶審美觀念的提升，客戶對于涂裝質(zhì)量的要求也越來越高，良好的防銹性能、顏色搭配、漆膜外觀質(zhì)量成為了產(chǎn)品競爭力的重要影響因素。

國內(nèi)主要的汽車起重機主機廠已實現(xiàn)面漆化涂裝工藝，即“零部件按面漆狀態(tài)涂裝，整機裝配成臺后不再進行整體涂裝，只對局部進行補漆”，因此零部件涂膜色差的控制成為面漆化實施的重點。汽車起重機產(chǎn)品上有熱軋板、冷軋板、塑料件、玻璃鋼件、鋁合金等不同材質(zhì)的配套件，主機廠和供應(yīng)商根據(jù)配套件的尺寸、重量、結(jié)構(gòu)形式等特性選用常規(guī)油性、高固含、水性、粉末等不同的涂料體系，而且涂裝設(shè)備、工藝、管理也存在較大差別，導(dǎo)致配套件之間的色差和修補色差控制困難。

本文通過對汽車起重機面漆化實施過程中各種因素導(dǎo)致的色差問題的分析探討和試驗研究，總結(jié)了影響色差的因素并提出了相應(yīng)的控制方法。

1 色彩、色差及其測量

光線投射到視網(wǎng)膜上后，形成某種信息，大腦對這種信息進行辨認，產(chǎn)生一種生理感覺，就是通常所說的“顏色”。顏色具有3大特性，分別是色調(diào)、明度、彩度[1]。色調(diào)又稱色相，它取決于光源的光譜組成以及物體表面對各種波長可見光的反射比例，是表示物體的顏色在“質(zhì)”的方面的特性。“明度”又稱明暗度，它是人眼對物體反射光強度的的感覺，是物體顏色在“量”上的特性?！安识取庇址Q飽和度，它是表示顏色是否飽和純潔的一種特性。

目前定量度量涂料顏色系統(tǒng)一般采用國際照明委員會CIE標準色度系統(tǒng)。CIE標準色度系統(tǒng)是一種混色系統(tǒng)，是基于每一種顏色都可以用3個選定的原色(紅綠藍3原色)按適當比例混合而成的原理建立起來的，有CIELab、CIELCH、CMC 3種色差度量方式。目前最流行的是CIELab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1和圖2表示一個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[2]。

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。

△L=L(實測)-L(標準板)：表示明度差異?！鱈偏差為正時，實測明暗度偏淺；△L偏差為負時，實測明暗度偏深。

△a=a(實測)-a(標準板)：表示明度差異。△a偏差為正時，實測明暗度偏紅；△a偏差為負時，實測明暗度偏綠。

△b=b(實測)-b(標準板)：表示明度差異?！鱞偏差為正時，實測明暗度偏黃；△b偏差為負時，實測明暗度偏藍。

CIELab色差公式：△E=[(△L)2+(△a)2+(△b)2]1/2，△表示差值，△E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(diào)、黃藍色調(diào)3個數(shù)值決定。

漆膜顏色色差的測量一般有目視法和色差儀測量法，目視法是指在標準光源下，將噴漆件與標準板，以及噴漆件與噴漆件之間進行目視對比觀察，可以直觀地看出是否存在色差，這種方法的優(yōu)勢是可以直觀地感受出色差，且與最終用戶的感受一致，但是無法定量地描述存在多少色差；色差儀測量可以定量地表示顏色色差值，目前通常采用CIE表色系統(tǒng)，它采用分光光度法對顏色進行分析，精度較高[3]。

2 汽車起重機色差的主要表現(xiàn)形式

其主要表現(xiàn)形式包括：

(1)同一產(chǎn)品不同部位的色差，相鄰安裝的零部件比較明顯；

(2)同一顏色在不同產(chǎn)品之間的色差；

(3)因不同零部件采用的涂料體系、品種不同，其涂膜耐候性不同導(dǎo)致的色差；

(4)產(chǎn)品局部修補或改色產(chǎn)生的色差。

3 汽車起重機涂裝后色差的影響因素

3.1 不同體系涂料的色差

由于國家環(huán)保政策的影響，汽車起重機零部件涂裝工藝選擇原則為能選擇粉末就選擇粉末，不能采用粉末涂裝就會選擇水性、高固含涂料等環(huán)保涂裝工藝。因此，目前工程機械各零部件采用的涂料體系各有不同，且存在不同涂料涂裝的零部件緊鄰安裝的情況，在這種情況下對于色差就非常敏感，需要嚴格控制。如粉末涂料與液態(tài)涂料之間的色差就存在較大差別，特別在用油性漆修補粉末涂層的時候，由于本身光澤度、顏色就存在差異，修補后存在較大的顏色和光澤度差異，對此需要專門配制相應(yīng)的涂料進行修補。

另外一類常見的是因不同體系涂料耐候性不同導(dǎo)致的色差，比如某2個零件在剛涂裝不久的情況下顏色差別不大，經(jīng)過油性漆修補后，短時間就出現(xiàn)了色差的問題。通過排查，發(fā)現(xiàn)主要原因為涂料的耐候性差別所致。

3.2 不同批次涂料原材料及生產(chǎn)工藝對色差的影響

涂料由樹脂、顏填料、助劑、溶劑等各種成分組成，其中顏料直接影響涂料的色相，涂料供應(yīng)商應(yīng)根據(jù)標準色板制備符合色差要求的涂料。不同批次涂料可能由于原材料批次、生產(chǎn)工藝參數(shù)控制、人員狀態(tài)等因素影響，顏色存在變化，這是影響產(chǎn)品車色差的主要因素。對此，涂料供應(yīng)商必須加強對原材料的管控，同時加強涂料生產(chǎn)工藝的管控，如采用自動化加料設(shè)備等減少涂料配方比例的誤差等措施，確保涂料色差在正常范圍內(nèi)。

3.3 涂料遮蓋力對色差的影響

各汽車起重機廠家采用的涂裝顏色不同，大部分上車面漆采用淺色系，如黃色、白色、綠色、淺灰色等，下車采用深色，如黑色、深灰色等，而底漆的顏色一般選擇灰色較多。淺色涂料由于其遮蓋力較差， 當噴涂在深色底漆表面或在深色面漆上改色時，如果噴涂較薄則難以完全遮蓋住下部顏色，容易產(chǎn)生發(fā)花、色差等弊病，因此需要適量增加膜厚。

3.4 不同底材表面粗糙度對色差的影響

工程機械各零部件存在有熱軋板、冷軋板、玻璃鋼件、鋁合金件、塑料件等不同的材質(zhì)，表面粗糙度等存在較大差別，會導(dǎo)致涂料吸收不均勻，造成局部色差；而且底材顏色不一樣，也會導(dǎo)致涂裝顏色差異。汽車起重機上應(yīng)用的典型底材及前處理后的表面粗糙度情況見表1。

表1 不同材質(zhì)零部件前處理工藝及表面粗糙程度

3.5 涂裝工藝對色差的影響

(1)調(diào)漆 工程機械行業(yè)目前主流采用的是雙組分環(huán)氧底漆、聚氨酯面漆等油漆品種，大部分廠家還在采用人工調(diào)漆，因此調(diào)漆時應(yīng)盡量保證攪拌均勻，攪拌的目的是將沉于桶底的沉淀物攪起來，并充分攪拌均勻。如果不進行攪拌，桶底的著色顏料將沉淀在桶底，無法在涂料中均勻地分散，這樣會影響涂層的遮蓋力，同時會影響油漆的色差。隨著工程機械行業(yè)雙組分配比自動輸調(diào)漆系統(tǒng)的應(yīng)用，調(diào)漆對色差的影響會越來越小，但同時應(yīng)注意輸調(diào)漆系統(tǒng)對于色差也存在影響，如油漆在輸調(diào)漆系統(tǒng)中的流速、輸漆系統(tǒng)的清潔狀態(tài)、消耗時間等。

(2) 噴漆室施工環(huán)境 環(huán)境的溫度和濕度會影響油漆溶劑的揮發(fā)速度，溫度高溶劑揮發(fā)快，溫度低溶劑揮發(fā)慢，進而影響漆膜的表干時間；同樣，如果濕度高溶劑的揮發(fā)就慢，濕度低溶劑的揮發(fā)就快，也會影響漆膜的表干時間，導(dǎo)致漆膜產(chǎn)生色差。

(3)噴涂工藝 汽車起重機供應(yīng)商現(xiàn)階段采用人工噴涂較多，不同噴涂人員技能水平不同，導(dǎo)致噴涂的漆膜外觀會存在差異。而主機廠近年來正在陸續(xù)對噴涂設(shè)備進行升級，開始大量采用機器人自動噴涂，這樣就導(dǎo)致各供應(yīng)商零部件之間、主機廠與供應(yīng)商零部件之間均有可能產(chǎn)生色差。

(4)烘干溫度 烘干過程是一個從量變到質(zhì)變的物理化學過程，烘干溫度的高低和時間的長短對物理化學變化的過程影響較大，溫度低，交聯(lián)反應(yīng)進行慢，溫度低于規(guī)定的范圍，漆膜就不能完全干燥，影響漆膜性能；漆膜烘干溫度高，能加速交聯(lián)反應(yīng)的過程，但由于漆膜形成過快，影響流平效果，漆膜就會粗糙。如果烘干溫度過高，超過規(guī)定的干燥溫度，則會產(chǎn)生過烘烤，漆膜就會發(fā)黃。

對于汽車起重機噴粉件，由于結(jié)構(gòu)件厚薄不一，且大部分供應(yīng)商的噴粉設(shè)備水平參差不齊，管理水平也存在差異，往往導(dǎo)致漆膜烘烤不夠或過烘烤，從而導(dǎo)致漆膜表面色差嚴重。

(5) 催干劑、耐油劑過量添加 由于汽車起重機供應(yīng)商的硬件水平不一，部分供應(yīng)商為節(jié)約能耗，在冬天溫度低的情況下，不使用烘烤設(shè)備，而采用添加催干劑的方式加快漆膜干燥。某玻璃鋼件廠家在涂裝過程中添加了催干劑和耐油劑，且用量偏大，結(jié)果導(dǎo)致漆膜表面顏色偏淺。

如表2，通過實驗室驗證，在噴涂深灰色面漆時添加0.5%的催干劑和抗油劑后，色差值出現(xiàn)明顯變化，△L值分別為0.73和1.08，說明顏色偏淺，與實物一致。

表2 抗油劑和催干劑對星耀灰面漆的色差影響

4 汽車起重機涂裝色差的控制方法

4.1 提升供應(yīng)商零部件涂裝能力

由于各供應(yīng)商涂裝硬件條件、管理水平、涂裝人員技能水平等參差不齊，導(dǎo)致零部件涂裝后容易產(chǎn)生色差弊病，因此有必要提高供應(yīng)商涂裝能力。首先應(yīng)在供應(yīng)商準入時就應(yīng)嚴格按照準入條件選擇具有良好涂裝設(shè)備、管理規(guī)范的廠家；其次對于已進入供應(yīng)鏈體系且涂裝水平較差的供應(yīng)商，要求定期整改，并扶持有意愿投入的供應(yīng)商做大做強；再次，還可以將涂裝能力較差的供應(yīng)商的零件統(tǒng)一安排至專業(yè)的涂裝單位協(xié)作，減少色差問題。

4.2 統(tǒng)一涂料品牌型號

由于各涂料廠家對于同一種顏色的涂料的配方、原材料和生產(chǎn)工藝均存在差異，導(dǎo)致不同廠家的涂料顏色本身就存在較大差異，涂裝后更容易產(chǎn)生色差，對此應(yīng)盡可能統(tǒng)一涂料的品牌型號，或至少做到同一顏色只由一個涂料廠家供貨。

4.3 配備同規(guī)格型號色差儀器

因不同品牌、規(guī)格的色差儀測量值會有偏差，特別是某些便宜的色差儀，對于一些顏色的色差測量敏感度低，常給檢驗人員造成誤判，影響色差的及時糾正。為統(tǒng)一標準，主機廠、涂料廠商、零部件供應(yīng)商應(yīng)采用相同品牌型號的色差儀。

4.4 確定色差控制標準

色差控制標準即色差控制范圍，包括產(chǎn)品與配套件的色差控制范圍、油漆進貨檢驗的色差控制范圍以及標準色板制作過程中執(zhí)行的色差控制范圍。由于顏色復(fù)制過程中存在色差控制范圍疊加、擴大的問題，因此不同情況下的色差控制范圍要分級管理，以某一深灰色面漆為例，其具體色差標準見表3。

表3 標準色板、油漆、產(chǎn)品和配套件執(zhí)行不同的色差標準

4.5 標準色板和涂料供應(yīng)過程中的管控

(1)涂料供應(yīng)商根據(jù)需求制作標準色板，分為零基準板、標準板和檢測板，每塊色板均用色差儀檢測數(shù)據(jù)并記錄，然后粘貼在色板背面，提供給主機廠。

(2) 涂料供應(yīng)商根據(jù)標準色板生產(chǎn)涂料，要求均須滿足色差要求；每批次涂料不僅必須對照零基準板，而且還須對照上批次色板，要求每批次涂料和零基準板色差控制在△E(45°)≤0.24，和上批次涂料色差控制在△E(45°)≤0.48。

(3)涂料供應(yīng)商發(fā)貨給同一供應(yīng)商的涂料產(chǎn)品，需盡量保證為同一批次生產(chǎn)；且應(yīng)提供同批次的色板給供應(yīng)商進行比對。

(4)要求供應(yīng)商按需求領(lǐng)取色板并簽字，A面零件供應(yīng)商每種顏色領(lǐng)取1塊標準板和1塊檢測板。

(5)供應(yīng)商對標準板密封保存，避免色板見光后顏色變化；采用檢測板進行顏色比對檢測。供應(yīng)商如需自己制作色板，必須保證制作的色板與在工起領(lǐng)取的標準色板△E(45°)≤0.24。

(6)供應(yīng)商購買涂料時應(yīng)盡量保證為同一批次生產(chǎn)的產(chǎn)品，且應(yīng)將基準板與涂料廠家提供的色板進行比較，確保色差控制在△E(45°)≤0.48范圍內(nèi)。

(7)供應(yīng)商應(yīng)對倉庫油漆加強管理，遵循“先進先出”原則。

4.6 涂裝工藝、設(shè)備的控制

汽車起重機主機廠和供應(yīng)商需要對施工參數(shù)進行嚴格控制，主要有：(1)為規(guī)范板材表面粗糙度，應(yīng)規(guī)范拋丸使用的丸料大小，在保證拋丸效率的情況下，鋼丸直徑越小越好，禁止使用鋼絲切丸；(2)對于人工調(diào)漆，應(yīng)配備好調(diào)漆工具，并嚴格按規(guī)定的配比、方法進行調(diào)漆，禁止隨意添加催干劑、耐油劑等助劑；(3)實時監(jiān)控噴漆室內(nèi)的溫濕度，出現(xiàn)問題及時調(diào)整；(4)嚴格噴涂壓力、流量、走槍速度等工藝參數(shù)，如有色差問題及時調(diào)整；(5)嚴格控制烘干溫度在工藝范圍內(nèi)。

4.7 整機修補的色差控制

汽車起重機采用面漆化涂裝工藝后，整機精飾時只對局部進行修補，如修補部位過多，且修補色差嚴重，會嚴重影響產(chǎn)品外觀，給客戶造成“補疤”多的二手車的印象，甚至會導(dǎo)致客戶退車，因此必須嚴格控制修補色差。

(1)修補涂料的選擇 因產(chǎn)品體積較大和涂裝硬件條件限制，工程機械行業(yè)整機修補一般采用油性漆，而汽車起重機由于有實色漆、金屬漆、粉末涂層等不同體系的涂料，因此，除了要求修補漆顏色與修補的涂層顏色相近、在不同涂層上有較好的附著力外，其耐老化性應(yīng)與修補的涂層盡量接近，防止出現(xiàn)一段時間后因顏色變化不一致導(dǎo)致的色差問題。

(2)素色漆的修補要點 根據(jù)經(jīng)驗，素色漆的修補相對簡單，但由于不同顏色的色差敏感度不同，修補難易程度也存在差別。第一，亮光漆較啞光漆要容易修補、淺色漆比深色漆容易修補，因此選擇涂料的時候應(yīng)盡量采用亮光漆；第二，修補時應(yīng)盡量采用面補，或利用同一零部件上的焊縫、凹或者凸的特征線等進行修補，避免點補時的色差問題；第三，修補應(yīng)采用口徑小的修補槍，點補時應(yīng)采用圓形噴涂，然后噴涂接口水消除邊界處顏色和光澤度差異。

(3)粉末涂料的修補 金屬粉末涂層如有大面積破損，修補難度很高，基本難以達到原涂層相近的顏色，應(yīng)整件重新返工噴粉處理。如有非重要面微小部位漆膜損傷，可采用毛筆涂刷修補。對于素色粉末涂層，可以進行修補，但要注意以下兩方面：一是修補時應(yīng)將底材打磨到位，防止出現(xiàn)附著力差的問題；二是對重要面超過2個點以上應(yīng)盡量進行面補。

5 結(jié) 語

汽車起重機由于零部件種類繁多，色差控制是一個繁瑣且系統(tǒng)性的工作，只有通過對涂料原材料、供應(yīng)鏈、涂裝工藝、涂裝設(shè)備、涂裝檢具及涂層修補等各個環(huán)節(jié)進行嚴格、有效的管控，才能減少色差的產(chǎn)生，達到面漆化的涂裝質(zhì)量要求。