色差控制

色差控制

1．前言

随着我国加入WTO，汽车工业的竞争趋于白热化，世界各大汽车巨头纷纷涌入国内建合资企业，丰田、日产、本田、马自达等日本汽车企业基本上在中国都形成了自己的战略部署，北汽与韩国现代联姻，华晨与宝马合资，通用、大众、福特、戴克、罗孚、菲亚特等国际知名汽车企业纷纷入主中国市场，吉利、奇瑞、哈飞、长城汽车等高举民族品牌大旗者也不甘示弱，国内汽车行业进入战国时代。竞争是全方位的，价格、质量、营销、品牌等，要想在竞争中生存下来，就必须在各方向都尽可能做到让用户满意。车身油漆颜色就像是汽车的外衣，在顾客选购车辆时给予第一感观的认知，很可能左右消费者有没有兴趣对车子进行更详细的了解。随着人们生活水平的提高，人们消费更趋理性，要求也更加苛刻和专业。原来大家可能只对颜色有个大致的要求，比如能找到自己喜欢的色系就行了，可现在这种最初层次的性能已远不能满足消费者的需求，消费者对油漆的光泽度、鲜映性、甚至色差都有自己的要求。如何做出色差令顾客满意的油漆车身，这是每一个汽车油漆工程师都应考虑的问题。然而车身色差控制是一个极为复杂的工作，可能影响最终漆膜色差的因素众多，如何有效地控制各种影响因素，提高车身油漆色差的质量，是每个汽车涂装工作者面临的一个挑战。随着保险杠、门把手、后视镜及加油小门等彩色塑料件的大量采用，要求车身与塑料件的颜色无偏差，这就对车身油漆色差的控制提出了更高的要求。目前轿车厂流行的方法是采用仪器测量与目测相结合的方式来控制色差，一般提供一块标准颜色样板，要求车身及塑料配件的颜色与该标准样板相比无论是目测，还是仪器测量都应接近。车身油漆色差的影响因素众多，它与油漆漆材料、喷涂工艺、喷涂设备、供漆系统等因素密切相关。本文就车身油漆色差的控制谈一点看法。

2．色差的概念

颜色可以用色相H（Hue），饱和度C(Chroma), 或表示红绿的a值，表示黄蓝的b值以及明度L(Lightness)来定义。

L﹡a﹡b﹡色空间是目前最实用和普及的用于测量物体颜色的空间模型，它

是CIE （国际照明委员会，法文：Corporación Interamericana de Entretenimiento ，英文名称：

International Commission on Illumination ）定义的色空间（如图1所示），本文中所提

及的Lab 均为CIE 模型标准。

在该空间中L 为明度，L 为正值表示颜色偏白，L 为负值表示颜色偏黑；a ，b 为色度坐标，其中a 为正值表示颜色偏红，a 为

负值表示颜色偏绿；b 值为正值

表示颜色偏黄，b 值为负值表示颜色偏蓝

图1

LCH 色空间与Lab 色空间的色度图相同， 但该色空间为极坐标而不是直角坐标，L 表示明度，与Lab 色空间的L 值相同，H 表示色相，C 表示该颜色的饱和度，如图2

图2 两个色度值(L 样品，a 样品，b 样品

)和(L 标准，a 标准，b

标准

)之间的色差△E ab 由下式

决定：

ΔE ab =[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2

其中：ΔL=L 样品-L 标准，Δa=a 样品-a 标准，Δb=b 样品-b 标准

如ΔL 为正值，说明样品颜色偏浅；ΔL 为负值，说明样品颜色偏深。 如Δa 为正值，说明样品颜色偏红；Δa 为负值，说明样品颜色偏绿。

+ b*yellow

L = 100

white

*- b*blue

+ a *r ed

- a *

g r e e n

L = 0black

*

如Δb为正值，说明样品颜色偏黄；Δb为负值，说明样品颜色偏蓝。

在这个体系中，任一点的容差大小是一样的，由于人眼对各种颜色的的敏感程度并不完全相同，这有时并不能反映真实的视觉效果。

为把人眼对颜色的感受特点考虑进去，德国大众在大量实验和实践的基础上，采用了一套ΔE CMC值的椭圆公式，

ΔE CMC=[(ΔL/S L)2+(Δa/S a)2+(Δb/S b)2]1/2 ①

或者ΔE CMC=[(ΔL/ S L)2+(ΔC/S c)2+(ΔH/S H)2]1/2 ②

其中S L ,S a ,S b表示ΔL，Δa，Δb的修正系数，S L ,S C ,S H表示ΔL，ΔC，ΔH 的修正系数。

这套公式下标是CMC，是在CMC(l:c)色差公式的基础上演变而来的，但和CMC(l:c)色差公式并不完全相同，CMC(l:c)色差公式是McDonald 采用了视觉判断方式(用八个专业人士)的实验来決定色配对是否可被接受，后来据此结果再演译成JPC79 公式，並被命名为CMC(l:c) ( Colour Measurement Committee of the Society of Dyers and Colourists)。主要是针对lightness 和chroma 做了权重的估算：

由于考虑了人眼对颜色的感受，人眼对不同的颜色有不同的敏感程度，而在此评价体系中不同的颜色有不同的容差系数，因此该评价方式更为精确，如下图

目前全世界车身油漆色差的修正系数无统一的标准，各厂根据自身的经验进行控制，我们根据德国大众的经验，不同的颜色根据其L、a、b、C、H可计算出对ΔL，Δa，Δb或是ΔL，ΔC，ΔH给出不同的容差系数，具体计算公式在这里不做讨论。

对于特定颜色的油漆，究竟是用公式①还是②，取决于该颜色的彩度C和明度L，当C < 10或(C < 18且L>27)时，我们认为该颜色不是鲜艳颜色，适用

公式①，而其它情况，我们认为该颜色为鲜艳颜色，适用公式②。

最终对色差的综合评价，我们目前是从五个角度对ΔE CMC 进行综合评价，单个角度ΔE CMC 小于2.0且五角度ΔE CMC 平均1.7即颜色合格，否则为不合格。 3．色差的测量

色差的测量一般采用分光测色法，目前上海大众和相关供应商均采用X-RITE 生产的MA86II 色差仪，可采用D 65（标准日光，色温为6500K ）等多种光源单方向（450）照明，可从5个角度（15°、25°、45°、75°及110° ）同时测量金属漆或珠光漆的颜色。

4．车身油漆色差影响因素

4.1油漆材料

油漆色漆可分为两大类：单色漆和闪光漆，闪光漆包括金属闪光漆和珍珠闪光漆。

单色漆是通过颜料粒子将入射光进行反射的，由于散射光是主体，无随角异色效应。

闪光漆的组成主要有三部分，除了传统单色漆所具有的透明树脂溶液和着色颜料外还添入了闪光铝粉或珠光粉。其中闪光铝粉和珠光粉就是我们通常所说的效果颜料。就它们的光谱特性来讲，普通颜料对照射到它的光基本都是漫反射；铝粉除了两端为漫反射外，基本都是镜面反射；而珠光粉为半透明材料，除了和铝粉一样两端漫反射、平面镜面反射外，还有透射。三种组份的光谱特性可用图简单表示：

对于金属闪光漆，铝粉在漆膜内不同层次排列,反射出去的光线其亮度也不一。而光线射入漆膜内颜料粒子成有色光，再经不同层次铝粉反射出漆膜时，就会产生色光和金属光的变化，即闪光效应。当入射光或视角由垂直逐渐转向与漆膜平行，反射光变弱，颜色变深（铝粉平行于漆膜理想排列情况下）。所以金属闪光漆随着视角的改变，可观察到不同程度的金属色感及闪烁感。

铝粉

颜料