在塗料生產中色差儀的使用

色差儀(yi) 作為(wei) 專(zhuan) 用於(yu) 色彩測量的精密檢測設備，在塗料生產(chan) 的調色環節發揮著至關(guan) 重要的作用。該儀(yi) 器能夠精確量化顏色差異，顯著降低了依賴人眼主觀判斷所引發的顏色誤差，從(cong) 而有效減少了不同批次塗料間顏色的一致性波動，極大地提升了塗料產(chan) 品的整體(ti) 品質和可靠性。

一、色差儀的知識介紹

1、色差儀的幾何構造及特點

分光光度色差儀(yi) 的幾何設計決(jue) 定了其光源布置，樣品放置界麵以及探測器的排列方式。通常，幾何構造的光譜測量儀(yi) 器可大致分為(wei) 兩(liang) 類：定向型（包括0°/45°或45°/0°配置）與(yu) 散射型（如積分球分光光度計）。在零度/四十五度幾何配置中，零度角度的光線垂直於(yu) 樣板表麵進行投射，隨後，該光線在樣板上以漫反射的方式傳(chuan) 播。在四十五度位置處，對反射光線進行了測量。在所述測量配置中，采用多隻光源接收器在45°角布置，旨在實現最優(you) 的測量性能。所謂的"45°照明體(ti) 在0°角測量"描述了一種特定的光照方向與(yu) 測量平麵的關(guan) 係，其中45°表示光源相對於(yu) 測量對象的傾(qing) 斜角度，而0°則對應於(yu) 測量平麵與(yu) 地麵的垂直角度。此設置旨在通過精確控製光照方向來提高測量精度和有效性。通過該設備進行的測量結果與(yu) 由物體(ti) 的顏色差異和表麵光亮度變化所導致的視覺感知變化相吻合。在質量控製領域應用時,該技術展現出卓越效能,其觀測結果與(yu) 人類視覺評估的高度一致性,確保了分析結果與(yu) 人眼判斷最為(wei) 接近。典型的積分球構造裝置采用內(nei) 表麵塗覆白色材料的球形腔體(ti) ，用於(yu) 均勻散射照明樣本。該設備在測量時，以8°的角度進行觀測，以確保光線分布的均勻性和一致性。該測量技術未能充分考量表麵特征及光反射特性對色彩感知的貢獻,其提供的數值專(zhuan) 用於(yu) 描述顏料或染料等固態色彩介質的變化。鑒於(yu) 此,在構建或優(you) 化計算機色彩調配係統時,選用此儀(yi) 器成為(wei) 必要之舉(ju) 。

2、 為(wei) 了實現顏色的準確判斷與(yu) 匹配，中國當前廣泛采用的標準方法是借助於(yu) 標準色卡或者參照實物樣本進行比較。此類評估僅(jin) 能在實際情境下進行，其性質為(wei) 直觀性的評價(jia) 。為(wei) 應對這一挑戰,研究人員提出了多種策略以實現顏色的量化表示,其中包括運用三維空間坐標體(ti) 係，采用孟塞爾色彩係統以及分析光譜反射率曲線等方法。中華人民共和國亦在1994年製定了《中國顏色體(ti) 係樣冊(ce) 》，旨在標準化顏色標識與(yu) 分類。在分光光度分析中，我們(men) 應用包括但不限於(yu) CIE（國際照明委員會(hui) ）L*，a*，b*空間，CIEL*，c*，h*，以及Hunter L*a*b*，XYZ，L*c*h*，Y，x，z等多元指標體(ti) 係，以精確描述色彩的色調坐標。L、 參數a，b以及CIEL*a*，CIEL*b*分別代表了在兩(liang) 種廣為(wei) 應用的顏色空間——CIE色度圖與(yu) Lab色彩模型中的重要維度，用於(yu) 描述色彩的屬性。他們(men) 都是X、 Y與(yu) Z之值經由數學運算得出。由於(yu) 所應用的計算公式存在差異，導致在數值測量上得出的結果並非一致。HunterL、 在實際應用中，觀察到點a，b位於(yu) 色彩空間的藍色區域呈現出壓縮特性，與(yu) 此相反，點CIEL*，a*，b*則在色彩空間的黃色區域表現出顯著的擴張現象。

3、 光源的選擇對於(yu) 色差儀(yi) 的測量結果具有顯著影響。通常，色差儀(yi) 采用固定光源，如鎢燈或壽命較長的氨燈作為(wei) 照明體(ti) 。即使是對同一塊顏色樣本進行測量，不同光源下的顯示結果會(hui) 存在差異。這一現象的根本原因在於(yu) ，不同光源投射到樣本上的光線特性（包括波長分布，強度等）不同，導致光線在樣本表麵的吸收和反射特性也各異。光源的差異直接關(guan) 係到進入色差儀(yi) 傳(chuan) 感器的光譜成分，進而影響到測量的準確性和一致性。為(wei) 了確保測量結果的可靠性與(yu) 可比性，特別是在顏色科學領域，選擇合適的光源標準和校準過程變得尤為(wei) 重要。造成人眼感知與(yu) 儀(yi) 器評估色差的原因在於(yu) 兩(liang) 者對光譜響應的不同機製。在建築用卷鋼塗料的色彩管理中，通常選用D65光源作為(wei) 參照，該光源模擬接近於(yu) 平均日光的特性。這一選擇基於(yu) 戶外環境中的主要照明條件——太陽光，因其被視為(wei) 自然界中最普遍且標準的光源，對於(yu) 評估塗料在實際應用環境中的顏色表現尤為(wei) 關(guan) 鍵。鑒於(yu) 家電卷鋼塗料的應用特性，其主要應用於(yu) 室內(nei) 環境，在對塗料樣板進行色彩測量時，遵循國際標準規定，選用A級標準光源—即精確模擬自然光譜的鎢絲(si) 光源，已成為(wei) 業(ye) 界公認的精確測量方法。其他類型的光源，包括但不限於(yu) 熒光燈，廣泛應用於(yu) 各種應用場合。舉(ju) 例而言，某些紡織工廠會(hui) 選用熒光燈作為(wei) 光源，鑒於(yu) 此，為(wei) 了確保實際應用情境和用戶需求的匹配，在選擇光源作為(wei) 一致的測量基準時，應予以充分考慮。一旦達成共識，所有顏色測量操作均需在完全相同且標準化的條件下執行，以此有效降低係統誤差和人為(wei) 失誤的可能性，從(cong) 而實現最佳的協調效果。

二、 色差儀在塗料生產中的應用研究

1、 構建顏色數據庫旨在捕捉並量化顏料在不同基質中的實際顯色差異。這一過程涉及將各類彩色顏料均勻分散至所選定的樹脂體(ti) 係中，並通過精確調配以確保其在特定應用環境下的色彩一致性。通過係統地記錄並分析這些顏色樣本，數據庫能夠為(wei) 工業(ye) 生產(chan) 提供可靠的色彩參考，從(cong) 而實現從(cong) 理論配色到實際製品顏色的高度匹配。標準樣板製作完成後，需將其呈送予客戶以求得其認可。一旦獲得客戶確認，即可依據樣板所提供的數據進行後續的調整工作。將選定的顏色樣本輸入計算機係統，並構建一個(ge) 全麵的顏色樣本數據庫以供檢索與(yu) 應用。

2、 調色配色分光光度色差儀(yi) 不僅(jin) 具備調整顏色以滿足用戶特定需求的能力，還能夠通過計算機輔助係統，在工廠實際操作環境下實現精確配色。這一過程通常需要在前期投入大量工作，即對所選用的各種顏料製作成標準化的顏色樣本，並將其相關(guan) 數據錄入電腦係統中進行存儲(chu) 和管理。不容忽視的是，黑色和白色單色數據的精確顏料參數構成了數字色彩管理的基礎。借助於(yu) 這些顏色樣本，計算機能夠實現自動化配色過程，從(cong) 而生成豐(feng) 富多樣的色彩選項供用戶挑選。這一技術使得用戶能夠在保證成本效益的同時，尋找並實施最為(wei) 合適的色彩解決(jue) 方案。由此，成人得以有效降低其工作負擔。針對顏色色差的控製，基礎色調漆通常設定其E值應小於(yu) 等於(yu) 1，以滿足大多數用戶的常規需求。E可以控製在0. 在本研究中，通過精細調節參數L，a，b，我們(men) 進一步細化了分析，旨在深入探討其對特定現象影響的精確度與(yu) 有效性。在工業(ye) 實踐中，為(wei) 了校正特定主色調（如藍色）印刷品的顏色偏差，當計算機檢測到色彩讀數偏黃時，可通過加入鐵紅或鐵黃顏料進行微調，以實現目標色調的精確重現。在色彩調製過程中，應采用最少量的單色顏料以精確地接近目標顏色，確保色彩匹配度最大化。

3、 在塗層應用中，表麵特性顯著影響著色差的感知。其中，光澤度與(yu) 表麵平整度是決(jue) 定視覺色彩一致性最為(wei) 關(guan) 鍵的因素。當光線與(yu) 不平整表麵交互作用時，發生反射，散射以及部分吸收現象，這些物理過程直接導致了觀察到的顏色變化，進而影響到整體(ti) 的色差評估。粗糙表麵表現出較高的散射效應，伴隨較低的反射率和吸收率特性。人眼對於(yu) 光澤度較低的塗料表麵感知更為(wei) 敏感，而平整的高光塗料表麵則能呈現出更高的光澤效果。在光學特性中，材料的反射率高且散射率低時，能夠顯著提升人眼對其表麵光澤度的感知，從(cong) 而表現出較高的光澤度。基於(yu) 經濟效益的實際考量，我們(men) 依據特定應用需求甄選適宜粒徑的消光劑。該參數決(jue) 定了消光劑應用的量。在實際生產(chan) 過程中，觀察到隨著消光劑添加量的增加，材料表麵光澤度呈現出顯著下降的趨勢。在此背景下，色差儀(yi) 對於(yu) 黑色和白色光澤的測量表現出高度敏感性，這反映了色差儀(yi) 在評估不同顏色光澤變化時的精確度與(yu) 細膩度。以高色素炭黑為(wei) 例、 當光澤度由20單位下降至10單位時，采用等同於(yu) 人眼觀察的0°/45°測量法下，E值的差異大約為(wei) 1單位。與(yu) 此形成對比的是，利用積分球儀(yi) 器對相同樣本進行測量時，所得的E值誤差可忽略不計，呈現出極高的精確度。三以內(nei) 。在所述研究中，探討了其他顏色光澤值隨角度變化範圍在士10度內(nei) 的情況。E值位於(yu) 預設的誤差範圍內(nei) 。在實際生產(chan) 過程中，顏料的耐高溫性能及其在烘烤時所經曆的時間和溫度參數，對最終產(chan) 品的質量特性——如E值——具有顯著影響，這是操作人員在執行生產(chan) 任務時需特別警惕的關(guan) 鍵因素。

4、 鋁粉，銅粉及珠光粉作為(wei) 特殊類型的儀(yi) 器金屬顏料和珠光顏料，因其顯著的視覺效果，在汽車閃光塗料，鋁合金外飾件以及幕牆等眾(zhong) 多領域得到廣泛應用。這些材料的製造工藝與(yu) 傳(chuan) 統的有機或無機顏料截然不同，展現出獨特的物理特性與(yu) 美學價(jia) 值。形狀特性展現出獨特的性質。層狀金屬顏料及珠光顏料的理想分布特征在於(yu) 其以一致的定向排列平行於(yu) 塗層表麵，當入射光線作用於(yu) 此類塗層上時，部分光線因鋁粉的直接鏡麵反射而幾乎未被吸收，從(cong) 而產(chan) 生高度明亮的效果，賦予材料強烈的光澤感；另一部分光線則經過多輪反射，導致光線相對暗淡，形成獨特的光學效應。由此可知，珠光顏料呈現出多角度變色效果，這是由雲(yun) 母片表麵鍍覆的氧化鈦或氧化鐵薄膜在光線不同入射角度下產(chan) 生光幹涉效應所致。與(yu) 此相對，傳(chuan) 統的色差儀(yi) 因其固定視角設計，難以全麵評估金屬顏料及珠光顏料在各個(ge) 方向上的色彩差異。基於(yu) 普通色差儀(yi) 測量結果與(yu) 人類視覺感知之間顯著差異的問題，科研人員創新性地開發了三視角分光光度計，該儀(yi) 器旨在精確模擬人眼的光譜響應特性，有效解決(jue) 了這一長期存在的難題，並因其高度的準確性和一致性而在汽車製造等行業(ye) 得到了廣泛應用。