測色儀在工程塑膠行業(yè)的應(yīng)用

文章來源于 《國際塑料商情》2013.10月刊

由于高強(qiáng)度、耐沖擊、耐熱性能優(yōu)異、耐腐蝕，具有卓越硬度及抗老化性能，經(jīng)久耐用，易于加工，并可在多種場合替代金屬材料，近年來，工程塑料被廣泛應(yīng)用于制造電子電氣、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械、航空航天等行業(yè)用零部件或外殼的材料。隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，各行各業(yè)對新材料的需求急劇增加，客觀上也促進(jìn)了工程塑膠的應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)資料顯示，中國已成為全球工程塑料消費(fèi)需求最快最多的國家之一，2010年，我國工程塑料消費(fèi)量達(dá)244.3萬噸，同比增長11%， 2011年上升到272萬噸，同比增長11.34%。到2015年，預(yù)計(jì)國內(nèi)工程塑料消費(fèi)量將達(dá)到417萬噸。有分析指出，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工程塑料的需求還將進(jìn)一步得到增長，僅以冰箱、冷柜、洗衣機(jī)、空調(diào)及各類小家電產(chǎn)品為例，每年需要消耗的工程塑料將達(dá)60萬噸左右，而用于通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及鐵路、公路建設(shè)等方面的工程塑料用量則更為驚人，今后幾年內(nèi)有望達(dá)到450萬噸以上。

工程塑膠產(chǎn)品QC與開發(fā)

由于工程塑料常用于零部件拼接或者產(chǎn)品外殼，塑膠的顏色與拼接零部件顏色是否存在色差，或者用于產(chǎn)品外殼的不同批次之間的塑料顏色是否一致，都會影響到最終成品的顏色和外觀質(zhì)量。通常而言，塑膠膜厚可達(dá)1cm，其色差一般需控制在1.0到0.5之間，要求嚴(yán)格的產(chǎn)品，則需將色差控制在0.5以下；對于如白色、淺灰色等淺顏色的部件而言，色差控制最為嚴(yán)格，而對深顏色的產(chǎn)品如紅色、綠色、藍(lán)色，色差控制范圍則可以略為放寬。

為了確保塑料部件外觀色彩基本一致，從而保證最后成品的質(zhì)量，必須從顏色測量與配色環(huán)節(jié)著手。目前，通常的做法是，由配色人員在塑料產(chǎn)品的研發(fā)和品質(zhì)檢驗(yàn)過程中，運(yùn)用測色計(jì)對不同批次間的塑膠件顏色值進(jìn)行比較，并對測量結(jié)果進(jìn)行分析。

為塑膠領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)提供顏色測定的依據(jù)

道生工程塑料有限公司（下稱"道生公司"）是世紀(jì)之交成立的一家中德技術(shù)合作企業(yè)，由香港道生科技控股有限公司全資擁有。公司以德國高性能改性工程塑料先進(jìn)科技為后盾，集研發(fā)、生產(chǎn)、出口加工等技術(shù)實(shí)力于一體，致力于全球頂尖的材料科技開發(fā)，把專業(yè)的改性材料開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與全球應(yīng)用知識結(jié)合在一起，為國內(nèi)外電器開關(guān)、燈具照明、空調(diào)、小家電（電飯煲微波爐等）、電視機(jī)、冰箱、汽車、電子產(chǎn)品等行業(yè)客戶提供外殼和塑膠用料解決方案。

為順應(yīng)飛速發(fā)展的中國市場需求，2004年，道生在國內(nèi)開設(shè)了一所現(xiàn)代化的研發(fā)中心，用先進(jìn)的技術(shù)測試設(shè)施和支持功能為中國乃至亞太地區(qū)市場提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。同年底，道生公司再次跨出前進(jìn)的步伐，在珠三角建設(shè)了一座全新的現(xiàn)代化復(fù)合工廠，使其國內(nèi)產(chǎn)能得到大幅度提高，并為中國市場提供了成本更佳的產(chǎn)品。

據(jù)道生公司產(chǎn)品負(fù)責(zé)人占光平先生介紹，塑膠生產(chǎn)企業(yè)對塑膠件的外觀色彩特別重視，因?yàn)樗苣z部件必須滿足客戶對最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求。如果不同批次塑膠件的顏色出現(xiàn)偏差，達(dá)不到客戶要求，就會影響客戶的產(chǎn)品交付、成品質(zhì)量和信譽(yù)，危及企業(yè)與客戶的信任與合作，從而對企業(yè)造成巨大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

塑膠件測色與色差控制

道生公司一直以來注重產(chǎn)品的外觀色彩問題，并堅(jiān)持以嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)去控制色差。 "外觀色彩也是我們品質(zhì)把控的重要環(huán)節(jié)，之所以選用柯尼卡美能達(dá)的分光測色計(jì)CM-3600A，正是看重儀器的高精度、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)重復(fù)性和方便用戶的操作體驗(yàn)"， 占先生介紹，"舉個例子，我們在測量時(shí)會遇到不同的情況，如兩塊同樣底材的塑膠樣件，在室內(nèi)用肉眼觀察時(shí)，并沒有顯示出太大的色差，但在戶外陽光下觀察，則可能感覺色差很明顯。這種現(xiàn)象是典型的同色異譜。如果塑膠樣件為白色或淺顏色，這種情況會更加明顯，因此，通常我們會更加嚴(yán)格地控制淺顏色塑膠件的色差范圍。

"一般來說，我們會通過CM-3600A測量兩個樣件的光譜曲線，以及L*a*b*的數(shù)據(jù)。通過光譜曲線去分析這兩塊白色塑膠件的光譜反射率以及亮度、顏色色相偏差，并制定好標(biāo)準(zhǔn)容差范圍。我們將ΔEab嚴(yán)格控制在0.5以內(nèi)，ΔL*、Δa*、Δb* 分別控制在0.1以內(nèi)，確保同底材同批次的樣品色差與人眼所觀察到的色差一致。如果ΔEab偏差很大，有可能是因?yàn)樗纳鄄灰恢禄蛘吲渖至坎灰恢略斐?，具體原因可以通過數(shù)據(jù)找出一些答案。以前硬膠和軟膠都會有相對應(yīng)的色粉，配色時(shí)比較難控制，容易出現(xiàn)較大的色差?，F(xiàn)在我們采用通用的色粉，對同底材樣件上色后，色差一般能控制在較小范圍；對不同底材的樣件，由于顏色控制在同一色相，即使色差較大，考慮到底材不同，客戶基本都能接受。如果遇到要測量帶金屬珠光成份的塑膠件，通常我們會通過不同角度去目視比對，也會用多角度的測色計(jì)測量光澤度和幾個方向上的色度值。如用CM-512m3A 比對標(biāo)準(zhǔn)件和樣件在75°角度下的ΔL*、Δa*、Δb* 值。因?yàn)橄鄬碚f，如果產(chǎn)品帶珠光成份，其色差控制比較困難，所以我們盡可能在75°接近人眼觀察的方向上把ΔEab控制在0.5以內(nèi)"，占先生補(bǔ)充道。

柯尼卡美能達(dá)的CM-3600A具有雙波束方式、雙通道傳感陣列，可以實(shí)現(xiàn)高精度和高再現(xiàn)性。儀器測量模式可進(jìn)行SCI/SCE之間自由切換、可同時(shí)進(jìn)行包含或不包含反射分量的測量；盡管內(nèi)置了6英寸大型積分球，整個結(jié)構(gòu)依然非常緊湊；3種測量口徑可根據(jù)樣品尺寸選擇最適當(dāng)?shù)臏y量口徑。該儀器的數(shù)字化光澤控制、數(shù)字化UV控制及其它世界領(lǐng)先技術(shù)，大幅減少了儀器的機(jī)械部件數(shù)量，在保持高精度測量的同時(shí)，大大降低了重復(fù)測量樣件的時(shí)間；濾光器等部件的移動也減至最??；而且儀器10nm的波長間隔測量涵蓋360～740nm全范圍波長。

道生公司在測量塑膠樣件前，通常選擇光源設(shè)置條件為D65，SCI和10°觀察角。如果需要比對不同光源、不同觀察角和測量模式下的數(shù)據(jù)時(shí)，也可通過軟件SpetraMagic NX來選擇在多光源、不同觀察角或SCI/SCE模式下進(jìn)行測量。通過軟件將儀器設(shè)置為透射測量。在測量一些黑色透明樣件時(shí)，則需要測量樣件在500nm和550nm時(shí)的透過率和光譜吸收率，得到塑膠顏色用料的反射比，為色相控制和調(diào)色提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

產(chǎn)品信息

• 分光測色計(jì) CM-3600A

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