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Apparenza

Pigmenti ad interferenza

Valutazione visiva di vernici metallizzate tradizionali

Valutazione visiva delle vernici ad effetto con cambio di colore

Pigmenti metallici

Valutazione visiva delle vernici ad effettoPoichè le finiture metallizzate mostrano un cambio di luminosità con angoli diversi di osservazione, il campione deve essere ruotato per creare lo stesso effetto durante la valutazione visiva. Questo effetto è anche detto „flop chiaro-scuro“. Più le variazioni di lumi-nosità tra gli angoli di osservazione sono grandi e più accentuati diventano i contorni di un oggetto. Al fine di osservare il cambio di colore delle finiture ad interferenza, il pannello dovrebbe essere mosso per aumentare o diminuire l’angolo di incidenza della luce.

Vernici metallizzateoggi le finiture ad effetto giocano un ruolo dominante in mol-te applicazioni poichè rendono un oggetto particolarmente at-traente. A differenza dei colori pastello convenzionali, le finiture ad effetto cambiano il loro aspetto con l’angolo di osservazione e le condizioni di illuminazione. Le finiture ad interferenza mostra-no non solo un cambio di luminosità a seconda dell’angolo di osservazione, ma anche un cambio di cromaticità e di tono. Gli ultimi sviluppi riguardano speciali pigmenti che creano un effetto di scintillio quando le condizioni di illuminazione passano dalla luce solare al cielo coperto.

Pigmenti ad assorbimento

Introduzione

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Misurazione strumentale delle vernici ad effettoMisurazione del colore multi-angoloLe norme ASTM, DIN e ISo definiscono la misurazione del colore multi-angolo per descrivere oggettivamente il colore delle finiture metallizzate. Studi di ricerca dimostrano che sono necessari da un minimo di tre a cinque angoli di osservazione. La geometria di misura per gli strumenti multi-angolo viene specificata dagli angoli aspeculari. L'angolo aspeculare è l'angolo di osservazione misura-to dalla direzione speculare nel piano di illuminazione. L'angolo è positivo se misurato dalla direzione speculare verso la direzione normale.

Negli ultimi anni una nuova generazione di speciali pigmenti ad effetto è diventata sempre più popolare. Per alcuni di questi nuovi pigmenti il colore viaggia in uno spazio davvero ampio.

L'illuminazione direzionale viene usata invece dell'illuminazione circonferenziale perchè l'illuminazione circonferenziale minimiz-za il contributo degli effetti della direzione come l'effetto vene-ziana e le irregolarità superficiali. Quindi, facendo la media con l'illuminazione circonferenziale si avrà che i dati colorimetrici di due campioni saranno gli stessi, mentre visivamente i due cam-pioni non coincidono.Per il controllo qualità possono essere usati i dati colorimetrici L*, a*, b* (o L*, C*, h°) e il Δe*. Le tolleranze di solito sono più alte per il quasi speculare (15°, 25°) e per gli angoli di flop (75°, 110°) rispetto alla tolleranza a 45°. Per avere un parametro di tolleran-za unico indipendente, devono essere usati dei fattori ponderali. Pertanto, le aziende automobilistiche hanno spesso stabilito speci-fiche del delta ΔeCMC o delta Δe‘ basate sulla DIN 6175-2 usando strumenti a 3 o 5 angoli. Un altro indice utile è il flop index, una misura della variazione di luminosità di un colore metallizzato in base alla rotazione nell'intero range di angoli di osservazione.

Speciali pigmenti ad effetto che viag-giano attraverso diversi quadranti

Misurazione del viaggio del colore "dietro il gloss" a -15°

Per catturare completamente il viaggio del colore di questi pig-menti ad interferenza è necessario aggiungere angoli di illumina-zione e di osservazione. Per rendere l'intera procedura per l'uso industriale con uno strumento portatile, si è visto che un angolo addizionale dietro il gloss, ad es. -15° è di aiuto.

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Apparenza

Campione 1 Campione 2Caratterizzazione delle lamelleoltre ai cambi di colore, la nostra percezione totale è anche influ-enzata dall'effetto delle lamelle metalliche o dei pigmenti speciali. L'effetto cambia con le condizioni di illuminazione, per esempio luce solare diretta o cielo coperto.

sparkleSotto la luce solare diretta si può osservare un'impressione di luc-cichio o sparkling. Questo effetto è spesso descritto con termini diversi come scintillio, micro-brillantezza o glint ed è generato dalla riflessione dei pigmenti ad effetto individuali. Pertanto, è influenzato da

■ tipo e dimensione delle lamelle■ concentrazione del pigmento ad effetto■ orientamento del pigmento ad effetto■ metodo di applicazione

L'impressione di sparkle cambia a seconda dell'angolo di illumi-nazione.

GranaA parte l'effetto di sparkle sotto la luce solare diretta, in condizioni di cielo coperto si può osservare un altro effetto che è descritto come una struttura ottica, nuvolatura o aspetto sale e pepe. La struttura visiva può essere influenzata dal diametro della lamella o dalla loro orientazione, risultando in un modulo non uniforme e irregolare. L'angolo di osservazione è di poca importanza quando si valuta la grana.

Colore uguale ma differenza visiva

Caratterizzando le finiture ad effetto sotto diversi angoli di osser-vazione e in diverse condizioni di illuminazione, lo spettrofoto-metro BYK-mac misura oggettivamente l'impressione totale del colore:■ La misurazione multi-angolo (6 angoli) definisce chiaramente

il flop chiaro-scuro e il flop del colore delle finiture ad effetto■ Il controllo dello sparkle e della grana con una camera CCD

ad alta risoluzione simula le variazioni degli effetti in condizio-ni di illuminazione diretta e diffusa

Cielo nuvoloso

Colore multi-angolo e misurazione degli effetti con il BYK-macLa misura del colore tradizionale con 5 angoli calcola i valori del colore facendo una media della riflessione spettrale in tutta l'area illuminata e quindi non può fare nessuna differenza tra il colore di una base colorata e la riflessione delle lamelle di alluminio. Pertan-to, due finiture ad effetto possono avere gli stessi valori di colore con uno spettrofotometro a 5 angoli, ma visivamente apparire diversi. La differenza visiva è dovuta agli effetti delle lamelle.

Luce solare diretta

Geometrie di misura degli effetti del BYK-mac

Δl* Δa* Δb*-15° -0.35 0.25 0.42

15° 0.16 0.19 0.43

25° -0.65 0.20 0.48

45° -0.10 0.05 0.00

75° 0.46 -0.11 -0.60

110° 0.69 -0.11 -0.89

Δsparkle ΔGrana15° 7.85 45° 4.17 75° 1.48 Diffuso 3.81

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Basso sparkle Alto sparkle

Grana fine Grana grossa

Misura dello sparkle sotto 3 angoli con illuminazione direttaL'impressione dello sparkle cambia con l'angolo di illuminazione. Pertanto lo spettrofotometro BYK-mac illumina il campione sotto tre angoli diversi 15°/45°/75° con LeD molto luminosi ed effettua una foto con una camera CCD situata sulla perpendicolare.

Le foto vengono analizzate mediante algoritmi di analisi delle im-magini usando gli istogrammi dei livelli di luminosità come base per il calcolo dei parametri di sparkle. Per permettere una diffe-renziazione migliore, l'effetto di sparkle viene descritto con un sistema bidimensionale: area di sparkle e intensità di sparkle per ciascun angolo.

Per semplicità l'area e l'intensità di sparkle vengono combinate in un unico valore: grado di sparkle. Il grado di sparkle è rappre-sentato dalle linee colorate nel diagramma. La valutazione dello sparkle viene effettuata confrontando un campione ad uno stan-dard definito – come per la misura del colore. Pertanto, i dati di sparkle vengono mostrati anche in un grafico delle differenze.

Al fine di impostare dei limiti di accettabilità visiva, è stato svilup-pato insieme con diversi partners dell'industria automobilistica, dei pigmenti e delle vernici un nuovo modello di tolleranza dello sparkle. Come linea guida sono state usate le differenze pesate della misura del colore, risultando così in un modello di tolleranza ellittico.

L'occhio umano è meno critico in una variazione all'interno del grado di sparkle rispetto alla variazione da grado a grado. Pertan-to, l'asse maggiore dell'ellisse è verso le linee di grado di sparkle. Per usare il modello come strumento Passa/Non Passa per il lotto di vernice o nel CQ di un componente, viene calcolata la differen-za di sparkle totale tra il campione e lo standard.

Misura della grana sotto l'illuminazione diffusaLa grana viene valutata effettuando una fotografia con la camera CCD in condizioni di illuminazione diffusa, creata da una semisfera rivestita di bianco. La foto viene analizzata usando gli istogrammi dei livelli di luminosità da cui l'uniformità delle aree chiare e scure viene riassunta in un valore di grana.

Un valore della grana pari a zero indicherà un colore pastello; mentre, maggiore il valore e più grezzo apparirà il campione sotto l'illuminazione diffusa.

Influenza della dimensione di lamella sullo sparkle e sulla granaI dati di sparkle e grana danno un'indicazione della dimensione della lamella e dei livelli di concentrazione. L'esempio riportato mostra una finitura silver con tre diverse dimensioni di lamella (25 µm - 34 µm - 54 µm). Visivamente, la finitura silver con i pigmenti di alluminio più grossi appare più scintillante sotto l'illuminazione diretta e più "grezza" sotto l'illuminazione diffusa.

La misurazione con il BYK-mac è correlata con la percezione visiva: area di sparkle, intensità di sparkle e grana aumentano con la dimensione delle lamelle.

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Apparenza

Diversi additivi reologiciL'orientamento delle lamelle può essere anche influenzata dalla for-mulazione della vernice, ad es. additivi reologici. Poichè le lamelle di alluminio fini hanno più spigoli e di conseguenza viene diffusa più luce, l'orientamento è più importante che per i pigmenti più grossi. L'uso di un additivo reologico ottimizzato comporterà un flop chi-aro-scuro migliore e meno sparkle ad angoli di sfioramento bassi. Nell'esempio seguente un sistema ad acqua è stato valutato usan-do tre diversi additivi reologici: un sistema standard, un additivo acrilico e l'AQUATIX®, una cera della BYK-Chemie. Visivamente i tre pannelli sembrano uguali sotto l'illuminazione diretta ad an-goli perpendicolari. Quando si confronta l'angolo di sfioramento più basso, il sistema che usa la cera della BYK-Chemie mostra sparkling minore.

I dati di misura del BYK-mac si correlano alla percezione visiva. L'area di sparkle per il sistema con l'additivo ceroso a 75° è mi-nore di quella degli altri due sistemi. Poichè lo sparkle a 75° valu-ta le lamelle che non sono orientate parallelamente, ciò mostra chiaramente che usando l'additivo AQUATIX® della BYK-Chemie l'orientamento delle lamelle di alluminio migliora.

eppure, visivamente la carrozzeria era considerevolmente più scin-tillante dei paraurti. I dati di misura del BYK-mac riflettono chia-ramente l'impressione visiva osservando i dati di sparkle a 75°. La misura di sparkle a 75° valuta le lamelle di alluminio che non sono orientate parallelamente; pertanto le variazioni principali possono essere viste in un'area di sparkle più alta.

Il ΔeDIN è ben al di sotto di 1 per tutti i punti di misura

Influenza dell'orientamento delle lamelle sull'impressione totale del coloreoltre al tipo di lamelle e ai livelli di concentrazione, il confron-to dell'area di sparkle agli angoli di 15° e 75° dà informazioni sull'orientamento delle lamelle.

Diversi metodi di applicazionePer aumentare l'efficienza della verniciatura, l'applicazione della base colorata sta andando verso il 100% di applicazione elettro-statica. Le finiture metalliche che contengono lamelle di alluminio più grosse mostreranno più lamelle orientate non parallelamente. Il risultato sarà un flop chiaro-scuro più basso e sparkling maggio-re ad angoli di illuminazione più bassi (75°). Nell'esempio seguen-te la base colorata della carrozzeria è stata applicata elettrostati-camente al 100% e i paraurti sono stati verniciati con applicazione elettrostatica/pneumatica. La differenza totale di colore usando il ΔeDIN medio era accettabile.

Per ulteriori informazioni sulla percezione visiva delle finiture ad effetto, V. byko-spectra effect a pag. 127.

Il BYK-mac misura l'impressione totale del colore

Info!

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