Fot. 1. Parametry wizualne powłok.
OPRZYRZĄDOWANIE DO KONTROLI JAKOŚCI FARB I POWŁOK W MALOWANIU PROSZKOWYM I CIEKŁYM, CZĘŚĆ III
W poprzednich częściach niniejszego opracowania przedstawione zostały zagadnienia mieszania oraz dyspersji, testów przeprowadzanych na materiale lakierowym (część I, „Lakiernictwo Przemysłowe” nr 5/2017) oraz oprzyrządowanie służące do kontroli procesu utwardzania termicznego i do testów komorowych (część II, „Lakiernictwo Przemysłowe” nr 6/2017). W tej części artykułu przedstawione zostaną urządzenia służące do pomiarów parametrów wizualnych powłok oferowane przez firmę Eurotom.
Pomiary parametrów wizualnych
W przemyśle lakierniczym i farbiarskim w coraz większym stopniu zwraca się uwagę na aspekt estetyczny powłok. Zróżnicowane typy produktów wymusiły stworzenie standardowych metod pomiaru w celu kontroli jakości wyrobów. Najważniejszymi elementami oceny wizualnej są: połysk, struktura, zamglenie, barwa, efekt metaliczny oraz chmurzenie (fot. nr 1).
W celu kontroli tych właściwości powłok stosuje się urządzenia umożliwiające liczbowe przedstawienie ich parametrów wizualnych. Od ponad 75 lat firma BYK Gardner wiedzie prym na rynku oprzyrządowania do kontroli jakości powłok malarskich, lakierniczych i tworzyw sztucznych, zaopatrując laboratoria przemysłu farb i lakierów w wiele użytecznych materiałów i urządzeń pomiarowych. Oferuje sprawdzoną, niezawodną technologię, bazującą na długoletnim doświadczeniu. Jest to jeden z wielu powodów, dla których mierniki tej firmy stały się standardowym oprzyrządowaniem dla wielu czołowych producentów z różnych branży (przemysł samochodowy, transportowy, AGD czy meblowy). Dzięki doskonałej zgodności międzyprzyrządowej urządzenia firmy BYK Gardner pozwalają na tworzenie i wprowadzanie cyfrowych standardów odniesienia dla producentów posiadających wiele fabryk oraz różnych podwykonawców poszczególnych części produktu finalnego. Specjalnością firmy stały się przyrządy do obiektywnej oceny własności wizualnych powierzchni, jak: połyskomierze, spektrofotometry barwy, strukturomierze do badania skórki pomarańczowej, a także parametru DOI (Distictness of Image). Ten ostatni w uproszczeniu wskazuje, jak dobrym zwierciadłem jest dana powłoka lakierowa, będąc również miarą rozproszenia światła w powłoce. Rozproszenie to, towarzyszące najczęściej powłokom o wysokim połysku, zwane jest zamgleniem (haze) i bywa problemem dla linii lakierniczych w przemyśle samochodowym. Urządzenia firmy BYK Gardner zyskały swoją renomę między innymi dzięki doskonałej powtarzalności pomiarów, dobrej zgodności międzyprzyrządowej oraz bardzo dobrej stabilności temperaturowej, szczególnie ważnej w warunkach przemysłowych. Dodatkowo przyrządy te cechuje uniwersalność – za pomocą jednego urządzenia można kontrolować kilka parametrów jednocześnie (np. spektrofotometry z wbudowanymi połyskomierzami).
Urządzenie micro-TRI-gloss μ łączy w sobie funkcje miernika połysku oraz grubości powłoki, dzięki czemu pozwala na jednoczesny pomiar obu parametrów w tym samym obszarze próbki. Serię połyskomierzy micro-gloss zamykają urządzenia do pomiaru połysku dla nietypowych aplikacji (geometria pomiaru 45° i 75°). Micro-gloss 45º mierzy połysk na powierzchniach ceramicznych, z tworzyw sztucznych oraz folii, micro-gloss 75º natomiast na papierze, tekturze, fakturowanych powierzchniach tworzyw sztucznych. Dodatkowym atutem mierników połysku firmy BYK Gardner jest dołączone oprogramowanie smart-chart do archiwizacji i analizy danych. Smart-chart jest kompatybilny ze wszystkimi modelami połyskomierzy oraz wyróżnia się indywidualną konfiguracją specyfikacji produktu w module zarządzania standardem i jego tolerancjami. Dodatkowo pozwala na monitorowanie stabilności procesu za pomocą kart kontrolnych, raportów i wykresów trendów SPC.
W dzisiejszej produkcji najbardziej restrykcyjne tolerancje obejmują powierzchnie o wysokim połysku. Powierzchnie wysokiej jakości (klasy A) charakteryzują się lśniącym, eleganckim wyglądem. Mikrostruktury, powstałe np. na skutek niedostatecznego zdyspergowania materiału, mogą powodować wrażenie zamglenia. Efekt ten określa się jako woal wysokiego połysku lub wprost jako zamglenie. Zjawisko zamglenia występuje tylko na powierzchniach o wysokim połysku, do jego pomiaru należy więc użyć połyskomierza o geometrii 20°. Do pomiaru połysku, zamglenia, woalu oraz odbicia zwierciadlanego firma BYK Gardner oferuje referencyjny przyrząd do wszelkich zastosowań haze-gloss (przedstawiony na zdjęciu nr 2). Haze-gloss posiada pełny zakres od matów do najwyższych połysków (pomiar połysku w geometriach 20°, 60°, 85°). Pozwala także na pomiar zamglenia w świetle odbitym oraz pomiar odbicia zwierciadlanego materiałów takich jak metale. Urządzenie to stworzone zostało do pracy w laboratorium, dzięki czemu zapewnia najwyższą precyzję pomiaru (zamknięta optyka autodiagnostyka, oświetlony celownik do dokładnego pozycjonowania próbki oraz kalibracja długookresowa). Haze-gloss może także służyć jako urządzenie referencyjne dla połyskomierzy stosowanych na liniach produkcyjnych.
Kolejnym elementem oceny wizualnej jest struktura. Ostateczny wygląd oraz widoczność struktur na powłoce zależą od wielkości tych struktur, odległości obserwatora oraz zdolności powłoki do odwzorowywania obrazów. Pofalowanie (waviness) powłoki lakierowej to fale o długości w przybliżeniu od 0,1 do 30 mm. Zjawisko to jest często oceniane wizualnie i określane jako stopień zmarszczenia lub tekstura. Drugim ważnym parametrem jest jakość odbicia i zdolność obrazowania, oceniana z małej odległości obrazu DOI – Distinctness of Image. DOI można opisać takimi pojęciami, jak przejrzystość, klarowność, ostrość odwzorowania (brilliance, sharpness, clarity). DOI wyznaczają małe i średnie struktury o wielkości bliskiej rozdzielczości oka ludzkiego. Firma BYK Gardner oferuje rodzinę strukturomierzy serii wave-scan, które skanują promieniem laserowym pofalowanie powierzchni powłoki i, podobnie jak nasze oczy, rejestrują ciemno-jasny wzór odbicia. Wynikiem tego pomiaru jest tzw. spektrum struktury, czyli wykres pokazujący intensywność widocznej skórki pomarańczowej w zależności od odległości obserwacji. Obowiązuje tu zasada, według której obraz obserwacji bliskiej budują struktury mikro rzędu 0,1-1,0 mm, natomiast skórka pomarańczowa widoczna na karoserii samochodu oglądanego z dystansu kilku metrów budowana jest przez struktury wielkości kilkucentymetrowej. Urządzenia z serii wave-scan znalazły zastosowanie w przemyśle samochodowym oraz transportowym. Coraz częściej są one także stosowane przez czołowych producentów AGD. Prezentowane strukturomierze współpracują z oprogramowaniem do analizy danych smart-chart i, podobnie jak w przypadku modułu dla połyskomierzy, pozwala ono na tworzenie pełnych raportów SPC. Pierwszym urządzeniem z oferty tych strukturomierzy jest wave-scan dual. Umożliwia on pomiar „skórki pomarańczowej” i DOI na powłokach o wysokim i średnim połysku oraz pozwala na kontrolę powłoki każdej warstwy. Pomiar po każdym nałożeniu kolejnej warstwy dostarcza bieżącej informacji o stanie i aktualnej strukturze nałożonych powłok. Pozwala to na wgląd w proces malowania i oszczędza czas przy rozwiązywaniu problemów jakości. Urządzenie dostarczane wraz ze stacją dokującą przedstawione zostało na zdjęciu nr 4.
Oferowany alternatywnie przyrząd wave-scan II umożliwia pełen zakres pomiaru i analiz, wymaga jednak powierzchni o wysokim połysku typu top-coat. Trzecim rozwiązaniem do pomiaru struktury jest micro-wave-scan. Urządzenie przeznaczone jest do pomiaru „skórki pomarańczowej” i DOI na małych detalach i powierzchniach zakrzywionych. Micro-wave-scan umożliwia także stacjonarny pomiar DOI, bez potrzeby skanowania. To szczególnie ważne w przypadku małych detali, gdzie brakuje przestrzeni na wykonanie skanu. Dzięki jego niewielkim gabarytom i łatwości obsługi sprawdza się zarówno w laboratorium, jak i w halach produkcyjnych. Cała seria urządzeń wave-scan przedstawiona została na zdjęciu nr 5.
Wspomniane wcześniej zjawiska zamglenia oraz przejrzystości coraz częściej stanowią wyzwanie dla dzisiejszej produkcji. Pomiary tych parametrów najszerzej stosowane są wśród producentów wyrobów szklanych (szyby, witryny, opakowania) oraz producentów tworzyw sztucznych (folie i elementy z poliwęglanu). Wspomniane elementy z poliwęglanu występują coraz częściej w wielu wyrobach (np. przysłony kasków motocyklowych, szyby w maszynach rolniczych). Kontrola takich detali polega na określeniu przejrzystości materiału, co ma wpływ na ostateczny wygląd i funkcjonalność produktu. Zamglenie zdefiniowane zostało w normie ASTM 1003 i określone jako procent światła w stosunku do światła padającego, które jest odchylone od linii prostej o więcej niż 2,5 stopnia. Propozycją firmy BYK Gardner do pomiaru zamglenia i przejrzystości jest urządzenie haze-gard i spełniające nie tylko normę 1003, ale także 1044 oraz ISO 13468 i 14782 (fot. nr 6). Przyrząd zamienia subiektywne postrzeganie wizualne na obiektywny zbiór danych pomiarowych dla takich parametrów, jak:
- przezroczystość całkowita,
- zamglenie w świetle przechodzącym,
- klarowność, ostrość.
Komentarze (2)