專利名稱：制備包含效應顏料的顏色配方的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備包含效應顏料的(effektpigmenthaltig)顏色配方(Farbrezepturen)的方法，該顏色配方能夠在少數(shù)幾個步驟中調(diào)節(jié)到顏色樣品(目標色 彩)。
背景技術：
對于涂漆配料(Lackchargen)的生產(chǎn)，特別是在汽車行業(yè)中，相對于事先確定 的目標色彩以盡可能很小的偏差制備通過稱量在顏色配方中指定的組分而生成的色彩 是一個重要的任務。對于配料的涂染，目標是在過程經(jīng)濟性方面以盡可能少的涂染步驟 將配料的色彩調(diào)節(jié)到目標色彩。該調(diào)節(jié)通過少許地改變包含在配方中的彩色組分(例 如有色顏料和效應顏料)以及在可能的情況下通過以低濃度添加進一步的著色添加劑 (Tonzusatze )來進行。當配料的色彩與目標色彩(顏色樣品)之間達到能接受的剩余 色差時才結束調(diào)節(jié)步驟。雖然所述著色過程以前尤其是通過視覺來執(zhí)行，但是目前主要使用儀器控制。這 主要包括分光光度計的使用，利用分光光度計以不同的照明角度和觀察角度光照記錄電磁 波頻譜的可見區(qū)域中的反射譜。通過將這樣的反射譜與光源(Lichtart)及三個比色系數(shù) 函數(shù)(Normspektralwertfunktion)中相應一個比色系數(shù)函數(shù)的卷積得到色品，該色品表 明色度坐標、即不同色彩在顏色空間中的位置。在這種情況下，建立所謂的CIELab坐標ΙΛ a*和b*的顏色空間作為標準。對于兩個要比較的色彩各自的所測量坐標ΙΛ a*和b*，色差 dL*, da*和db*于是根據(jù)兩個色度坐標之差而得到。在重新調(diào)節(jié)目標色彩時，為了選擇合適的起始配方，借助于輻射轉移模型 (Strahlungstransportmode 11)根據(jù)顏色樣品的所獲得的反射譜確定光學的材料參數(shù) Αλ (吸收系數(shù))和Sa (散射系數(shù))。既為顏色樣品確定這些光學的材料參數(shù)，也單獨地 為在所使用的色彩系統(tǒng)中所包含的彩色組分(例如有色顏料和效應顏料)、以及在可能 的情況下還為所使用的色彩系統(tǒng)的進一步的著色添加劑借助于這些組分的相應標定標尺 (Eichstaffeln)確定這些光學的材料參數(shù)?；旌衔?例如顏色配方)的光學材料參數(shù)由混合物組分的相應單獨份額加性地組 合構成。其中，用各個組分各自的濃度對單獨份額進行加權。因此，在知道色彩系統(tǒng)的各個 顏料的光學材料參數(shù)的情況下可以計算出各個顏料的濃度，這對于獲得幾乎包含顏色樣品 的光學材料參數(shù)的混合物而言是必需的。色彩系統(tǒng)的顏料例如可以包括有色顏料和效應顏料。有色顏料吸收電磁波頻譜的 特定波長的可見光。因此，其只反射光的被白色顏料反射的部分。對于反射譜的儀器測量，涉及到假定為理想亞光白(mattweiss)表面的白色標 準，該白色標準的對于可見光的所有波長的反光值(Remissionswerte)被規(guī)定為正好為1。 有色顏料的反射譜由于有色顏料的吸收特性因此對于光的看見范圍中的波長具有介于O 和1之間的反光值。
為了計算有色顏料的光學材料參數(shù)，輻射轉移方程的Kubelka-Mimk近似是已知 的和適當?shù)摹Ｔ谠摻频目蚣苤?，推導例如不透明的油漆層的反射光譜與在該層中所包含 的顏料的散射和吸收系數(shù)之間的簡單關系。對于每個顏料，通過建立標定標尺、測量反射譜 以及應用Kubelka-Mimk近似以本領域技術人員已知的方式根據(jù)實驗確定有色顏料的取決 于波長的光學材料參數(shù)(散射和吸收系數(shù))。但是，對于效應顏料，輻射轉移方程的簡單Kubelka-Mimk近似不能無問題地使 用。與有色顏料相比，效應顏料具有明顯的三維延伸，一般在橫向方向上大約為5至40 μ m， 厚度約為5 μ m。因此，例如對于鋁顏料可能導致入射光的定向反射，使得反射率可能超過白 色顏料的反射率。因此，與白色標準相比確定的反射值在效應顏料的情況下超過了數(shù)值1。 這尤其是在油漆層中效應顏料的對于金屬漆所期望的均勻平坦的取向是這種情況。但是， 由于輻射轉移方程的Kubelka-Mimk近似的使用限于0到1之間的反射值，所以它不能被用 來確定包含效應顏料的顏色配方的光學材料參數(shù)。DE 19720887A1介紹了一種用于在產(chǎn)生效應的(effektgebend)表面涂層范圍中 顏色配方計算方法。在此，以與方位角無關的形式的輻射轉移方程來進行對效應顏料的光 學材料參數(shù)的確定。通過將薄片狀的效應顏料分別與固定量的一個或多個 影響拓撲的、但 在其他方面對顏色不起作用的填料混合，根據(jù)實驗由效應顏料形成所謂的偽顏料。由此干 擾了油漆層中的薄片的平坦取向。由此獲得的偽顏料的光學材料參數(shù)然后以與對于在色彩 系統(tǒng)中包含的其他顏料類似的方式通過標定標尺被確定。但是，該已知方法的缺點在于，其只能以很大的成本來實現(xiàn)包含效應顏料的顏色 配方的重新調(diào)整，因為它沒有提供也為效應顏料使用輻射轉移方程的Kubelka-Mimk近似 的可能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于計算包含效應顏料的顏色配方的方法，該方 法允許也為反射值> 1的顏料使用Kubelka-Mimk近似，并且因此允許在沒有大的時間成本 的情況下以數(shù)量減少的顏色涂染步驟實現(xiàn)對包含效應顏料的色彩進行重新調(diào)節(jié)。這個任務是通過提供根據(jù)本發(fā)明的方法來解決的。令人驚訝地證明了一種用于制備匹配到顏色樣品的包含效應顏料的顏色配方的 方法，包括以下步驟(a)為在包含效應顏料的顏色樣品的色彩系統(tǒng)中所包含的每個顏料分別建立一個 標定標尺，(b)根據(jù)實驗確定顏色樣品和標定標尺的反射值Ra，(c)計算顏色樣品和色彩系統(tǒng)組分的光學材料參數(shù)，(d)選擇適當?shù)某跏寂浞剑?e)確定初始配方與顏色樣品之間的剩余色差，(f)建立調(diào)節(jié)后的第一顏色配方，以及(g)重復步驟(e)和(f)，直到實現(xiàn)調(diào)節(jié)后的顏色配方與顏色樣品之間可接受的剩 余色差，其中
(i)顏色樣品和標定標尺的反射值Ra借助于適當?shù)臄?shù)學函數(shù)被轉換為使得所有 轉換后的反射值R’ Λ介于O和1之間，并且(ii)對光學材料參數(shù)的計算根據(jù)Kubelka-Mimk近似在使用轉換后的反射值R’ λ 的情況下進行，通過減少時間成本和所必需的顏色涂染步驟使得能夠實現(xiàn)對目前已知的方法的 改進。任何吸收和/或效應顏料的系統(tǒng)可以被理解為色彩系統(tǒng)。顏料成分的數(shù)量和選擇 在此不受到任何限制。它們可以任意地匹配各自的要求。例如，一種這樣的色彩系統(tǒng)的基 礎是標準化的混合漆的所有顏料成分。上色的(farbgebend)吸收顏料例如是能在油漆工業(yè)中使用的有機或無機的吸收 顏料。有機吸收顏料的例子是偶氮顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料(Chinacridonpigmente) 和吡咯并吡咯顏料(Pyrrolopyrrolpigmente)。無機吸收顏料的例子是氧化鐵或氧化鉛顏 料、二氧化鈦和炭黑。效應顏料應當被理解為表現(xiàn)薄片形結構并且給予表面涂層以特定裝飾效應的所 有顏料。效應顏料例如是在汽車和工業(yè)涂漆中或者在墨水和燃料生產(chǎn)中通常能使用的提供 效應的顏料。這樣的效應顏料的例子是純金屬顏料(例如鋁顏料、鐵顏料或銅顏料)、干涉 顏料(例如涂敷有二氧化鈦的云母、涂敷有氧化鐵的云母、涂敷有混氧化物的云母、涂敷有 金屬氧化 物的云母)、或液晶顏料。為了以測量技術確定反射譜，可以使用具有對稱或非對稱的測量幾何結構的固定 或便攜式的測角光譜分度計(Goniospektralphotometer)。既可以使用具有照明調(diào)制的裝 置，也可以使用具有觀察調(diào)制的裝置。測量可以在如對于充分地表征顏料樣品和色彩系統(tǒng) 顏料所必需的那么多的不同照明角度和/或觀察角度來執(zhí)行。如果在這種情況下出現(xiàn)> 1 的反射值，則這些反射值在下面描述的對光學材料參數(shù)的確定中同樣被考慮。通過將按照L2范數(shù)的輻射轉移方程匹配到通過實驗為每個顏料確定的反射譜來 確定光學材料參數(shù)。為此使用輻射轉移方程的Kubelka-Mimk近似(1-Ra)2/2Ra = Aa/Sa其中Ra是波長為λ時的反射值，Αλ是波長為λ時的吸收系數(shù)，Sa是波長為λ 時的散射系數(shù)。Kubelka-Mimk模型已經(jīng)在油漆行業(yè)中經(jīng)過了幾十年的證明，因為其可以在 無窮厚的(覆蓋的)層的近似中簡單快速地以良好的準確性被求解。但是，對Kubelka-Mimk 模型的使用限于以下情形，即在該情形中，反射值I在可見范圍中只取0和1之間的值(0 < Ra < 1)。根據(jù)本發(fā)明，因此在出現(xiàn)大于1的反射值1時，顏色樣品和標定標尺的所有反射 值1首先借助于合適的數(shù)學函數(shù)被轉換為使得轉換后的反射值圮處于0和1之間。其中 所有反射值以相同的方式被轉換。使用任何適當?shù)臄?shù)學函數(shù)進行轉換。為此，每個以下函 數(shù)是合適的，即在該函數(shù)的應用中，保持反射值相互的比例，并且在該函數(shù)的應用后，轉換 后的反射值圯處于0和1之間(0 < R <1)。例如，通過除以因子f來將反射值I轉 換為K ‘Ki=BJf。因子f被選擇為使得所有轉換后的反射值處于0和1之間。
現(xiàn)在通過使用轉換后的反射值圮，以本領域技術人員已知的方式借助于輻射轉移 方程的Kubelka-Mimk近似確定顏色樣品和標定標尺的光學材料參數(shù)。對初始配方的選擇 以及對剩余色差的確定同樣以本領域技術人員已知的方式進行。在選擇初始配方后，作為Kubelka-Mimk計算的結構獲得初始配方的光學材料參
數(shù)&和&。然后，由此可以根據(jù)Kubelka-Mimk近似來確定初始配方的理論反射值“。差
M'A = R[-圮,&是在所觀察的波長情況下對于Kubelka-Mimk計算的準確性的度量，其中圮 是顏色樣品的轉換后的反射值，圮是初始配方的理論反射值。通過在400至700nm的可見 光譜范圍上進行積分，由此得到Kubelka-Mimk誤差Δ R'
(700/im)
權利要求
1.一種用于制備匹配到顏色樣品的包含效應顏料的顏色配方的方法，包括以下步驟(a)為在包含效應顏料的顏色樣品的色彩系統(tǒng)中所包含的每個顏料分別建立一個標定 標尺，(b)根據(jù)實驗確定所述顏色樣品和所述標定標尺的反射值L，(c)計算所述顏色樣品和所述色彩系統(tǒng)的組分的光學材料參數(shù)，(d)選擇適當?shù)某跏寂浞剑?e)確定所述初始配方與所述顏色樣品之間的剩余色差，(f)建立調(diào)節(jié)后的第一顏色配方，以及(g)重復步驟(e)和(f)，直到實現(xiàn)調(diào)節(jié)后的顏色配方與所述顏色樣品之間可接受的剩 余色差，其特征在于(i)所述顏色樣品和所述標定標尺的反射值I借助于適當?shù)臄?shù)學函數(shù)被轉換為使得 所有轉換后的反射值R’ Λ介于O和1之間，并且( )對所述光學材料參數(shù)的計算根據(jù)Kubelka-Mimk近似在使用轉換后的反射值R’ λ 的情況下進行。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述反射值I通過除以因子f而被轉換。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法用于涂染油漆、印刷油墨或者聚合物分散體的應用。
全文摘要
一種制備匹配到顏色樣品的含效應顏料的顏色配方的方法，包括步驟(a)為含效應顏料的顏色樣品的色彩系統(tǒng)中包含的每個顏料建立標定標尺，(b)實驗地確定顏色樣品和標定標尺的反射值Rλ，(c)計算顏色樣品和色彩系統(tǒng)組分的光學材料參數(shù)，(d)選擇適當初始配方，(e)確定初始配方與顏色樣品間的剩余色差，(f)建立調(diào)節(jié)后第一顏色配方，(g)重復步驟(e)和(f)直到實現(xiàn)調(diào)節(jié)后顏色配方與顏色樣品之間可接受的剩余色差，其中(i)顏色樣品和標定標尺的反射值Rλ借助適當數(shù)學函數(shù)轉換為使得所有轉換后反射值R’λ介于0和1之間且(ii)根據(jù)Kubelka-Munk近似通過使用轉換后的反射值R’λ計算光學材料參數(shù)。
文檔編號G01J3/46GK102007390SQ200980112685
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權日2008年4月14日
發(fā)明者C·博爾內(nèi)曼, C·維格諾羅, H·克洛彭堡, J·勒曼 申請人:巴斯夫涂料有限公司