Dopasowywanie koloru pigmentów tlenku żelaza: ustalenie tolerancji ΔE, której można rzeczywiście przestrzegać

Dopasowanie koloru nie jest opisem — to numer, który pojawia się dopiero wtedy, gdy zapiszesz, jak będzie on mierzony. „Dopasuj do RAL 3009” lub „dopasuj do naszego ostatniego przesyłki” informuje dostawcę pigmentów, czego oczekujesz, ale nic nie mówi o tym, kiedy dostarczona partia jest akceptowalna, a kiedy stanowi podstawę reklamacji. Decyzje zapobiegające sporom dotyczącym koloru podejmowane są jeszcze przed wystawieniem zamówienia: sposób pomiaru, warunki, w jakich pomiar zostanie wykonany, oraz dopuszczalne odchylenie — wszystko to musi zostać uzgodnione i podpisane przez obie strony. Krótką wersję warto podkreślić od razu na wstępie: określ kolor jako zachowany fizyczny wzorzec referencyjny wraz z limitem ΔE mierzonym w warunkach ASTM D2244, sprawdzaj barwność (tint), a nie tylko barwność pełną (masstone), oraz żądaj podania wartości ΔE oraz siły barwienia (tinting strength) każdej dostarczanej partii względem tego wzorca. Pozostała część tego artykułu wyjaśnia, dlaczego te trzy elementy decydują o wyniku oraz co należy umieścić w dokumentach.

Dlaczego sformułowanie „dopasuj ten kolor” nie stanowi specyfikacji

Dwóch dostawców może oddać ten sam próbkę jako „zgodną”, a obaj się mylić, ponieważ kolor mierzy się w współrzędnych, nie za pomocą przymiotników. Kolor, który zakupujący określa jako „trochę ciemniejszy i cieplejszy”, to błąd jasności oraz błąd odcienia o określonej wielkości; bez podania liczbowej wartości niemożliwe jest stwierdzenie, która z dwóch próbek jest bliższa wymaganej, czy też czy którakolwiek z nich spełnia wymagania.

Właściwa specyfikacja koloru zawiera pięć elementów; brak któregoś z nich prowadzi do sporów:

• Przykład odniesienia. Zachowany fizyczny standard — usunięta, datowana płyta lub tabliczka przechowywana przez obie strony. Nie jest to zdjęcie, nie jest to obraz na ekranie, nie jest to wspomnienie z ostatniej dostawy. Zdjęcia i obrazy na ekranie zmieniają się w zależności od urządzenia, oświetlenia i kompresji pliku — właśnie dlatego dwie osoby mogą oglądać ten sam plik i opisywać różne kolory.
• Warunki pomiaru. Geometria instrumentu, źródło światła, obserwator, przygotowanie próbki oraz to, czy pomiar przeprowadza się na folii o pełnym odcieniu czy na folii barwionej. Zmiana któregoś z tych czynników powoduje, że ten sam barwnik daje inną wartość.
• Dopuszczalna odchyłka. Granica ΔE podana jako maksymalna wartość, z podaniem wzoru. Domyślnie stosuje się zwykle ΔE*ab; wzory CMC i CIEDE2000 stosuje się tam, gdzie błąd odcienia ma większe znaczenie niż błąd jasności.
• Osoba dokonująca pomiaru. Czy dowodem jest certyfikat analizy dostawcy, czy nabywca ponownie wykonuje pomiary po otrzymaniu towaru oraz co przewiduje porozumienie w przypadku rozbieżności między tymi dwoma pomiarami.
• Konsekwencje niepowodzenia. Zamiana towaru, zwrot środków lub akceptacja z uprawnieniem do odstępstwa. Podjęcie decyzji w trakcie transportu morskiego kosztuje znacznie mniej niż po jego zakończeniu.

Istnieje szósta rzecz, którą łatwo zapomnieć: podłoże i spoiwo. Barwnik idealnie pasujący w próbce laboratoryjnej na białej karcie może wyglądać inaczej na szarej powierzchni betonowej lub pod przezroczystą warstwą o innym połysku. Jeśli kolor ma znaczenie na ścianie, kostce brukowej lub formowanej części, wzorzec odniesienia musi być wykonany na tym samym podłożu.

Dwa pomiary, które decydują o większości sporów dotyczących koloru

Prawie każdy spór o kolor, który przetrwa pierwszą wymianę zdań, wynika z pomylenia barwy w masie z barwą rozcieńczoną.

Barwa w masie to barwnik oceniany przy, lub blisko, jego nominalnego stężenia produkcyjnego — tak, jak prezentuje się ciemnoczerwona kostka brukowa lub czarna część rur. To to, co ludzie porównują gołym okiem, i jest to najmniej wrażliwe na właściwości, które generują koszty, ponieważ warstwa pełnego odcienia może ukryć słaby barwnik za własną nieprzezroczystością.

Przyciemnienie to pigment rozcieńczony białym, zwykle w stosunku jednej części pigmentu do pięciu lub dziesięciu części białego. W odcieniu udział pigmentu rozciąga się na znacznie większą objętość białego, a różnice ukryte w barwie pełnej stają się widoczne: partia o niższej mocy koloryzującej wydaje się jaśniejsza i często matowa w odcieniu, podczas gdy w barwie pełnej wygląda całkowicie akceptowalnie.

Dokładnie tam leży szkoda komercyjna. Słabsza partia to nie po prostu „nieco inny odcień czerwieni". Jeśli zakupujący zrekompensuje to zwiększeniem dawki, płaci więcej za tonę zabarwionego produktu i zbliża się do górnego końca zakresu dawkowania; jeśli nie zrekompensuje, gotowe jednostki będą jaśniejsze niż zatwierdzony wzór, a spór przenosi się z pigmentu na gotowe wyroby. Moc koloryzująca jest parametrem kosztowym tak samo jak parametrem kolorystycznym i mierzona jest równolegle z kolorem.

Trzecim pomiarem wartym wymienienia jest podton dwie partii mogą mieścić się w ścisłym limicie ΔE i mimo to wykazywać różne odcienie po rozcieńczeniu — jedna z tendencją do żółtego, druga do niebieskiego — ponieważ barwnik użyty w ich produkcji został uzyskany inną metodą lub zmieszany z innej kombinacji składników. Odcień to cecha, którą zakupujący określają jako «brudny» lub «zimny», a także powód, dla którego sprawdzenie odcienia powinno znaleźć się w pisemnej umowie, a nie w nieformalnym kontroli jakości.

Co liczba ΔE rzeczywiście oznacza w praktyce

δE to całkowita odległość między dwoma kolorami w trójwymiarowej przestrzeni barw: jak daleko od siebie znajdują się próbka i wzorzec, gdy jednocześnie uwzględnia się jasność, składową czerwoną–zieloną oraz składową żółtą–niebieską. Jest to wielkość skalarna, co czyni ją przydatną jako dopuszczalne odchylenie — jednak same cyfry wymagają tłumaczenia, by stały się znaczące na linii produkcyjnej.

Skala najczęściej cytowana w kontroli jakości barw wygląda mniej więcej tak:

Dwa ostrzeżenia. Po pierwsze, wartość ΔE to jedna liczba ukrywająca trzy kierunki zmiany, więc wartość ΔE równa 1,4, wynikająca głównie z błędu jasności, wygląda inaczej niż wartość ΔE równa 1,4, wynikająca głównie z błędu odcienia. Gdy ryzyko dotyczy przesunięcia odcienia, należy zawęzić dopuszczalny zakres dla składowej odcienia lub użyć wzoru uwzględniającego wagę odcienia zamiast obniżać ogólny limit dla wszystkich składowych. Po drugie, wartość ΔE opisuje dwa próbki fizyczne zmierzone w tych samych warunkach. Nie mówi ona nic o tym, jak kolor będzie wyglądał po trzech latach ekspozycji na zewnątrz — to własność odporności na działanie światła i warunków atmosferycznych (lightfastness i weather resistance), osobna cecha i osobny punkt w arkuszu danych technicznych.

Najpierw ustalić warunki pomiaru, zanim ograniczenie tolerancji nabierze sensu

Ograniczenie tolerancji jest tak dobre, jak dobre są warunki, w jakich zostało zmierzone, a te warunki należy dokładnie zapisać, a nie zakładać.

Wzór. ASTM D2244 określa sposób obliczania różnic barwnych na podstawie współrzędnych barwnych zmierzonych przy użyciu urządzeń pomiarowych — czyli arytmetykę przekształcającą odczyty z urządzenia w wartość ΔE. Warto wymienić tę normę w specyfikacji, ponieważ wartości ΔE*ab, ΔE CMC oraz ΔE CIEDE2000 uzyskane dla tych samych dwóch próbek różnią się od siebie, a dostawca i nabywca korzystający z różnych wzorów uzyskają różne wyniki dla tego samego panelu.

Źródło światła i obserwator. Barwa to pomiar światła odbitego, dlatego rodzaj światła ma znaczenie. Przyjętym w przemyśle standardem jest światło dzienne D65 przy kącie obserwacji 10°; należy to jasno określić w specyfikacji, zamiast polegać na ustawieniach zapamiętanych w pamięci urządzenia. Urządzenia różnią się także geometrią pomiaru: urządzenie sferyczne w trybie uwzględniającym lustrzane odbicie oraz urządzenie wielokątowe nie podają tych samych wartości dla tej samej próbki o matowym lub teksturowanym wykończeniu.

Próbka. Ta sama grubość warstwy folii, ta sama metoda nanoszenia, sucha zamiast mokra, oraz ten sam połysk. Matowa powierzchnia rozprasza światło i wydaje się jaśniejsza niż powierzchnia połyskliwa zawierająca identyczny barwnik — zmianę barwnika często błędnie wini się za różnicę połysku.

Utwardzanie i czas. W betonie kolor rozwija się wraz z utwardzaniem materiału, więc pomiar wykonany tuż po demontażu formy nie odzwierciedla ostatecznego koloru. Pomiar należy wykonywać względem zachowanego wzorca standardowego w ustalonych odstępach czasu — najczęściej po 7 dniach i ponownie po 28 dniach, w tych samych warunkach oświetlenia — zamiast jednorazowo, wcześnie, na wilgotnej powierzchni. W tworzywach sztucznych i powłokach proszkowych pomiary należy wykonywać po pełnym cyklu termicznym materiału, ponieważ przetwarzanie wpływa na kolor: żółty tlenek żelaza to uwodniony tlenek żelaza i przesuwa się w kierunku czerwieni po przekroczeniu swojego granicznego zakresu temperatury , dlatego temperatura przetwarzania stanowi parametr określony w specyfikacji, a nie tylko szczegół procesu.

Co wymagać od dostawcy barwników — partia po partii

Specyfikacja koloru informuje dostawcę, co należy wyprodukować. Poniższe dokumenty pozwalają obu stronom stwierdzić, czy dostarczona partia to rzeczywiście ta, która została zamówiona.

Dwa z tych aspektów warto rozdzielić. Dopasowanie koloru dostarczonej partii i stabilność koloru w użytkowaniu to różne wymagania: pierwsze dotyczy umownej umowy handlowej dotyczącej dostarczonego worka, drugie zaś jest właściwością materiału. Dostawca może całkowicie spełniać tolerancję w przypadku pierwszego wymagania i mimo to nie spełniać drugiego – dlatego oba powinny znaleźć się na karcie danych technicznych, a nie być przedmiotem rozmowy.

Gdzie ΔE przestaje być problemem

Jeśli dostarczona partia mieści się w granicach tolerancji względem wzorca, a gotowy produkt nadal wygląda niepoprawnie, należy przeanalizować proces produkcyjny zanim przystąpi się do ponownej negocjacji pigmentu. Pigment to tylko jeden z kilku czynników wpływających na ostateczny kolor:

• Kolor cementu i spoiwa. Zmiana źródła cementu lub jego zawartości alkaliów przesuwa kolor podstawowy pod pigmentem, a ten przesunięcie może być większe niż sama tolerancja.
• Stosunek wody do cementu oraz roboczość mieszanki. Woda dodawana na budowie w celu poprawy roboczości rozjaśnia powierzchnię w całej warstwie wykończeniowej, przy czym rozjaśnienie rzadko jest jednorodne na całej powierzchni wylewki.
• Piasek i kruszywo. Kolor, zawartość drobnych frakcji i uziarnienie są widoczne przy typowych dawkach dodatku.
• Proces utwardzania i przechowywanie. Wilgotne utwardzanie, zalewanie wodą oraz owijanie elementów przed ich wyschnięciem zmieniają historię powierzchni — a to właśnie one najczęściej powodują białe wykwity, które są zgłaszane jako niezgodność kolorystyczna. Ten mechanizm oraz zakres odpowiedzialności dostawcy pigmentów omówiono w Wykwit na betonie kolorowym .
• Wykończeniu i połysku. Wygładzanie, szczotkowanie, piaskowanie oraz nanoszenie powłok zmieniają odbijane światło bez zmiany pigmentu w matrycy.
• Wilgoć. Wilgotna ściana wydaje się ciemniejsza. Porównanie suchego wzorca z wilgotnym próbką lub odwrotnie prowadzi do skargi, której nie towarzyszy żaden defekt.

Jeśli podważana jest sama dawka — ile pigmentu na metr sześcienny oraz jak zweryfikować zmianę względem własnych materiałów, a nie typowej wartości podanej przez dostawcę — istnieje osobna, szczegółowa metoda opisana w Dawkowaniu pigmentów tlenków żelaza do betonu .

Jak przeprowadzić próbę dopasowania koloru, która rozstrzyga sprawę

1. Zablokuj wzorzec odniesienia jeszcze przed rozpoczęciem prac. Zaświeć i opisz datą zatwierdzony standard, podziel go na co najmniej dwie części i zachowaj jedną z nich, aby porównania nigdy nie były dokonywane względem próbki, która była obsługiwana przez tygodnie.
2. Przeprowadź próbę z użyciem materiałów produkcyjnych. Twój cement, twoja piasek, twój dodatek betonowy, twoja woda i Twój cykl dojrzewania. Próba wykorzystująca pigment dostawcy, ale nie Twój mieszanki, testuje pigment w izolacji – a to nie jest miejsce, w którym faktycznie podejmowane są decyzje.
3. Dołącz standard do każdej partii paneli. Panel standardowy odlewany równolegle z próbą pozwala rozróżnić dryf barwnika od dryfu podłoża.
4. Odtwórz proces dojrzewania. Jeśli w produkcji jednostki są owijane na mokro, próba również powinna obejmować owijanie jednostek na mokro, ponieważ właśnie w tym miejscu pojawiają się wady przypisywane kolorowi.
5. Wykonuj pomiary według harmonogramu, w stałym oświetleniu. Ustalone przedziały czasowe, ten sam przyrząd pomiarowy, ten sam obserwator, prowadzone rejestry. Przymiotniki nie są danymi.
6. Zatwierdź zakres, a nie pojedynczą wartość. Zatwierdzić limit ΔE oraz sprawdzenie odcieni, aby przyszłe partie można było akceptować lub odrzucać bez ponownego otwierania kwestii koloru.
7. Zanotować wynik w kolejnym zamówieniu zakupowym. Wskazać standard odniesienia, warunki pomiaru, dopuszczalne odchylenia oraz dokumenty wymagane dla każdej partii.

Cel całej tej procedury nie polega na administracyjnym porządku. Kolor to jedyna właściwość pigmentu, której nabywca zawsze zauważy, której dostawca nie może ocenić w imieniu nabywcy i która staje się przedmiotem sporu wyłącznie wtedy, gdy nikt nie zapisał, jak ma być on mierzony.

O DOSTAWCY

Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd. produkuje pigmenty tlenku żelaza od 26 lat, z roczną zdolnością produkcyjną wynoszącą 50 000 ton, oraz obsługuje klientów w ponad 150 krajach i regionach. Asortyment obejmuje Seria czerwonego tlenku żelaza (w tym gatunki 110, 130 i 190, a także nanogatunki, gatunki nadmiernie drobnoziarniste, łatwe do rozpraszania oraz odporno na kwasy i zasady), Seria tlenków żelaza żółtych (gatunki 313 i 920), czarny i seria brązowa oraz złożone barwniki niebieskie (886) i zielone, z dopasowaniem koloru bezpośrednio w fabryce, dostosowaniem wielkości cząstek i niestandardowym pakowaniem poprzez Usługi niestandardowe . Posiadane certyfikaty obejmują REACH, RoHS, CE oraz ISO. Towary ze stanu magazynowego wysyłane są w ciągu 3–5 dni roboczych; towary niestandardowe – w ciągu 7–15 dni roboczych. Kontrola jakości obejmuje badania surowców aż po inspekcję gotowego produktu; dane kolorystyczne (ΔE względem zachowanego wzorca) dostępne na żądanie.

Jeśli potrzebujesz koloru, który możesz wymusić, a nie koloru, o którym musisz dyskutować, prześlij nam swój wzorzec docelowy, podłoże i wiązadło, w których będzie on stosowany, oraz warunki pomiaru stosowane w Twojej pracy. Przygotujemy dla Ciebie odpowiedni stopień produktu, jego wartość ΔE względem Twojego wzorca oraz próbkę do testu. Kontakt: [email protected] / +86-13400211655.