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Índice

Pigmentos de interferencia

Evaluación visual de acabados metaliza-dos tradicionales

Evaluación visual de recubrimientos de efecto con flop de color

Pigmentos metálicos

Evaluación visual de recubrimien-tos de efectoComo los acabados metalizados muestran un cambio de lumi-nosidad según el ángulo de observación, la muestra debe ser in-clinada para crear el mismo efecto durante su observación. Este efecto se conoce como “flop claro-oscuro”. A mayores cambios de luminosidad entre los distintos ángulos de observación, más se acentuará el contorno del objeto. Para observar el movimiento del color en acabados de interferencia, la muestra debe moverse incrementando o disminuyendo el ángulo de la fuente de luz.

Pinturas metálicasHoy en día los acabados con efectos juegan un papel dominante en muchas aplicaciones, ya que hacen que un objeto tenga una apariencia atractiva. En contraste con los colores sólidos conven-cionales, los colores con efecto cambian su apariencia en función del ángulo de observación, así como de las condiciones ambien-tales de luz. Los acabados de interferencia, muestran no sólo un cambio en la intensidad del color, sino que también cambian su cromaticidad y el tono. Los últimos desarrollos son los pigmentos especiales de efecto, los cuales crean destellos cuando cambian las condiciones de iluminación desde la luz del sol a un cielo nu-blado.

Pigmentos de absorción

Introducción

Color Metalizado

Color METAlIzAdo

Corte

sía d

e M

erck

Corte

sía d

e M

erck

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Medición instrumental del color de recubrimientos de efectoMedición multiángulo del color ASTM, DIN e ISO, definen la medición del color en múltiples án-gulos para describir objetivamente los acabados de colores meta-lizados. Estudios de investigación muestran que se necesita para la medición, un mínimo de 3 y óptimamente de 5 ángulos. La geometría de medición para la medición multiángulo del color, se especifica como ángulos aspeculares. El ángulo aspecular es el ángulo de observación medido desde la dirección del ángulo especular del plano del iluminante. El ángulo es positivo cuando se mide desde la dirección especular hacia la dirección normal.

En los últimos años, la nueva generación de pigmentos de efecto cada vez es más popular. Para algunos de estos nuevos pigmen-tos, el color se mueve en un amplio rango.

Normalmente se usa la iluminación direccional en lugar de la circunferencial, porque la iluminación circunferencial minimiza la contribución de efectos direccionales, como las superficies irregulares o los efectos de las “persianas venecianas (venetian blind)”. Por tanto, la media de una iluminación circunferencial, provocaría que dos muestras diesen el mismo valor de color, pero visualmente las veríamos diferentes.Para el control de calidad, se pueden usar los datos colorimétricos de L*, a*, b* (o L*, C*, h°) y delta E*. Normalmente, las toleran-cias son mayores para los ángulos cercanos a la especular (15°, 25°) y al ángulo de flop (75°, 110°) que para el ángulo de 45°. Con el fin de obtener un único valor de tolerancia independiente del color, se han de usar unos factores de peso. Sin embargo, las empresas de automoción, han especificado tolerancias basadas en delta E CMC o delta E - según DIN 6175-2, usando un equipo de 3 ó 5 ángulos. Otro índice útil es el llamado índice “flop”, que es la medida del cambio de luminosidad del color metalizado a través de todo el abanico de ángulos de observación.

Cuandrante gráfico de la progresión de los pigmentos especiales de efecto

Medición del movimiento del color”detrás del brillo” a -15°

Para ver con claridad, la progresión de estos pigmentos de in-terferencia a través del gráfico, es necesario añadir ángulos de iluminación y visión. Para mantener un completo y práctico pro-cedimiento en la industria, con un espectrofotómetro portátil, se determinó que un ángulo adicional detrás del brillo, ej. -15°, sería una ventaja beneficiosa.

Specular

45°

15°

25°45°

75°

Lamp

110°

45°

Corte

sía d

e M

erck

Corte

sía d

e M

erck

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Ejemplo 1 Ejemplo 2Caracterización de la partículaAdemás del cambio de color, nuestra percepción total también está influenciada por el efecto de las partículas metálicas u otros pigmentos destellantes. Estos efectos cambian con las condicio-nes de luz, por ejemplo luz directa o difusa de un cielo nublado.

destelloEl destello o la impresión de resplandor puede ser observado bajo condiciones de luz directa. Este efecto es a menudo descrito como destello, micro resplandor o centelleo y se genera por la reflectividad individual del pigmento de efecto. El destello está influenciado por:

■ Tipo de destello y tamaño■ Nivel de concentración del pigmento de efecto■ Orientación de los pigmentos de efecto■ Método de aplicación

La impresión del destello cambia dependiendo del ángulo de ilu-minación.

GranuladoAparte del efecto de destello bajo la luz directa del sol, se puede observar otro efecto bajo condiciones de luz difusa o nubosidad, la cual es descrita como una aspereza / textura o una apariencia de sal y pimienta. Este granulado visual puede estar influenciado por el diámetro de la partícula metálica o la orientación de la misma, dando como resultado un diseño no uniforme e irregular. El ángulo de observación no es relevante cuando se observa el efecto del granulado.

Idéntico color pero visulamente diferentes

Para caracterizar la impresión de los acabados de efecto bajo di-ferentes ángulos de observación y condiciones de iluminación, el espectrofotómetro BYK-mac mide objetivamente la impresión total del color:■ Medida multiángulo del color (6 ángulos) claramente defini-

dos de claro a oscuro así como el comportamiento “flop” del acabado de efecto.

■ Control de las partículas y granulado con una cámara CCD de alta resolución que simula los cambios de efectos bajo condi-ciones de luz directa y difusa

Luz difusa (cielo nublado): granulado

Medición del color y efecto con el equipo multiángulo BYK-macUn equipo tradicional de medida de color de 5 ángulos, calcula los valores del color, mediante la media de la reflexión espectral de todo el área de medida, de forma que no puede diferenciar entre la base del color y la reflexión de las partículas de aluminio. En consecuencia, dos acabados de efecto pueden tener los mismos valores de color con un espectrofotómetro de 5 ángulos, pero vi-sualmente serán muy distintos. La diferencia visual es el resultado de los pigmentos de efecto.

Luz directa: efecto destello

BYK-mac; geometrías de medición de efectos

ΔL* Δa* Δb*-15° -0.35 0.25 0.4215° 0.16 0.19 0.4325° -0.65 0.20 0.4845° -0.10 0.05 0.0075° 0.46 -0.11 -0.60110° 0.69 -0.11 -0.89

Δ Destello (Sparkle)

Δ Granulado (Graininess)

15° 7.8545° 4.1775° 1.48Difusa 3.81

Color Metalizado

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Poco destello Mucho destello

Poco granulado Muy granulado

Las fotografías, son analizadas por algoritmos de análisis de ima-gen, usando un histograma de los niveles de luminosidad como base para el cálculo de los parámetros del destello.Para permitir una mejor diferenciación, la impresión del destello es descrita por un sistema de dos dimensiones: área e intensidad del destello para cada ángulo.

Para simplificar el área e intensidad del destello, se resume en un único valor: grado de destello. El grado de destello es representa-do en un diagrama de líneas coloreadas. La evaluación del destello se realiza comparando una muestra con un patrón definido – idéntica medida de color. Por ello, los datos de destello son también mostrados en una gráfica de diferencias.

Con el fin de fijar unos límites visuales aceptables, un nuevo mo-delo de tolerancia de destello fue desarrollado junto con muchos fabricantes de automoción, pigmentos y pinturas. Como guía, se usaron ecuaciones de diferencias totales de color, obteniendo como resultado un nuevo modelo elíptico de tolerancia.

El ojo humano es menos crítico en el propio cambio del grado de destello, que si el cambio se produce entre grado y grado. Por ello, el eje más largo de la elipse es la línea del grado de destello. Para usar el pasa / falla en el control de calidad de las pinturas, la diferencia total del destello entre la muestra y el patrón es calcu-lada como: Δ Destello (Sparkle).

Medición del destello con 3 ángu-los e iluminación directaLa impresión del destello cambia con el ángulo de iluminación. El espectrofotómetro BYK-mac, ilumina la muestra con LEDs muy brillantes en 3 ángulos diferentes de 15° / 45° / 75° y capta una fotografía por medio de una cámara CCD ubicada perpendicu-larmente. Medición del granulado con ilumi-

nación difusaEl granulado se evalúa tomando una fotografía con la cámara CCD y con condiciones de luz difusa, la cual es creada por una se-miesfera recubierta de blanco. La fotografía es analizada usando el histograma de niveles de luminosidad, en donde la uniformidad de la luz y las áreas oscuras son resumidas en un único valor de granulado.

Un granulado con valor cero indica un color sólido, si la muestra se ilumina con luz difusa aparecerá un valor de granulado mucho más alto.

Influencia del tamaño de las par-tículas metálicas en el destello y granuladoLos datos del destello y granulado dan información del tamaño y niveles de concentración de la partícula. La figura inferior, mues-tra un acabado color plata con tres tamaños diferentes de partí-cula (25 µm - 34 µm - 54 µm). Visualmente, el acabado color plata con pigmentos de aluminio más gruesos, aparece con más deste-llo bajo iluminación directa y más grano bajo iluminación difusa.

Las mediciones del BYK-mac se correlacionan con el enjuiciamien-to visual: área e intensidad del destello y el granulado, incremen-tan con el tamaño de la partícula metálica.

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diferentes aditivos reológicosLa orientación de las partículas también están influenciadas por la formulación de la pintura, ej. el aditivo reológico. Como las partí-culas más finas de aluminio tienen mayor cantidad de contornos y consecuentemente más luz es dispersada, la orientación es más importante en pigmentos más gruesos. El uso de un aditivo reoló-gico optimizado, dará un mejor resultado de “flop claro - oscuro” y menos destellos en ángulos de granulado más bajos.En el siguiente ejemplo, un sistema al agua fue evaluado usan-do tres aditivos reológicos diferentes: un sistema estándar, un espesante acrílico y el aditivo de cera AQUATIX de BYK-Chemie. Visualmente, los tres paneles parecían iguales en un ángulo con iluminación directa. Cuando se comparó en un ángulo de granu-lado más bajo, el sistema usado con el aditivo de cera de BYK-Chemie, presentó menor destello.

Las mediciones del BYK-mac se correlacionan con el enjuiciamien-to visual. El área del destello para el sistema con el aditivo de cera a 75°, es menor que el destello de los otros dos sistemas. Como el destello a 75° evalúa las partículas que no están orientadas paralelamente, esto claramente muestra que por el uso del aditivo de cera AQUATIX de BYK-Chemie, se mejora la orientación de las partículas de aluminio.Todavía, visualmente, la carrocería tenía considerablemente

mayor destello que el parachoques. Los datos medidos con el BYK-mac, reflejan una impresión visual clara de evaluación de los datos de destello “ΔSparkle” a 75°. Las medidas de destello a 75°, evalúan las partículas de aluminio que no están paralelamente orientadas. Por ello los cambios principales pueden ser vistos en un incremento del área de destello.

ΔE DIN es uno de los puntos de medida.

Influencia de la orientación de las partículas en la impresión total del colorAdemás, de los tipos de partícula y niveles de concentración, la comparación del área del destello con ángulos de iluminación a 15° y 75°, proporciona información sobre la orientación de las partículas.

Diferentes métodos de aplicaciónCon el fin de incrementar la eficiencia de la pintura en la aplica-ción de la base del color, se está cambiando por entero al 100% al sistema de aplicación electroestático. Acabados metálicos que contienen partículas de aluminio más bastas, mostrarán partículas no orientadas paralelamente. El resultado será un “flop claro-oscu-ro” más bajo y de mayor granulado en un ángulo de iluminación más bajo. En el siguiente ejemplo la base de color de la carroce-ría fue aplicada al 100% electroestáticamente y los parachoques fueron pintados con una aplicación neumática por campana. La diferencia total del color usando la media ΔE DIN, fue aceptable.

Para más información sobre la evaluación visual de los acabados de efecto, ver pág. 127, los efectos en la cabina byko-spectra

BYK-mac, mide la impresión total del color.

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