干涉顏料打造精美外觀
第一代干涉顏料僅用于汽車造型。如今,卻已成為汽車行業(yè)和含有干涉顏料的OEM各色面漆不可或缺的一部分。
Werner Rudolf Cramer
最初,干涉顏料由汽車涂料生產(chǎn)商提供,用于時(shí)尚款汽車涂裝。1985年, 雷諾(Renault)公司和沃爾沃(Volvo)公司在珍珠白OEM面漆上有所突破,采用了干涉顏料。最初采用3涂層體系,包括白底色漆、珍珠白干涉涂層和清漆。不久,將干涉顏料與著色顏料相拼合,迅速占領(lǐng)了市場。20世紀(jì)90年代中期,特別流行藍(lán)色和綠色。從那以后,將著色顏料、鋁顏料和干涉顏料混合成為主導(dǎo)體系。通常是雙涂層體系,但是也開始出現(xiàn)了彩色清漆趨勢(shì)。
回首過去,1969年可以說是顏料新紀(jì)元的開始。這一年 DuPont公司與Mearl公司和Merck公司簽訂了交互許可協(xié)議,兩家公司均可采用DuPont公司的生產(chǎn)工藝和某些標(biāo)識(shí)和名稱,用于他們生產(chǎn)的干涉顏料。這些顏料的基材是天然云母片,在上面包覆高折射率的金屬氧化物,例如鈦和鐵的氧化物。當(dāng)光照射到表面時(shí),一部分被反射,另一部分會(huì)穿過金屬氧化層,產(chǎn)生折射。當(dāng)?shù)竭_(dá)下一個(gè)邊界層時(shí),更多光線被反射并出現(xiàn)在顏料表面,與開始被反射反射光部分平行。由于這兩種反射光的光程長短不同,光波之間就會(huì)產(chǎn)生相互取代,出現(xiàn)干涉,可產(chǎn)生一種強(qiáng)波和弱波的相互疊加結(jié)果。
干涉顏料具有兩大特性。首先,觀察到的顏色會(huì)隨著入射光角度變化而變化。其次,遵循顏色加法混合原理。因此,珍珠黃和珍珠藍(lán)的混合物不會(huì)呈現(xiàn)綠色而是變成白色。如何測(cè)量顏色及效果的詳細(xì)情況,可參見2008版的ASTM E2539《干涉顏料多角度顏色標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)法》。其中,建議采用兩種不同入射角,并記錄靠近反射角任意一側(cè)的讀數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)干涉顏料的測(cè)量和表達(dá)在物理上更合理,可采用三種入射角以及采用相同的鏡面反射角處的逆反射角。在這種情況下,該逆反射角應(yīng)小于20度。
采用天然云母或合成云母做基材的干涉顏料的顏色范圍,可從銀白色到黃色、紅色、綠色,最后到藍(lán)色。生成的基色取決于二氧化鈦的包覆層厚度。包覆氧化鐵的顏料的顏色從紅色到紫紅色,而二氧化鈦和氧化鐵結(jié)合會(huì)變成金色。其他載體材料如下文所述,發(fā)生相似的顏色響應(yīng),但效果不同。
對(duì)干涉顏料的持續(xù)研發(fā),已開發(fā)出極具吸引力的新產(chǎn)品。除采用天然云母和合成云母做基材的最初始的顏料外,一些制造商還提供了用其他載體材料制造的顏料,如二氧化硅和氧化鋁。這兩種材料均為透明材料,并可包覆二氧化鈦和氧化鐵。二氧化硅作為載體材料可使顏料的色域更寬,即可產(chǎn)生明顯的顏色變化,例如,從綠色變成黃色,再變成紫色。
氧化鋁作為載體材料,除顏色效果外,還可產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。 包覆鋁片也視作一種干涉顏料。目前,有幾種顏色的顏料,從金色到紅色,有輕微的顏色變化。在高真空下制備的干涉顏料,也可在多個(gè)色彩區(qū)域中展現(xiàn)出豐富的顏色范圍。由于其價(jià)格昂貴, OEM面漆很少使用。涂料制造商計(jì)劃將其作為特殊裝飾和時(shí)尚修補(bǔ)涂料。
預(yù)計(jì)到2020年,無機(jī)顏料的年銷售量將達(dá)1 000萬 t
干涉顏料的顏色測(cè)量
當(dāng)入射角發(fā)生變化時(shí),干涉顏料的色域變化十分明顯。在這個(gè)實(shí)例中,入射角從20°(很陡)變?yōu)?5°(常規(guī))再到65° (較平)。在所有的情況下,逆反射角恒定為15°。逆反射曲線能顯示在恒定的小于45°入射角時(shí)和改變逆鏡向反射角時(shí)的讀數(shù)。最新便攜式設(shè)備也具備這種功能。
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