干涉颜料打造精美外观
第一代干涉颜料仅用于汽车造型。如今,却已成为汽车行业和含有干涉颜料的OEM各色面漆不可或缺的一部分。
Werner Rudolf Cramer
最初,干涉颜料由汽车涂料生产商提供,用于时尚款汽车涂装。1985年, 雷诺(Renault)公司和沃尔沃(Volvo)公司在珍珠白OEM面漆上有所突破,采用了干涉颜料。最初采用3涂层体系,包括白底色漆、珍珠白干涉涂层和清漆。不久,将干涉颜料与着色颜料相拼合,迅速占领了市场。20世纪90年代中期,特别流行蓝色和绿色。从那以后,将着色颜料、铝颜料和干涉颜料混合成为主导体系。通常是双涂层体系,但是也开始出现了彩色清漆趋势。
回首过去,1969年可以说是颜料新纪元的开始。这一年 DuPont公司与Mearl公司和Merck公司签订了交互许可协议,两家公司均可采用DuPont公司的生产工艺和某些标识和名称,用于他们生产的干涉颜料。这些颜料的基材是天然云母片,在上面包覆高折射率的金属氧化物,例如钛和铁的氧化物。当光照射到表面时,一部分被反射,另一部分会穿过金属氧化层,产生折射。当到达下一个边界层时,更多光线被反射并出现在颜料表面,与开始被反射反射光部分平行。由于这两种反射光的光程长短不同,光波之间就会产生相互取代,出现干涉,可产生一种强波和弱波的相互叠加结果。
干涉颜料具有两大特性。首先,观察到的颜色会随着入射光角度变化而变化。其次,遵循颜色加法混合原理。因此,珍珠黄和珍珠蓝的混合物不会呈现绿色而是变成白色。如何测量颜色及效果的详细情况,可参见2008版的ASTM E2539《干涉颜料多角度颜色标准试验法》。其中,建议采用两种不同入射角,并记录靠近反射角任意一侧的读数。为了实现对干涉颜料的测量和表达在物理上更合理,可采用三种入射角以及采用相同的镜面反射角处的逆反射角。在这种情况下,该逆反射角应小于20度。
采用天然云母或合成云母做基材的干涉颜料的颜色范围,可从银白色到黄色、红色、绿色,最后到蓝色。生成的基色取决于二氧化钛的包覆层厚度。包覆氧化铁的颜料的颜色从红色到紫红色,而二氧化钛和氧化铁结合会变成金色。其他载体材料如下文所述,发生相似的颜色响应,但效果不同。
对干涉颜料的持续研发,已开发出极具吸引力的新产品。除采用天然云母和合成云母做基材的最初始的颜料外,一些制造商还提供了用其他载体材料制造的颜料,如二氧化硅和氧化铝。这两种材料均为透明材料,并可包覆二氧化钛和氧化铁。二氧化硅作为载体材料可使颜料的色域更宽,即可产生明显的颜色变化,例如,从绿色变成黄色,再变成紫色。
氧化铝作为载体材料,除颜色效果外,还可产生闪烁现象。 包覆铝片也视作一种干涉颜料。目前,有几种颜色的颜料,从金色到红色,有轻微的颜色变化。在高真空下制备的干涉颜料,也可在多个色彩区域中展现出丰富的颜色范围。由于其价格昂贵, OEM面漆很少使用。涂料制造商计划将其作为特殊装饰和时尚修补涂料。
预计到2020年,无机颜料的年销售量将达1 000万 t
干涉颜料的颜色测量
当入射角发生变化时,干涉颜料的色域变化十分明显。在这个实例中,入射角从20°(很陡)变为45°(常规)再到65° (较平)。在所有的情况下,逆反射角恒定为15°。逆反射曲线能显示在恒定的小于45°入射角时和改变逆镜向反射角时的读数。最新便携式设备也具备这种功能。
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