Цветовой менеджмент лакокрасочных материалов

Комплекс мероприятий по разработке цвета и цветовых допусков и  воспроизведению цвета продукции в согласованном с потребителем  цветовом допуске называют цветовым менеджментом. Он опирается на  визуальный и приборный контроль цвета в процессе производства, технологический контроль производственного процесса и обучение персонала.

В цветовом менеджменте можно выделить несколько основных направлений деятельности:

- Цветовой маркетинг: изучение новых тенденций в отрасли; анализ мест и условий сбыта продукции (освещение и оборудование торговых залов, упаковка и т.п.); сбор и изучение отзывов покупателей.

- Разработка цвета: выбор цветовой гаммы для новой продукции;определение способов спецификации цвета и цветовой коммуникации внутри производства, между поставщиками и потребителями; согласование процедуры принятия цвета.

- Обучение персонала основам колориметрии, правильным методам визуальной и приборной оценки цвета.

-Технологический контроль: составление карт технологического контроля и выявления основных факторов, влияющих на качество продукции, в том числе, цвет. Основные факторы можно сгруппировать следующим образом:

оборудование и технология; персонал; сырье; методы измерений.

-Входной контроль сырья. Контроль сырья на соответствие стандартному образцу необходим для того, чтобы используемая рецептура обеспечивала требуемый цвет. Как оттенок, так и красящая сила колорантов должны контролироваться в каждой новой партии.

Различие в красящей силе может быть учтено изменением концентрации колоранта в рецептуре.

Контроль оттенка показывает, будут ли приемлемы возможные различия в спектральных характеристиках между стандартным и данным образцами. Цветовые допуски на сырье должны быть достаточно жесткими, чтобы гарантировать успешное воспроизведение цвета по данной рецептуре, должны учитывать возможности технологического процесса по уточнению рецептуры без существенных затрат.  Вместе с тем, цветовые допуски должны быть реальными для поставщика сырья.

Цветовой менеджмент базируется на процедурах спецификации цвета. Спецификация цвета в широком смысле представляет собой полную информацию, необходимую для изготовления образца цвета и установления соответствия образца эталону, т.е., полный технологический регламент производства, в том числе процедуры  визуальной и приборной оценки цвета и цветовых допусков сырья и готовых материалов.

Спецификация цвета в узком смысле - это способы определения, задания, описания цвета при помощи визуальных и приборных методов колориметрии. В ходе цветового менеджмента на основе спецификации цвета осуществляется два сопряженных рода деятельности:  цветовая коммуникация, т.е., обмен результатами цветовой спецификации, в зависимости от ее типа, и, воспроизведение в конкретном образце результата цветовой спецификации.

Визуальная и приборная спецификация цвета.

Визуальная спецификация цвета - это оценка в стандартных условиях цвета образца по отношению к установленному эталону наблюдателем, обладающим нормальным цветовым зрением. Цветовое зрение оценщика цвета в свою очередь,  должно быть проверено при помощи специальных цветовых тестов, например, теста Фансворта. Результаты визуальной спецификации выражаются в словесном описании цветовых отклонений образца и эталона и решении относительно того, соответствует или нет образец установленному допуску. Точность и надежность визуальной спецификации существенно повышается, если эталонный образец дополняется образцами, представляющими предельные отклонения по всем составляющим общего цветового различия – светлоте, цветовому тону и насыщенности. Для цветовой коммуникации часто применяются наборы цветовых образцов, изготавливаемых различными фирмами, типа атласов Munsellâ и NCSâ, просто наборов RALâ, Pantonâ и др. В отличие от простых наборов, расположение образцов в атласах упорядочено в соответствии с принятой той или иной моделью цветового пространства. Поэтому в атласах относительно равномерно представлены все возможные цвета предметов. Эффективность применения того или иного набора цветов в практической деятельности зависит от его распространенности среди производителей и потребителей, а также точности воспроизведения цвета образцов между каждым отдельным набором, которая, как правило, не известна.  Применение подобных наборов призвано сократить издержки цветовой коммуникации, однако, недостаточная точность и надежность спецификации цвета с их помощью, зачастую ограничивает их применение задачами лишь предварительного выбора и согласования цветов. Для задания цветовых допусков этих наборов недостаточно.

Поскольку восприятие цвета зависит от условий освещения и наблюдения, для визуальной спецификации совершенно необходимым является применение стандартных источников освещения. Чаще всего такие источники используют в составе так называемых, цветовых камер.

Цветовые камеры представляют собой набор стандартных источников освещения смонтированных в корпусе, обеспечивающим стандартный серый фон наблюдения образца и предотвращающий попадание в поле зрения постороннего «окрашенного» света. Качество самих цветовых камер определяется по индексам цветопередачи используемых в них источниках искусственного дневного света.

Приборная спецификация цвета – это определение числовых характеристик (координат цвета) образца при помощи фотометрических приборов. Использование фотометрических приборов для спецификации цвета стало возможным благодаря введению в 1931 г. Международной комиссией по освещению (МКО, или CIE в латинской транскрипции) стандартного колориметрического наблюдателя (три стандартные кривые спектральной чувствительности трех разных «фотоприемников» человеческого глаза), спектров стандартных излучений и стандартного отражающего рассеивателя, заданных в табличном виде. Измерение цвета по системе МКО для неизлучающих объектов сводится к определению трех координат цвета X,Y,Z  путем преобразования спектра отражения или пропускания образца, полученного на фотометрическом приборе со стандартной оптической геометрией измерения для выбранных колориметрических условий по известным формулам. По координатам цвета  X,Y,Z  могут быть рассчитаны координаты цвета в других системах, производных от системы МКО, таких как, например, система CIELab.

Фотометрические приборы по способу получения координат цвета подразделяются на колориметры и спектрофотометры.  Колориметры непосредственно измеряют координаты цвета для ограниченного набора колориметрических условий (источник - наблюдатель). Спектрофотометры служат для измерения спектра и  расчета цветовых координат по спектральным данным для всех возможных сочетаний источник - наблюдатель. Выбор типа прибора для конкретного применения - это комплексная технико-экономическая задача. Приборы различаются по точности и функциональным возможностям, что соответственно сказывается на их стоимости. Благодаря относительному снижению стоимости и своей универсальности спектрофотометры практически вытеснили из употребления колориметры. Некоторые задачи цветового менеджмента однозначно определяют тип приборов. Например, если предполагается измерять образцы, содержащие флуоресцентные колоранты или оптические отбеливатели, то следует выбирать прибор со сферической геометрией измерения, импульсным ксеноновым источником  и, обязательно, с устройством калибровки УФ компонента в спектре излучения прибора. Для измерения образцов на пропускание (растворы, пленки) следует использовать спектрофотометр со сферической геометрией и учитывать при этом возможность измерения на конкретном приборе общего и направленного пропускания. Если предполагается  использовать прибор только для цветового контроля или требования по точности расчета цветовых рецептур относительно невелики, то можно ограничится геометрией 0°/45° или 45°/0°. Эти приборы, как правило, дешевле.  Если основной задачей ставится расчет рецептур и контроль цвета, то следует выбирать прибор со сферической геометрией, в частности потому, что такая геометрия наилучшим образом соответствует математическим моделям, заложенным в алгоритмы программ расчета цветовых рецептур. Наконец, при выборе спектрофотометра играют роль физические свойства образцов. Различные типы образцов - порошки, жидкости, пленки, покрытия и др., - требуют использования различной процедуры подготовки и предъявления образцов для измерений. Сама эта процедура должна быть тщательно регламентирована, так как она, не в меньшей степени, чем точность прибора,  влияет на воспроизводимость получаемых результатов. Желательно, чтобы конструктивные особенности конкретного прибора позволяли измерять различные типы и размеры образцов.

Проблема цветовой коммуникации.

Локальное, в пределах одного предприятия, применение спектрофотометра для целей контроля цвета и расчета рецептур предполагает сравнение вновь получаемых данных с данными, полученными ранее на том же приборе. Цветовая коммуникация, согласование цветовых характеристик между предприятиями, использующими разные приборы, может осуществляться посредством передачи физического образца цвета. В этом случае вопрос о точности абсолютных значений цветовых характеристик отходит на второй план. Хотя обмен физическими образцами связан со значительными издержками времени и средств, он необходим, так как различия между данными, получаемыми на разных приборах даже одной и той же модели, могут оказаться неприемлемыми с коммерческой точки зрения. Все производители приборов стремятся к максимальной межприборной согласованности данных измерений, однако в ходе эксплуатации приборов в силу разнообразных причин всегда наблюдается некоторый дрейф абсолютных значений измеряемых величин. Проблема усугубляется, если приходится сравнивать данные измерений приборов различных моделей и фирм. Для контроля и обеспечения сходимости результатов измерений,  должна осуществляться регулярная поверка колориметрических приборов, что также требует значительных средств и времени.

Задача обеспечения сходимости результатов измерений удаленных приборов без постоянного обмена физическими образцами цвета  становится все белее насущной по мере глобализации рынка.  Если комплектующие изделия производятся на предприятиях удаленных друг от друга на тысячи километров, издержки связанные с согласованием цветов посредством физических образцов могут свести на нет все остальные выгоды подобной организации бизнеса.

Программное обеспечение для разработки и воспроизведения цвета ЛКМ.

Современное программное обеспечение для цветового менеджмента ЛКМ содержит в наиболее полном варианте следующие программные блоки:

-          Блок контроля цвета;

-          Блок создания калибровочных баз данных;

-          Блок расчета и коррекции цветовых рецептур;

-          Блок производственного менеджмента;

-          Блок поддержки функций Интернет.

Как правило, все блоки глубоко интегрированы между собой и имеют общий интерфейс. Блочная структура подразумевает возможность приобретения программы с выборочным набором функций. Ниже приводится перечень функций каждого из блоков современного программного обеспечения.

Блок контроля цвета

• коммуникация со спектрофотометром;измерение спектральных характеристик образцов в различных режимах;
• расчет цветовых координат образцов в стандартных цветовых пространствах;расчет величины цветовых различий по общепринятым формулам, автоматический расчет цветового допуска по нескольким образцам и автоматическая разбраковка по цветовым характеристикам;
• расчет цветовых индексов (красящей силы, метамеризма, белизны, желтизны и т.п.);
• графическое представление данных измерений и расчетов;формирование и поддержание базы данных измерений с различными поисковыми и сортировочными процедурами;статистическая обработка данных измерений и расчетов.

Блок создания калибровочных баз данных

• ввод калибровочных серий для последующего расчета цветовых рецептур и различной вспомогательной информации об основных компонентах ЛКМ;
• графические и числовые средства контроля качества подготовки калибровочных серий.

Блок расчета и коррекции цветовых рецептур

• автоматический и полуавтоматический расчет цветовых рецептур оптимизированных по нескольким параметрам: цветовому различию с эталоном; заданной толщине покрытия; заданной укрывистости / контрастности; стоимости;метамеризму; заданной значимостью  компонентов общего цветового различия; общему числу компонентов красочного покрытия; блеску покрытия; количеству связуюшего или готовой краски; выбранному дозирующему устройству;
• коррекция первоначально рассчитанной цветовой рецептуры по результатам ее испытаний в лаборатории и на производстве;автоматический поиск и коррекция ближайшей к эталону по цвету апробированной рецептуры;
• подготовка баз данных и рецептурных справочников вееров цвета для розничной продажи ЛКМ.

Блок производственного менеджмента

• коммуникация с диспенсорами и другими внешними устройствами дозирования;
• учет и планирование загрузки производственных мощностей;
• учет и планирование поступления и расходования сырья.

Блок поддержки функций интернет

• калибровка и сертификация спектрофотометра через интернет;
• обмен данными цветовой спецификации между удаленными колористическими комплексами.

Цветовой менеджмент позволяет сократить время освоения новой продукции, снизить цветовые отклонения и уменьшить трения с заказчиками по поводу цвета продукции. Он снижает стоимость продукции и улучшает ее конкурентоспособность за счет стабильности качества, оптимальной рецептуры ЛКМ. Применение цветового менеджмента на производстве дает ясные перспективы по разработке новой продукции и улучшению ее качества.

По материалам X-Rite

Подробное изложение колориметрии и ее приложений можно найти в книгах:

1.Цвет в промышленности / Под.ред. Р.Мак-Дональда: Пер.с англ. И.В.Пеновой, П.П.Новосельцева,  под.ред. Ф.Ю.Телегина.-М.: Логос,2002. – 596 с.

2.Юстова Е.Н. Цветовые измерения (Колориметрия). – СПб.: Издательство С.-Петербургского  университета, 2000. – 397 с.;