引言

構(gòu)成漆膜外觀的兩個(gè)重要指標(biāo)是桔皮與鮮映性，桔皮反映了漆膜表面微觀不平整度，鮮映性則代表油漆的成像清晰度，同時(shí)桔皮又是影響鮮映性的重要因素。鑒于桔皮在漆膜外觀評(píng)價(jià)中的重要程度，采用德國BYK公司最新的桔皮儀對(duì)神龍汽車有限公司的漆膜桔皮情況作了統(tǒng)計(jì)、對(duì)比和分析，希望能夠?qū)Ω纳片F(xiàn)場漆膜外觀質(zhì)量有所幫助。在這種體系中桔皮被解構(gòu)成短波桔皮和長波桔皮兩種，其中短波桔皮代表結(jié)構(gòu)尺寸在0.6 mm以下的桔皮，長波桔皮代表結(jié)構(gòu)尺寸在0.6mm以上的桔皮。PSA集團(tuán)采用的桔皮、鮮映性表示方法與本數(shù)據(jù)不同，但代表的趨勢相同。桔皮是對(duì)漆膜表面微觀不平整的一個(gè)感性描述，實(shí)際上它的形成原因非常復(fù)雜，但從原理上來講主要有以下兩種因素。

a.底材微觀上的不平整向油漆表面的傳遞。

b.油漆干燥過程中溶劑揮發(fā)造成表面張力梯度形成的貝納德渦。

因此，桔皮是不可能完全消除的，只能盡量減小。

在后續(xù)的對(duì)比中將要引用其他的桔皮評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)同PSA集團(tuán)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是不同的，但可以證明它們表達(dá)趨勢的同一性。為便于對(duì)比分析，在數(shù)據(jù)采集過程中，保證了數(shù)據(jù)采集點(diǎn)與NAP值測量的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)相同。

1.不同顏色面漆桔皮數(shù)據(jù)分布及初步分析

1.1 顏色與桔皮關(guān)系數(shù)據(jù)

在這次數(shù)據(jù)采集過程中，主要針對(duì)顏色1、顏色2、顏色3、顏色4、顏色5、顏色6進(jìn)行了桔皮（長波、短波）、鮮映性數(shù)值的采集與分析。數(shù)據(jù)按照水平和垂直進(jìn)行了分類平均，并對(duì)比如下。

1.1.1 不同顏色長波對(duì)比

長波桔皮值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖1。

PSA無長波分布要求相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此可以借鑒長波桔皮水平面≤4、垂直面≤15的通常標(biāo)準(zhǔn)。

從圖1看出，水平面長波桔皮除顏色1和顏色4符合上述標(biāo)準(zhǔn)外，其他顏色不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于垂直面除黑漆達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)外其他均在15以下，但主要分布在10～15。無論哪一種油漆，水平面和垂直面的長波桔皮相差都比較大，說明了長波桔皮與油漆本身的流平條件相關(guān)性很大。理論上的解釋應(yīng)該是，油漆流平時(shí)由于平面的油漆微粒除了受表面張力向上的拉動(dòng)外，還受重力的向下拉動(dòng)，表面張力合力與重力方向相反，所以形成貝納德渦的動(dòng)力相對(duì)較小，最終形成貝納德渦較小。因此，減小長波桔皮的一個(gè)重要措施應(yīng)該是控制貝納德渦的形成。具體措施如下。

a.控制油漆干燥過程中的溫度曲線，讓溶劑揮發(fā)速度均勻，表面避免固化過快而妨礙漆料從底層向表面的補(bǔ)充，從而減小貝納德渦深度。

b.合理控制膜厚，保證貝納德渦的填平過程有足夠的漆料輸送。

c.保證足夠的流動(dòng)時(shí)間，確保漆料輸送的時(shí)間。

d.改進(jìn)涂料的流動(dòng)能力，避免使用表面張力上升過快的涂料。

e.選用合適的溶劑種類，控制揮發(fā)速度，保證均勻流平。

上述幾種桔皮是涂料適應(yīng)現(xiàn)場能力不同造成的綜合體現(xiàn)，因此實(shí)際的改善工作需要在上述5個(gè)方面綜合調(diào)整材料和施工環(huán)境、設(shè)備才可行。

1.1.2 顏色與短波桔皮關(guān)系

短波桔皮值統(tǒng)計(jì)、結(jié)果如圖2。

PSA集團(tuán)同樣沒有短波桔皮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此可以借鑒水平面≤20、垂直卜面≤25的通常標(biāo)準(zhǔn)。

按照以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出，短波桔皮除了顏色1可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)外，其他油漆都沒達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。其中，顏色3和顏色5差距最大，顏色4和顏色6差距略小。

從以上長短波數(shù)據(jù)的分布可以看出，與長波桔皮分布比較，短波桔皮則在整車上更多地顯示出了同一性，即長波與部件是否水平關(guān)系明顯，而短波與部件是否水平關(guān)系不顯著。因此，可以認(rèn)為長波桔皮與面漆（或清漆）本身的流平過程關(guān)系較大，而短波桔皮主要與車身表面本身的特性關(guān)系明顯。進(jìn)一步說明應(yīng)該是，要減少0.6mm結(jié)構(gòu)尺寸以上的桔皮應(yīng)該對(duì)材料、本身流平性能和中涂、面漆、清漆的施工工藝進(jìn)行改進(jìn)，包括施工參數(shù)的調(diào)整與材料本身的改進(jìn)等。0.6mm以下桔皮的減少應(yīng)該在增加中涂、面漆前車身底材的平滑性上下功夫。但是，這并不表明短波桔皮的控制與材料無關(guān)。有證據(jù)表明，油漆不同，同樣會(huì)造成短波桔皮的數(shù)值截然不同。這與面漆對(duì)底層凹陷的遮蓋能力、油漆噴涂時(shí)霧化效果及材料本身的某些特性參數(shù)有關(guān)。顏色l雖不罩清漆但.在長短波方面均較佳，所以在底色漆、清漆對(duì)長短波的影響關(guān)系方面需要深入探討。

1.2 長短波桔皮與鮮映性的關(guān)系

對(duì)比分析長短波桔皮對(duì)鮮映性的影響，同時(shí)測量同一輛車的長波、短波與DOI值，其變化趨勢曲線如圖3。

從圖3看出，油漆的鮮映性與桔皮長短波均有關(guān)系，其中短波對(duì)鮮映性有著主導(dǎo)影響。這一點(diǎn)從顏色1的鮮映性異常可以看出，顏色1的顏色很淺，它的鮮映性應(yīng)該最低，但從鮮映性數(shù)據(jù)看來竟高達(dá)86，根據(jù)短波主導(dǎo)影響鮮映性的結(jié)論反看顏色1短波，是所有油漆中最低的，而且領(lǐng)先優(yōu)勢很大，所以短波主導(dǎo)影響鮮映性是一個(gè)可以得到的結(jié)論。與其他深色金屬漆相比，顏色4（淺色）的鮮映性較高同樣驗(yàn)證了這個(gè)道理。因此，要提高鮮映性就要減少桔皮尤其是短波桔皮。

2. 影響因素

2.1 晾置時(shí)間對(duì)短波的影響

針對(duì)中涂晾置時(shí)間對(duì)面漆短波桔皮的影響進(jìn)行了工藝試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)車輛在中涂噴涂后停止晾置4 min，總晾置時(shí)間9 min，得出對(duì)比數(shù)據(jù)如圖4和圖5。

晾置前后桔皮數(shù)據(jù)如表1。

由表1看出，通過中涂晾置時(shí)間延長，短波數(shù)據(jù)明顯降低，鮮映性提高到90以上。通常標(biāo)準(zhǔn)衡量，桔皮達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。因此，提高面漆前的漆面光滑度是減少短波桔皮的有效途徑。

2.2 提高中涂平滑性的對(duì)策

中涂平滑性與中涂本身的噴涂質(zhì)量、晾置時(shí)間、膜厚、底漆平滑性、鋼板粗糙度、中涂填充性等因素有關(guān)。根據(jù)中涂理論，要有好的填充性，就必須提高中涂固含量。為此，試驗(yàn)了某公司的中涂涂料，施工固含量約48%，低于現(xiàn)用中涂施工固含量（50%以上），得出的數(shù)據(jù)對(duì)比如圖6。

從圖6可以明顯看出，中涂固含量越低，面漆短波越明顯，鮮映性相應(yīng)越低，進(jìn)一步證明了短波桔皮是從下往上傳播的。鋼板的粗糙度、底漆的平滑性均會(huì)影響短波桔皮。從這一點(diǎn)看，控制底漆的膜厚、中涂的膜厚對(duì)面漆外觀同樣重要。因此，應(yīng)該考慮投放施工固含量更高、填充能力更強(qiáng)的中涂涂料。同時(shí)，完善對(duì)底漆和中涂厚度、底漆粗糙度、鋼板粗糙度的監(jiān)控。其中，對(duì)鋼板和底漆的粗糙度監(jiān)控還應(yīng)該考慮Ra、Pc的雙重監(jiān)控。一般考慮電泳漆膜Ra在0.4μm以下，最好在0.2～0.3μm, Pc,值在5～15個(gè)/cm。能提供這種儀器的公司很多。

3．桔皮的防治

由于影響桔皮的因素眾多，要克服桔皮，必須分別從涂裝設(shè)備、工藝和材料等諸多方面進(jìn)行努力。

1.高壓靜電自動(dòng)噴涂系統(tǒng)由于其對(duì)油漆的霧化效果好，利用率高，工作條件穩(wěn)定一致等優(yōu)點(diǎn)，被轎車涂裝線廣泛采用。

設(shè)備的選型對(duì)涂裝質(zhì)量和桔皮的形成有著密切的關(guān)系考，如高壓靜電的最大值、噴杯的數(shù)量、·噴杯轉(zhuǎn)速的可調(diào)范圍、噴杯的型號(hào)（有72mm 和50mm等不同直徑）、噴杯表面的幾何形狀、噴杯表面材質(zhì)、噴杯出漆量各不相同，與油漆之間也有匹配的問題。目前國際上傾向于選用口徑較小，出漆量較大的噴杯，而且其中心多孔，出漆量占總量的20-30%。

設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的選擇和優(yōu)化同樣十分重要，選用的高壓靜電值、轉(zhuǎn)速、成形空氣的壓力，油漆的粘度等等都必須反復(fù)調(diào)整至最佳范圍，才能使桔皮降到最低程度。
2.自動(dòng)噴涂系統(tǒng)中應(yīng)安裝流量控制計(jì)。流量控制計(jì)的作用是通過自動(dòng)反饋系統(tǒng)，使出漆量不隨氣壓、電壓、溫度、濕度、粘度的變化而發(fā)生波動(dòng)，從而保證了漆膜厚度的均勻一致，提高了流平性，降低了桔皮。
3.車身的幌度應(yīng)該保持在土5mm之間，以保證車身到高速旋杯之間的準(zhǔn)確距離。噴杯到車身的距離由設(shè)備供應(yīng)商提供，建議可考慮26-28cm ，不僅可提高油漆利用率，而且有利流平。
4.車身底材鋼板的粗糙度對(duì)桔皮有顯著的影響。為此，日本的部分汽車廠家采用激光處理過的鋼板，表面光滑細(xì)潔。一般來說，粗糙度R_A≤1μm 的鋼板可以使用。我們對(duì)上海寶鋼提供的厚度為0.75mm 和0.5mm 的鋼板的粗糙度進(jìn)行測定，．結(jié)果R_A在0.8-1.1μm 之間，對(duì)桔皮的影響不明顯。

5.預(yù)處理和陰極電泳的質(zhì)量對(duì)桔皮也產(chǎn)生一定的影響，尤其電泳漆膜的不均勻?qū)Χ滩ㄓ绊懨黠@。因此磷化膜的厚度、結(jié)晶的致密，電泳的庫侖效率，電泳漆膜的表面流平性等均應(yīng)保持在最佳狀態(tài)，以便為中涂，面漆提供一個(gè)良好的表面。

6.中涂應(yīng)選擇對(duì)電泳表面填充效果好，比較亮的中涂漆。這種漆的樹脂含量比較高，流平性能一般比較好。中涂的顏色應(yīng)盡可能與面漆一致或相近，這樣可大大減少金屬色漆的漆膜厚度，從而可以提高清漆厚度，這對(duì)減少桔皮有著非常明顯的效果。

7.在施工時(shí)應(yīng)避免過噴和漆霧的飛揚(yáng)，減少內(nèi)腔噴涂的次數(shù)，防止漆霧飛揚(yáng)至車身表面引起桔皮。

8.金屬色漆的噴涂，應(yīng)在滿足遮蓋率的前提下盡量少噴。遮蓋率好的金屬色漆漆膜厚度可考慮在12－15μm 之間，最低可8 μm ，遮蓋率差的也不應(yīng)大于25μm ．通常，噴涂金屬色漆采用自動(dòng)噴杯和自動(dòng)噴槍配套。一般原則是噴杯多噴，噴槍少噴。每一種顏色色漆的噴涂比例均不一樣，需在實(shí)踐中找出最佳配比。噴涂比例不同會(huì)引起漆膜顏色的差異。金屬色漆漆膜的干燥也十分重要，在不干的金屬色漆層罩清漆易引起桔皮和失光。

9.油漆的施工粘度對(duì)桔皮的影響也非常明顯。粘度的增加會(huì)引起長短波的增加，尤其對(duì)長波影響更大。不同的設(shè)備對(duì)油漆施工粘度的要求不同，需反復(fù)調(diào)整，找出最佳區(qū)間。油漆的粘度和溫度密切相關(guān)，因此調(diào)漆間和輸漆系統(tǒng)保持恒溫是必要的，最好能保持23±1 ℃的狀態(tài)。

10.保證噴漆系統(tǒng)的潔凈，減少灰粒，減少打磨。對(duì)電泳和中涂盡量采用選擇性的點(diǎn)式打磨，以避免漆膜表面被破壞，導(dǎo)致桔皮。

11.車身外表需要手工噴涂的部分，用靜電噴槍代替空氣噴搶。其油漆利用率可由30-40%提高到80%而且霧化效果好，漆粒細(xì)，流平性好。手工補(bǔ)噴應(yīng)盡量減少。必須手工補(bǔ)噴的邊角區(qū)應(yīng)盡可能在自動(dòng)噴涂前完成。因高壓靜電噴涂后表面漆膜非常細(xì)潔，手工補(bǔ)噴會(huì)造成破壞，所以每道噴涂后必須減少甚至禁止手工補(bǔ)噴。

12.噴涂清漆時(shí)，自動(dòng)靜電噴涂系統(tǒng)應(yīng)采用9 萬伏的高電壓，5 萬rpm/min 的高轉(zhuǎn)速，以達(dá)到最佳霧化效果。同時(shí)應(yīng)在不產(chǎn)生流掛的情況下，盡量多噴。這樣可以大幅度減少桔皮，尤其在垂直面效果更佳。

13.調(diào)整油漆配方，添加不同沸點(diǎn)的溶劑，不同的添加劑、流平劑以適應(yīng)生產(chǎn)線的情況，使漆膜的溶劑揮發(fā)、流平達(dá)到最佳，也是減少桔皮的重要措施。

14.漆膜烘干的溫度、條件、位置對(duì)桔皮的形成也有影響。垂直區(qū)的長波可以是水平區(qū)的3 倍以上，在烘干時(shí)應(yīng)使升溫曲線平坦些，升溫區(qū)的時(shí)間應(yīng)在7 分鐘左右為好。車身進(jìn)烘箱前的流平區(qū)應(yīng)有足夠長度，以保證漆膜有足夠的流平時(shí)間和部分溶劑的揮發(fā)。

15.油漆的施工常常采用濕碰濕工藝。生產(chǎn)過程的連續(xù)性是至關(guān)重要的。斷斷續(xù)續(xù)的生產(chǎn)會(huì)造成漆膜干燥程度的不一致，容易引起桔皮。因此保證輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，優(yōu)化計(jì)算機(jī)程序，防止漏噴、誤噴和停機(jī)、死機(jī)現(xiàn)象的出現(xiàn)十分重要。

16.選擇優(yōu)良的涂裝材料，電泳、中涂、面漆和清漆之間的配套性，各種材料與設(shè)備的配套性，最佳參數(shù)的選擇等等均是克服桔皮需要認(rèn)真對(duì)待的問題。