DE112012004954T5

DE112012004954T5 - Verfahren zum Bestimmen des Oberflächenglanzes von einem Farbstandard

Info

Publication number: DE112012004954T5
Application number: DE201211004954
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Kettler; Peter Jelen; Oliver Korten
Original assignee: Coatings Foreign IP Co LLC
Current assignee: Coatings Foreign IP Co LLC
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-08-14
Also published as: US20160025629A1; US9417187B2; US20140327912A1; CN104094101A; WO2013081834A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Glanzes von einem Farbstandard, umfassend die nachstehenden Schritte: A) experimentelles Bestimmen von Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards, umfassend ein erstes Reflexionsspektrum und ein zweites Reflexionsspektrum, mit einem integrierenden Kugel-Farb-Messinstrument, wobei das erste Reflexionsspektrum erhalten wird bei (A1) d/8°-Geometrie mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil, und das zweite Reflexionsspektrum erhalten wird bei (A2) d/8°-Geometrie mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil, und B) Umrechnen bzw. Umwandeln der Reflexionsspektrendaten der experimentell bestimmten Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards zu Glanzwerten durch: B1) Erfassen des Differenz-Reflexionsspektrums ΔR zwischen dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil (A1) und dem Reflexionsspektrum R(exp) mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil (A2), und B2) Bestimmen der Glanzwerte, die dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR entsprechen, mit Unterstützung vorher angefertigter Kalibrierungskurven, die die funktionale Beziehung zwischen dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR und den unter einem oder mehreren Glanzwinkeln gemessenen Glanzwerten darstellen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Glanzes von einem Farbstandard.
Das Verfahren kann in der Anstrichstoffindustrie oder auf anderen, auf Anstrichstoffe bezogenen Gebieten verwendet werden.
Beschreibung des Standes der Technik
In industriellen Farb-Anwendungen wird eine Vielzahl von Instrumenten für die Bewertung von Farbe und Glanz von Oberflächen-Beschichtungen und entsprechenden Unterschieden zwischen Probenpaaren eingesetzt. Wenn technisch machbar, werden visuelle Bewertungen durch instrumentelle Bewertungen ersetzt, welche folglich einerseits verlässlich und andererseits in Übereinstimmung mit der visuellen Wahrnehmung sein müssen. Moderne Farbmanagement-Systeme müssen in der Lage sein, mit Farbinformation verschiedener Herkunft umzugehen und spezielle Unterschiede von verteilten heterogenen instrumentellen Familien und Daten des Werdegangs berücksichtigen.
Ein sehr spezielles Problem ist in diesem Zusammenhang die instrumentelle Charakterisierung der physikalischen Oberflächentextur von Beschichtungen, die den Oberflächenglanz begründen, der jeden Wert zwischen stark glänzenden und perfekt matten Proben annehmen kann. Wenn dieses Glanz-Maß eindeutig wäre und sich auf die Mattierungsmittelmenge einer Farb-Formulierung beziehen könnte, könnte die Effizienz einer Computer-gestützten Rezept-Berechnung stark verbessert werden.
Die instrumentelle Charakterisierung von Oberflächenglanz ist nicht einfach, da verschiedene Oberflächentopologien das gleich visuelle Erscheinungsbild einer Beschichtung ergeben können, d. h. es gibt keine eindeutige Beziehung zwischen Oberflächentextur und Glanz-Eindruck. Trotzdem wurden spezielle Messtechniken und Instrumente entwickelt und in technische Standards übernommen. Moderne Glanz-Messgeräte sind mit unterschiedlichen Bewertungsgeometrien mit individuellen Skalen ausgestattet. Die Skale für jeden Mess-Winkel hat einen bestimmten Bereich zur Glanz-Charakterisierung, wobei bislang keine Bemühungen unternommen wurden, die erhaltenen Diskontinuitäten zwischen diesen Skalen in den Übergangsbereichen zu beseitigen.
Realistische analytische Darstellungen der texturierten Luft/Anstrichstoff-Grenzfläche sind schwierig zu entwickeln und bislang auf Untersuchungen von texturierten Oberflächen-Beschichtungen nicht anwendbar.
Neben Glanzfarbschattierungen werden in farbgebenden Oberflächen-Beschichtungen auch häufig matte Farbschattierungen verwendet. Es sind bis jetzt nur wenige unterschiedliche Verfahren zur Steuerung des Glanzgrades von Oberflächen-Beschichtungen bekannt. Es ist möglich, eine pigmentierte Oberflächen-Beschichtung zu mattieren oder eine glänzende pigmentierte Oberflächen-Beschichtung mit einer matten Klarlackschicht zu überziehen. Das Hinzufügen eines Mattierungsmittels zu einer Anstrichstoff-Formulierung wird am häufigsten verwendet, um den gewünschten Grad an Oberflächentextur in ein polymeres Material einzubringen. Diese Mattierungsmittel werden in dem Einbettungsmedium homogen dispergiert; der Mattierungseffekt wird durch eine gewisse Mikro-Heterogenität innerhalb der Schicht erreicht, die eine Zunahme der diffusen Lichtstreuung von der Probenoberfläche hervorruft. Verschiedene anorganische Verbindungen, wie Kieselgel, Kaolin, Bentonit oder andere, dienen als Mattierungsmittel.
Gegenwärtige Farbenentwicklung oder Chargen-Tönungs-Verfahren für matte Farbschattierungen machen von zwei verschiedenen instrumentellen Ansätzen in Abhängigkeit davon Gebrauch, ob ein integrierendes Kugel-Instrument oder ein Instrument, ausgestattet mit einer kollimierten (direktional) Messgeometrie, angewendet wird.
Im Fall des integrierenden Kugel-Instruments (d/8° oder 8°/d-Messgeometrie) ist das Differenzspektrum ΔR = R(SPIN) – R(SPEX) zwischen den gerichteten Anteil eingeschlossenen (SPIN) und den gerichteten Anteil ausgeschlossenen (SPEX) Ablesungen bzw. Messungen eine Funktion des Oberflächenglanzes, bestimmt durch die Mattierungsmittelmenge. Ist diese Beziehung mit Hilfe eines geeigneten Satzes von Kalibrierungstafeln einmal eingestellt, kann das gemessene Differenzspektrum angepasst werden, um die in einer Formulierung zum Abstimmen eines matten Farbstandards benötigte Mattierungsmittelmenge (MAA) abzuleiten.
Im Fall von Instrumenten, ausgestattet mit einer kollimierten Messgeometrie (wie zum Beispiel 45°/0°) können optimale Farbrezept-Voraussagen nur für Farbstandards mit einem Glanzgrad oberhalb ≈ 30 Glanz-Einheiten, gemessen bei der 60°-Geometrie, erwartet werden. Im Fall von glanzarmen Proben wird das Spektrophotometer eine undefinierte Menge an Oberflächenglanz, der eine sub-optimale Voraussage für die Pigmentierung ergibt, aufnehmen. Unterhalb dieser Grenze verschlechtert sich die Qualität an vorausgesagten Formulierungen mit sinkendem Grad von Oberflächenglanz beträchtlich. Ein Glanz-Messgerät (Gloss-Meter) muss angewendet werden, um eine Kalibrierungsfunktion für die MAA = f(Glanz)-Beziehung, bei den drei verschiedenen Glanzgeometrien, die in technischen Standards empfohlen werden, einzustellen. Diese zwei Verfahren der Farbrezept-Berechnung für matte Farbstandards werden in EP 1631802 offenbart. Die Verfahren nehmen auf Farbpigment und Farbrezept-Datenbanken für Glanzfarbschattierungen Bezug, die das Abstimmen von matten Farbproben erlauben. Für beide methodische Ansätze kann der gleiche Satz Kalibrierungstafeln angewendet werden, um die MAA = f(Glanz)Beziehung zu definieren.
Die vorstehenden Verfahren schließen noch eine Lücke bezüglich der Vereinheitlichung der zwei Ansätze für integrierende Kugel-Farb-Messinstrumente und Spektrophotometer, ausgestattet mit einer kollimierten 45°/0° Messgeometrie, ein. Ein weiterer Nachteil ist, dass eine zusätzliche Glanz-Messvorrichtung notwendig ist, um Glanzwerte zu erhalten.
Folglich gibt es noch einen Bedarf für ein praktisches Verfahren zum Automatisieren des Farbenentwicklungs-Verfahrens. Es gibt insbesondere einen Bedarf für ein praktisches und einfaches Verfahren zum Gewinnen der Glanzwerte für Farbstandards, z. B. für matte Farbstandards.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen des Glanzes von einem Farbstandard bereit, das von allgemeinen Instrumentenprofilen zwischen einem integrierenden Kugel-Farb-Messinstrument und einem Glanz-Messinstrument, ausgestattet mit drei Glanz-Winkel-Messgeometrien, Gebrauch macht. Diese Instrumentenprofile erlauben das Umrechnen bzw. Umwandeln von Reflektivitätsdaten zur Glanzinformation, so dass, wenn einmal die Profile erstellt sind, das integrierende Kugel-Instrument Reflektivitätsdaten und Glanzdaten liefern würde, d. h. ein Glanz-Messgerät würde überholt sein. Die letzte Tatsache ist besonders für Anwendungen von verteilten Systemen interessant, wie jenen, die in Werkstätten zur Ausbesserung von Anstrichstoffen bzw. Lackierereien betrieben werden, um instrumentell das Anstrichstoff-Reparatur-Verfahren für ein Auto zu unterstützen. Die notwendige Ausrüstung kann weiter vermindert werden und aus der Preis- und Wirkungsperspektive attraktiver gemacht werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft folglich ein Verfahren zum Bestimmen des Glanzes von einem Farbstandard, umfassend die nachstehenden Schritte:

A) experimentelles Bestimmen von Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards, umfassend ein erstes Reflexionsspektrum und ein zweites Reflexionsspektrum, mit einem integrierenden Kugel-Farb-Messinstrument, wobei das erste Reflexionsspektrum erhalten wird bei
(A1) d/8°-Geometrie oder 8°/d-Geometrie mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil, und das zweite Reflexionsspektrum erhalten wird bei
(A2) d/8°-Geometrie oder 8°/d-Geometrie mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil, und
B) Umrechnen bzw. Umwandeln der Reflexionsspektrendaten der experimentell bestimmten Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards zu Glanzwerten durch:
B1) Erfassen eines Differenz-Reflexionsspektrums ΔR zwischen dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil (A1) und dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil (A2), und
B2) Bestimmen der Glanzwerte, die dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR entsprechen, mit Unterstützung vorher angefertigter Kalibrierungskurven, die die funktionale Beziehung zwischen dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR und den unter einem oder mehreren Glanzwinkeln gemessenen Glanzwerten darstellen.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann übernommen werden, um eine einzige und kontinuierliche Glanz-Skale zu definieren, die für den Austausch von instrumenteller Glanzinformation zwischen verschiedenen Beteiligten besser geeignet ist und um die Anzahl von notwendigen Instrumenten zum Durchführen von speziellen Anwendungen zu vermindern. Diskontinuitäten in der Glanz-Skale, die in dem Übergangsbereich nicht eindeutige Messergebnisse ergeben könnten, können durch das neue Verfahren vollständig beseitigt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A und 1B erläutern die Standard d/8° bzw. 8°/d-Messgeometrien, empfohlen durch technische Standards (wie z. B. DIN 5033), die für glänzende und matte Solid-Farbstandards zu verwenden sind.
2 zeigt die empfohlenen geometrischen Bedingungen für die Messung des Oberflächenglanzes.
3 bis 5 zeigen Glanzprofile, erhalten für drei typische integrierende Kugel-Farb-Messinstrumente für die drei Winkelgeometrien (20°, 60° und 85°), empfohlen durch technische Standards, um Oberflächenglanz von matten Oberflächen-Beschichtungen zugänglich zu machen. Die Kurven, die durch die Datenpunkte verlaufen, geben Anpassungen an geeignete Modellfunktionen wieder. Die experimentellen Datenreihen wurden für zwei verschiedene Anstrichstoffsysteme (Anstrichstoffqualität 1 und Anstrichstoffqualität 2) erhalten. Beide Anstrichstoffsysteme geben Lösungsmittel-basierte Lackmischungssysteme wieder, wobei Anstrichstoffqualität 1 bzw. Anstrichqualität 1 eine ausgeglichene Qualität und Anstrichstoffqualität 2 bzw. Anstrichqualität 2 eine konzentrierte Qualität (Pasten) ist. In dem letzteren Fall müssen Formulierungen durch die Zugabe einer geeigneten Menge an Bindemittel ergänzt werden.
Die Glanzwerte wurden mit dem micro TRI-Glanz Instrument von Byk-Gardner gemessen. Die Reflektivitätsdaten wurden mit dem Farb-Messinstrument SP64 von X-Rite (3A bis 3C), mit dem Farb-Messinstrument SF600 von Datacolor International (4A bis 4C), und mit dem Farb-Messinstrument Color-Eye 7000 von Gretag-Macbeth (5A bis 5C) gemessen.
6 zeigt das Verfahrensfließbild von Rezept-Berechnungsverfahren von matten Farbschattierungen für die zwei Standard-Messgeometrien 45°/0° (linker Teil des Schemas; MAA = Mattierungsmittelmenge) und d/8° (mittlerer Teil des Schemas). Das rechte Schema zeigt den neuen Verfahrensfluss beim Umrechnen bzw. Umwandeln von Spektraldaten zu Glanzwerten, vor dem Umrechnen bzw. Umwandeln dieser Glanzwerte zu einer Mattierungsmittelmenge.
7 erläutert die Korrelation von Glanzdaten, erhalten mit Hilfe von zwei Instrumenten von verschiedenen Herstellern (micro TRI-Glanz von Byk-Gardner und REFO 3-D von Hach Lange GmbH) bei allen drei Bewertungsgeometrien. Der Korrelationsindex r_c bei allen Bewertungsgeometrien übersteigt einen Wert von 0,999, was anzeigt, dass die Instrumentenskalen von beiden Instrumenten übereinstimmen.
Beschreibung der Ausführungsformen im Einzelnen
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vom Fachmann nach Lesen der nachstehenden Beschreibung im Einzelnen leichter verständlich. Es wird Wert darauf gelegt, dass jene bestimmten Merkmale der Erfindung, die zur Klarheit im Zusammenhang mit getrennten Ausführungsformen vorstehend und nachstehend beschrieben werden, auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform bereitgestellt werden können. Umgekehrt können auch verschiedene Merkmale der Erfindung, die der Kürze halber im Zusammenhang von einer einzelnen Ausführungsform beschrieben werden, getrennt oder in jeder Unter-Kombination bereitgestellt werden. Zusätzlich können Bezüge in der Einzahl auch die Mehrzahl (zum Beispiel kann ”ein” und ”eine” sich auf einen, oder einen oder mehrere beziehen) einschließen, sofern der Zusammenhang speziell nichts anders ausweist.
”Farbstandard” soll hierin und im Folgenden jede beschichtete oder farbige Oberfläche bedeuten, für die Glanzwerte zu bestimmen sind. Ein Farbstandard kann eine gehärtete oder getrocknete Anstrichstoffschicht, eine feuchte Anstrichstoffschicht, eine inhärent farbige Oberfläche von einem Substrat oder ein beliebiges anderes farbiges Substrat von beliebigem Charakter sein. Beim Messen des Reflektivitätsspektrums von feuchten Anstrichstofffilmen können typische Verfahren und Vorrichtungen zum Messen von feuchten Anstrichstofffilmen verwendet werden. Der Farbstandard kann zum Beispiel eine Oberfläche von einem zur Reparatur zu beschichtenden Substrat oder ein Teil davon, insbesondere die beschichtete Oberfläche von einer zur Reparatur zu beschichtenden Kraftfahrzeug-Karosserie oder ein Teil davon sein. Der Farbstandard umfasst Farbstandards mit verschiedenem Oberflächenglanz. Er schließt glänzende und matte Farbstandards, Solid-Farbstandards, Effekt-Farbstandards und Kombinationen davon ein.
”Matter Farbstandard” soll hierin und im Folgenden jeden Farbstandard bedeuten, der keine perfekt glänzende Oberfläche aufweist. Der matte Farbstandard schließt auch so-genannte halbglänzende Farbstandards ein. Der anfängliche Glanz eines Farbstandards kann zum Beispiel durch das Hinzufügen von einem oder mehreren Mattierungsmitteln zu der Anstrichstoff-Zusammensetzung zu einem gewünschten Glanzwert gesenkt werden, unter Erzeugen eines matten Farbstandards.
”Solid-Farbstandard” soll hierin und im Folgenden einen Farbstandard mit optischer Eigenschaft von isotropem Reflektieren eines Strahls von kollimierten oder diffus einfallendem Licht bedeuten. Wenn zum Beispiel ein solcher Farbstandard durch einen kollimierten Strahl von Licht bei einem konstanten Winkel beleuchtet wird, wird der Grad des reflektierten Lichts und mit ihm die Farbe von dem Betrachtungswinkel unabhängig sein. Solche Farbstandards können mit Hilfe von festen bzw. soliden Pigmenten oder Farbstoffen formuliert werden, die in verschiedene Medien, wie Anstrichstoff, Keramik, Glas oder Kunststoff usw., eingebettet und dispergiert sein können.
”Festes Pigment” soll hier und im Folgenden eine anorganische oder organische Substanz bedeuten, die aus kleinen Teilchen besteht, welche in dem angewendeten Medium praktisch unlöslich sind und auf Grund ihrer färbenden, schützenden oder elektromagnetischen Eigenschaften verwendet werden. Feste Pigmente können durch deren chemische Zusammensetzung und deren optische und technische Eigenschaften charakterisiert werden. Ihre optischen Eigenschaften werden durch deren Licht streuende und absorbierende Eigenschaften bestimmt, die selektiv (farbige Pigmente) oder nichtselektiv (schwarze und weiße Pigmente) sein können. Die in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Solid-Farbpigmente umfassen übliche anorganische und/oder organische Absorptions-Pigmente, wie sie bei der Herstellung von Beschichtungen verwendet werden. Beispiele für anorganische oder organische farbige Pigmente sind Titandioxid, Eisenoxid-Pigment, Ruß, Azo-Pigmente, Phthalocyanin-Pigmente, Chinacridon- oder Pyrrolopyrrol-Pigmente.
”Effekt-Pigment” soll hierin und im Folgenden jedes Plättchen-artige Pigment bedeuten, das neben der Farbe einem Substrat zusätzliche optische Eigenschaften, wie Winkel-abhängige Farbe und Helligkeitsverlagerung und visuelle Textur verleiht. Die Palette von Effekt-Pigmenten ist vielfältig und kann in Interferenz- und Spiegel-artig reflektierende Pigmente unterteilt werden.
”Färbemittelsystem” soll hierin und im Folgenden jedes System von festen bzw. Solid- und/oder Effekt-Pigmenten bedeuten, die alle Pigmente umfassen, welche für die Herstellung oder Formulierung von Anstrichstoffen verwendet werden sollen. Die Anzahl und Auswahl von Pigment-Komponenten werden hier keiner Beschränkung unterzogen. Sie können in beliebiger Weise den relevanten Erfordernissen, z. B. gemäß den Erfordernissen des Anstrichstoff-Herstellers oder seiner Kunden angepasst werden.
Der Begriff ”Farbstandard” kann hierin und im Folgenden untereinander austauschbar mit den Begriffen ”Farbenprobe” und ”Farbschattierung” verwendet werden. Der Begriff ”matter Solid-Farbstandard” kann hier und im Folgenden untereinander austauschbar mit den Begriffen ”matte Solid-Farbenprobe” und ”matte Solid-Farbschattierung” verwendet werden.
Die hauptsächlichen und die einzelnen Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung werden nachstehend genauer erläutert.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen des Glanzes eines Farbstandards. Wie vorstehend definiert, kann der Farbstandard ein matter Solid-Farbstandard, ein matter Effekt-Farbstandard, ein glänzender Solid-Farbstandard oder ein glänzender Effekt-Farbstandard sein. Das Verfahren wird vorzugsweise zum Bestimmen des Glanzes von einem matten Solid-Farbstandard verwendet. Deshalb wird hier und im Folgenden der Begriff matter Solid-Farbstandard verwendet. Jedoch ist es selbstverständlich, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zum Bestimmen des Glanzes von einem matten Effekt-Farbstandard, einem glänzenden Solid-Farbstandard und einem glänzenden Effekt-Farbstandard einschließt. Somit werden die einzelnen Schritte und Merkmale, bezogen auf ein Verfahren zum Bestimmen des Glanzes von allen der vorstehend definierten Farbstandards, nachstehend genauer erläutert.
Der Ausgangspunkt ist ein matter Solid-Farbstandard, für den Glanzwerte zu bestimmen sind. Dies kann zum Beispiel ein matter Solid-Farbstandard sein, der abgestimmt werden soll oder auf den abgestimmt wird, von welchem ein geeignetes Farbrezept zu entwickeln ist.
Zuerst werden gemäß Schritt A) des Verfahrens gemäß der Erfindung die Reflexionsspektren R(exp) des matten Solid-Farbstandards, umfassend ein erstes Reflexionsspektrum und ein zweites Reflexionsspektrum, experimentell über einen definierten Wellenlängenbereich mit Hilfe eines integrierenden Kugel-Farb-Messinstruments, z. B. ein Spektrophotometer, ausgestattet mit einer d/8°-Messgeometrie oder einer 8°/d-Messgeometrie, bestimmt. Die Reflexionsspektren werden vorzugsweise über einen Wellenlängenbereich von 400–700 nm bestimmt. Die Reflexionsspektren werden bei d/8°-Geometrie mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil (A1) und bei d/8°-Geometrie mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil (A2) gemessen. Es ist selbstverständlich und dem Fachmann gut bekannt, dass ein integrierendes Kugel-Farb-Messinstrument mit einer d/8°-Messgeometrie oder alternativ mit einer 8°/d-Messgeometrie ausgestattet sein kann, da beide Messgeometrien äquivalente Messgeometrien darstellen. Wenn deshalb im Folgenden nur der Begriff ”d/8°-Messgeometrie” verwendet wird, ist auch die äquivalente 8°/d-Messgeometrie gemeint und kann auch verwendet werden.
Die d/8°-Messgeometrie kann eine Lichtquelle (1), einen Detektor (2), eine Blende (3), einen weißen Kugelaufsatz oder eine Schwarz-Falle (4) aufweisen und basiert auf diffuser Beleuchtung (mit Hilfe einer Ulbricht-Kugel) und direktionaler Beobachtung bei einem Winkel von 8° hinsichtlich der Senkrechten zur Oberfläche (d/8°) einer Probe (5) (wie in 1A und 1B erläutert). In dem vorliegenden Fall von matten Solid-Farbenproben müssen zwei Messungen unter Betreiben des Instruments in den gerichteten Anteil eingeschlossenen (A1) und ausgeschlossenen (A2) Modi ausgeführt werden.
D/8°-Messgeometrien, z. B. gemäß der einen in 1 angeführten, werden ausgiebig in der Spezialliteratur beschrieben, sind dem Fachmann der Farbmessung bekannt, und sind in bekannte herkömmliche Messinstrumente implementiert. Darüber hinaus werden die Messgeometrien zum Beispiel im technischen Standard DIN 5033 (Farbmessung) oder CIE-Veröffentlichung 15.3 (Colorimetrie) definiert und empfohlen.
Gegebenenfalls, z. B. falls zum weiteren Verarbeiten erforderlich, können die Farbpositionen (X, Y, Z, oder L*, a*, b*) in einer herkömmlichen dem Fachmann der Farbmessung bekannten Weise bestimmt oder gemessen werden. Die Farbpositionen können auf der Grundlage des experimentell bestimmten Reflexionsspektrums des matten Solid-Farbstandards für sowohl die den gerichteten Anteil eingeschlossenen als auch ausgeschlossenen Datenreihen bestimmt werden. Die Farbpositionen können auch mit einer geeigneten Messvorrichtung gemessen werden. Die Farbpositionen können dann in folgenden Verfahrensschritten anstelle von oder zusätzlich zu den Reflexionsdaten verwendet werden.
In Schritt B) des Verfahrens der vorliegenden Erfindung werden die Reflexionsspektrendaten der experimentell bestimmten Reflexionsspektren R(exp) des matten Solid-Farbstandards umgerechnet bzw. umgewandelt zu Glanzwerten durch:

B1) Erfassen eines Differenz-Reflexionsspektrums ΔR zwischen dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil (A1) und dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil (A2), und
B2) Bestimmen der Glanzwerte, die dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR entsprechen, mit Unterstützung vorher angefertigter Kalibrierungskurven, die die funktionale Beziehung zwischen dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR und den unter einem oder mehreren Glanzwinkeln gemessenen Glanzwerten darstellen.

Die Bestimmung der funktionalen Beziehung zwischen dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR und Oberflächenglanz wird nachstehend genauer erläutert.
Herstellung von Kalibrierungstafeln
Die zum Erzeugen der Glanz = f(ΔR)-Profile zu verwendenden Farbschattierungen müssen den gesamten Bereich an Glanzgraden überstreichen, wenn gut-funktionierende Glanz = f(ΔR)-Modellfunktionen erstellt werden sollen. Es ist nicht die Anzahl an Proben, die für den Modellaufbau von Bedeutung ist, sondern eher eine gleichförmige Verteilung der Glanzgrade in dem Probensatz. Um die Glanz = f(ΔR)-Profile (Kalibrierungskurven) zu erzeugen, ist die neue Herstellung eines speziellen Satzes von Kalibrierungstafeln nicht erforderlich, wenn Daten des Werdegangs (Glanzdaten und R(exp) mit gerichtetem Anteil eingeschlossen und ausgeschlossen) bereits verfügbar sind. Wenn ein solcher Probensatz von Daten des Werdegangs nicht verfügbar ist, muss ein spezieller Satz von Kalibrierungstafeln hergestellt werden, welcher später durch zusätzliche Daten des Werdegangs vergrößert werden kann. Basis zum Herstellen der Kalibrierungstafeln sind die verfügbaren Farbstoffsysteme.
Um die Anzahl von Kalibrierungstafeln so gering wie möglich und hoch genug zum Erreichen der vorgesehenen Genauigkeit zu halten und um für das entsprechende Anstrichstoffmischsystem und verwandte Farbsystem repräsentativ zu sein, werden nur für einen Teilsatz von Pigmenten Tafeln hergestellt. Ein solcher Teilsatz kann schwarze, weiße, rote, grüne, blaue, gelbe und violette Pigmente umfassen, wobei die farbigen Pigmente mit dem weißen Misch-Anstrichstoff des Anstrichstoffsystems vermischt werden, während die neutralen Pigmente als Purton verwendet werden. Ein-Schicht-Decklack-Systeme bilden bereits glänzende Oberflächen, während im Fall von Zwei-Schicht-Decklack-Systemen (Grundierung + Klarlack) die pigmentierte Grundierung durch einen glänzenden Klarlack bedeckt sein muss. Dieser Satz von Tafeln definiert das Glanz-Ende der Rangliste der Oberflächentextur. Alle von diesen Formeln müssen mit einem Mattierungsmittel (im Fall von Ein-Schicht-Decklack-Systemen) vermischt werden oder durch einen mattierten Klarlack (im Fall von Zwei-Schicht-Decklack-Systemen) abgedeckt werden, um den gewünschten Grad an Oberflächenglanz anzupassen. Für jedes Anstrichstoffsystem gibt es im Allgemeinen eine natürliche obere Grenze für die Zugabe von Mattierungsmittel zu der Grundierung oder dem Klarlack, der das zweite extreme Matt-Ende der Rangliste der Oberflächentextur definieren wird. Die glänzende Variante wird Glanzwerte in der Größenordnung von 90–100 Einheiten annehmen, während Glanzwerte von der anderen extremen matten Variante in der Größenordnung von weniger als 5 Einheiten liegen werden. Diese zwei extremen Punkte der Rangliste der Oberflächentextur müssen um N weitere Kalibrierungstafeln mit Glanzwerten fast gleich beabstandet zwischen den zwei extremen Punkten ergänzt werden. Die Herstellung von zum Beispiel N = 4 bis 6 Tafeln pro Pigment von schwankendem Glanzgrad wird für die Definition einer gut-ausgeglichenen Kalibrierungsstufe ausreichend sein.
Bei einer erwarteten und brauchbaren Anstrichstoffsystem-Herstellung von Kalibrierungstafeln für ein einzelnes Pigment würde es ausreichend sein, ein verallgemeinertes Instrumentenprofil zu definieren. Diese ideale Situation trifft man nur bei praktischen Anwendungen von Ein-Schicht-Decklack-Anstrichstoffsystemen an. Die Integration von Pigmenten in die Grenzschicht zwischen Anstrichstoff und Luft wird einen Einfluss auf den Oberflächenglanz ausüben und farbige Beiträge zu der regelmäßig reflektierten neutralen Glanz-Komponente hinzufügen. Auch wenn folglich die gleiche Mattierungsmittelmenge bei verschiedenen Farb-Formulierungen verwendet wird, kann der entsprechende Oberflächenglanzgrad beträchtlich schwanken.
Ein alternativer Ansatz für die Definition von verallgemeinerten Instrumentenprofilen kann vorgenommen werden, wenn eine ausreichend hohe Anzahl an Datenreihen des Werdegangs von vorher entwickelten matten Farbschattierungen verfügbar ist. Das Auftragen der Oberflächenglanzwerte gegen das Differenzmaß von den gerichteten Anteil eingeschlossenen und ausgeschlossenen Reflektivitätsspektren bei jeder Glanz-Bewertungs-Geometrie wird auch Kalibrierungskurven bereitstellen, wenn das Anstrichstoffsystem wie erwartet und brauchbar ist und eine gute Korrelation zwischen beiden Mengen vorliegt.
Die Kalibrierungskurven werden für ein spezielles Paar von Instrumenten erzeugt: das Farb-Messinstrument und das Glanz-Messinstrument.
Glanz-Messung
Für die instrumentelle Glanz-Charakterisierung wurden in technischen Standards kollimierte Messgeometrien empfohlen. Im Fall von glänzenden Proben folgt das teilweise an der Luft/Anstrichstoff-Grenzfläche reflektierte Licht dem Reflexionsgesetz (Reflexionswinkel = Beleuchtungswinkel) und kann quantitativ durch die Fresnel-Gleichungen beschrieben werden. Die Intensität des reflektierten Lichts hängt von dem Winkel des einfallenden Lichts und den optischen Material-Eigenschaften (komplexer Brechungsindex) ab. Die Komponente, die in dem Medium gebrochen wird, unterliegt einer selektiven Absorption und Streuung, wenn sie mit den eingebetteten Pigmentteilchen in Wechselwirkung tritt und wird fast diffus von der Schicht reflektiert. Dieses diffus reflektierte Licht trägt gleichfalls zu dem gerichtet reflektierten Anteil bei und hat deshalb auch einen Effekt auf die Glanz-Wahrnehmung. Im Fall von texturierten Oberflächen kann das von der Oberfläche reflektierte Licht in einen gerichteten und einen diffus reflektierten Anteil eingeteilt werden. Mit steigendem Grad an Oberflächenrauigkeit wird die Energie des gerichtet reflektierten Anteils ständig sinken und fortschreitend zu dem diffus reflektierten Anteil beitragen.
Oberflächenglanz wird experimentell mit Hilfe eines geeigneten Glanz-Messinstruments, d. h. ein Reflektometer gemäß technischen Standards DIN 67530 oder ASTM D 523-89, bestimmt, die die experimentellen Bedingungen zum instrumentellen Bewerten des Oberflächenglanzes bestimmen. Ein Reflektometer enthält typischerweise eine Lichtquelle (1) und einen Detektor (2) über der Probe (5) (siehe 2). In dem technischen Standard werden drei verschiedene Messgeometrien empfohlen, um den Oberflächenglanz bei 20°, 60° und 85° hinsichtlich der Senkrechten zur Oberfläche (z-z') (siehe 2) zu charakterisieren. Der 20°-Winkel wird verwendet, um glänzende Proben zu charakterisieren, der 60°-Winkel wird für halbglänzende Proben empfohlen und der 85°-Winkel wird vorgeschlagen, um verlässliche Informationen für matte Proben bereitzustellen.
Die gemessenen Reflektometerwerte werden auf die entsprechenden Werte eines glänzenden schwarzen Glases mit einem Brechungsindex von n = 1,567 bezogen. Das schwarze Glas hat einen zugeordneten Spiegel-Glanzwert von 100 für jede Messgeometrie. Da keiner der empfohlenen Messungs-Winkel Ergebnisse von höchster Genauigkeit für alle Glanzgrade (siehe 2) bereitstellen wird, ist der erste Schritt beim Bestimmen des Glanzgrades eines Probenstücks, die geeignete Messgeometrie zu identifizieren. Wenn der 60°-Glanzwert zwischen 10 und 70 Einheiten liegt, wird dieser als die korrekte Messgeometrie vorgeschlagen. Wenn der 60°-Glanz geringer als 10 Einheiten ist, sollte stattdessen die 85°-Geometrie verwendet werden, während das 20°-Geometrie-Ergebnis zum Vergleich im Fall, dass der 60°-Wert die 70-Einheiten-Grenze übersteigt, vorteilhaft sein wird. Folglich gibt es zwei Diskontinuitäten in der Glanzskale, die nur durch eine gewisse Art der Mittelwertbildung der bei den drei Messgeometrien erhaltenen Glanzwerte entschärft werden können.
Durch verschiedene Instrumente von verschiedenen Herstellern erhaltene Glanzdaten sind im Allgemeinen innerhalb der Versuchsfehler vergleichbar, wenn deren Aufbau den in den oben erwähnten technischen Standards empfohlenen Richtlinien folgt. Um die Gültigkeit dieser Behauptung zu zeigen, wurde ein Satz von matten Platten mit variierendem Grad an Oberflächentextur an zwei verschiedenen Glanz-Messgeräten von verschiedenen Herstellern (micro TRI-Glanz von Byk-Gardner, REFO 3-D von Hach Lange GmbH) für einen quantitativen Vergleich gemessen. Alle erhaltenen experimentellen Daten werden in 7 gesammelt. Wie aus 7 ersichtlich, korrelieren alle für beide Typen von Glanz-Messgeräten experimentell bestimmten Glanzdaten stark mit einem Korrelationsindex von r_c > 0,999 bei allen drei Bewertungs-Winkeln. Innerhalb der Versuchsfehler können mindestens diese zwei Instrumenten-Typen ausgetauscht werden, ohne einen Bruch in den übereinstimmenden Glanzskalen zu erwarten. Daher wurden nur Glanzdaten des micro TRI-Glanz-Instruments von Byk-Gardner für alle numerischen Analysen übernommen.
Verallgemeinerte Glanzprofile
Sowohl Glanz- als auch Farb-Ablesungen können in drei mathematischen Modellen kombiniert werden, die bei den drei empfohlenen verschiedenen Glanzgeometrien (20°, 60°, und 85°) erhaltene Glanzdaten betreffen, um die Spektraldifferenz ΔR = R(SPIN) – R(SPEX) mit Hilfe von einem integrierenden Kugel-Instrument zu bestimmen. 3 bis 5 zeigen experimentelle Daten für drei verschiedene Farb-Messinstrumente, die durch sorgfältig ausgewählte Sätze von Kalibrierungstafeln von zwei verschiedenen Ausbesserungs-Anstrichstoffmischungssystemen zusammen mit Modellfunktionen, die an die experimentellen Daten angepasst wurden, erhalten werden. Offenbar sind alle Datensätze wie erwartet und brauchbar und folgen universellen Funktionen bei allen drei Messgeometrien. Das funktionale Verhalten kann durch eine einzige nicht-lineare Modellfunktion mit nur drei Parametern, die bei jeder Glanzwinkel-Geometrie in dem Sinne der L2-Norm mit Hilfe einer effizienten nicht-linearen Anpassungs-Routine, welche die Summe der gewichteten Quadrate der Reste bzw. Differenzen zwischen Modellfunktion und experimentellen Daten minimiert, eingestellt werden müssen, angenähert werden. Die Parameter-Sätze hängen von dem Spektrophotometer-Typ, der für die Sammlung von Spektraldaten verwendet wurde, ab. Diese Abhängigkeit ist eine Folge der Tatsache, dass jeder Instrumenten-Hersteller seine eigene integrierende Kugel mit Aufbauparametern für optimale Leistung des entsprechenden Instruments auswählt. Die Größe des Probenports und der Glanzfalle, die Effizienz der Glanzfalle, sowie Öffnungen des optischen Systems werden einen Einfluss auf die Messergebnisse ausüben. Die abgeleiteten Glanzprofile können verwendet werden, um Glanzwerte für alle drei Glanzwinkel für ein gegebenes Differenz-Reflexionsspektrum ΔR zwischen dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil (A1) und dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil (A2) zu berechnen.
Die Leistung des Ansatzes von verallgemeinerten Instrumentenprofilen wird nachstehend unter Verwendung des Beispiels von verschiedenen Typen von Spektrophotometern von drei Instrumenten-Herstellern: SP64 von X-Rite, Color-Eye 7000 von Gretag-Macbeth und SF600 von Datencolor International erläutert. Alle diese Instrumente sind mit integrierenden Ulbricht-Kugeln ausgestattet, die in den gerichteten Anteil eingeschlossenen und den gerichteten Anteil ausgeschlossenen Modi betrieben werden können. Jedoch ist die geometrische Größe und Aufbau der Öffnungen für jede von diesen Ulbricht-Kugeln verschieden, so dass für Farbstandards von unterschiedlichem Glanzgrad verschiedene experimentelle Ergebnisse für die Differenz ΔR = R(SPIN) – R(SPEX) erwartet werden müssen.
Um die verallgemeinerten Instrumentenprofile zu definieren, wurden zwei Sätze von matten Kalibrierungstafeln von unterschiedlichen Glanzgraden von zwei verschiedene Anstrichstoffsystemen hergestellt und auf allen drei Instrumenten gemessen. Beide Anstrichstoffsysteme geben Lösungsmittel-basierte Ausbesserungs-Lackmischungssysteme wieder, wobei die Anstrichstoffqualität 1 eine ausgeglichene Qualität und Anstrichstoffqualität 2 eine konzentrierte Qualität (Pasten) ist. Der Oberflächenglanz des gesamten Satzes von Kalibrierungstafeln wurde mit Hilfe eines micro TRI-Glanz Instruments von Byk-Gardner (siehe 3–5) charakterisiert.
Allgemeine Instrumentenprofile wurden zwischen einem integrierenden Kugel-Instrument und einem Glanz-Messgerät, was sich auf das Differenzspektrum ΔR = R(SPIN) – R(SPEX) bezieht, zu der bei den drei empfohlenen Glanz-Geometrien abgeleiteten Glanzinformation eingesetzt. Deshalb wurden vorzugsweise drei Instrumentenprofile erzeugt. Basierend auf an einem geeignet ausgewählten Satz von z. B. matten Kalibrierungstafeln von variablem Grad an Oberflächenglanz und unabhängigen Glanz-Messungen genommenen Ablesungen können Kalibrierungskurven (Profile) bezüglich des Differenzspektrums ΔR = R(SPIN) – R(SPEX) zu den bei den drei Standard-Messgeometrien erhaltenen Glanzwerten erzeugt werden. Diese Kalibrierungskurven sind unabhängig von der ausgewählten Anstrichstoffqualität (wenn die Qualität des Anstrichstoffs wie erwartet und brauchbar ist und er keine Pigmentteilchen in die Luft/Anstrichstoff-Grenzfläche integrieren wird) und nur von den optischen Einzelheiten und der Konfiguration der verwendeten Hardware (Spektrophotometer, Glanz-Messgerät) abhängen wird. Für jedes Paar von Instrumenten – Farb-Messinstrument und Glanz-Messinstrument – müssen individuelle Instrumentenprofile erzeugt werden.
Die in Schritt B2) erhaltenen Glanzwerte können anschließend auf verschiedenen Wegen verwendet werden. Die Glanzwerte können direkt, z. B. zum Vergleichen der Glanzwerte von verschiedenen Farbstandards verwendet werden. Sie können auch in anschließenden Verfahren verwendet werden, zum Beispiel können sie in einen Glanzprofilkonverter bezüglich Oberflächenglanz und Mattierungsmittelmenge gespeist werden, um die zum Abstimmen eines matten Solid-Farbstandards benötigte Mattierungsmittelmenge abzuleiten.
Die Menge an Mattierungsmittel entsprechend dem bestimmten Grad an Glanz von einem matten Solid-Farbstandard kann mit Unterstützung vorher angefertigter Kalibrierungskurven für ein verfügbares Farbstoffsystem bestimmt werden. Die Kalibrierungskurven wurden durch vorheriges Messen des Glanzgrads unter einem oder mehreren Glanzwinkeln auf Kalibrierungstafel-Sätzen, die unterschiedliche Mengen an Mattierungsmitteln enthalten und Auftragen des Glanzgrads als eine Funktion der Mattierungsmittel-Konzentration hergestellt.
Die bestimmte Menge an Mattierungsmittel kann dann gesondert ausgegeben werden oder die bestimmte Menge an Mattierungsmittel wird direkt geeigneterweise in ein vorher bestimmtes Farbrezept eingearbeitet. Im letzteren Fall wird die Menge an erhaltenem Mattierungsmittel mit dem Farbrezept kombiniert, wobei ein Farbrezept zum Abstimmen des matten Solid-Farbstandards gewonnen wird, wobei das Rezept die Beschaffenheit der farbgebenden Pigmente und die Konzentrationen davon und zusätzlich die Mattierungsmittelmenge enthält.
Somit kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung im Verlauf einer Standard-Rezept-Berechnung und in Schattierungs-Verfahren verwendet werden oder damit kombiniert werden.
Zum Beispiel kann ein Rezept für einen Farbstandard, der auf experimentell bestimmten Reflexionsspektren R(exp) basiert, durch gewöhnliche Rezept-Berechnungs-Verfahren berechnet werden, wobei das experimentell bestimmte Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil, das für den gerichteten Anteil korrigiert worden ist, unter Verwendung der optischen Materialparameter der Pigmente eines verfügbaren Farbstoffsystems für die Herstellung von Farbschattierungen abgestimmt wird, wobei ein Farbrezept gewonnen wird, das die Beschaffenheit der Pigmente und die Konzentration davon ausweist. Alternativ kann das experimentell bestimmte Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil, das für den gerichteten Anteil korrigiert worden ist, mit den Reflexionsspektren, die den Farbrezepten einer Farbrezept-Datenbank für Farbschattierungen zugeordnet worden sind, und Herausfinden aus der Farbrezept-Datenbank des Reflexionsspektrums, das dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) des Farbstandards am nächsten kommt, verglichen werden und das zugehörige Farbrezept kann identifiziert werden. Diese Verfahren verlaufen gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung von Pigmentdatenbanken, z. B. diskreten festen bzw. Solid-Pigment(farbiges Pigment)-Datenbanken oder Farbrezept-Datenbanken, die die erforderlichen optischen Materialparameter der Pigmente von den verfügbaren Farbstoffsystemen enthalten. Im Fall von matten Solid-Farbschattierungen ist es vorteilhaft, dass es möglich ist, auf Färbemittelsysteme oder Farbrezepte, wie sie zur Herstellung Glanzfarbschattierungen verwendet werden, zuzugreifen. Solche Verfahren werden zum Beispiel in EP 1 631 802 beschrieben.
Nützliche Mattierungsmittel umfassen herkömmliche Produkte, die dem Fachmann der Farbenentwicklung bekannt sind und im Allgemeinen kommerziell erhältlich sind. Die Mattierungsmittel können anorganisch oder organisch in der Beschaffenheit sein. Beispiele für anorganische Mattierungsmittel sind amorphes oder pyrogenes Siliziumdioxid, Kieselgele und Blattsilikate, zum Beispiel, Magnesiumsilikathydrat (Talkum). Die anorganischen Mattierungsmittel können in unbehandelter Form oder in einer Form vorliegen, die mit organischen Verbindungen, zum Beispiel mit geeigneten Qualitäten von Wachs, oder ebenfalls mit anorganischen Verbindungen oberflächenbehandelt wurde. Beispiele für organische Mattierungsmittel sind Al-, Zn-, Ca- oder Mg-Stearat, wachsartige Verbindungen, wie etwa zum Beispiel mikronisierte Polypropylenwachse, zusammen mit Harnstoff/Formaldehyd-Kondensationsprodukten.
Der Verfahrensfluss für die bekannten Ansätze zur Rezept-Berechnung von matten Farbschattierungen und der neue Ansatz der vorliegenden Erfindung wird in 6 angeführt, d. h. das bekannte Verfahren mit Messgeometrie 45°/0° mit Glanz-Messung; das bekannte Verfahren mit Messgeometrie d/8° ohne Glanz-Messung und ohne Gewinnen von Glanzwerten; und das Verfahren gemäß der Erfindung mit Messgeometrie d/8° und ohne Glanz-Messung, jedoch mit Gewinnen der Glanzwerte.
Es ist selbstverständlich, dass alle in dem Verfahren der Erfindung verwendeten Daten, zum Beispiel die vorher hergestellten Kalibrierungskurven, vorzugsweise in einer Datenbank gespeichert werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise auf allen Anwendungsgebieten verwendet werden, auf denen Glanzwerte der Farbstandards, z. B. matte Farbstandards, insbesondere matte feste Farbstandards, bestimmt werden müssen. Diese können zum Beispiel Anwendungen einschließen, bei denen matte Farbstandards, insbesondere matte Solid-Farbstandards, entwickelt werden müssen zum Beispiel bei Kraftfahrzeug- und industriellen Beschichtungs-Anwendungen. Bei Kraftfahrzeug-Beschichtungen kann das Verfahren für OEM-Beschichtungen sowie Ausbesserungs-Beschichtungen wie z. B. in Farb-Labors, in Werkstätten zur Ausbesserung von Anstrichstoffen, bei dem Anstrichstoff-Herstellungs-Verfahren und in der Standardisierung von Anstrichstoffen verwendet werden. Das Verfahren ist auf matte und glänzende Farbstandards von bekannter oder von unbekannter Pigmentierung anwendbar.
Der Hauptvorteil des Verfahrens der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein integrierendes Kugel-Spektrophotometer (d/8°-Spektrophotometer) zusätzlich zu der spektralen Information, Glanzinformationen für die drei Standard-Messgeometrien von typischen Glanz-Messvorrichtungen (20°, 60°, und 85°; siehe 3) erzeugen kann. Deshalb wird die Funktionalität des integrierenden Kugel-Spektrophotometers beträchtlich erweitert, da nun bei einer praktischen Anwendung, zum Beispiel bei in den Werkstätten zur Ausbesserung von Anstrichstoffen verwendeten Farb-Werkzeugen, das integrierende Kugel-Spektrophotometer das Glanz-Messgerät ersetzen kann, das bei diesem Typ der Anwendung benötigt wird, wenn mit einer kollimierten 45°/0°-Messgeometrie ausgestattete Spektrophotometer angewendet werden.
Zusätzlich können MAA = f(Glanz) Glanzprofile, basierend auf der so erhaltenen Glanzinformation, bestimmt werden. Die MAA = f(Glanz) Glanzprofile können für beide Typen von Farbmessungs-Instrumenten, Farbmessungs-Instrumente mit d/8°-Geometrie und Farbmessungs-Instrumente mit 45°/0°-Geometrie, verwendet werden. Im Allgemeinen kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung in jeder Anwendung verwendet werden, in der die Bestimmung von Reflektivitätsdaten und Glanzdaten erwünscht ist, z. B. bei der Bewertung von Bewitterungstests. Verfahrenszeiten können somit vermindert werden.
Diese Erfindung ist ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtungs-Zusammensetzung mit einem oder mehreren Mattierungsmitteln gerichtet. Das Verfahren kann die Schritte umfassen von:

i) Bereitstellen eines Farbstandards mit einem Glanzwert, bestimmt durch ein beliebiges der hierin offenbarten Verfahren;
ii) Bestimmen eines Farbrezepts für die Beschichtungs-Zusammensetzung, basierend auf dem Farbstandard; und
iii) Erzeugen der Beschichtungs-Zusammensetzung, basierend auf dem Farbrezept.

Insbesondere kann das Farbrezept Daten für die Menge von einem oder mehreren Mattierungsmitteln umfassen, die zur Herstellung der Beschichtungs-Zusammensetzung mit einem erwünschten Glanzwert erforderlich sind.
Der Farbstandard kann ein matter Solid-Farbstandard sein. Die Beschichtungs-Zusammensetzung kann eine OEM-Kraftfahrzeug-Beschichtungs-Zusammensetzung, eine Ausbesserungs-Beschichtungs-Zusammensetzung oder eine Kombination davon sein. Diese Offenbarung ist weiterhin auf eine Beschichtungs-Zusammensetzung gerichtet, hergestellt gemäß dem vorstehend offenbarten Verfahren.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung genauer:
Beispiele
Zwei Halbglanzfarbschattierungen von dem RAL 840-HR Register (RAL 3000, RAL 7005), die eine gut-akzeptierte und typische Sammlung von Farbstandards bei industriellen Anwendungen darstellen, wurden ausgewählt, um die Wirksamkeit des Verfahrens der Erfindung zu zeigen. Die Reflektivitäts-Funktionen der zwei ausgewählten Farbstandards wurden in dem sichtbaren Spektralbereich experimentell bestimmt. Das handelsübliche für die Farbenentwicklung verwendete Messinstrument war mit einer d/8°-Messgeometrie ausgestattet und konnte in den gerichteten Anteil eingeschlossenen (SPIN) und ausgeschlossenen (SPEX) Modi betrieben werden. Dies war das gleiche Farb-Messinstrument wie verwendet, um die Kalibrierungsfunktion zu bestimmen. Die Glanzwerte wurden unter Verwendung des gleichen handelsüblichen Glanz-Messgeräts bei den drei empfohlenen Winkeln von 20°, 60°, und 85°, die zum Bestimmen der Kalibrierungsfunktion verwendet wurden, gemessen. Die Kalibrierungskurve des Paars von verwendeten Instrumenten (Glanz-Messgerät = micro TRI-Glanz Instrument von Byk-Gardner; Farb-Messinstrument = SP64 von X-Rite) wird in 3 (3A–3C) gezeigt.
Beide Farbstandards wurden durch das Standard-Verfahren der Farbenentwicklung unter Verwendung eines Satzes von optischen Materialparametern (Wellenlängen-abhängige Streuungs- und Absorptions-Koeffizienten), abgeleitet von einem Satz von Glanz-Kalibrierungstafeln, verarbeitet. Nach Herausfinden der geeigneten Pigmentierung des optimierten Rezepts wird die Formulierung ausgesprüht, erneut gemessen und in weiteren Schritten (falls notwendig) unter Verwendung eines wirksamen Rezept-Korrekturalgorithmus korrigiert.
Tabelle I zeigt die experimentellen Ergebnisse (Farbe und Glanzinformation) der zwei Test-Farbstandards (RAL 3000 und RAL 7005). Die Farbstandards wurden in einer Lösungsmittel-basierten Ausbesserungs-Anstrichstoff-Linie für Personenkraftwagen (Standox 2K-acrylic) ausgearbeitet. In den drei Spalten, die den Oberflächenglanz angeben, sind die Glanzzahlen in fetten Buchstaben (zweite Reihe, jeweils) von dem verallgemeinerten Instrumentenprofil abgeleitet, während jene, angeführt in dem normalen Modus (erste Reihe, jeweils), mit Hilfe eines Glanz-Messgeräts experimentell bestimmt wurden.
(STD – Standard; R – Rezept; CR – korrigiertes Rezept).
Wie Tabelle I entnommen werden kann, konnte der Grad an Oberflächenglanz unter Verwendung der ausgewiesenen Kalibrierungsfunktion sehr genau angepasst werden, mindestens innerhalb der Grenzen, die durch die Standardabweichung, erhalten für die Modellfunktionen (siehe Tab. II), gesetzt werden.

Tabelle II zeigt die Standardabweichung (STDDEV), erhalten für die Modellfunktionen, wenn mit den experimentellen Daten bei allen drei Glanz-Bewertungsgeometrien für drei verschiedene Spektrophotometer abgestimmt. Dieses statistische Maß schätzt die erreichbare Genauigkeit des entsprechenden allgemeinen Instrumentenprofils. Wie aus Tab. II ersichtlich, ist die Leistung des Color-Eye 7000-Instrumentenprofils signifikant besser als jene, die für die anderen zwei Spektrophotometer bei den 20° und 60°-Bewertungsgeometrien erhalten wurde und etwas besser bei der 85°-Glanz-Geometrie. Die Leistung der SP64 und SF600-Instrumente ist sehr ähnlich, wobei die Standardabweichung bei der 20°-Glanz-Geometrie etwa zweimal so groß ist, verglichen mit den 60° und 85°-Glanzgeometrien. Im Hinblick auf die experimentelle Varianz der gemessenen Daten des ausgewählten Typs von Modellfunktion wird der Datensatz zu einem ausreichenden Grad von Genauigkeit beschrieben und kann übernommen werden, um die gemessenen ΔR-Differenzspektren zu Glanzwerten umzuwandeln. Tabelle I:

		L* ΔL*	a* Δa*	b* Δb*	C* ΔC*	h_ab ΔH*	ΔE* (76)	ΔE* (94)	Glanz (20°)	Glanz (60°)	Glanz (85°)
RAL 3000	STD	35,0	52,30	41,70	66,90	38,60	-	-	13,2 12,8	58,9 50,5	88,5 87,4
	1R	–0,07	0,51	0,73	0,85	0,25	0,89	0,26	25,1 3,1	34,6 25,7	78,9 66,8
	1CR	–0,14	0,22	0,68	0,60	0,39	0,73	0,29	36,8 15,5	77,1 53,9	95,3 89,3

RAL 7005	STD	44,9	–1,70	2,90	3,40	120,70	-		2,1 2,5	18,7 22,5	36,2 62,6
	1R	1,72	0,45	1,45	1,16	–0,98	2,29	2,29	1,7 1,3	15,6 14,2	50,9 47,6
	1CR	–1,25	0,11	–0,16	–0,19	–0,01	1,27	1,26	1,9 1,5	17,4 15,8	55,0 51,0
	2CR	0,47	0,04	–0,10	–0,10	0,01	0,48	0,48	3,2 3,2	24,9 26,1	58,6 67,4

Tabelle II:

Instrument	STDDEV
Instrument	20°	60°	85°
SP64	12,19	6,46	7,15
SF600	14,10	6,51	5,82
Color-Eye 7000	3,60	2,99	5,00

Claims

Verfahren zum Bestimmen des Glanzes eines Farbstandards, wobei das Verfahren die Schritte umfasst von: A) experimentelles Bestimmen von Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards, umfassend ein erstes Reflexionsspektrum und ein zweites Reflexionsspektrum, mit einem integrierenden Kugel-Farb-Messinstrument, wobei das erste Reflexionsspektrum erhalten wird bei (A1) d/8°-Geometrie oder 8°/d-Geometrie mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil, und das zweite Reflexionsspektrum erhalten wird bei (A2) d/8°-Geometrie oder 8°/d-Geometrie mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil, und B) Umrechnen bzw. Umwandeln der Reflexionsspektrendaten der experimentell bestimmten Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards zu Glanzwerten durch: B1) Erfassen eines Differenz-Reflexionsspektrums ΔR zwischen dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil (A1) und dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil (A2), und B2) Bestimmen der Glanzwerte, die dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR entsprechen, mit Unterstützung vorher angefertigter Kalibrierungskurven, die die funktionale Beziehung zwischen dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR und den unter einem oder mehreren Glanzwinkeln gemessenen Glanzwerten darstellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Farbstandard ein matter Solid-Farbstandard ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Farbpositionen X, Y, Z, oder L*, a*, b*, abgeleitet von den gemessenen Reflektivitätsspektren R(exp), oder getrennt gemessen, anstelle von oder zusätzlich zu den Reflexionsspektren verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Reflexionsspektren R(exp) mit einem Spektrophotometer mit d/8°-Messgeometrie oder mit 8°/d-Messgeometrie gemessen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Reflexionsspektren R(exp) über einen Wellenlängenbereich von 400–700 nm erfasst werden.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Farbenentwicklung, Standardisierung von Anstrichstoffen und Anstrichstoff-Herstellung.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in OEM-Kraftfahrzeug-Beschichtungen und Ausbesserungs-Beschichtungen.
Verwendung eines Farb-Messinstruments mit d/8°-Messgeometrie zum Bestimmen des Glanzes eines Farbstandards, wobei A) die Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards, umfassend ein erstes Reflexionsspektrum und ein zweites Reflexionsspektrum, mit dem Farb-Messinstrument mit d/8°-Messgeometrie experimentell bestimmt werden, wobei das erste Reflexionsspektrum erhalten wird bei (A1) d/8°-Geometrie mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil, und das zweite Reflexionsspektrum erhalten wird bei (A2) d/8°-Geometrie mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil, und wobei B) die Reflexionsspektrendaten der experimentell bestimmten Reflexionsspektren R(exp) des Farbstandards umgerechnet bzw. umgewandelt werden zu Glanzwerten durch: B1) Erfassen des Differenz-Reflexionsspektrums ΔR zwischen dem experimentell bestimmten Reflexionsspektrum R(exp) mit eingeschlossenem gerichtetem Anteil (A1) und dem Reflexionsspektrum R(exp) mit ausgeschlossenem gerichtetem Anteil (A2), und B2) Bestimmen der Glanzwerte, die dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR entsprechen, mit Unterstützung vorher angefertigter Kalibrierungskurven, die die funktionale Beziehung zwischen dem Differenz-Reflexionsspektrum ΔR und den unter einem oder mehreren Glanzwinkeln gemessenen Glanzwerten darstellen.
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtungs-Zusammensetzung mit einem oder mehreren Mattierungsmitteln, wobei das Verfahren die Schritte umfasst von: i) Bereitstellen eines Farbstandards mit einem Glanzwert, bestimmt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5; ii) Bestimmen eines Farbrezepts für die Beschichtungs-Zusammensetzung, basierend auf dem Farbstandard; und iii) Erzeugen der Beschichtungs-Zusammensetzung, basierend auf dem Farbrezept.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Farbstandard ein matter Solid-Farbstandard ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Beschichtungs-Zusammensetzung eine OEM-Kraftfahrzeug-Beschichtungs-Zusammensetzung, eine Ausbesserungs-Beschichtungs-Zusammensetzung oder eine Kombination davon ist.