ES2217355T3

ES2217355T3 - Procedimiento para adaptar la formulacion de un color.

Info

Publication number: ES2217355T3
Application number: ES97115408T
Authority: ES
Inventors: Wilhelm Dr. Kettler; Matthias Dr. Kolb; Albert Tacke
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2004-11-01
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: DE19636774A1; DE19636774C2; EP0828144A2; EP0828144B1; CA2214932C; JP3996677B2; EP0828144A3; CA2214932A1; ATE268467T1; PT828144E; JPH10101974A; AU726036B2; DE59711684D1; AU3688197A; US5929998A

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA LA ADAPTACION DE UNA FORMULA COLORIMETRICA A UNA MUESTRA DE TINTE EN EL CAMPO DEL RECUBRIMIENTO SUPERFICIAL QUE DA COLOR Y/O EFECTO. LA SUPERFICIE DE REFLEXION DE UN TINTE A REAJUSTAR DE UNA CAPA SUPERFICIAL TEÑIDA SE RECOGE PARA LA MEDIDA CON UN FOTOMETRO GONIOESPECTRAL A LO LARGO DEL ESPECTRO VISIBLE CON VARIACION DEL ANGULO DE MEDIDA. A PARTIR DE LOS FACTORES DE REFLEXION O DE LOS FACTORES DE DENSIDAD DE RADIACION MEDIDOS SE CALCULAN LOS CORRESPONDIENTES VALORES COLORIMETRICOS Y/O LOS VECTORES DERIVADOS DE ELLOS EN LA CAMARA COLORIMETRICA CIELAB. A CONTINUACION, CON AYUDA DE UN BANCO DE DATOS DE FORMULAS COLORIMETRICAS A LA VISTA DE LOS ESPECTROS DE REFLEXION O DE LOS VALORES COLORIMETRICOS DEDUCIDOS DE ELLAS, SE IDENTIFICAN LAS FORMULAS COLORIMETRICAS Y/O LOS TINTES QUE EN SUS PROPIEDADES DE REFLEXION SON LOS MAS PARECIDOS A LA MUESTRA DE TINTE MEDIDA. UNA MATRIZ DE EFECTO DETERMINADA POR CALCULO PERMITE MINIMIZAR LA DIFERENCIA DE COLORIMETRICA RECOGIDA EN FUNCION DEL ANGULO ENTRE EL TINTE TEORICO, ES DECIR, EL QUE SE DESEA AJUSTAR, Y EL TINTE REAL, O SEA EL TINTE CORRESPONDIENTE A LA FORMULA SIGUIENTE EN EL BANCO DE DATOS DE FORMULAS COLORIMETRICAS, MEDIANTE UN ALGORITMO DE NORMALIZACION DE FUNCIONES TENIENDO EN CUENTA CONDICIONES SECUNDARIAS EN EL SENTIDO DE LA NORMA L SUB,2}, Y GENERAR UNA FORMULA COLORIMETRICA CORREGIDA.

Description

Procedimiento para adaptar la formulación de un color.

La invención se refiere a un procedimiento para adaptar la formulación conocida de referencia de un color a una muestra de un tono de color que difiere de la misma, en el campo del revestimiento de superficies que dan color y/o efectos, que puede aplicarse especialmente en la pintura de reparación de vehículos y partes de vehículos, así como para la corrección de las mezclas básicas de producción en la producción de pinturas.

En los talleres de pintura y en la industria de la pintura es habitual y necesario tener que ajustar un tono de color determinado, con la pintura a aplicar, de manera correspondiente a una muestra de un tono de color. En el caso de la muestra de un tono de color puede tratarse, por ejemplo, de una carrocería de un vehículo, en la que debe retocarse un desperfecto de la pintura, o de una pintura a producir con un tono de color determinado en la producción. En el taller de pintura, el encargado de pintar tiene a su disposición generalmente, para la pintura de reparación, un banco de mezclado con un gran número de pinturas compuestas o pastas de colores, a partir de las cuales puede preparar con ayuda de formulaciones de colores o de fórmulas de mezclado el tono de color original del vehículo. Sin embargo, debido a diferentes influencias externas, en muchas ocasiones el vehículo o la parte de la carrocería difieren en su efecto de color del tono de color original. El encargado de pintar tiene entonces la tarea de adaptar el tono de color original, que prepara, por ejemplo, mediante una fórmula de mezclado, al tono de color del vehículo o la parte de la carrocería a reparar, con la menor cantidad de pasos de matización posibles. La adaptación tiene lugar mediante una variación leve pero crítica de las cantidades de pigmentos indicadas en la fórmula de mezclado. Este proceso de matización con adaptación visual de color lo puede realizar de manera tradicional únicamente el personal técnico bien formado y entrenado y es, hoy en día, el modo de trabajo habitual en muchos talleres de pintura.

No obstante, el procedimiento de matizado llevado a cabo visualmente ha sido apoyado en los últimos años de forma creciente por medio de aparatos para la caracterización instrumental de pinturas o mezclas de pigmentos. Además de los denominados colorímetros, hoy en día se utilizan preferiblemente los espectrofotómetros, con los que se pueden registrar con mediciones técnicas las propiedades de reflexión de superficies pintadas en la zona espectral visible, para un ángulo predeterminado de iluminación y observación.

A partir de la convolución del factor de reflexión medido con un tipo de luz, y una de las tres funciones del valor triestímulo del espectro estándar respectivamente, pueden obtenerse todos los componentes del vector correspondiente de los valores triestímulo estándar. Para las pinturas sin pigmentos de efecto, el factor de reflexión, sin tener en cuenta el ángulo de Bragg, y con ello también el vector correspondiente en el espacio de color, es independiente de la elección del ángulo de iluminación y observación. Con ello, para estas denominadas lacas lisas es suficiente una geometría de mediciones para la caracterización completa de sus propiedades de reflexión.

El documento US-3.601.589 A describe un procedimiento asistido por ordenador para la formulación de revestimientos químicos unicolor, sin pigmentos de efecto. En él, con un espectrofotómetro se determinan los espectros de reflexión de revestimientos con diferentes pigmentos o mezclas de pigmentos. Los parámetros ópticos materiales de los pigmentos o de las mezclas de pigmentos respectivos están grabados en un banco de datos, con cuya ayuda pueden calcularse formulaciones de colores según el modelo de Kubelka-Munk, independientemente del ángulo.

Sin embargo, muchas pinturas contienen sustancias que dan efecto, en forma de plaquita, de difusión intensamente anisótropa, como por ejemplo pigmentos de aluminio, de interferencia, de cristal líquido, pigmentos holográficos o dióxido de titanio micronizado, que confieren efectos estéticos tornasolados especiales al revestimiento. La impresión de color perceptible de una pintura de este tipo varía con el ángulo de observación (transición de claridad y/o color). Debido a que el factor de reflexión varía en estas pinturas con el ángulo de iluminación u observación, ya no es suficiente una geometría de mediciones para su caracterización instrumental. Para este caso de aplicación se ha impuesto el uso de espectrogoniofotómetros, con los que puede medirse en función del ángulo y de la longitud de onda una superficie de reflexión suficientemente grande, adaptada a la aplicación respectiva, bajo varias geometrías diferentes de mediciones. La información obtenida puede consultarse entonces para el soporte instrumental, en el caso de la adaptación de tonos de color con efecto a una muestra de un tono de color de referencia.

En lo anterior se procede de manera que, en primer lugar, se determinan los efectos de las variaciones de concentración de los pigmentos individuales sobre los factores de reflexión o de las cifras métricas colorimétricas derivadas de ello y mediante esta información se calcula entonces cómo deben variarse las cantidades de pigmentos para adaptar al tono de color deseado. La desventaja de estos métodos de corrección consiste en que los efectos de las variaciones de concentración de los pigmentos individuales sobre los factores de reflexión deben determinarse para cada formulación experimentalmente. Esto conduce a un gran esfuerzo para la matización, intenso en tiempo, lo que, por ejemplo en un taller de pintura, tiene un efecto negativo sobre el paso de vehículos por unidad de tiempo y reduce considerablemente la efectividad. En la producción de pintura, con este método para la corrección de mezclas básicas de producción, resultan tiempos de producción significativamente más largos.

Por tanto, la tarea de la presente invención era proporcionar un procedimiento para la corrección o la adaptación de formulaciones de color de referencia a una muestra determinada de un tono de color, por ejemplo una parte de una carrocería a retocar o una pintura líquida a producir, con un tono de color predeterminado de manera fija, que minimice el esfuerzo de matización y posibilite, sin un gran gasto de tiempo, una adaptación ópticamente aceptable de una formulación de color a un tono de color a retocar o a corregir.

La tarea se soluciona mediante un procedimiento de corrección, en el que, previamente al proceso de corrección y por medio de cálculos que se basan en los parámetros materiales ópticos determinados a partir de una tabla de calibración para una formulación predeterminada, se determina la matriz de efecto colorística, que describe el desarrollo de la concentración de la posición del color en el espacio de color, en los ángulos registrados con mediciones técnicas.

El procedimiento de corrección según la invención, está caracterizado porque

1): en un primer paso, la superficie de reflexión de un tono de color a ajustar de un revestimiento de superficie coloreado se registra con mediciones técnicas con un espectrogoniofotómetro, en la zona espectral visible y variando el ángulo de medición,

2): a partir de los factores de reflexión o los factores de radiancia medidos, se calculan los correspondientes valores triestímulo estándar o los vectores que se derivan de ello, en el espacio de color CIELAB,

3): a continuación, a partir de un banco de datos de formulaciones y mediante los espectros de reflexión o las cifras métricas colorimétricas derivadas de ello, se identifican aquellas formulaciones o aquellos tonos de color que sean más parecidos a la muestra medida de un tono de color, en cuanto a sus propiedades de reflexión o a las propiedades derivadas de ello,

4): con ayuda de una matriz de efecto preparada previamente por cálculos, se minimiza la diferencia de color, dependiente del ángulo y registrada con mediciones técnicas, entre el tono de color teórico (tono de color a ajustar) y el tono de color real (tono de color correspondiente a la formulación más cercana del banco de datos de formulaciones) mediante un algoritmo de cálculo para la minimización de la función, teniendo en cuenta las condiciones secundarias en el sentido de la norma L_{2}, y se prepara una formulación corregida, con lo que la matriz de efecto se prepara

a): determinando experimentalmente las superficies de reflexión para cada pigmento en que se basan las formulaciones del banco de datos de formulaciones, con un espectrogoniofotómetro, en la zona espectral requerida, con varios ángulos, mediante una tabla de calibración,

b): determinando los parámetros materiales ópticos para cada pigmento en que se basan las formulaciones del banco de datos de formulaciones, mediante la adaptación de la ecuación de transporte radiativo a las superficies de reflexión determinadas experimentalmente y

c): determinando por cálculos, para todas las formulaciones del banco de datos de formulaciones, la matriz de efecto colorística, que describe el efecto colorístico en el espacio de reflexión o el espacio de color en función del ángulo y para concentraciones de pigmentos variadas, con ayuda de la ecuación de transporte radiativo y grabándola en el banco de datos de formulaciones.

Ventajosamente, de manera correspondiente a la formulación corregida se producen una pintura y/o un revestimiento de superficies como muestra de referencia y se repite el procedimiento según la invención utilizando la muestra de referencia como tono de color real frente al tono de color teórico.

En el caso de diferencias restantes de color tolerables entre la muestra de tono de color y la muestra de referencia puede utilizarse la formulación corregida para la reparación. En el caso de diferencias restantes de color no tolerables, la muestra de referencia (por ejemplo, la chapa revestida) del último paso de corrección se mide con un espectrogoniofotómetro y se dota de la formulación correspondiente. La chapa corregida ocupa ahora el lugar de la formulación real, a la que se asigna la matriz de efecto de la formulación de partida para el siguiente paso de corrección, que se realiza entonces con estos nuevos datos.

Ventajosamente, el procedimiento según la invención se repite varias veces, con lo que la muestra de referencia del ciclo de procedimiento anterior se utiliza, respectivamente, como tono de color real del ciclo de procedimiento siguiente.

Las superficies de reflexión de la muestra de tono de color determinadas en 1) se registran con mediciones técnicas con un espectrogoniofotómetro. En lo anterior, la geometría de mediciones es la misma, tal como se describe a continuación en detalle para el caso de la preparación de la matriz (4a) de efecto. Por ejemplo, en cuanto a la muestra de tono de color a medir puede tratarse de una parte de una carrocería o de una pintura líquida.

A continuación, a partir de los factores de reflexión medidos de la muestra de tono de color se calculan los tríos de los correspondientes valores triestímulo estándar o los valores triestímulo derivados de ello en el espacio de color CIELAB.

El sistema de corrección se basa en un banco de datos de formulaciones que contiene las formulaciones o las fórmulas de mezclado preparadas para todas las muestras de tonos de color conocidas. Además, el banco de datos contiene las correspondientes superficies de reflexión o las cifras métricas colorimétricas calculadas a partir de ello, para cada tono de color. Una comparación de las superficies de reflexión medidas en la muestra de tono de color a ajustar, o de las cifras métricas colorimétricas derivadas de ello, con las superficies de reflexión, o las cifras métricas colorimétricas, grabadas en el banco de datos de formulaciones, produce un número de n formulaciones (n es, por ejemplo, de 1 a 5) que se acercan más a la muestra de tono de color. Entonces, a partir de ello puede seleccionarse la verdadera formulación de referencia a corregir, teniendo en cuenta otros criterios.

El contenido de información de la matriz de efecto de la formulación de referencia, determinada previamente y grabada en el banco de datos, se utiliza ahora para simular el proceso de matización en el ordenador y para matizar la formulación de partida en la dirección de la muestra de tono de color.

A continuación se explicará en detalle cómo se determina detalladamente la matriz de efecto preparada previamente.

Un requisito para la preparación de la matriz de efecto es el conocimiento de los parámetros materiales ópticos de todas las pinturas compuestas o todos los pigmentos que forman un sistema de color (pintura).

Los parámetros materiales ópticos se determinan mediante la adaptación de la ecuación de transporte radiativo en el sentido de la norma L_{2} a los factores de reflexión o los factores de radiancia determinados experimentalmente para cada pigmento.

En el caso de los pigmentos lisos, la aproximación conocida de Schuster/Kubelka/Munk de la ecuación de transporte radiativo es completamente suficiente. En el marco de esta aproximación de 2 flujos puede derivarse una simple relación entre la reflexión R de una capa de pintura opaca y las propiedades de absorción (K) y difusión (S) de los pigmentos contenidos en esta capa:

R=\alpha r_{ext}+ \frac{(1-r_{ext})(1-_{int})R_{\infty}}{1-r_{int}R_{\infty}}

con

R_{\infty} =1+\frac{K}{S}-\sqrt{\left(1+\frac{K}{S}\right)^{2}-1}

Los coeficientes de reflexión externo (r_{ext}) e interno (r_{int}) corrigen los efectos de reflexión (corrección de Saunderson), que tienen lugar en la superficie de separación aire/pintura. El parámetro \alpha debe ser 1 en el caso de la influencia del brillo y 0 en el caso de la eliminación del brillo. Los coeficientes de difusión y absorción están compuestos aditivamente por los valores individuales de las diferentes especies de pigmentos, ponderados con la concentración c_{1} correspondiente:

K= \sum\limits^{N}_{i=1}c_{i}K_{i}

\hskip3cm

S= \sum\limits^{N}_{i=1}c_{1}S_{1}

Estos parámetros materiales específicos de los pigmentos, y dependientes de la longitud de onda, deben determinarse experimentalmente por medio de una tabla de calibración.

Sin embargo, para describir la indicatriz de reflexión de los tonos de color con efecto no es suficiente este modelo de 2 flujos. En este caso, al menos debe solucionarse con una aproximación suficiente la forma de la ecuación de transporte radiativo no dependiente del acimut

\mu\frac{dI(x, \mu)}{dx}=-(x+\sigma)/(x, \mu)- \frac{\sigma}{2}\int\limits^{1}_{-1}\rho(\mu, \mu')/(x, \mu')d\mu'+\frac{\sigma}{4_{\pi}}I_{0}\rho(\mu_{1}-\mu_{0})e^{-(x+\sigma)x/\mu_{0}}

o un modelo teórico de validez más general para la descripción de la difusión de radiación en medios pigmentados. Ésta vincula la intensidad I(x, \mu) de la radiación en la profundidad x geométrica con los parámetros materiales ópticos de los pigmentos. Aquí, además de los coeficientes de absorción (\kappa) y de difusión (\sigma), debe determinarse la función \rho(\mu, \mu') de fases, que describe la dependencia del ángulo de la difusión de la luz en las partículas individuales de los pigmentos, siendo válido \mu=cos\theta (\theta = ángulo de difusión). También la función de fases está compuesta aditivamente por los aportes individuales, ponderados con la concentración de pigmento correspondiente. Nuevamente, el coeficiente de absorción, el coeficiente de difusión y la función de fases deben determinarse experimentalmente por medio de una tabla de calibración. Si se conocen estos valores materiales, para todas las geometrías de mediciones puede calcularse cuantitativamente el comportamiento de reflexión de cualquier pintura pigmentada opaca, con ayuda de la ecuación de transporte radiativo.

Los parámetros materiales ópticos describen las propiedades de los pigmentos, tal como están dispersos en el sistema aglutinante respectivo. Son dependientes de la longitud de onda y deben determinarse para cada longitud de onda deseada. En el caso más simple, para cada pigmento se prepara un conjunto específico de tablas de calibración ópticamente opacas y se mide el factor de reflexión o el factor de radiancia con diferentes geometrías de iluminación y observación, en la zona espectral de interés, con un espectrogoniofotómetro. Entonces, los parámetros materiales se determinan mediante la adaptación de la ecuación de transporte radiativo, en el sentido de la norma L_{2}, a estos datos experimentales.

Para registrar con mediciones técnicas las superficies de reflexión puede utilizarse un espectrogoniofotómetro fijo o portátil, con geometría de mediciones simétrica o asimétrica. El intervalo del ángulo de observación a cubrir, se rige según la aproximación utilizada respectivamente para la ecuación de transporte radiativo. Pueden utilizarse tanto aparatos con modulación de iluminación, como también de observación (véase la figura (1)). En el caso de la geometría de mediciones simétrica se ilumina (observa) perpendicular a la superficie de la muestra y se observa (ilumina) con diferentes ángulos \theta polares (0º < \theta < 90º). En ello, la abertura del sistema óptico de iluminación y observación no debería elegirse demasiado grande. De manera alternativa, en el caso del uso de una geometría de mediciones asimétrica puede iluminarse (observarse), por ejemplo, con un ángulo polar de 45º y seleccionarse para la observación varios ángulos \epsilon del intervalo 0º < \epsilon < 90º, con lo que \epsilon debe entenderse como ángulo de diferencia respecto al ángulo de Bragg (véase la figura (1)).

Para determinar la matriz de efecto colorística se varían levemente las cantidades de los componentes de la formulación (N pigmentos), para una formulación predeterminada, en cuanto a su concentración teórica y se calcula el efecto colorístico correspondiente en el espacio de reflexión o en el espacio de color CIELAB, que depende del ángulo (M ángulos) y mediante los parámetros materiales ópticos. Es decir, los efectos de las variaciones de concentración de los componentes de la formulación, cuyos parámetros materiales se conocen, pueden calcularse como efectos en el espacio de color o espacio de reflexión.

El procedimiento de corrección según la invención se basa en desarrollar una función que describe la colorística de una formulación de color, en una serie de Taylor en torno al punto teórico, hasta el primer grado, y en utilizar esta información para poder matizar una formulación de referencia hacia una formulación de muestra que difiere del punto teórico. Aquí, los valores de reflexión medidos, o las cifras métricas colorimétricas derivadas de ello, son apropiados como funciones, como, por ejemplo, el trío de las coordenadas de color en el sistema de referencia colorimétrico CIE o en el espacio de color CIELAB.

Según la 3ª ley de Grassmann, entre los colores existen siempre transiciones continuas. Por consiguiente, una función de mezclado en el espacio de color o espacio de reflexión puede desarrollarse siempre en una serie de Taylor. En general, esta función f de mezclado es una función vectorial, cuyo desarrollo en serie puede representarse en notación de componentes por medio de

f_{1}{}^{(k)} (c) \cong f_{1}{}^{(k)} (c_{0})+ \sum\limits^{N}_{i=1} \Delta c_{i}\frac{\partial f_{1}{}^{(k)} (c_{0})}{\partial c_{i}}+\frac{1}{2} \sum\limits^{N}_{l=1}\sum\limits^{N}_{m=1}\Delta c_{1}\Delta c_{m}\frac{\partial^{2}f_{1}{}^{(k)} (c_{0})}{\partial c_{1}\partial c_{m}}+...

f_{2}{}^{(k)} (c) \cong f_{2}{}^{(k)} (c_{0})+ \sum\limits^{N}_{i=1}\Delta c_{i}\frac{\partial f_{2}{}^{(k)} (c_{0})}{\partial c_{i}}+\frac{1}{2} \sum\limits^{N}_{l=1}\sum\limits^{N}_{m=1}\Delta c_{1}\Delta c_{m}\frac{\partial^{2}f_{2}{}^{(k)} (c_{0})}{\partial c_{1}\partial c_{m}}+...

f_{M}{}^{(k)} (c) \cong f_{2}{}^{(k)} (c_{0})+ \sum\limits^{N}_{i=1}\Delta c_{i}\frac{\partial f_{M}{}^{(k)} (c_{0})}{\partial c_{i}}+\frac{1}{2} \sum\limits^{N}_{l=1}\sum\limits^{N}_{m=1}\Delta c_{1}\Delta c_{m}\frac{\partial^{2}f_{M}{}^{(k)} (c_{0})}{\partial c_{1}\partial c_{m}}+...

El índice (k) elevado caracteriza la geometría de mediciones respectiva (máximo K ángulos) y c o c_{0} los vectores de concentración de N componentes de una formulación. En el caso del uso de dimensiones colorimétricas, los M componentes de la función de mezclado están formados por el trío (M=3) de función

1

El anterior argumento de continuidad para mezclas de colores puede utilizarse directamente también para la indicatriz de reflexión, dado que entra en el funcional del valor triestímulo estándar. Por tanto, si para la corrección se utiliza el espectro de reflexión medido, el vector de la función de mezclado está dado por

2

En representación vectorial y considerando todos los términos hasta el primer orden, estas ecuaciones pueden expresarse mediante la relación

\delta f^{(k)} =f^{(k)} (c)-f^{(k)} (c_{0})\cong W^{((k)} \Delta c

en la que

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representa la denominada matriz de efecto y

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el vector de las desviaciones de concentración alrededor del punto c_{0} teórico. Puede generarse por cálculos para cada formulación predeterminada, con ayuda de los parámetros materiales ópticos conocidos de un sistema de pinturas compuestas, a partir de la solución de la ecuación de transporte radiativo. Con este objetivo se varían levemente las cantidades de los componentes de la formulación (N pigmentos) en su concentración teórica, se determina el efecto colorístico correspondiente en el espacio de reflexión o en el espacio de color, en función del ángulo (M ángulos), y la información obtenida se graba en el banco de datos como perteneciente a la formulación correspondiente.

El contenido de información de la matriz de efecto puede utilizarse entonces inmediatamente, o en un momento posterior cualquiera, para matizar una formulación de referencia hacia un punto de muestra que difiere del punto de referencia. Sin embargo, este punto de muestra puede distar del punto de referencia únicamente tanto que el intervalo de validez de la aproximación utilizada no pueda excederse y las correlaciones de los componentes de matización puedan despreciarse entre sí. En el sentido de la corrección de formulación, el vector f^{(k)}(c_{0}) describe la colorística de la formulación original o de referencia para la geometría k de mediciones, mientras que F^{(k)}(c) representa, a modo de ejemplo, la parte de la carrocería medida o la pintura líquida medida (formulación teórica). Mediante la modificación del vector c de concentración de pigmento debe minimizarse la diferencia \deltaf^{(k)} entre el tono de color teórico y el de referencia. Con este objetivo debe determinarse el mínimo de la función del error cuadrático

\phi = \sum\limits^{kI}_{k=1}\rho_{k}\sum\limits^{M}_{i=1} \left\{\delta f_{i}{}^{(k)}-\sum\limits^{N}_{j=1}\Delta c_{1}\frac{\partial f_{i}{}^{(k)}(c_{0})}{\partial c_{j}}\right\}^{2}= min

con la condición límite de que los valores de adición c_{1} siempre sean positivos. Además, con el factor p_{k} puede realizarse una ponderación en función del ángulo. Estas cantidades de adición calculadas se utilizan para la formulación de referencia, que, a continuación, se convierte nuevamente al 100%.

Por consiguiente, se dispone de una formulación de color corregida.

De esta manera, mediante cálculos previos, es decir, sin afectar el propio procedimiento de pintura o el paso de matización en la producción de pintura, se determinan las matrices de efecto para todas las formulaciones de un banco de datos de formulaciones de color y los resultados obtenidos se graban en el banco de datos de formulaciones de color. Por tanto, el encargado de pintar o el trabajador en la producción obtiene muy rápidamente in situ, en el ordenador, la información necesaria para la corrección de la formulación.

A continuación, por medio de la formulación corregida se prepara una muestra de referencia. Por ejemplo, una pintura producida según la formulación de color corregida se aplica, a modo de ejemplo, sobre una chapa de referencia, y se compara visualmente, o con mediciones técnicas, con la parte de la carrocería a reparar. O se mide una pintura producida según la formulación corregida como muestra líquida y se compara con mediciones técnicas con la pintura líquida de referencia. En el caso de diferencias restantes de color tolerables puede utilizarse la formulación corregida. Si la adaptación del tono de color aún no es aceptable o los valores de reflexión medidos no coinciden aún de manera suficiente, pueden realizarse a continuación uno o varios de los pasos de corrección descritos anteriormente.

Con el procedimiento de corrección según la invención es posible, por ejemplo, en un taller de pintura o en la producción de pinturas, minimizar el esfuerzo de matización intenso en tiempo y producir en un tiempo relativamente corto un tono de color bien adaptado a una muestra de color, por ejemplo, a una parte de la carrocería o un tono de color a preparar en la producción. En lo anterior, puede evitarse in situ, es decir, a modo de ejemplo, en el taller de pintura o en la producción de pinturas, el paso intenso en cuanto a cálculos de calcular la formulación de color, especialmente para tonos de color con efecto. La parte intensa en cuanto a cálculos de la preparación de la matriz de efecto para formulaciones predeterminadas se realiza ya previamente. En el taller de pintura o en la producción de pinturas debe realizarse únicamente el esfuerzo numérico mínimo para la corrección de la formulación.

Otra ventaja del procedimiento de corrección según la invención consiste en que puede utilizarse para cualquier tipo de pigmentos (por ejemplo, pigmentos de absorción con forma de plaquita, microdióxido de titanio, pigmentos metálicos, pigmentos de interferencia, pigmentos de cristal líquido, pigmentos holográficos). Precisamente para la corrección de formulación de pigmentos con efecto, hasta el momento era necesario un inmenso esfuerzo en cuanto al tiempo y a los cálculos técnicos, en comparación con las formulaciones de pigmentos lisos. El uso de los detallados parámetros materiales ópticos de los pigmentos, que se determinan con ayuda de la ecuación de transporte radiativo a partir de una tabla de calibración, posibilita en el caso del procedimiento de corrección según la invención, en el caso de tonos de color con efecto, la consideración exacta de la marcada dependencia del ángulo en el factor de reflexión.

La invención se describe a continuación en detalle mediante el dibujo y los ejemplos.

Las figuras muestran:

La figura 1: condiciones geométricas para la caracterización instrumental de las propiedades de reflexión de revestimientos de superficies. Pueden utilizarse dispositivos de medición modulados por receptor (izquierda) o iluminación (derecha) o una combinación de ambos.

La figura 2: factor de reflexión de un tono de color amarillo con efecto, como función de la longitud de onda y del ángulo, en el caso de un ángulo de radiación constante (geometría de mediciones modulada por el receptor).

La figura 3: variación del ángulo de los componentes del vector (L*, a*, b*) de color en el espacio de color CIELAB para la formulación de referencia, la formulación teórica y la formulación teórica corregida, para el ejemplo, mostrado en la figura 2, de la indicatriz de reflexión de un tono de color amarillo con efecto.

La figura 4: factor de reflexión de un tono de color verde con efecto, como función de la longitud de onda y del ángulo, en el caso de un ángulo de radiación constante (geometría de mediciones modulada por el receptor).

La figura 5: variación del ángulo de los componentes del vector (L*, a*, b*) de color en el espacio de color CIELAB para la formulación de referencia, la formulación teórica y la formulación teórica corregida, para el ejemplo, mostrado en la figura 4, de la indicatriz de reflexión de un tono de color verde con efecto.

Tabla I: recopilación de los datos (componentes con las concentraciones y las cifras métricas colorimétricas correspondientes) para el ejemplo, mostrado en las figuras 2 y 3, de la corrección de la formulación de un tono de color amarillo con efecto.

Tabla II: Recopilación de los datos (componentes con las concentraciones y las cifras métricas colorimétricas correspondientes) para el ejemplo, mostrado en las figuras 4 y 5, de la corrección de la formulación de un tono de color verde con efecto.

Para demostrar la capacidad de rendimiento del procedimiento de corrección se presentan, a modo de ejemplo, dos ejemplos de mediciones actuales en muestras reales con diferencias de color específicas, de diferentes dimensiones, entre la formulación de referencia y la formulación teórica (parte de la carrocería). Los datos recopilados son típicos para la práctica de la reparación, contienen los mismos pigmentos, aunque con diferentes relaciones de cantidades. Para una formulación (formulación de referencia) se determinó por cálculo la matriz de efecto, con ayuda de los datos ópticos de calibración. Como funciones se utilizaron las cifras (L*(\theta), a*(\theta), b*(\theta) métricas colorimétricas, debido a la mejor claridad. La matriz de efecto para la formulación de referencia y las diferencias (\DeltaL*(\theta), \Deltaa*(\theta), \Deltab*(\theta)) específicas de color medidas entre la formulación de referencia y la formulación teórica se utilizaron para calcular las modificaciones de concentración necesarias para la formulación de referencia, para matizar la formulación de referencia en la dirección de la formulación teórica.

Como sistema de pinturas se utilizó un sistema de dos capas convencional (estructura pintura de base-pintura transparente), para cuya pintura compuesta se disponía de todos los parámetros materiales ópticos de la ecuación de transporte radiativo determinados experimentalmente a través de una tabla de calibración y necesarios para la corrección. Todas las superficies de reflexión (tabla de calibración y ejemplos) se realizaron con un espectrogoniofotómetro portátil X-Rite MA68, que ilumina las muestras con un ángulo de 45º y observa la radiación reflejada con un ángulo de 15º, 25º, 45º, 75º y 110º. No obstante, el ángulo de 110º puede aprovecharse únicamente para la asignación del tono de color y no para el procedimiento de corrección. El factor de reflexión de un tono de color se midió experimentalmente en la banda espectral de 400 nm = \lambda = 700 nm, con intervalos de 20 nm y se interpoló a una distancia de puntos de base de 10 nm. A partir de los espectros de reflexión en función del ángulo medidos se calcularon los componentes del radiovector (\DeltaL*(\theta), \Deltaa*(\theta), \Deltab*(\theta)) correspondiente en el espacio de color CIELAB.

Ejemplo 1

En el primer ejemplo, en el que las diferencias de color específicas entre la formulación de referencia y la formulación teórica son muy grandes, se utilizó, como componente que da efecto, un pigmento convencional de aluminio, en combinación con cuatro componentes de colores (pigmentos de absorción habituales), que con la relación de mezclado predeterminada conducen a un tono de color amarillo. Además, la formulación contiene un medio de mateado, que aunque no contribuye por sí mismo a la coloración, por medio de la perturbación de la orientación de los pigmentos de aluminio tiene una influencia indirecta sobre el curso angular de la superficie de reflexión. La formulación de referencia asignada a la formulación teórica debe matizarse hacia la formulación teórica, con lo que los componentes están predeterminados de manera fija por medio de la formulación de referencia. A esta formulación de referencia está asignada una matriz de efecto, cuyo contenido de información se aprovecha para el paso de la corrección en sí. En el campo de la pintura de reparación, la formulación teórica corresponde a una parte de la carrocería a reparar, mientras que en el campo de la producción la formulación teórica corresponde a un estándar a conseguir, hacia el que debe matizarse un mezclador que contiene la formulación preparada. Todos los componentes de la formulación de referencia deben modificarse en mayor o menor medida, para poder ajustar el tono de color teórico. Todos los resultados esenciales del proceso de corrección, tal como los componentes actuales de la formulación con sus concentraciones (formulación de referencia, teórica y corregida), las cifras métricas colorimétricas (experimentales) de la formulación de referencia y las diferencias de color originales específicas (experimentales) entre la formulación teórica y la real, están recopilados en la tabla 1. Como puede deducirse de estos datos, no sólo se modifican los componentes debidos, sino que la dirección y la dimensión de la corrección para la formulación de referencia coinciden notablemente con los valores esperados. La figura 3 muestra las cifras métricas específicas experimentales de color de la formulación de referencia, teórica y corregida. Aquí también queda claro gráficamente, que el paso de corrección ha disminuido considerablemente las diferencias de color originales específicas. El primer paso de corrección aproxima la formulación de referencia a la formulación teórica, tanto que la diferencia de color restante que permanece puede compensarse sin problemas, en el caso de la reparación de partes de carrocerías, mediante la adaptación de los parámetros de aplicación.

Ejemplo 2

En comparación con el primer ejemplo, en este segundo ejemplo de un tono de color verde con efecto, las diferencias de color específicas entre la formulación de referencia y la teórica son marcadamente menores. Sin embargo, aquí se ha utilizado como sustancia que da efecto una mezcla de dos pigmentos verdes de interferencia con base de mica, con diferente distribución de tamaños de las partículas, y de un pigmento de aluminio revestido con Fe_{2}O_{3}. Además, la formulación contiene otros tres pigmentos de colores y un medio de mateado. Como en el primer ejemplo, se corrigen nuevamente los componentes debidos de la formulación real, con lo que la dirección y la dimensión coinciden muy bien con los valores esperados. Todos los resultados esenciales del proceso de corrección, tal como la pintura compuesta utilizada actualmente con sus concentraciones, así como las cifras métricas colorimétricas experimentales, pueden tomarse de la tabla II. Además, las cifras métricas de color, específicas, experimentales están representadas en la figura 5. Mediante la corrección de la formulación real, que, con una diferencia media de color de <\DeltaE>-2,4 respecto a la formulación teórica, no es satisfactoria para una reparación puntual, se reduce la diferencia media de color a <\DeltaE>-0,5, que puede minimizarse aún más por medio de la técnica de aplicación. También este ejemplo de corrección es adecuado para la reparación puntual.

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6

7

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Claims

1. Procedimiento para adaptar la formulación de un color a una muestra de un tono de color en el campo del revestimiento de superficies que dan color y/o efectos, en el que

i): en un primer paso, la superficie de reflexión de un tono de color a ajustar de un revestimiento de superficie coloreado se registra con mediciones técnicas con un espectrogoniofotómetro, en la zona espectral visible y variando el ángulo de medición,

ii): a partir de los factores de reflexión o los factores de radiancia medidos, se calculan los correspondientes valores triestímulo estándar y/o los vectores derivados de ello, en el espacio de color CIELAB,

iii): a continuación, a partir de un banco de datos de formulaciones y mediante los espectros de reflexión o de las cifras métricas colorimétricas derivadas de ello, se identifican aquellas formulaciones y/o aquellos tonos de color que sean más parecidos a la muestra medida de un tono de color, en cuanto a sus propiedades de reflexión o a las propiedades derivadas de ello,

iv): con ayuda de una matriz de efecto elaborada por cálculos, se minimiza la diferencia de color, en función del ángulo y registrada con mediciones técnicas, entre el tono de color teórico, es decir, el tono de color a ajustar y el tono de color real, es decir, el tono de color correspondiente a la formulación más cercana del banco de datos de formulaciones, mediante un algoritmo de cálculo para la minimización de la función, teniendo en cuenta las condiciones secundarias en el sentido de la norma L_{2}, y se prepara una formulación corregida, con lo que la matriz de efecto se elabora

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque de manera correspondiente a la formulación corregida se producen una pintura y/o un revestimiento de superficies como muestra de referencia y se repite el procedimiento según la reivindicación 1 utilizando la muestra de referencia como tono de color real.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el procedimiento se repite varias veces, con lo que la muestra de referencia del ciclo de procedimiento anterior se utiliza, respectivamente, como tono de color real del ciclo de procedimiento siguiente.