一、桔皮的定義
桔皮 (orange peel),按GB/T 5206-2015 / ISO 4618:2014《色漆和清漆 術語和定義》中2.179描述為:漆膜或單涂層呈現似桔子表面紋理的外觀。
具體來說就是,當光線聚集在漆膜表面時,其外觀可以看到光亮區和非光亮區的反差,漆膜表面出現大小凹凸不平的亮暗波紋,呈現出光澤變化不定、漆膜表面凹凸不平的視覺效果,這種類似桔子皮形狀的波紋稱為“桔皮”。
桔皮的另一種定義:光澤和映象清晰度常用于控制涂層的外觀;然而即使光澤度很高的涂膜,其表面的波動度也影響著整個涂膜的外觀,同時光澤測量也控制不了波動的視覺效果,這種效應被稱為“桔皮”涂料在線coatingol.com。桔皮或微波動是尺寸在0.1~10 mm之間的波紋狀結構造成的。在高光澤的涂層表面,人們可看到波狀、明暗相間的區域??梢詤^分兩種不同等級的波動:長波動也稱為桔皮,這是在2~3 m的距離上能觀察到的波動:另一種叫短波動或微波動,這是間距約50 cm處觀察到的波動。要指出的是,有時為了遮蓋底材的表面缺陷或者獲得特殊的涂層外觀,會有目的地設計一定的波動度或波紋結構。因此“桔皮”也可定義為“高光澤表面的波狀結構,使其漆層表面產生斑紋、未流平的視覺外觀”。
二、桔皮成因理論分析
涂料噴涂后,工件表面的涂膜在干燥過程中會產生有規則的流動現象。隨著溶劑的蒸發,涂膜表面形成較高的表面張力,并且粘度增大而溫度下降,這樣造成了涂膜里層與表層之間的溫度、表面張力和粘度的梯度。
表面張力的不同將產生一種推動力,使涂料從表面張力低的底層向表面張力高的表層運動。當表層溶劑含量降低時,較多溶劑的底層就會往表面散開;隨著溶劑揮發,粘度增大,流動速度緩慢,同時流動的涂料在重力作用下向下沉;這種向下沉、向表面散開的流動運動將反復進行,直到最后粘度增長到足以阻止其流動時為止,此時里層表層的表面張力也趨于消失。
這種流動的反復進行,造成了局部的渦流,形成邊與邊相接觸的不規則六角形的網絡。渦流的原動點在格體中間,涂料沿網格邊緣下沉,在濕涂膜上形成許多漩渦狀的小格,待干燥后就留下不均勻的網紋或條紋;這種對流造成漩渦狀小格中心稍稍隆起,干燥后就形成了桔皮。
三、桔皮的檢測方法
目前尚未有針對桔皮檢測的專門標準。桔皮指標往往采用激光桔皮測試儀來測試,儀器給出3個數值,分別是:長波 (Longwaves)、短波 (Shortwaves)、級數 (Rate)。
長波模擬的是人眼距離產品表面2.5 m的觀察結果。長波代表漆膜表面的大結構,即遠距離可以觀測到的漆膜表面桔皮結構,主要受涂料的流平性、膜厚及外觀設計的影響。長波數值越大,表明桔皮現象越嚴重。
短波模擬的是人眼距離產品表面50 cm的觀察結果。短波代表漆膜表面的微小結構,即近距離可以觀測到的漆膜表面桔皮結構,受底材表面粗糙度的影響較大。短波數值越大,表明桔皮現象越嚴重。
級數是另一種評價指標,數值越大指標越好,是長短波的綜合值。
桔皮儀使用60°的激光作為點光源照射被測表面,并緩慢勻速移動,在光源反射面同側,以反射點為中心,在光源對射面以同樣角度,通過狹縫濾波的方法測量反射光。由于表面存在波紋,當光線照射在波峰或波谷時,反射光最強,儀器檢出最大信號;光線照在斜坡時,由于反射角的變化,反射光偏離60°角,儀器檢出最小信號。
四、桔皮形成的影響因素
1. 涂料自身的原因
(1) 涂膜過厚、涂料流平性差,會導致涂料在成膜過程中不能均勻分布,從而導致漆膜表面凹凸不平。
(2) 不同種類的涂料,如粉末涂料粒徑粒徑大于75 μm所占比例過多時會造成桔皮、液體涂料粘度過大或稀釋劑揮發較快都會影響涂料的流平性能,導致漆膜桔皮。
2. 涂裝施工環境
(1) 涂裝施工環境溫度過高,空氣濕度過小,涂料在噴涂過程中溶劑揮發較快,涂膜形成后殘留在漆膜中的溶劑量過少,造成涂膜表面很快封閉,涂料流平性變差,形成桔皮缺陷。
(2) 施工環境寒冷潮濕,涂膜易產生流掛現象影響流平性能,導致桔皮缺陷。
(3) 漆膜未干燥被外部氣壓吹掃導致表面不均勻。
(4) 噴涂作業環境有風且風速過快,也會導致涂膜表面快速封閉,流平性變差。
3. 噴涂工藝
(1) 涂料霧化不好也是桔皮形成的一個因素,霧化粒徑越細,流平性越好,反之流平性下降,造成桔皮。
(2) 良好的噴涂設備也是消除桔皮缺陷的重要條件。