Comprendere i valori di laboratorio: il vero modo di leggere il colore: tre parametri fondamentali per il controllo della differenza di colore nei materiali plastici tecnici

"Un ΔE pari a 2,1 sul rapporto del colorimetro è accettabile o no?"

"Il cliente dice che i valori Lab sono sbagliati, ma i colori mi sembrano quasi gli stessi."

Queste sono le domande che il nostro team tecnico sente ogni giorno. Nel settore dei tecnopolimeri, la differenza cromatica non viene più giudicata solo a occhio nudo. Che si tratti di parti interne di automobili, alloggiamenti elettronici 3C o componenti strutturali industriali, i clienti includono quasi sempre uno standard di accettazione della differenza di colore che indica chiaramente: ΔE ≤ 0,5, con valori L, a, b entro le tolleranze specificate.

Quindi cosa sono esattamente L, a e b? E perché sono più affidabili dell’ispezione visiva? Oggi spiegheremo questi tre parametri nel linguaggio della produzione dei tecnopolimeri.

I. Il “sistema di coordinate” del colore: lo spazio colore del laboratorio

Immagina che per individuare una posizione su una mappa siano necessarie longitudine, latitudine e altitudine. Lo spazio colore Lab è il “sistema di coordinate tridimensionale” per il colore.

Istituito dalla Commissione internazionale sull'illuminazione (CIE) nel 1976, rimane lo standard di riferimento globale per la misurazione del colore. Qualsiasi colore può essere localizzato in modo univoco in questo spazio tridimensionale tramite un insieme di coordinate (L, a, b).

• Valore L (luminosità): varia da 0 a 100. L=100 è bianco puro, L=0 è nero puro. Nei tecnopolimeri, una parte nera che appare grigiastra o una parte bianca che diventa giallastra è essenzialmente una variazione del valore L.

• un valore (tonalità rosso-verde): i valori positivi indicano il rosso, i valori negativi indicano il verde. Quando un ABS ignifugo che dovrebbe essere rosso brillante si trasforma in un “rosso mattone opaco”, probabilmente il problema è il valore a.

• Valore b (tonalità giallo-blu): i valori positivi indicano il giallo, i valori negativi indicano il blu. Il valore b è il parametro più “sensibile”: materiali come PBT, PC e nylon tendono a ingiallire durante la lavorazione ad alta temperatura. Quando il valore b cambia in positivo, la parte “diventa gialla” visibilmente.

II. Tre numeri, tre “sintomi comuni della differenza di colore”

Nel reparto di produzione, diagnostichiamo rapidamente le cause profonde attraverso le modifiche dei valori Lab:

1. Ampia deviazione nel valore L: dare priorità al controllo delle condizioni del materiale e del processo di stampaggio.

• Valore L elevato (troppo bianco/pallido): possibile temperatura dello stampo bassa o quantità insufficiente di biossido di titanio nel masterbatch colorato.

• Valore L basso (troppo scuro): possibile degrado del materiale (esposizione eccessiva alle alte temperature) o scarsa ventilazione della muffa.

2. Grande deviazione in un valore: dare priorità al controllo della formulazione del materiale.

• Spostamento positivo in un valore (rossastro): comune nei materiali ritardanti di fiamma, dove il ritardante di fiamma si decompone ad alte temperature, provocando lo scolorimento del colorante.

3. Ampia deviazione nel valore b – Dare priorità al controllo delle condizioni di essiccazione e della temperatura di iniezione.

• Spostamento positivo nel valore b (giallastro): la causa più comune è l'essiccazione eccessiva o la temperatura di fusione eccessiva. I materiali in nylon sono particolarmente sensibili: una deriva del valore b pari a 0,5 è visibilmente “giallastra” a occhio nudo.

III. Cos'è ΔE? Perché non possiamo fare affidamento solo su ΔE?

ΔE è la deviazione combinata delle dimensioni L, a e b, calcolata come:

ΔE = √[(ΔL)² + (Δa)² + (Δb)²]

Utilizza un singolo numero per riassumere la "differenza cromatica totale", semplificando il giudizio rapido. Tuttavia il problema è che lo stesso ΔE può rappresentare deviazioni cromatiche molto diverse.

Per esempio:

• Caso A: ΔL=1.0, Δa=0, Δb=0 → ΔE=1.0 (leggermente troppo bianco)

• Caso B: ΔL=0,6, Δa=0,6, Δb=0,6 → ΔE≈1,04 (deviazioni in tutte e tre le direzioni)

Entrambi hanno quasi lo stesso ΔE, ma il caso B è più “complesso” e può apparire “più confuso” a occhio nudo. Pertanto, il controllo professionale della differenza cromatica deve considerare sia il ΔE che le tolleranze individuali. Uno standard comune per le parti interne delle automobili è: ΔE < 1,0, con |ΔL| < 0,5, |Δa| < 0,5, |Δb| <0,5.

IV. Da dove viene la differenza di colore? Quattro fonti comuni

Sulla base di anni di esperienza al servizio dei clienti, le principali fonti di differenza cromatica rientrano in quattro categorie:

1. Variazione del lotto del materiale: lotti diversi di tecnopolimeri possono presentare lievi differenze nel colore di base. Anche per lo stesso grado, una fluttuazione del valore b da lotto a lotto di 0,3–0,5 per POM non è rara.

2. Processo di asciugatura fuori controllo – Materiali come nylon, PET e PC sono sensibili all’umidità. Un'asciugatura insufficiente o eccessiva può causare ingiallimento. In un caso, un operatore ha aumentato la temperatura di essiccazione da 80°C a 100°C, facendo salire il valore b da 1,2 a 2,8, scartando un intero lotto.

3. Deriva del processo di stampaggio a iniezione – Piccoli cambiamenti nella contropressione, nella velocità della vite, nella velocità di iniezione, nella pressione di mantenimento, nella temperatura dello stampo, ecc., possono alterare il flusso di fusione e il comportamento di cristallizzazione, influenzando l'aspetto del colore. I materiali rinforzati con fibra di vetro sono particolarmente sensibili.

4. Differenze nell'ambiente di misurazione – Colorimetri diversi, sorgenti luminose, aperture di misurazione o persino la pressione applicata dall'operatore possono influenzare le letture. Clienti e fornitori devono concordare uno standard di misurazione unificato (ad esempio, illuminante D65, angolo di osservazione di 10°).

V. Conclusione: il colore può essere gestito

Nei tecnopolimeri il colore non è più un mistero. I tre numeri L, a e b trasformano la sensazione soggettiva “penso che il colore sia sbagliato” nel fatto oggettivo “il valore L supera la tolleranza di 0,6, il valore b di 0,8”. Comprendere le quattro fonti di differenza cromatica ci aiuta a prevenire i problemi prima che si verifichino.