塗料的使用對成品的色調、鋁效果顏料的底色、塗料的外觀等性能有決(jue) 定性的影響。不僅(jin) 應用方法本身是決(jue) 定性的。例如在高轉速霧化情況下，轉速、流量、轉向空氣等應用參數的選擇也對霧化效果有決(jue) 定性的影響。
因此，了解油漆的霧化過程是很有意義(yi) 的。巴斯夫塗料部門使用由AOM - Systems公司研發的智能在線噴塗監測係統（圖1）開發了一套測量裝置，可以對汽車塗料的霧化過程（甚至是靜電霧化）進行詳細研究。
這樣，就能從(cong) 油漆霧化過程中獲得的信息來更有效預測的油漆配方開發或設置*的應用參數。
圖1:來自AOM-Systems的智能在線噴塗監測係統LabLine 450
智能在線噴塗監測係統測量技術基於(yu) 移動液滴在激光照射下的產(chan) 生的光散射。由此產(chan) 生的光散射在時間上被分離成單個(ge) 的散射信號，並被光子接收器記錄下來。散射階數的特征與(yu) 液滴的大小、速度和不透明度密切相關(guan) 。
這是智能在線噴塗監測係統技術成為(wei) 一種直接計數測量方法。與(yu) 其他測量方法相比，他既測量噴塗中的透明液滴，也能夠對透明液滴進行測量。該係統測量所使用的激光束在液滴內(nei) 或液滴表麵上產(chan) 生穿透和反射。
如果把這些結果相互聯係起來，就會(hui) 對噴塗的表征產(chan) 生一個(ge) 重要的測量值，這是很難用其他任何方法做到的。這既是時移測量方法的優(you) 勢。噴塗監測係統能夠在真實的應用條件下進行測量。例如可以測量高電壓下ATEX區域內(nei) 的含溶劑塗料。
為(wei) 了表征汽車噴漆錐，使用了如圖2所示的測試裝置。
高旋轉鍾罩與(yu) 測量部分呈45度角，在標準條件下，實際測量激光位於(yu) 鍾罩邊緣以下25mm。因此，過噴、紊流和逆流都能夠降到最.低。這種測量幾何結構提供了激光透鏡或探測器受到汙染較少的優(you) 點。
由於(yu) 噴塗比較稠密，保證了較高的液滴密度，使得測量結果具有較高的統計確定性。此外，在55毫米的測量截麵上，所有噴塗部分都能夠被捕捉到，因此即使非常寬的噴塗錐也能被檢測。
總而言之，這個(ge) 測試設置能夠重複測量不同應用參數設定下所有霧化器，旋杯和油漆係統。此外，對於(yu) 用戶來說，這種測量裝置還有許多優(you) 點。
與(yu) 現有的液滴尺寸測量裝置相比，該測試裝置在短時間內(nei) 就可以安裝就位，測量程序十分簡便。同樣地，測量係統對不準情況也很少會(hui) 發生，因此即便更換到其他測試工位也不會(hui) 產(chan) 生任何問題。
在一項研究中，使用噴塗監測係統分析了四種不同的水性底漆（WB）。解決(jue) 係統中對透明度產(chan) 生的影響
●M1，WBL無填料
●M2，WBL使用硫酸鋇作為(wei) 填料
●M3，WBL有填料，並且有碳黑顏料
●M4，WBL有填料，碳黑和鋁效果顏料
進行分析。為(wei) 此，預先使用405和450 nm (噴塗監測係統激光器的波長)對10μm抗蝕劑薄膜厚度進行傳(chuan) 輸測量。（圖3）。
圖3:抗蝕劑M1 - M4在10μm薄膜厚度時的透射測量。NT (%) = 噴塗監測係統測量中不透明滴劑的比例。
正如預期的那樣，M1的透明度最.高，而M2和M3按照這個(ge) 順序吸收的能量更多。最.後，除M4鋁係統外，幹燥膜中的透射率與(yu) 霧化過程中不透明液滴的比例有很好的相關(guan) 性。這可以解釋為(wei) 幹燥膜中的鋁顏料，它們(men) 沒有*平麵排列，導致比在噴塗錐的液滴中傳(chuan) 輸更高。通過高旋轉霧化，使用噴塗監測係統在三種不同速度(23k、43k和63k rpm)下對四種塗層進行分析。如圖4所示，可以清楚地區分不同的油漆。大於(yu) 35μm (中值)的透明大液滴在M1霧化中產(chan) 生，而M2中的填充劑將液滴尺寸減小到27 ~ 31μm。在含有顏料塗層的M3(炭黑)和M4(鋁效果顏料)中發現了更小的透明液滴，大小約為(wei) 15 - 17μm。如預期的那樣，在較高的速度下可以得到更小的液滴，這在非透明測量模式下尤為(wei) 明顯。在這裏，M3和M4係統的進一步區分成功了，在M4鋁係統中，較大的非透明液滴在所有速度下都能夠被測量到。一般來說，較大液滴能夠產(chan) 生最.大的速度，正如圖中的線性趨勢線所說明的那樣。
進一步的研究表明，旋杯邊緣對空間分辨的液滴大小有顯著的影響。為(wei) 此，選擇一個(ge) WBL霧化速度為(wei) 43000 rpm，出流率為(wei) 300 mL/min，轉向空氣為(wei) 400 NL/min，有兩(liang) 種不同形狀的旋杯：a）無鋸齒鍾形和b）線鋸齒旋杯。
首先看一下平均值，沒有鋸齒的旋杯（D中位數= 18.2μm)和有鋸齒的旋杯(D中位數= 18.9μm)之間沒有顯著差異。然而，噴塗錐彼此之間差異很大，如圖5所示，基於(yu) 0 - 30mm的空間分辨下降速度。
對於(yu) 兩(liang) 種旋杯產(chan) 生的液滴來說，液滴的速度從(cong) 噴塗錐的內(nei) 部(0毫米)向中.心下降，而噴塗錐外部區域(18 - 25毫米)的線鋸齒導致透明液滴和非透明液滴明顯具有高速。這種特征對於(yu) 沒有鋸齒的旋杯來說不明顯。
結果表明，噴塗監測係統是一種易於(yu) 使用的測量係統，特別適用於(yu) 在汽車塗料的應用過程中測量和表征噴錐。這些特性能夠獲得非常詳細的霧化參數信息，並提供關(guan) 於(yu) 空間分辨的液滴大小、速度和液滴類型(透明vs.非透明)的信息。
指導用戶可以較快地獲得可重複的結果。因此，在標準的測量條件下(一個(ge) 霧化器，一個(ge) 特定的測量位置)，噴塗監測係統提供了非常有用的方法來區分不同的油漆係統，並進一步更精確地了解霧化過程。有了表麵特性的知識，應用參數就可以進一步優(you) 化。
在巴斯夫塗料部門的技術管理中，例如新塗料和塗料工藝的開發和測試，噴塗監測係統作為(wei) 測量的關(guan) 鍵技術，能夠更有針對性地闡明複雜的因果機製。
Author:
Steffen Rohlmann, Georg Wigger, Christian Bornemann
ECO/TAVB, Application Process Technology Europe, BASF Coatings GmbH Münster, Glasuritstrasse 1
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