桔皮的定义及产生原理

一.摘要

       以表面化学的观点浅析涂膜内物料流动引起表面张力梯度的出现是产生汽车面漆桔皮缺陷的根本原因；提出了解决漆膜桔皮缺陷需要从材料、工艺、设备着手，并重点指出手工喷涂中排除桔皮的方法。 油漆车身的颜色、光泽、雾影度和表面结构等影响着人们的视觉效果，光泽和映像清晰度常被用来衡量涂层的外观。即使是光泽度很高的涂膜，其外观也会受到表面波动度的影响，光泽的变化并不能控制波动的视觉效果，人们把这种效应称为“桔皮”，桔皮也可定义为“高光泽表面的波状结构”。油漆车身的桔皮可使涂层表面产生斑纹、未流平的视觉外观。 

二.桔皮的检测方法 

       （1）人眼目测法  

       眼在油漆车身上找到反射光源（一般是在双管荧光灯下），定性分析反射光的清晰度*可以从视觉上评估流平效果。在流平性差的情况下,两个荧光灯管看起来模糊,荧光灯的边界线有不同程度地扭曲；流平性好的油漆外观，可获得清晰的反射，桔皮也不明显。

       （2）桔皮仪测量法   

       生产高质量的产品，需要高*的计量仪器对其做出质量判断，而通过人眼目测判断桔皮的程度是不完善、不科学的。目前，涂装行业普遍采用桔皮仪来测量桔皮的状况。桔皮按人眼远看物体和近看物体分成长波和短波，人眼在50cm的距离能看到35条0.1mm阔的线条，归纳为长波；人眼在2.5m的距离看到35条0.6mm阔的线条，归纳为短波。桔皮仪使用60°的激光作为点光源照射被测表面，在缓慢均速推动10cm的距离内发射1250次激光照亮表面，读取1250个数，每个读数之间的距离为0.08mm。在光源对面同样角度通过狭缝滤波的方法测量反射光，由于表面存在波纹，当光线照在波峰或波谷时，反射光*强，仪器检出*大信号；光线照在斜坡时，由于反射角的变化，反射光偏离60°角，仪器检出信号*小，因此测得的信号频率正好是被测表面机械轮廓频率的二倍，与人眼观察到的光学轮廓相一致。桔皮仪将结构尺寸＞0.6mm的测量数据定为长波，将结构尺寸＜0.6mm的数据定为短波。

三.桔皮的防治  

       桔皮是油漆件*常见的缺陷之一，由于影响桔皮的因素太多，要减少桔皮，*需对涂装生产的各个环节进行控制，主要还是从涂装设备、工艺和材料等方面进行改善。  

       1、涂装线一般都采用高压静电自动喷涂系统，其流量控制计出漆量不随气压、电压、温度、湿度、粘度的变化而发生波动。采用高压静电自动喷涂系统，要求车身的幌度应该保持在±5mm之间。在生产实际过程中，我们要不断摸索各种颜色的施工特性；针对不同的油漆，需要选择适合的自动喷涂机参数（出漆量、成型空气压力、电压值等），调整幅度对外观的影响都要在生产实际中进行摸索，这对现场施工调整是很重要的。当然要想得到一个均匀的涂膜，只通过这三个参数的调整是不够的。还可以通过旋杯主针在不同位置的开关和旋杯的转速来达到我们想要达到的目的。  另外，也可适当地运用仿形设计参数来进行调整，如自动喷涂机的仿形路线，根据不同位置调整不同的喷涂距离（一般在27±1cm枪距）、上下左右的摆幅、旋杯间距、旋杯喷涂的角度等参数，从而得到*佳的喷涂仿形路线。喷涂时，车身的边角*难以处理，容易出现流挂和肥边，边缘区域易产生桔皮。为了消除或减少这个缺陷一般采用两种方法：  ①、贴纸胶带防流挂法。对那些能被遮蔽或不外露的边角部位张贴纸胶带，在喷完清漆后卸下，将垂流下来的油漆引到纸胶带下端，这样*可减小甚至消除流挂。有些工件在喷涂清漆后卸下纸胶带仍有流挂点产生，那么纸胶带可等烘干后再撕除。但这种方法有一个缺陷：纸胶带粘上油漆烘干后撕除易产生油漆毛刺，需要进行处理，可用橡胶小锤轻轻敲除或其它方法解决。但要慎重的是，不能在处理毛刺时将边角的油漆刮伤，否则边角易锈蚀。另外，在张贴时不能太大、太小或张贴位置不准确，太大易粘到外露的油漆表面，太小或张贴不到位都不能起到引流多余油漆的效果。  ②、制作边角防流挂静电吸附工装。其目的是将工件的边角或边缘形成一个过渡电场面，从工件的边角延伸到工装上。在自动喷涂机喷涂时，由于边角静电吸附效应，若没有这个工装，油漆粒子在工件边缘会吸附较多，从而产生工件边缘位置的油漆肥边。这个肥边容易产生流挂或白点（溶剂没挥发出来包裹在边缘的油漆中）。利用防流挂静电吸附工装可以解决这个问题，但缺点是工装件较大，制作成本较高，运输、摆放、安装、清洗较麻烦。而且工装件越多越易发生因工装而产生的磕碰伤及工装所带来的颗粒污染。车身所使用工装的合理性对油漆外观水平的保证也是非常重要的。 设备运行参数的选择和优化同样十分重要，设置的高压静电值、转速、成形空气的压力、油漆的粘度等等都必须在生产现场反复调整直至*佳范围，才能使桔皮降到*低程度。 

       2、车身钢板（粗糙度Ra≤1um）、磷化、电泳涂层的质量好坏对车身的桔皮也会产生一定影响，若这些涂层的质量得不到很好的控制，将不能为中涂和面漆提供一个良好的涂层基础。 

       3、中涂应选择对电泳涂层填充效果好，抗流挂和流平性能好的油漆，并且中涂的颜色应尽可能与面漆一致或相近，这样色漆*会很容易对中涂层进行遮盖。减少色漆的膜厚，提高清漆的膜厚，对减少桔皮有非常明显的效果，同时，对短波值的提升也有一定的好处。

       4、在处理漆膜表面缺陷时，要尽量减少因打磨而损伤漆膜，防止影响上涂层的湿膜流平效果。为了减轻边角流挂对边角面的影响，对中涂层边角进行打磨，这对防止边角流挂也有一定的改善作用。

       5、面漆的喷涂对车身桔皮的影响是*大的。一般情况下，在满足遮盖力的前提下要尽量减少色漆的膜厚，并要防止漆雾对车身的影响。在自动喷涂色漆以及金属漆在空气枪站喷涂时，要避免或减少过喷和漆雾的飞扬。在手工喷涂时，要尽量减少手工喷涂区域对自动喷涂区域的污染和影响，手工喷涂所产生的漆雾影响是很大的。即使对某些边角补漆，也要在自动机喷涂前完成，否则手工补漆会影响自动机喷涂的漆膜外观。所以，原则上要求在自动喷涂机喷涂后，不允许在检查站进行补漆，以防漆雾对车身质量造成影响。要注意的是，有些色漆手工喷涂区，因为是空气喷枪喷涂，特别门槛部位色漆表干较快，易产生假性针孔。要求手工在喷涂门槛部位时，要将门槛部位作为*后的收枪部位，保证在喷涂清漆时能保持足够的湿润性。但也不能太厚太湿，否则易出现流挂、失光、针孔等现象。 

       6、漆膜烘干方式、工艺温度、烘干室断面结构等对桔皮的产生也有影响，垂直面的长波一般要求≤10，水平面的长波一般要求≤4，所以在烘干时应使升温曲线平坦些，升温时间在7～9分钟为好。并且色漆和清漆喷涂后在晾干间要有足够流平和溶剂挥发的时间，这样油漆参数调整空间*大些。生产*好连续进行，否则会造成车身不同部位干燥程度不一样，会使桔皮更加明显。  

       7、涂装材料、不同涂层之间的配套性，以及各种材料对工艺设备的适应性及施工范围对桔皮的影响也很大。在生产过程中，影响涂膜流平的关键因素是树脂的熔融粘度、体系的表面张力和膜厚，表面张力和分子间及引力之间的差值大小决定涂膜流平的程度。实际生产中常使用快、慢流平剂来改善涂膜外观，以消除桔皮、缩孔、针孔等漆膜缺陷。性能好的流平剂能降低熔融粘度,从而有助于熔融混合和颜料分散,提高底材的润湿性，涂层的流动流平,同时有助于消除表面缺陷且便于空气的释放。把握好流动改性剂用量与效果之间的关系非常重要，其用量不足会导致缩孔和桔皮，而用量过多又会导致失光、雾影，对附着力有一定程度的影响。

四.结束语 

       涂装过程中，选择何种油漆特性，对油漆外观是很重要的。生产过程中要对油漆的施工参数进行不断的优化并寻求稳定的*佳组合。特别要注意油漆的干湿程度、膜厚的控制、烘干过程及施工环境的相对稳定，同时，还要运用先进的涂层检测仪器和科学的方法提供依据。