Brevet FR2092013A1 — publié le 19720121

La présente invention concerne un dispositif d'ajustement de la couleur d'une peinture» Lors de la réalisation de couches pigmentées de finition, on obtient rarement, sinon jamais, une correspondance satisfaisante 5 de la couleur avec une couleur de référence, sans qu'il faille procéder à un ajustement connu sous le nom. de nuancement. Le nuancement implique habituellement une modification relativement faible mais essentielle de la composition de la formule, destinée à corriger les effets cumulés des variables du procédé de réalisa-10 tion sur les dispersions de pigments» Traditionnellement, ce sont des experts très entraînés qui effectuent le nuancement, et ils doivent posséder une expérience très importante pour être compétents dans leur métier» Comme le nuancement à lroeil est tout au plus un art, il est difficile de 15 mettre en oeuvre un procédé efficace et dans de nombreux cas, les possibilités réelles d'une installation dépendent de la compétence des personnes- chargées du nuancement. Le changement du procédé à l'oeil est lent, et on peut attribuer la lenteur de son progrès à de nombreux facteurs» Les techniques Visuellës de correspondance 20 de couleurs sont comparativement très efficaces, du fait du raffinement constamment amélioré au cours des siècles» De plus, l'oeil normal est extrêment sensible aux différences subtiles de couleur et ce nTest que dans les 15 ou 20 dernières années quTon a mis au point des appareils optiques pratiques qui peuvent 25 rivaliser avec l^eil ou le dépasser, pour la mesure de petites différences de couleur» Bien que des chercheurs aient tenté de définir des expressions mathématiques des caractéristiques optiques des films pigmentés, l'application pratique est très limitée du fait de la complexité des expressions mathématiques et de la 30 sensibilité nécessaire des instruments» LTère des calculateurs modifie cette situation» L'évolution et la mise sur le marché de calculateurs numériques à grande vitesse et à faible prix a attiré à nouveau l'attention sur une série d'équations établies par Kubelka et Munk en 35 1931» Cette hypothèse relie l'effet d'une composante S de dispersion et d'une composante K d'absorption, exprimées sous forme d'un facteur mesuré de réflexion. L'importante utilisation des 71 12165 2 2092013 équations de Kubelka-Munk par les personnes chargées d'établir en pratique les couleurs, provient directement de la définition des caractéristiques de réflexion sous forme de coefficients d'absorption et de dispersion» la majorité de ces personnes peut 5 facilement comprendre et se représenter ces caractéristiques ; au contraire, les raisonnements mathématiques antérieurs concernant les couleurs, bien que corrects du point de vue mathématique, n'étaient pas compris ni vraiment crûs. Malgré cet avantage, la complexité et le volume des calculs nécessaire pour l'application 10 de cette hypothèse a empêché son utilisation jusqu'à l'arrivée des appareillages modernes de calculs. On décrira plus loin en détail l'application de la technologie de Kubelka-Munfc» On a fait des tentatives préliminaires à la fois pour formuler et pour nuancer des couleurs à l'aide de mesures spectrophoto-15 métriques et de différences de stimuli , mais on n'a réussi à résoudre que certains des problèmes industriels posés par les couleurs» On a fait des progrès dans le domaine du nuancement des couleurs non métalliques, la réflexion de la peinture étant constante pour des angles différents de vision* 20 l'utilisation des couches de finition métalliques à éclat élevé, demandées/fpar l'industrie automobile, pose un problème délicat. Ce type de couche de finition présente une double tonalité, c'est-à-dire que la couleur apparaît différente suivant l'angle de vision» les techniques utilisées jusqu'à présent ne 25 permettent pas de maîtriser cette variable qui estj due à la réflexion par les particules métalliques dispersées dans le film de peinture» On va maintenant décrire le dispositif automatique de nuancement à l'aide du tableau» 71 12165 3 2092013 T A B L Fi ft TT X D CONVERSION DES DONNEES DE C et C' PAR UN CALCULATEUR PROGRAMME POUR DONNER LES QUANTITES DE PIGMENTS A AJOUTER POUR QUE LES COULEURS SE CORRESPONDENT 71 12165 2092013 Le rectangle A représente la fabrication d'un lot de peinture choisi comme référence pour le nuancement des lots suivants. En Bt on applique la peinture de A sur un panneau d'essai par un procédé quelconque qui doit être uniforme et reproductible, en ce qui 5 concerne l'aspect à l'oeil de la peinture pour, des applications successives* Le rectangle C représente un dispositif destiné à fournir les constantes des matières colorantes, sous forme de coefficient Kubelka—Munk* On définit les matières colorantes dans le présent 10 mémoire comme étant une dispersion de couleurs de pigmentB, mais on peut aussi utiliser cependant le dispositif avec des déterminations de pigments seuls, c'est-à-dire de pigments qui ne sont pas dispersés dans un fluide. On obtient par des mesures spectro-photométriques des coefficients constants d'absorption K et de 15 dispersion S. On utilise ces données pour calculer les données vectorielles ( dérivées partielles) d'aj-ustement de couleur pour les formules, et elles permettent le calcul réel d'un ajustement de nuance (rectangle L)» On perfore dans des cartes destinées à un calculateur, en 20 utilisant un. code binaire, les dérivées partielles citées qui sont des constantes de couleur pour une composition de formule donnée* Le rectangle D représente l'action du calculateur dans son ensemble» . On peut fournir les cartes à un calculateur à programmation linéaire» Le calculateur est programmé de façon à fournir une solution 25 minimale positive en kg du pigment particulier à a.jouter au lot pour qu'il corresponde à la référence telle qu'elle apparaît sur la carte du calculateur. A' représente la préparation d'un lot de peinture dont on veut amener la couleur à la couleur de référence connue préparée 30 en A, On réalise un panneau d'essai à l'aide de la même technique qufen B avec la peinture préparée en A', Le rectangle 0' représente la détermination des valeurs des stimuli qui, dans le système de coordonnées utilisé dans le 35 présent mémoire, sont des valeurs Y.R.B. correspondant à la réflezion du panneau d'essai. On peut obtenir ces valeurs en utilisant un colorimètre modifié pour effectuer des mesures de 71 12165 2092013 couch.ee métalliques» On utilise six valeurs pour calculer les différences entre le panneau d'essai et la référence à lTaide d'un système de coordonnées tel que le système C»T»E» ("Commission Internationale de l'Eclairage", décrit dans "Color Science",pages 5 238-321 par Gunter Wyszecki et W. S» Stiles, publié par J» Wiley & Sons, Inc»,1967) ou le système Adams modifié. On fournit au calculateur ces différences de couleur avec la carte correspondant à la formule de référence utilisée pour le nuancement du lot» le calculateur donne alors les valeurs 10 en kg des additions positives de pigments, en utilisant les données vectorielles d'ajustement de matières colorantes obtenues lors de la phase C, le lot d'essai ayant des valeurs correspondant aux références prédéterminées de couleur de A, sans qu'il faille l'assistance d'une personne chargée du nuancement* 15 normalement, on met en oeuvre un programme, de peinture pour satisfaire aux demandes du client en ce qui concerne l'aspect esthétique. ïïn fois satisfaites ces demandes pour une. couleur particulière, on dispose d'une couleur de référence dont tous les lots suivants doivent présenter l'aspect à l'oeil» Cette 20 référence est A qu'on a- indiqué précédemment» Le passage des procédés à l'oeil aux procédés mettant en oeuvre des instruments et destinés à l'ajustement et au réglage de couleurs a d'abord nécessité la mise au point de techniques rendant possible la préparation d'échantillons qu'une même personne 25 d'une usine donnée puisse répéter et que différentes personnes de différentes usines puissent reproduire à des moments différents» La venue sur le marché de couleurs métalliques a posé un problème délicat en ce qui concerne la répétition et la reproductibilité» Un dispositif de nuancement par des instruments nécessite 30 l'utilisation d'un dispositif pouvant revêtir un panneau ,d'essai avec une très, bonne uniformité à l'oeil» Le dispositif de l'invention comprend un ensemble de pulvérisation en atmosphère contrôlée qu'on peut utiliser pour reproduire' des panneaux d'essai, bien que diverses personnes.puissent pulvériser .à des moments différents 35 de tels panneaux» En conséquence, tout dispositif de revêtement qui donne des panneaux revêtus de façon qu'ils apparaissent très similaires à l'oeil donne satisfaction» Ceci est particulièrement 71 12165 2092013 important lorsqu'on doit appliquer des peintures contenant des paillettes métalliques avec une bonne reproductibilité de 11orientation des paillettes, de manière que le film de peinture soit similaire à lroeil. Le rectangle B représente ce dispositif. 5 le dispositif préféré de pulvérisation représenté par le rectangle B du tableai^satisfait aux critères de reproductibilité et de répétition* Ce dispositif permet de préparer dés panneaux d'essai pulvérisés avec la peinture acceptée par le client, et permet la détermination avec précision d'un jeu de valeurs de 10 référence auquel on se référera pour les lots ultérieurs de peinture. On utilise ensuite la même technique pour préparer des panneaux avec la peinture qu'on doit rendre analogue à la référence, ce qui évite que la technique d'application influe sur les corrections prédites» 15 Evidemment, tout type d'application de peinture à un panneau d'essai susceptible d'être commandée dans diverses situations, par exemple à des moments, à des emplacements, avec des opérateurs différents, etc» convient dans le dispositif» On décrit un dispositif de pulvérisation à atmosphère contrôlée uniquement comme 20 mode de réalisation préféré» la possibilité de pulvériser de façon reproductible des couleurs métalliques seules ne rend pas possible l'ajustement et le réglage de couleurs de lots produits. Il se pose encore les problèmes créés/par les instruments et la théorie' des couleurs 25 concernant les films dont la couleur varie avec l'angle d'observation ou d'éclairement, et ces problèmes ont été réduits dans la pratique actuelle» Des travaux antérieurs sur les couleurs non'métalliques indiquent que le système de coordonnées Adams modifié est préférable 30 car il correspond de façon excellente avec les couleurs perçues et il est relativement simple, les valeurs de couleurs exprimées dans le système .Adams modifié définissent la couleur en termes de clarté, teinte et pureté qui sont les trois dimensions de couleur» 35 la coordonnée de clarté est repérée sur une échelle allant de 0 à 100, 0 représentant le noir parfait et 100 le blanc parfait» Entre ces extrêmes, se trouvent les nuances de gris neutre» 71 12165 2092013 On peut placer la clarté de toute couleur sur cette échelle, les caractéristiques de teinte et de pureté d'une couleur sont représentées par l'axe a, correspondant au rouge-vert, et l'axe h correspondant au jaune-bleu. On détermine la pureté d'une couleur 5 par la distance des valeurs a et b du gris neutre de l'axe I. Plus cette distance est grande, plus la couleur est saturée ou pure. Le calcul des valeurs 1, a et b à partir des valeurs Y, R, B (symboles arbitraires pour les valeurs des stimulis) mesurées 10 à l'aide d'un colorimètre "Colormaster" (rectangle C') met en oeuvre l'équation en racine cubique élaborée par C* D» Reilly of Du Pont» Les équations de base sont : L = 25,29 Y1^3 - 18,38 a » 106 (R/^3 - V1'5) 15 b = 42,34 (Y1^3 - B1/3) avec R.j= 0,8R + 0,2B Le dispositif Adams modifié présente une simplicité qui n'apparaît pas dans la plupart des autres dispositifs de couleur» On peut exprimer les différences de couleur qui existent entre 20 un lot et une référence de la manière suivante i AL = L (lot) - L (référence) Aa = a (lot) - a (référence) Ab = b (lot) - b (référence) Les valeurs obtenues correspondent aux déterminations à l'oeil» 25 Les valeurs positives de AL indiquent que le lot est plus clair que la référence, et les valeurs négatives, qu'il est plus sombre. Les valeurs positives de Aa indiquent que le lot est plus rouge (ou moins vert) que la référence, et les valeurs négatives que le lot est plus vert (ou moins rouge)» De façon 30 analogue, les valeurs positives de Ab indiquent que le lot est plus jaune (ou moins bleu) que la référence, les valeurs négatives indiquant que le lot est plus bleu ( ou moins jaune). On obtenait précédemment les données vectorielles d'ajustement de couleur par un dispositif manuel, c'est-à-dire en pesant 35 matériellement des quantités prédéterminées de matières colorantes de compositions connues (formules). On ne prépare plus ces quantités prédéterminées à la main, mais on les calcule à ltaide d'un 71 12165 8 2092013 appareillage numérique mettant en oeuvre la composition de la formule et les données de caractérisation des matières colorantes» Celles-ci proviennent d'une série de panneaux colorés représentant des mélanges de matières colorantes séparées avec du blanc et/ou 5 de l'aluminium* On trace des courbes spectrophotométriques à l'aide des panneaux et on calcule les valeurs des constantes K et S à l'aide de l'équation de base de Kubelka—Munk» (1-a)2 K/S = 10 211 R étant le facteur de réflexion mesurée de la couleur à une longeur d'onde donnée. On peut trouver la description des procédés de caractérisation des matières colorantes dans la littérature courante dans 15 la technique» Il s'agit de procédés absolus et ils proviennent de mesures réalisées sur des panneaux ayant divers pouvoirs d'opacification» La précision dépend principalement de celle de la mesure de l'épaisseur du film* L'expérience indique qu'il faut un grand nombre de mesures de couleur et d'épaisseur de film 20 pour obtenir une précision seulement médiocre» La technique de caractérisation de 1*invention élimine la nécessité de nombreuses mesures* Elle met en oeuvre une combinaison de l'équation de base de Kubelka-Munk, de l'équation de Duncan (décrite plus loin) et de panneaux préparés avec une opacification 25 totale et permettant la détermination de données de caractérisation du colorant* Les coefficients de dispersion et d'absorption obtenus par cette technique sont des valeurs relatives et non absolues» car elles concernent le blanc (ou l'aluminium) de référence utilisé. Cette technique est simple si on suppose que 50 le coefficient de dispersion a une valeur fixe pour le blanc de référence utilisé pour la caractérisation. Avec cette supposition, il est possible de calculer le coefficient d'absorption Kr pour la matière colorante de référence, par application directe de l'équation de Kubelka-Munk* 71 12165 2092013 Si K/S «. ^1~R) 2B. (1-R)2 s °n a Kr = — r On peut calculer le rapport K/S d'un mélange d'une matière colorante de référence et d,une seconde matière colorante en utilisant Inéquation de Duncan. S/s)» 0, E + C„ E, 10 Cj, S-p + Gq SQ dans laquelle 0„ et C,, désignent la concentration de la couleur X v de référence et de la matière colorante,respectivement* les coefficients d'absorption Kc et de dispersion Sc déterminés concernent un pigment ou une matière colorante de référence, fonc-15 tion de ltutilisation prévue. Les seules restrictions concernant les coefficients calculés Kc et Sc sont que les données relatives aux matières colorantes utilisées dans la composition donnée doivent se rapporter à une référence commune, et qu'on doit les utiliser pour des couleurs correspondantes pour une opacifica-20 tion pratiquement totale* Le calcul des données vectorielles d'une composition donnée est direct* On obtient les concentrations des matièrss colorantes à partir de la formule, les coefficients Kc et S de chaque matière colorante ayant été précédemment déterminés, si bien qu'on peut 25 calculer le déplacement vectoriel par différence e& utilisant l'équation de base de Duncan» Le calcul des valeurs des trois stimulis à partir des données de réflexion se trouve ci-dessous. Cette opération est- représentée en C* sur le tableau* On code les données et on les introduit par perforation 30 sur une carte unique d'entrée destinée à être utilisée avec le calculateur de nuancement » Les aspects manuels de la préparation vectorielle et du nuancement graphique réduisaient au point de vue de la rentabilité le dispositif antérieur de nuancement à quelques rares couleurs 35 susceptibles d'être réalisées un très grand nombre de fois. Ces limitations se trouvent supprimées par la mise en oeuvre de calculateurs pour la détermination des vecteurs et du nuancement 71 12165 10 2092013 de lots (D sur le tableau). On utilise maintenant des calculateurs analogiques particuliers de nuancement et on préfère ceux qu'on a mis au point pour résoudre les équations précédemment traitées de façon graphique. On programme le calculateur de nuancement 5 pour qu'il traite trois équations de couleur. Celles-ci ont la forme générale : - Ai = Uc1 A11 + Fc2A12 + Nc5A15 + ....+ Nc6AI6 - Aa = Ho1Aa1 + Nc2Aa2 + ÎI^Aa^ +....+ Uc6Aag - Ah a ^c1Ah1 + +.... + N^Abg 10 dans lesquelles ï - Al est la différence de clmrbê entre le lot et la référence - Aa et - Ah sont les dJfeérences de teinte et de pureté entre le lot et la référence Al.j, Aa.j et Ah^ sont le déplacement vectoriel de la couleur 15 pour la matière colorante 1 N , est le pourcentage de la concentration vectorielle C i nécessaire de la matière colorante 1 * On programme le calculateur de manière qu'il donne une solution positive, toutes les corrections apportées à un lot étant des 20 additions et non des prélèvements, ce qui est une caractéristique de nombreux programmes numériques» Lorsqu'il sragit de prélèvements, il est nécessaire d'effectuer des calculs supplémentaires pour équilibrer à nouveau la formule. On programme les calculateurs selon l'invention de manière que la solution soit'1'addition 25 minimale de colorant en kg nécessaire pour ajuster le lot à la couleur de référence ou pour 1Tamener dans une plage prédéterminée de tolérance. Ceci est important car, dans-un système qui contient plus de quatre matières colorantes, il existe plusieurs solutions possibles pour une différence donnée de couleur, et elles peuvent 30 concerner des quantités qui varient beaucoup. • Lors de l1 adaptation de la technique des couleurs aux couleurs métalliques, on s'est rendu compte qu'on ne pouvait plus considérer des films pigmentés qui réfléchissent la lumière en la diffusant en pratique, mais qu'on devait envisager les problèmes 35 d'orientation. Dans un cas idéal, des paillettes individuelles agissent comme des miroirs et leur pouvoir réflecteur est fonction de l'indice de réfraction par rapport à la matière voisine. 71 12165 2092013 Cependant, les paillettes dTaluminium disponibles dans le commerce ne sont pas planes optiquement, mais apparaissent, avec un fort grossissement, comme un morceau fripé de papier partiellement froissé» L'orientation des fines particules planes est rarement 5 rigoureusement parallèle à la surface du film et le plus souvent semi-horizontale# Les qualités d'aluminium disponibles dans le commerce comprennent une partie importante de fines paillettes qui, étant donné leur faible rapport longueur/épaisseur, ont une faible probabilité de s'orienter parallèlement à la surface du 10 film. Ces facteurs contribuent à une certaine dispersion des caractéristiques de direction de la lumière réfléchie» L'effet des autres pigments utilisés dans la couche de finition se superpose aux imperfections des paillettes d'aluminium» Dans la plupart des cas, il s'agit de pigments en fines particules, 15 mais étant donné les limites de la dispersion, ils possèdent un certain degré de diffusion qui réduit l'effet directionnel» La caractéristique de réflexion directionnelle dTun film métallique provient de phénomènes couramment connus sous le nom de double tonalité. On donne aussi d'autres noms à ces phénomènes* 20 La double tonalité s'observe lorsqu'on regarde un panneau éclairé par une lumière dont l'angle d'incidence varie, et on considère par définition qu'elle est représentée par la variation du facteur de réflexion AG» La valeur de la double tonalité est exprimée sous forme de deux valeurs de facteur de réflexion, le phénomène 25 étant représenté comme une fonction de la clarté. On a considéré que les couleurs métalliques possédaient quatre dimensions, et qu'on obtenait une correspondance acceptable lorsque la clarté, la teinte, la pureté et la double tonalité étaient réglées à une valeur égale ou proche de la valeur de 30 référence. Du point de vue mathématique, il faut ajouter aux trois équations utilisées pour l'ajustement des couleurs uniformes l'équation de double tonalité i -AL = îTc1AL1 + Fc2AL2 + ffc3AL3 + . . . , + IT^ALg —Aa *= 1 Aa ^ + Kc2ia2 + Ho3Aa3 +•••• + ho6M6 35 _Ab = Uq ^ ATd 1 + H"c2Ab2 + N^Ab^ + »»»« + -ATT» NciATIi + nc2ATÎ2 + î'c3A!lîT3 + * * •-• + ^06^6 71 12165 12 2092013 le principe quadridimensionnel de la théorie de la double tonalité s1est révélé initialement convenable» Il était difficile de faire une différence optique entre les couleurs métalliques utilisées d'abord dans l'industrie automobile et les couleurs 5 non métalliques, car elles étaient si sombres et/ou contenaient si peu de paillettes métalliques que leurs"caractéristiques de réflexion directionnelle correspondaient bien aux caractéristiques de diffusion des couleurs uni formes* Au cours des années, étant donné l'amélioration des liants., et leur^plus grande durée, on 10 a augmenté dans de grandes proportions la quantité de paillettes d'aluminium, de manière à obtenir les peintures métalliques éclatantes d'aujourd'hui. Plus les couleurs métalliques devenaient éclatantes et plus le nuancement effectué selon le principe quadridimensionnel 15 se révélait peu satisfaisant à l'oeil, bien qu'acceptable par les instruments* les lots jugés à l'oeil dans des conditions TDSII* ISS ÎHS"tJ27UJ316n*t;S excluant la double tonalité étaient jugés/comme correspondant bien à la référence. H faut noter que la géométrie d'observation et de mesure était très similaire, lorsqu'on observait des panneaux 20 avec un certain angle d'incidence, on notait des différences appréciables, le s géomé'tries d ' observation, et dre mesure n'étaient pas analogues* On a modifié le colorimètre "Colormaster" de façon à rendre possible la mesure des valeurs des stimulis d'un panneau recouvert de peinture métallique suivant des axes variant entre 25 l'horizontale et presque la verticale* On a constaté que les mesures de panneaux acceptables selon les Instruments, avec le principe quadridimensionnel, mais peu satisfaisants à l'oeil, présentaient des différences de couleur pour tous les angles de mesure, sauf dans la position 45°, 0° où. on les considérait 30 comme acceptables à l'oeil. leB lots qu'on jugeait acceptables à la fois à l'oeil et aux instruments, avec une méthode similaire de mesure, présentaient des différences de couleur pratiquement nulles» indépendamment de l'angle mesuré.. Le fait que la coloration en double tonalité dépend de la 35 teinte et de la pureté indique que la clarté en elle-même ne peut pas caractériser convenablement cette double tonalité* Des études sur les mesures ont montré qu'on peut détecter des différences 71 12165 2092013 à l'oeil entre deux couleurs métalliques pour un nombre infini d'angles» En analysant les données, on a choisi des positions de mesure rendant possible de décrire avec précision les différences existant entre deux couleurs métalliques, quel que soit l'angle. 5 De préférence, les angles doivent être compris entre 60 et 80° de part et d'autre pour permettre des mesures optimales» Il est également important de noter qu'on a montré que, lorsque les différences mesurées sont voisines de 0, les couleurs se correspondent indépendamment de l'angle de vision» Én conséquence, l.'ajus-10 tement des couleurs d'une peinture métallique eBt analogue au nuancement simultané de deux couleurs, par ajustement pour chacune de la clarté, de la teinte et de la pureté. On peut définir une couleur métallique par six valeurs de coordonnées et par six différences de couleur» Par analogie, .on dit que les couleurs 15 métalliques ont six dimensions, les couleurs uniformes en ayant trois » En conséquence, une forme générale des équations des couleurs métalliques est la suivante : -ALj, = Hc]p1AIiF1 + Nc]P2AiP2 + +»•♦» + NCpjjATi^ -Aajj! *= ^FI^FI + ■^Gp2AaJ?2 + +*»*• + -Abj, = Nc^ Abp1 +' Uc-^Ab.^ + ^p^Ab^ + .»».+ ~ALh * NcH1ALH1 + IfeH2ALH2 + 1TcH3ALH3 + »»** + -AaH = Nc^Aa^ + îîc^Aa^ + ffcH3AaH3 + * • * » + 25 -AbH = + IÎGH2A'bH2 + NcH3A'bH3 + * * • » + P et H représentant deux angles différents. On réalise normalement les mesures de couleur à l'aide d'un colorimètre de détermination des trois stimulis ou- d'un spectro-photomètre» Le choix de l'instrument dépend du problème particulier» Si on veut mesurer des différences de couleur existant entre deux couleurs similaires ayant les mêmes pigments chimiques, par exemple entre une peinture de référence et-un lot, on doit utiliser un colorimètre de détermination des -trois stimulis. On modifie spécialement un colorimètre "Colormaster" comme 35 cité précédemment, de manière à mesurer les couleurs métalliques sous des angles divers, de préférence deux angles distincts, ce qui rend possible le calcul des six dimensions qui décrivent 71 12165 14 2092013 les différences existant entre deux couleurs métalliques.Cependant, il est possible de faire des mesures pour un certain nombre d'angles, mais deux seulement sont nécessaires pour la détermination précise des propriétés des couleurs» Comme on l'a indiqué 5 précédemment, la variation de ces angles est de préférence de 60 à 80°, bien qu'une différence d'environ 10° donne des résultats significatifs. Il faut noter que les angles utilisés doivent être identiques lors de la mesure des spectres et la détermination des valeurs des trois stimulis, 10 En vue de calculer les constantes de. Kubelka-Munk K (absorp tion) et S (dispersion) associées à des couleurs métalliques, il est nécessaire de modifier un spectrophotomètre de façon qu'on puisse mesurer les courbes de réflexion dans le spectre visible pour divers angles d'incidence (à la fois dans un plan horizontal 15 et dans un plan vertical). Le spectrophotomètre modifié dans ce cas particulier est le spectrophotomètre du commerce Bausch et Lomb"505",mais on peut modifier tout type de spectrophotomètre après analyse de la géométrie d'observation* Le rectangle C du tableau représente les déterminations spectrophotométrlques 20 citées. Les données obtenues dépendent du nuancement et de l'opération de prédiction de couleur rendant possible le calcul des données relatives aux matières colorantes utilisées dans les couleurs métalliques. ïïn ensemble de données correspondant à une matière 25 colorante déterminée comprend en conséquence un jeu de données (31 valeurs de K et 31 valeurs de S) destiné à être utilisé pour les coucheB de finition non métalliques et au. moins deux jeux de données destinés à être utilisés- pour les couches de finition métalliques» 30 L'ensemble "Colormaster" cité est disponible dans le commerce. Cette détermination des trois stimulis permet d'établir les valeurs A citées précédemment des panneaux d'essai revêtus de la peinture à nuancer par rapport à la référence (phase C1). Les facteurs de réflexion, qui correspondent aux valeurs 35 Y, R, B des trois stimulis sont alors transposés dans le système de coordonnées d'Mams modifié à l'aide des équations en racine cubique mentionnées et élaborées par C. D» Reilly of Du Pont» 71 12165 15 2092013 Le rôle des valeurs L, a et b obtenues est de localiser la couleur dans l'espace de couleur. Par comparaison dlun.lot avec une référence, on obtient les différences de couleur ou les valeurs A. On peut les transformer de manière à avoir une valeur E unique qu'on peut utili-5 ser dans l'équation citée précédemment avec le système Adams» Le National Bureau of Standards à Washington a déterminé que les experts entraînés peuvent à peine détecter une valeur E de 0,3 unité N.B.S. On considère en général qu'une valeur de 1,0 unité H.B.S. donne une bonne correspondance dans l'industrie» En consé- . 10 quence, en considération des modes opératoires - cités» on détermine à l'aide d'un colorimètre les différences de couleur existant entre le lot et ^a référence de manière à calculer un ajustement de nuance pour un lot* On fait parvenir au calculateur ces valeurs ainsi que le poids du lot» L'opérateur du calculateur, qui est 15 un expert en couleurs, introduit ces données et la carte portant les données vectorielles dans le calculateur* Celui-ci calcule alors la nature et-la quantité des colorants qu'il faut ajouter au lot pour obtenir une correspondance parfaite en théorie* Cette addition est exprimée en kg de matières colorantesà ajouter dans 20 le lot. Dans le cas des couleurs non métalliques, il peut être nécessaire d'utiliser jusqu'à trois matières colorantes, et pour les couleurs métalliques, jusqu'à quatre matières colorantes* A l'aide des données concernant des tolérances, l'opérateur peut, le cas échéant, déterminer l'addition nécessaire pour ajuster 25 le lot en l'amenant juste dans la plage de tolérances* Ceci peut influer dans une grande mesure sur l'importance de l'addition au lot et/ou peut réduire le nombre de colorants nécessaires pour assurer la correspondance selon les tolérances» On peut utiliser avantageusement la technologie des couleurs 30 dans l'industrie des couches de finition en vue de l'ajustement des couleurs (nuancement) "métalliques ou non*. Les ensembles de production peuvent avoir une uniformité de couleur qu'on ne pouvait pas atteindre précédemment avec les dispositifs visuels, et i 1s effectuent cette tâche sans expert en nuancement, 35 ni perte de rendement de l'installation. L'expérience montre qu'après la résolution des problèmes initiaux posés par la mise en route, la capacité de l'installation augmente grâce au fonctionnement plus rapide de l'appareillage obtenu par le nuancement 71 12165 16 2092013 d*efficacité améliorée. On peut faire fonctionner des installations totalement dépourvues d*expert en nuancement. Il faut aussi noter qu*on peut utiliser ce dispositif pour déterminer toute propriété physique qu*on peut exprimer mathéma-5 tiquement* par exemple 1*épaisseur du film* ses avantages* etc.", et il est possible de prédire les ajustements convenables du lot* D'autres caractéristiques et avantages de l*invention assortiront mieux de la description qui va suivre drun exemple particulier. 10 EXEMPLE On fait correspondre à une référence un lot de peinture métallique dcr ée en suivant le mode opératoire décrit. (1) On pulvérise sur un panneau dressai* dans une atmosphère contrôlée* de/pefjature utilisée comme référence pour le nuancement 15 ultérieur de lots* (2) On obtient les données vectorielles ci-dessous à partir des spectres mesurés sur le panneau d*essai réalisé comme décrit ci-dessus* On détermine les spectres pour deux angles d*incidence sur le panneau dressai* une lecture étant faite perpendiculaire- 20 ment au panneau et l*autre avec un angle d*incidence de 70°* Le spectrophotomètre est du type 505 de Bausch et Lomb modifié pour peimettre les mesures angulaires citées* Données vectorielles d'une peinture de référence à l*or Matière.: colorante Oonc. S- Àbj, Aag ÀbH Oxyde de fer hydraté 2,00 —0*80 +0,56 +1,17 -0*36 +0,40 +0*65 Jaune de ferrite 1,00 -1 *46 -0,09 +2 » 19 +1,o1 7-0*47 +2,58 Paillettes mi- grossières d*aluminium 5*00 +2*95 -1,43 -2,59 +1,06 -0*97 -1,53 Blanc 0*25 -1 ,22 -0*05 -0,34 +2,28 +0*63 +0,67 Hoir 0*75 -2,28 -0*86 -1*45 -1,74 -0,98 -1,44 Orangé 0*50 -0*74 +1*72 +0,11 -0*32 +1 *00 +0*26 35 Les données ci-dessus sont les constantes de Kubelka-Munk pour les deux angles J (angle d*incidence nul) et H (angle dTincidence égal à 70°)* 71 12165 17 2092013 On perfore les données ci-dessus sur une carte de référence de nuancement. (3) On prépare un autre lot de peinture métallique dorée. .. En vue de son nuancement en fonction des constantes obtenues pré- 5 cédemment, on pulvérise sur un panneau d1essai la peinture du lot suivant la technique utilisée pour la peinture de référence» On réalise les lectures sur le panneau d*essai avec les mêmes angles d,incidence, égaux à 0 et 70°, à l*aide d*nn colorimètre "Color-master" destiné à permettre des mesures sous plusieurs angles 10 d'incidence. les différences de couleur entre les panneaux dressai et de référence sont les suivantes t ALp = +2,76 = -1,03 15 Aaj, = -2,43 Aag. = -1,89 Àbj, = -1,24 Âhg = -1*32 (4) On introduit les différences de couleur citées dans un 20 calculateur analogique de Electronics Associates^? avec la carte contenant les données vectorielles de la référence, L*addition calculée nécessaire pour un lot de 5 kg est la suivante î Oxyde de fer hydraté 868—0458 s 87 g Blanc = 7»4 g 25 Noir =1,1 g Orangé =s 19*6 g avec i IT pour 1* oxyde de fer hydraté = 1216 C. t lTc^ pour le blanc = 0,76 IT^ pour le noir = 0,05 30 ÎTcg pour l*orangé = 1.04 les différences théoriques de couleur prédites par le calculateur après 1*addition ci-dessus sont les suivantes : ALp = +0*02 ALg. = -0,14 Aag, = -0,07 Aag = +0,04 35 Abp = -0,10 Abg = +0,14 Ces différences sont dans la plage de tolérances de la peinture métallique do.rée et sont en conséquence acceptables pour la pratique industrielle» 71 12165 18 2092013 REVEKDIOATIONS 1• Appareil destiné au nuancement des couleurs par rapport à une couleur de référence lors de la fabrication de peinture» à 1* aide d*instrumentst caractérisé en ce qu*il comprend un dispo-5 sitif destiné à déterminer des constantes de couleur* sous forme de données vectorielles, à partir de spectres d'un panneau d1essai recouvert d'une peinture de référence, un dispositif destiné à déterminer des différences entre la peinture de référence et une autre peinture à l'aide de valeurs de trois stimulis* et un 10 dispositif destiné à associer les différences fournies par le second dispositif aux constantes de couleur fournies par le premier dispositif, et à calculer des quantités de pigments particuliers à ajouter à l'autre peinture pour l,obtention d'une couleur correspondante» 15 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différences entre la peinture de référence et l'autre peinture sont des différences de couleur» 3» Appareil selon la revendication 2# caractérisé en ce que le dispositif destiné à déterminer des constantes de couleur, sous 20 forme de données vectorielles» à l'aide de spectres obtenus avec un panneau d'essai recouvert d'une peinture de référence est un -spectroph-otomètre modifié en vue de permettre des mesures sous plusieurs angles d'incidence, le dispositif destiné à déterminer les différences de couleur entre la peinture de référence et une 25 autre peinture à l*aide des valeurs des trois stimulis est un colorimètre modifié pour permettre des mesures sous plusieurs angles d'incidence, et le dispositif destiné à associer les différences fournies par le second dispositif aux constantes de couleur fournies par le premier dispositif et à calculer les quantités de pig— 30 ments particuliers à ajouter à 14autre peinture pour l'obtention d'une correspondance de couleur est un calculateur à programme particulier» 4» Procédé de nuancement de couleur de peinture à l'aide d'instruments, caractérisé en ce qu'on tire des constantes de cou— 35 leur, sous forme de données vectorielles, d'un panneau d'essai recouvert d'une peinture de référence à l'aide de déterminations spectrophotométriques effectuées avec plusieurs angles d'incidenoe, on détermine des différences entre le panneau dtessai et un panneau 71 12165 19 2092Ô13 recouvert de façon similaire de-peinture d'un lot à nuancer, par 1*obtention des valeurs des trois stimulis à l'aide d'un colorimètre effectuant les mesures aux mêmes angles d*incidence que le spectrophotomètre cité, et on associe les différences et les 5 constantes de couleur citées puis on calcule des quantités de pigments particuliers à ajouter au. lot de peinture pour que sa couleur corresponde à celle de la peinture de référence* 5* Procédé selon la revendication 4» caractérisé en ce qu.e les différences entre la peinture de référence et 1*autre peinture 10 sont des différences de couleur. 6. Procédé selon la revendication 5> caractérisé en ce qu*on limite les mesures angulaires à deux angles différant l'un de l*autre de 60 à 80°, et on utilise les mêmes angles pour les mesures du spectrophotomètre et du colorimètre. 15 7» Procédé selon la revendication 4» caractérisé en ce qu'on utilise un calculateur pour associer les différences entre les peintures et pour calculer les quantités de pigments à ajouter pour l'obtention de la correspondance des couleurs* 8. Application du procédé de la revendication 7 au -nuance— 20 ment aux instruments d'un lot de peinture contenant des matières métalliques* 9» Application du procédé de la revendication 7 au nuancement aux instruments d*un lot de peinture non métallique, le spectrophotomètre et le colorimètre effectuant de mesures que_ saua. un. 25 seul angle d*incidence. 10* Application du procédé selon la revendication 7 au nuancement de couleur d*un lot de peinture métallique par rapport à une couleur connue' de référence par addition de pigments. 11 * Application du procédé selon la revendication 9 au nuan— 30 cément de couleur d'un lot de peinture non métallique par rapport à une couleur connue de référence par addition de pigments*