Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp Đặt ra mục tiêu cũng như lý do chọn lựa đề tài, trình bày mục tiêu và tiến hành nghiên cứu thực hiện. Chương 2: Cơ sở lý thuyết màu sơn và pha trộn sơn Đề cập đến khái niệm sơn, giải thích hiện tượng quang phổ màu sắc, trình bày các linh kiện sử dụng, quy tắc pha màu sơn sẽ dung. Chương 3: Tính toán, thiết kế máy - Tính toán lựa chọn cẩn thận các thiết bị - Sơ đồ hệ thống khối, kết nối đầu ra đầu vào - Lưu đồ thuật toán Chương 4: Thi công hệ thống Kết quả thành phẩm, các thuật toán, chương trình điều khiển giám sát HMI. Chương 5: Thực nghiệm Kết luận thực nghiệm và đưa ra nhận xét Chương 6: Kết luận và hướng phát triển đề tài - Thành quả mà nhóm thu được - Các điểm lợi thế và hạn chế của đề tài 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÀU SƠN VÀ PHA TRỘN SƠN 2.
Tổng quan về màu sơn và công thức pha trộn 2. Khái niệm về sơn Sơn từ lâu vốn được sử dụng đại trà vì nó có tác dụng tô màu khiến cho các bức tường, ghế, thanh sắt, vật trang trí đẹp hơn. Ngoài ra sơn còn tạo nên một lớp bao bọc bảo vệ bề mặt vật được sơn, tránh được các tác nhân gây hại từ bên ngoài. Sơn thường lưu trữ ở dạng lỏng, và đa phần sơn không trở thành chất rắn sau một thời gian dài không sử dụng.
Mỗi loại sơn đều có các đặc tính riêng biệt phụ thuộc vào loại gốc dầu hoặc gốc nước. Sơn được sử dụng để: Các công dụng của sơn có thể kể đến như: trang trí màu sắc, bảo vệ bề mặt vật thể, chống mốc ẩm,. Trong kinh doanh, sơn thường được lưu trữ ở dạng nước lỏng và được phân vào đa dạng từng loại màu riêng biệt với độ bám dính cao tùy vào chất lượng của sơn.1 Hình ảnh màu sơn sau khi được pha Các thành phần chính tạo nên sơn - Chất tạo màng: Bao gồm nhựa thiên nhiên, nhựa tổng hợp, dầu khô hoặc dầu bán khô và thường chiếm khoảng 10 đến 60% thành phẩm sơn. - Bột tạo màu: chiếm từ 7 đến 40%, theo phân loại bột màu được chia làm bột thiên nhiên, bột tổng hợp, bột màu hữu cơ, vô cơ.
- Dung môi: thông thường chiếm từ 40 đến 50% khối lượng thành phẩm, có tác dụng hòa tan 2 thành phần bột tạo màu và chất tạo màng. - Chất phụ gia: chiếm từ 0 đến 5%. Chất phụ gia không có tác dụng pha màu hay che phủ nhưng được dùng dể giảm thiểu chi phí tạo nên sơn. Chất phụ gia nâng cao tính cơ, lý, nhiệt, làm tăng độ bóng của màng sơn và giúp sơn không bị nấm mốc sau thời gian dài.
- Chất phụ trợ: gồm chất xúc tác, chất ổn định, kết dính, tiêu bọt, bột độn,… 4 2. Quy trình sản xuất sơn Hình 2.2 Quá trình sản xuất cho ra thành phẩm Toàn bộ quy trình sản xuất sơn như ảnh trên gồm: - Chuẩn bị nguyên vật liệu. - Pha trộn màu sơn dựa trên bảng tỉ lệ màu. - Khuấy đều sơn, pha loãng sơn sau đó chiết rót.
- Đóng gói hàng, vận chuyển và sử dụng. Quá trình tạo ra sơn gồm các giai đoạn: - Giai đoạn ủ muối: Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất sơn nước. Bột màu, bột độn, dung môi, chất tạo màng, đất sét cần được tính toán một lượng hợp lý để quá trình ủ cho ra kết quả. Các nguyên liệu này được cho vào trong các thùng chứa và được máy khuấy đều ở tốc độ thấp trong khoảng từ 30 phút đến 1 giờ.
Sau đó đậy nắp thùng và ủ ít nhất 12 giờ tùy thuộc vào từng loại bột. Thành phẩm có được là một hỗn hợp nhão dùng cho giai đoạn tiếp theo. - Giai đoạn nghiền sơn: Lấy thành phẩm ở giai đoạn ủ muối đưa vô máy nghiền để tiến hành nghiền sơn. Giai đoạn này sẽ tạo ra dung dịch lỏng nhuyễn.
Cần đảm bảo thời gian nghiền đủ lâu để sơn đạt được độ mịn đề ra. - Giai đoạn pha trộn sơn: Khi hỗn hợp ở giai đoạn nghiền đạt độ mịn cần thiết, đưa thùng có hỗn hợp vào máy khuấy. Sơn sẽ được khuấy đều cùng với chất tạo màng và dung môi để tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. - Đóng gói sản phẩm: Giai đoạn này thường được thực hiện bằng các dây chuyền đóng gói tự động, tuy nhiên một vài nhà máy vẫn sử dụng nhân lực cho công việc này do quy mô nhỏ.
5 Các dây chuyền sản xuất sơn trên thế giới ở thời điểm hiện tại: Hình 2.3 Dây chuyền sản xuất sơn Bluezone Hình 2.4 Dây chuyền sản xuất ở ICI Dulux Hình 2.5 Dây chuyền sản xuất Lavisson, Bình Dương 6 2. Quy tắc pha màu sơn Khái quát về màu Theo quang học, khi ánh sáng xuyên qua lăng kính mặt trời, ánh sáng phân tách thành 7 loại màu sắc như màu đỏ, vàng, lục, cam, chàm và tím. Lý do mà hiện tượng này xảy ra là do các loại ánh sáng có các bước sóng riêng biệt. Mỗi một ánh màu đại diện cho một bước sóng cụ thể.
Vậy nên ta có thể kết luận rằng màu sắc chính là các dạng ánh sáng khác nhau.6 Dải màu sắc từ đỏ tới tím của cầu vòng 7 sắc Hình 2.7 Dải màu vô sắc Ba yếu tố cơ bản của màu sắc - Sắc (Tone): Đại diện cho độ đậm hoặc nhạt của một màu khi được pha trắng hoặc pha đen. - Quang độ (Value): Liên quan đến độ sáng hoặc tối của một màu, là sự tương quan giữa các mức độ đậm nhạt khác nhau. Ví dụ, trong vòng thuần sắc, vàng có độ sáng cao nhất, trong khi tím có độ sáng thấp nhất do sự thay đổi của ánh sáng. - Cường độ (Intensity): Được sử dụng để đánh giá mức độ sáng hay tối của màu sắc dựa trên cảm quan thị giác.8 Quang độ và cường độ của hai màu 7 Các quy luật pha màu Có 2 quy luật pha trộn màu sắc bao gồm: - Quy luật cộng màu - Quy luật trừ màu Quy luật cộng màu: Màu Đỏ (Red - R), lục (Green - G), xanh (Blue - B) là ba màu sơ cấp (hay còn gọi là các màu cơ bản nhất) trong ánh sáng.9 Quy luật cộng màu hệ màu RGB - Ánh sáng lam hòa với ánh sáng đỏ tạo ra ánh sáng tím hồng (Magenta - M) - Ánh sáng đỏ hòa với ánh sáng lục tạo ra ánh sáng vàng (Yellow - Y) - Ánh sáng lục hòa với ánh sáng xanh tạo ra ánh sáng màu da trời (Cyan - C) Tím hồng là màu khá gần với màu tím (Violet).
Tím hồng (Magenta) là màu không có trong phổ ánh sáng tự nhiên. - Các màu thứ cấp của ánh sáng bao gồm màu tím hồng (M), vàng (Y), và da trời (C), bởi vì bản chất được tạo ra bằng cách hòa hai chùm ánh sáng màu sơ cấp (primary). - Khi hòa cả ba chùm ánh sáng sơ cấp R (đỏ), G (xanh lá cây), B (xanh dương) với nhau, ta sẽ có ánh sáng trắng. Điều này được gọi là quy luật cộng màu.
Quy luật trừ màu: Quy luật này bị ngược lại đối với màu hóa chất như mực in, phẩm nhuộm, sơn: Ba màu sơ cấp là tím hồng (Magenta - M), da trời (Cyan - C), và vàng (Yellow - Y) 8 Hình 2.10 Quy luật trừ màu trong hệ màu CMYK - Tím hồng (M) hòa da trời (C) cho lam (Blue - B) - Da trời (C) hòa với vàng (Y) cho lục (Green - G) - Vàng (Y) hòa với tím hồng (M) cho đỏ (Red - R) Bản thân vật chất không hề có màu sắc (trừ những vật tự phát sáng) nên màu hóa chất tuân theo quy luật trừ màu, tức là vật chất tương tác với ánh sáng bên ngoài. Khi ánh sáng chiếu vào một vật, nó sẽ tán xạ và hấp thụ các bước sóng ánh sáng đơn sắc có trong ánh sáng. Màu sắc của vật chất phụ thuộc vào khả năng hấp thụ và tán xạ các bước sóng ánh sáng khác nhau.11 Các hình ảnh pha 2 màu của sơn và ánh sáng 9 2.2 Quyết định nguyên lý pha màu của đề tài Khác với lý thuyết thì trên thực tế, các hạt màu không hề có màu sơ cấp lý tưởng khiến cho việc pha trộn màu rất khó khăn. Để tạo nên được một màu sơn thật sự chính xác cần một quá trình nghiên cứu với sự tham gia của các chuyên gia trong ngành hóa học để tạo nên các công thức pha màu của riêng họ.
Với sự tìm hiểu, nhóm em quyết định chọn nguyên lý pha màu dựa trên quy luật trừ màu với 3 màu: đỏ, vàng, lam.12 Hình ảnh bảng màu Lúc này ba màu thứ cấp tạo ra như sau: Đỏ + Vàng Cam Vàng + Lam Xanh lục Lam + Đỏ Tím Hình 2.13 Các cấp độ màu trong bảng Màu sơ cấp: là màu không thể được pha ra bằng việc trộn bất kì một màu nào khác, chúng chính là màu độc nhất. Màu sơ cấp gồm: đỏ, vàng, lam và đây cũng chính là các màu sắc cơ bản nhất dùng để tạo ra các màu còn lại trên bảng màu hiện tại Màu thứ cấp: Màu này được tạo ra từ việc trộn 2 màu sơ cấp có một lượng chất lỏng như nhau.14 Các kết quả pha màu thứ cấp Màu trung gian: là màu kết hợp bởi hai màu sơ cấp và màu thứ cấp. Từ đó tạo ra các màu như vàng sẫm đậm (deep yellow), màu ultra, màu đỏ tím, … Hình 2.15 Các kết quả pha màu trung gian Tại sao khi pha nhiều màu khác nhau không theo công thức thì màu bị đen: Các màu vẽ mà mắt ta nhìn thấy được thức tế là nhờ vào sự hấp thụ dải quang phổ của ánh sáng sau đó phản chiếu về mắt ta, được gọi là màu trừ. Khi hòa lẫn 2 hoặc nhiều màu trừ khác nhau thì màu sẽ trở nên tối dần vì chúng hấp thụ nhiều ánh sáng hơn từ các bước sóng ánh sáng.
Điều này lý giải cho việc khi pha quá nhiều màu, ta sẽ tạo nên một hỗn hợp dung dịch tối đen. Màu trắng có vai trò biến các màu thành màu nhẹ Các màu nhạt là các màu sau khi được pha thêm bởi màu trắng. Pha màu trắng càng nhiều thì màu sẽ càng nhạt hơn. Ví dụ: thêm màu trắng vào màu xanh lục, ta sẽ có được một phiên bản màu xanh ít sẫm màu hơn.
Không nên pha các màu khác nhau để tạo nên màu trắng, vì màu trắng là màu nhạt.