• 主题：建筑涂料、设备和测试

作者：K. Abraham Vaynberg、Tom Bidwell、Griffin Gappert、Kent Maghacut、Joseph Ambrosi 和 Matt Lano
Ashland 特种原料，亚什兰公司

虽然油漆颜色可以改变房间的外观，但油漆的“感觉”对于那些使用油漆的人来说至关重要——无论他们是专业画家还是自己动手 (DIY)。市场研究一次又一次地证实了这一点。制造商认识到，油漆应用的难易或努力是造成消费者第一印象，也可能是最持久的印象，并将强烈影响消费者对产品质量的看法。评估应用感觉的测试方法在准确性和可重复性方面受到限制。此外，它们在很大程度上依赖于评估者的主观判断。

最近，已经推出了一种称为应用程序阅读器技术™ (ART) 的设备。ART 设备在油漆滚涂过程中生成并记录实时空间和力数据，客观地测量应用感觉。ART 设备有助于满足主观评估技术未能满足的对可靠、可重复、定量数据的需求。

推动正在申请专利的 ART 设备的理解是，涂料配方的变化会导致涂料推出过程中的细微变化。通过记录应用过程中产生的特殊和力数据，ART 设备客观地记录涂料配方差异的变化，并提供直接信息和洞察消费者偏好。

在一项使用 ART 设备的研究中，11 名参与者测试了 16 种市售建筑涂料。研究表明，平均而言，面板更喜欢为 DIY 市场制造的油漆，而不是作为承包商油漆出售的油漆。

同样重要的是，该研究发现，涂料流变学和应用特性都不会与消费者偏好产生显着的相关性，因此无法为先验预测消费者偏好提供依据。另一方面，ART 设备在 ART 设备可测量参数和消费者偏好之间产生了许多具有统计意义的强相关性。强相关性验证了该工具预测消费者偏好的能力，并保证了 ART 设备技术的进一步进步和发展。

评价背景

研究中使用了来自四大涂料制造商的涂料（全部为蛋壳）。每个制造商都有四种涂料，两种用于 DIY 市场，另两种用于承包商市场。每对由制造商指定的一种“优质”涂料和一种“经济型”涂料组成。所有 16 种涂料均在​​零售店购买，装在 5 加仑桶中。

由于应用隐藏是影响绘画过程的重要考虑因素，因此 DIY 油漆被染成浅蓝色。DIY 油漆涂在承包商油漆上，反之亦然。

实验性的

表 1按制造商、预期市场、价格点 ($/gal) 和名称以及油漆 ID 列出了油漆。表 1的最后一列包含每种涂料的代码，按照以下约定：第一个字母代表制造商，第二个字母代表 DIY 或承包商，数字代表每加仑零售价。

油漆应用

参与者在商业上可用的石膏板部分上进行绘画，该部分分为四个 7.5 英尺 x 10 英尺的部分。每个部分都涂有表 1 中列出的一种涂料。

为了提供涂料之间的颜色对比，研究人员将 DIY 涂料以 0.5 盎司/加仑的浓度与酞菁蓝染色。绘画参与者交替随机选择四套 DIY 或承包商油漆。

油漆工使用 9 英寸滚筒和 3/8 英寸小毛。研究助理进行了最初的滚筒破碎和装载，以确保不同水平的油漆工不会影响这个过程。

油漆负载和铺展速度通过秤测量。实验完成后，每个参与者都填写了一份评估表，如下一节所述。

评估

表 2包含油漆评估表，用于在每次油漆应用结束时对参与者进行调查。参与者通过表达他们同意的程度来回应关于涂料和应用的各个方面的陈述，其中“非常不同意”等于 1，“非常同意”等于 9。

艺术

ART 设备以数字方式记录喷漆过程，包括作为时间函数的滚筒位置，以及喷漆过程中施加的力。收集到的数据用于计算表 3 中总结的参数。

为了一致地描述本报告中各种数据之间的相关性，表 4定义了相关性。“强”和“显着”相关性都是指统计上显着的相关性。

结果讨论

表 5显示了喷漆体验评估的结果，其中涉及喷漆过程的各种属性。

稳定释放描述了涂料从滚筒转移到基材的容易程度。

易于转移描述了画家将油漆转移到基材上的体力。

Roller Pickup描述了一个滚轮罩可以承载的油漆量，从而提供高效的油漆体验。

湿膜评级涵盖湿膜遮盖力和光滑度的组合，

最少返工是指需要经过相同的区域以提供更好的表面光洁度。

最后两个属性解决了用户对油漆质量的看法以及他或她是否会选择油漆。

参与者为每个属性分配一个从 1 到 9 的值。表 5包含 11 名志愿者的平均绘画属性值。该表采用颜色编码；最低值以红色突出显示，最高值以绿色突出显示。

图 1显示了油漆价格与个人偏好之间的相关性。数据遵循一个明显的趋势，该趋势与价格和平均个人偏好得分密切相关。数据显示三个异常值：Ad25、Cd21 和 Dd69。高个人偏好分数和低价格表明 Ad25 和 Cd21 都被低估了。相比之下，Dd69 由于其高昂的价格和相对较低的个人偏好评分，可能被认为定价过高。

这项研究还试图确定哪些油漆感知属性对整体偏好影响最大。表 6显示了个人偏好与所有其他感知评估参数之间的相关性。参数按照相关重要性从高到低排列。高于 0.8 的值被认为在统计上非常显着。正如预期的那样，质量和个人偏好是最相关的。随后是返工和湿膜外观。另一方面，滚轮拾音器虽然与个人偏好有很强的相关性，但在参数之间的相关性最低。

油漆特性：应用特性和流变学

所有 16 种涂料均使用标准涂料表征程序进行了表征。油漆表征的结果总结在表7中。这些包括 KU、ICI 和布鲁克菲尔德粘度、流平、下垂和开放时间。正如预期的那样，涂料 KU 粘度接近 100KU，范围在 86KU (Bc42) 和 111.2KU (Bd42) 之间。ICI 粘度范围在 0.60P (Ac17) 和 1.43P (Cd21) 之间。

流平值范围在 3 到 9 之间。Bd42 和 Dc40 测得流平值为 3。大量涂料测得流平值为 9。（事实上，所有涂料中 50% 的流平值为 9。）流挂值在 6 (Ad42) 之间变化Dc41 为 40。最后，开放时间介于 0 和 8 分钟之间。使用 Ad25 涂料观察到最长的开放时间为 8 分钟。

表 7提供了一个独特的机会来观察用于承包商和 DIY 市场的涂料之间的异同。KU 粘度没有差异。与承包商配方相比​​，DIY 配方中的一些特性往往更高，包括 ICI 粘度、流平和开放时间。

使用 40 毫米平行板对涂料进行流变学表征。在 0.01 和 1000 s ^-1的剪切速率之间测量稳定剪切粘度。在0.1 和100 s ^-1之间计算对数标度上的粘度对剪切速率的斜率值。已在 0.1 和 100 rad/s 频率之间的线性粘弹性区域中测量了涂料的动态特性。对于统计分析，数据集被修剪为仅包括对应于每个数量级（即，0.01、0.1 s ^-1等）的速率的值。流变学数据的汇编见表 8 和表 9。

与个人偏好的相关性

了解个人喜好与涂料的应用和流变特性之间的关系有助于开发消费者感知的预测工具。这可能会减少或消除行业对主观小组测试的依赖。

个人偏好与应用油漆特征的相关性

应用的涂料特性，例如流平性或 ICI 粘度，通常用作配制涂料的目标。因此，探索这些参数如何与消费者偏好相关是很重要的。

表 10显示了平均个人偏好与各种应用涂料特性之间的成对相关性。数据显示，开放时间是唯一与个人偏好显着正相关的参数。

开放时间是衡量油漆保持足够流动性的时间长度，以允许油漆工在油漆过程中纠正或消除缺陷。由于我们小组中的油漆工在没有进行任何修饰或油漆平滑的情况下从边缘到边缘稳定地绘制每个 10 英尺的部分，因此很难理解开放时间与个人喜好的重要性和相关性。

一种可能的解释是所有 DIY 配方都具有更高的开放时间值。由于我们的专家组通常更喜欢 DIY 油漆而不是承包商配方（表 4），因此观察到的与开放时间的相关性可能是间接的。

表 10还显示了个人偏好和所涂油漆性能之间的几个弱相关性。与 ICI 粘度呈弱正相关，表明较高的 ICI 测量值会对消费者偏好产生积极影响。与 Brookfield 低剪切粘度也存在弱负相关。

个人偏好与涂料流变学

接下来，我们考虑个人偏好和流变涂料数据之间的相关性，如表 11 中总结的。数据没有产生很强的统计相关性。请注意，流变特性包括动态和稳定剪切数据。此外，流变数据还包含粘度与剪切速率的对数对数表示的斜率，并且是涂料假塑性的量度。

表 11仅显示个人偏好与涂料流变特性之间的弱相关性。在 100 rad/s 时与 tanδ 呈正弱相关，表明在较高频率下偏爱具有较高弹性特性的涂料。与 1 s ^-1的剪切粘度也有弱的负相关，中间剪切速率。理解这些关系的本质是困难的。令人惊讶的是，个人偏好与涂料的剪切稀化特性之间没有相关性，相关性参数仅为 –0.38。

个人偏好与 ART 设备数据

表 12总结了平均个人偏好和各种测量的 ART 设备参数之间的相关性，这些参数按相关参数值的递减顺序排列。与应用的涂料特性和流变学数据不同，ART 设备数据显示出与个人偏好更强的统计相关性。

表 12显示了个人偏好与下沉总数（–0.88，未在表中显示）和滚动长度之间的强烈负相关。负相关表明距离越短，覆盖基材所需的浸渍越少，消费者就越有可能喜欢涂料。

笔画次数、绘画时间、努力程度和平均速度都与个人喜好呈显着负相关。这种相关性表明消费者喜欢更少的笔画、更短的绘画时间和更少的努力。速度也产生显着负相关，这表明当消费者喜欢一种油漆时，他或她可能会画得更慢。

总结与结论

本文总结了基于 16 种商业涂料配方的大量数据。它包含有关消费者偏好、ART 设备参数、流变学和应用涂料特性的数据。

消费者偏好研究既昂贵又耗时，最终产生的结果具有很大的可变性。本研究的目的是确定如何在没有完整的消费者小组研究的情况下以一定程度的确定性预测个人偏好。它还试图确定配方设计师可以采用的涂料特性来生产可能强烈吸引消费者偏好的涂料。

研究结果表明，流变学和应用涂料特性与个人偏好仅产生微弱的相关性，因此不能用作消费者偏好的独立指标。观察到的少数弱相关是与布鲁克菲尔德粘度和1 s ^{-1 时的}稳定剪切粘度呈负相关。在 100 rad/s 下观察到 ICI 粘度和 tanδ 呈弱正相关。这些相关性不是直观的，并且没有进一步探讨它们的意义。

另一方面，Application Reader Technology 设备通过生成与个人偏好产生强烈或显着相关性的参数，明确证明了其价值。ART 数据输出可用于预测消费者可能喜欢的涂料。正如所证明的那样，对于给定的基材尺寸进行最少浸渍次数、滚动距离最短、行程最少、以最慢的速度进行涂漆的时间最短以及最省力的涂料预计会受到消费者的青睐。消费者面板。