目前,涂層光度的測量方法主要是利用光澤度計(jì)對(duì)涂層表面進(jìn)行測量。通過測量涂層厚度和反射率,可以計(jì)算出涂層的光澤度。
光澤是檢驗(yàn)涂層外觀品質(zhì)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,為了管控涂層的外觀光澤品質(zhì),就需要對(duì)涂層的光澤度進(jìn)行測定,目前,關(guān)于涂層表面光澤度的測定方法有很多,許多的用戶還不是很清楚。本文為了大家介紹了涂層光澤度測定的三種方法,感興趣的朋友可以了解一下!
什么是涂層的光澤度?
涂層光澤度又稱光亮度,是指涂層表面在一定照度和一定角度入射光作用下的反射光比率或強(qiáng)度。涂層反射光的比率或強(qiáng)度越大,涂層光澤度越高。
涂層光澤是鑒別涂層外觀質(zhì)量的一個(gè)主要性能指標(biāo),不同產(chǎn)品對(duì)涂層光澤度的要求是不同的,如高級(jí)轎車就需要涂層光澤度越高越好,而一些光學(xué)儀器,軍用器械和地面?zhèn)窝b設(shè)施等則要求平光和無光。
涂層光澤按照其光澤度的高低可以分為高光澤、半光或中等光澤、蛋殼光、平光和無光等。
涂層光澤不僅與所用涂料有關(guān),而且還與涂裝施工質(zhì)量有關(guān)。施工得當(dāng)?shù)耐繉颖砻姹容^平整光滑,對(duì)光線的反射率高,而有流掛、針孔、桔紋及粘附有雜質(zhì)的比較粗糙的涂層表面對(duì)光線的反射率就較低。
涂層表面光澤度的測量方法有3種。一是目測法;二是樣板對(duì)照法;三是光澤度計(jì)法。前兩種檢測方法有一定主觀性,往往因人而異,測量不夠準(zhǔn)確。第3種方法較客觀,尤其是對(duì)平面涂層檢測效果較好。
1.目測評(píng)定法
目測評(píng)定法屬于一種經(jīng)驗(yàn)評(píng)定方法。它是以檢驗(yàn)人員在實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn),通過目測檢驗(yàn)來評(píng)定,往往受到檢驗(yàn)環(huán)境照度、檢驗(yàn)人員的視覺和經(jīng)驗(yàn)等因素影響,容易產(chǎn)生干擾而造成評(píng)定結(jié)果的誤差。
為了盡量避免各種影響,從長期實(shí)踐中得到到的經(jīng)驗(yàn),規(guī)定受檢環(huán)境的光源為自然光或接近自然光的熒光光源,其照度為300(相當(dāng)于40W熒光燈在500mm處的照度),以防止光源色澤和照度不合產(chǎn)生的影響。
目測光澤度經(jīng)驗(yàn)評(píng)定法的分級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)為:
1級(jí)(鏡面光亮) 涂層光亮如鏡,能清晰地看出人的五官和眉毛。
2級(jí)(光亮) 涂層表面光亮,能看出人的五官和眉毛,但眉毛部分不夠清晰。
3級(jí)(半光亮) 涂層表面光亮較差,但能看出人的五官輪廓,眉毛部分模糊。
4級(jí)(無光亮) 涂層基本上無光澤,看不清人的面部五官輪廓。
經(jīng)驗(yàn)法評(píng)定會(huì)因人為因素影響,有時(shí)會(huì)對(duì)評(píng)定結(jié)果產(chǎn)生爭議,所以在必要時(shí)可采取樣板對(duì)照作為評(píng)定的參考。
樣板對(duì)照法屬于目測法中的比較測量法。它是用一定光澤度的參照樣板,結(jié)合目測法進(jìn)行的。由于用了參照樣板作比較,能一定程度上減少檢驗(yàn)人員因視覺或經(jīng)驗(yàn)不足造成的影響。所以,此法是目測法檢驗(yàn)涂層光澤度的一種改進(jìn)。這種方法是用觸覺(如指甲)和肉眼(放大鏡、比較顯微鏡)作對(duì)比測定。最后以受檢涂層的粗糙度與某一標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣板相似,則該相似標(biāo)準(zhǔn)樣板的粗糙度即為受檢樣品的粗糙度。
標(biāo)準(zhǔn)光澤度樣板制如下:
1級(jí)光澤度樣板 經(jīng)加工標(biāo)定粗糙度為0.04μm
2級(jí)光澤度樣板 經(jīng)加工標(biāo)定粗糙度為0.08μm
3級(jí)光澤度樣板 經(jīng)加工標(biāo)定粗糙度為0.16μm
4級(jí)光澤度樣板 經(jīng)加工標(biāo)定粗糙度為0.32μm
檢驗(yàn)與評(píng)定方法:將被檢涂件在規(guī)定的測試條件下(與檢驗(yàn)表面缺陷相同),反復(fù)與標(biāo)準(zhǔn)光澤度樣板比較,觀察兩者反光性能,最后當(dāng)被檢涂層的反光性與某一標(biāo)準(zhǔn)樣板相似,又低于更高一級(jí)光澤度標(biāo)準(zhǔn)樣板時(shí),以該標(biāo)準(zhǔn)樣板的光澤度級(jí)別,作為被檢涂層的光澤度級(jí)別。
應(yīng)注意事項(xiàng)有:
①標(biāo)準(zhǔn)光澤度樣板應(yīng)妥善保存,防止保存不善而改變表面狀態(tài);
②使用前應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)樣板用清潔軟布進(jìn)行小心擦拭,使其表面潔凈,并呈現(xiàn)規(guī)定的反光性能,擦拭時(shí)要防止損壞標(biāo)準(zhǔn)樣板的表面狀態(tài);
③標(biāo)準(zhǔn)光澤度樣板使用期為一年,經(jīng)常使用時(shí)應(yīng)定期更新。
因?yàn)槟繙y法評(píng)定涂層光澤度沒有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),觀察因人而異,所以涂層光澤度的測定一般采用光澤計(jì)來進(jìn)行,其結(jié)果以從涂層表面來的正反射光量與在同一條件下從標(biāo)準(zhǔn)表面來的正反射光量之比的百分?jǐn)?shù)表示。所以涂層光澤一般是指與標(biāo)準(zhǔn)板光澤的相對(duì)比較值。
根據(jù)光澤度計(jì)光源的入射角的不同,可以將其分為固定角度光澤計(jì)(如45°、60°)、多角度光澤計(jì)(如(0°、20°、45°、60°)和變角光澤計(jì)(20°~85°之間均可測定)。對(duì)于高光澤涂層(60°光澤高于70%)宜采用入射角為20的光澤計(jì),對(duì)于低光澤涂層(60°光澤低于30%)宜采用入射角為85°的光澤計(jì),這樣可使測試結(jié)果更加精確。具體的測量步驟如下:
光澤度計(jì)具體測量步驟如下:
1.制備涂層樣品
涂層的厚度、均勻度、濕度都會(huì)導(dǎo)致表面光澤度的變化,因此制備樣品時(shí)就需要保證試樣和標(biāo)準(zhǔn)品在相同的條件下制作。
2.儀器開機(jī)
接通電源,長按儀器測量鍵進(jìn)行開機(jī),直至顯示屏亮起。
3.儀器校準(zhǔn)
點(diǎn)擊 “校準(zhǔn)” ,顯示界面將會(huì)提醒放好校準(zhǔn)板盒,確保儀器與校準(zhǔn)板盒卡緊,點(diǎn)擊 “ 確定” 或按 “開關(guān)/測量按鍵”進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)儀器使用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)(比如溫度、海拔、濕度等劇烈變化時(shí)),儀器一定要進(jìn)行校準(zhǔn)。
4.選擇測量角度
測量超高光澤樣品時(shí),建議選用20°;通用角度一般選用60°;測量超低光澤樣品時(shí),建議選用85°。
5.測量
將儀器放在被測樣品上,顯示屏顯示的讀數(shù)即為該樣品在該角度下的光澤度值。被測樣品必須為平面制品。取多點(diǎn)進(jìn)行測量,最后取測量的平均值。
通過將恒定強(qiáng)度的光束以固定角度引導(dǎo)到測試表面上,然后從相同角度監(jiān)測反射光量來測量光澤度。該鏡面反射率是使用光澤度計(jì)測量的。
不同的表面需要不同的反射角度。
高光澤
具有明亮或高度拋光的表面可以清晰地反射圖像。這種明顯的反射是由鏡面反射到表面上的入射光引起的。
半表面和啞光表面反射圖像的清晰度較低,強(qiáng)度也較低。
在半透明或啞光表面上,光不僅在鏡面反射方向上,而且還被散射,導(dǎo)致反射圖像看起來是漫射的。
選擇正確的光澤度測量角度
光澤度測量基于相對(duì)于拋光玻璃參考標(biāo)準(zhǔn)反射在表面上的光量,以光澤度單位(GU)為單位進(jìn)行測量。反射在表面上的光量取決于入射角和表面的屬性。
光澤度分為啞光、半光澤或高光澤度。為了確定最合適的測量角度,請(qǐng)從設(shè)置為60°入射角的光澤度計(jì)開始。
如果結(jié)果在10 - 70GU之間,則涂層稱為“半光澤度”,應(yīng)使用光澤度計(jì)上的60°角進(jìn)行測量。如果結(jié)果小于10GU,則產(chǎn)品為“低光澤度”,應(yīng)使用光澤度計(jì)上的85°角進(jìn)行測量,如果大于70GU,則該產(chǎn)品稱為“高光澤度”,應(yīng)使用光澤度計(jì)上的20°角進(jìn)行測量。
在測量陽極氧化金屬的光澤度時(shí),應(yīng)記錄所有三個(gè)角度(20,60和85°),以確保完全了解涂層和金屬基板之間的鏡面反射率。
反射率
雖然光澤度單位(GU)尺度是線性的,但每個(gè)入射角都有不同的測量范圍;0 – 2000GU (20°), 0 – 1000GU (60°), 0 – 160GU (85°).
反射率比較光澤度計(jì)傳輸和接收的光能量量,并將該值表示為入射角度完整測量范圍的百分比,該值顯示為相對(duì)于所選入射角的百分比
由于20°光澤度計(jì)的測量范圍為0 -2000GU;20° 時(shí)的值 1000GU 表示為 50%20,值 500GU 表示為 25%20。60° 時(shí)的值為 500GU,但表示為 50%60,因?yàn)?60° 的測量范圍為 0 – 1000GU。
表面越亮,該值就越接近 100%。
具有高折射率的材料,如透明塑料或清漆,其測量值可以高于100GU。高反射金屬的光澤度最高可達(dá)2000GU。此外,由于材料主體中存在多次反射,透明材料的測量值可以增加。在所有這些情況下,通常以%反射率表示測量結(jié)果。
陰霾
霧霾會(huì)導(dǎo)致反射對(duì)比度下降,并導(dǎo)致反射光源周圍出現(xiàn)“光暈”,從而大大降低視覺質(zhì)量。
根據(jù)ASTM D4039,在易高480光澤度計(jì)內(nèi),霧度被定義為60°和20°處鏡面反射率之間的數(shù)值差。
這以霧度單位(HU)表示。