目前,涂层光度的测量方法主要是利用光泽度计对涂层表面进行测量。通过测量涂层厚度和反射率,可以计算出涂层的光泽度。
光泽是检验涂层外观品质质量的重要指标之一,为了管控涂层的外观光泽品质,就需要对涂层的光泽度进行测定,目前,关于涂层表面光泽度的测定方法有很多,许多的用户还不是很清楚。本文为了大家介绍了涂层光泽度测定的三种方法,感兴趣的朋友可以了解一下!
什么是涂层的光泽度?
涂层光泽度又称光亮度,是指涂层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强度。涂层反射光的比率或强度越大,涂层光泽度越高。
涂层光泽是鉴别涂层外观质量的一个主要性能指标,不同产品对涂层光泽度的要求是不同的,如高级轿车就需要涂层光泽度越高越好,而一些光学仪器,军用器械和地面伪装设施等则要求平光和无光。
涂层光泽按照其光泽度的高低可以分为高光泽、半光或中等光泽、蛋壳光、平光和无光等。
涂层光泽不仅与所用涂料有关,而且还与涂装施工质量有关。施工得当的涂层表面比较平整光滑,对光线的反射率高,而有流挂、针孔、桔纹及粘附有杂质的比较粗糙的涂层表面对光线的反射率就较低。
涂层表面光泽度的测量方法有3种。一是目测法;二是样板对照法;三是光泽度计法。前两种检测方法有一定主观性,往往因人而异,测量不够准确。第3种方法较客观,尤其是对平面涂层检测效果较好。
1.目测评定法
目测评定法属于一种经验评定方法。它是以检验人员在实践中积累的经验,通过目测检验来评定,往往受到检验环境照度、检验人员的视觉和经验等因素影响,容易产生干扰而造成评定结果的误差。
为了尽量避免各种影响,从长期实践中得到到的经验,规定受检环境的光源为自然光或接近自然光的荧光光源,其照度为300(相当于40W荧光灯在500mm处的照度),以防止光源色泽和照度不合产生的影响。
目测光泽度经验评定法的分级参考标准为:
1级(镜面光亮) 涂层光亮如镜,能清晰地看出人的五官和眉毛。
2级(光亮) 涂层表面光亮,能看出人的五官和眉毛,但眉毛部分不够清晰。
3级(半光亮) 涂层表面光亮较差,但能看出人的五官轮廓,眉毛部分模糊。
4级(无光亮) 涂层基本上无光泽,看不清人的面部五官轮廓。
经验法评定会因人为因素影响,有时会对评定结果产生争议,所以在必要时可采取样板对照作为评定的参考。
样板对照法属于目测法中的比较测量法。它是用一定光泽度的参照样板,结合目测法进行的。由于用了参照样板作比较,能一定程度上减少检验人员因视觉或经验不足造成的影响。所以,此法是目测法检验涂层光泽度的一种改进。这种方法是用触觉(如指甲)和肉眼(放大镜、比较显微镜)作对比测定。最后以受检涂层的粗糙度与某一标准粗糙度样板相似,则该相似标准样板的粗糙度即为受检样品的粗糙度。
标准光泽度样板制如下:
1级光泽度样板 经加工标定粗糙度为0.04μm
2级光泽度样板 经加工标定粗糙度为0.08μm
3级光泽度样板 经加工标定粗糙度为0.16μm
4级光泽度样板 经加工标定粗糙度为0.32μm
检验与评定方法:将被检涂件在规定的测试条件下(与检验表面缺陷相同),反复与标准光泽度样板比较,观察两者反光性能,最后当被检涂层的反光性与某一标准样板相似,又低于更高一级光泽度标准样板时,以该标准样板的光泽度级别,作为被检涂层的光泽度级别。
应注意事项有:
①标准光泽度样板应妥善保存,防止保存不善而改变表面状态;
②使用前应将标准样板用清洁软布进行小心擦拭,使其表面洁净,并呈现规定的反光性能,擦拭时要防止损坏标准样板的表面状态;
③标准光泽度样板使用期为一年,经常使用时应定期更新。
因为目测法评定涂层光泽度没有严格标准,观察因人而异,所以涂层光泽度的测定一般采用光泽计来进行,其结果以从涂层表面来的正反射光量与在同一条件下从标准表面来的正反射光量之比的百分数表示。所以涂层光泽一般是指与标准板光泽的相对比较值。
根据光泽度计光源的入射角的不同,可以将其分为固定角度光泽计(如45°、60°)、多角度光泽计(如(0°、20°、45°、60°)和变角光泽计(20°~85°之间均可测定)。对于高光泽涂层(60°光泽高于70%)宜采用入射角为20的光泽计,对于低光泽涂层(60°光泽低于30%)宜采用入射角为85°的光泽计,这样可使测试结果更加精确。具体的测量步骤如下:
光泽度计具体测量步骤如下:
1.制备涂层样品
涂层的厚度、均匀度、湿度都会导致表面光泽度的变化,因此制备样品时就需要保证试样和标准品在相同的条件下制作。
2.仪器开机
接通电源,长按仪器测量键进行开机,直至显示屏亮起。
3.仪器校准
点击 “校准” ,显示界面将会提醒放好校准板盒,确保仪器与校准板盒卡紧,点击 “ 确定” 或按 “开关/测量按键”进行校准。当仪器使用环境发生变化时(比如温度、海拔、湿度等剧烈变化时),仪器一定要进行校准。
4.选择测量角度
测量超高光泽样品时,建议选用20°;通用角度一般选用60°;测量超低光泽样品时,建议选用85°。
5.测量
将仪器放在被测样品上,显示屏显示的读数即为该样品在该角度下的光泽度值。被测样品必须为平面制品。取多点进行测量,最后取测量的平均值。
通过将恒定强度的光束以固定角度引导到测试表面上,然后从相同角度监测反射光量来测量光泽度。该镜面反射率是使用光泽度计测量的。
不同的表面需要不同的反射角度。
高光泽
具有明亮或高度抛光的表面可以清晰地反射图像。这种明显的反射是由镜面反射到表面上的入射光引起的。
半表面和哑光表面反射图像的清晰度较低,强度也较低。
在半透明或哑光表面上,光不仅在镜面反射方向上,而且还被散射,导致反射图像看起来是漫射的。
选择正确的光泽度测量角度
光泽度测量基于相对于抛光玻璃参考标准反射在表面上的光量,以光泽度单位(GU)为单位进行测量。反射在表面上的光量取决于入射角和表面的属性。
光泽度分为哑光、半光泽或高光泽度。为了确定最合适的测量角度,请从设置为60°入射角的光泽度计开始。
如果结果在10 - 70GU之间,则涂层称为“半光泽度”,应使用光泽度计上的60°角进行测量。如果结果小于10GU,则产品为“低光泽度”,应使用光泽度计上的85°角进行测量,如果大于70GU,则该产品称为“高光泽度”,应使用光泽度计上的20°角进行测量。
在测量阳极氧化金属的光泽度时,应记录所有三个角度(20,60和85°),以确保完全了解涂层和金属基板之间的镜面反射率。
反射率
虽然光泽度单位(GU)尺度是线性的,但每个入射角都有不同的测量范围;0 – 2000GU (20°), 0 – 1000GU (60°), 0 – 160GU (85°).
反射率比较光泽度计传输和接收的光能量量,并将该值表示为入射角度完整测量范围的百分比,该值显示为相对于所选入射角的百分比
由于20°光泽度计的测量范围为0 -2000GU;20° 时的值 1000GU 表示为 50%20,值 500GU 表示为 25%20。60° 时的值为 500GU,但表示为 50%60,因为 60° 的测量范围为 0 – 1000GU。
表面越亮,该值就越接近 100%。
具有高折射率的材料,如透明塑料或清漆,其测量值可以高于100GU。高反射金属的光泽度最高可达2000GU。此外,由于材料主体中存在多次反射,透明材料的测量值可以增加。在所有这些情况下,通常以%反射率表示测量结果。
阴霾
雾霾会导致反射对比度下降,并导致反射光源周围出现“光晕”,从而大大降低视觉质量。
根据ASTM D4039,在易高480光泽度计内,雾度被定义为60°和20°处镜面反射率之间的数值差。
这以雾度单位(HU)表示。