漆膜光澤測定技術(shù)及其應(yīng)用

    對漆膜表面光澤度的測定，實際上是測量一定角度入射光照射在被測漆膜的反射光束φs通過規(guī)定通光孔的光通量與在相同下由標準板反射光束φos的光通量之比，其數(shù)學表達式為：
Gs(θ)=φs/φos×100%
式中：Gs－被測漆膜的光澤值；
θ－入射光的角度；
φs－被測漆膜反射光通量；
φos－標準板反射光通量。
    鏡向光澤計是利用光電原理來測定鏡面反射的常用儀器，目前雖有多種規(guī)格型號，但其測試原理基本相同，其光路系統(tǒng)通常如圖6-3-2所示。

 

              1、光源 2、濾光片 3、聚光透鏡組 4、光源光欄 5、入射透鏡 6、接收透鏡 7、視場光欄 8、接收器
    光源發(fā)出的光線通過聚光透鏡會聚，將燈絲映象呈現(xiàn)在光源光欄的狹縫上(在入射光束中加濾光片，用以修正光源光譜特性)，再通過入射透鏡變成平行光束，這一平行光束照射在樣品上，反射后通過接收透鏡會聚在接收光欄狹縫上，形成一個清晰的燈絲映象，經(jīng)硅光電池接收后，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換直至數(shù)字顯示被測樣品的光澤度值，或通過RS232接口輸出，進行統(tǒng)計處理與數(shù)據(jù)打印。其電氣原理方框圖如圖6-3-3所示。

6.3.3漆膜光澤測定的方法標準
    1937年美國人Hunter等人做了大量的實驗，總結(jié)了一整套數(shù)據(jù)，制定了有關(guān)光澤測定的第一個國家標準即ASTM D523-39J。半個多世紀以來，世界各先進工業(yè)國家先后對物體表面光澤測定技術(shù)開展了深入地研究，陸續(xù)制定了各自國家的相應(yīng)標準，如表6-3-1所示。其中，用于漆膜光澤測定的方法標準主要包括：ISO2813、ASTM D523、JIS Z8741、DIN67530、BS3900、GB/T9754等，從而大大加速了其日臻完善、配套互補、科學嚴密、國際統(tǒng)一的標準化進程。

表6-3-1國內(nèi)外物體表面光澤測定入射角度、標準代號、應(yīng)用范圍對應(yīng)表

    據(jù)有關(guān)文獻報導，1991年國際標準化組織開會決定對ISO漆膜光澤測定標準進行了重新修訂，即標準板不變，但所規(guī)定的光澤值改為與ASTM標準相同，如表6-3-2所示。

    根據(jù)ISO規(guī)定，60°角測定的漆膜光澤范圍為30%-70%，但測高光澤時，必須要給出分別以60°角和20°角測定的兩個數(shù)據(jù)。德國BYK-Gardner公司開發(fā)微型多角(20°、60°、85°)光澤計，其60°角可用于漆膜光澤范圍在10%-70%之間的樣品測量；當樣品的光澤超過70%時要用20°角測量；而當樣品光澤低于10%時則應(yīng)用85°角測量。為便于精確測量，對以60°角所測光澤低于30%時，也可用85°角測量，如圖6-3-4所示。在測量高光澤時，把儀器放在樣品上，只要按下操作(oper-ate)鈕，便可在同一位置上得到20°角和60°角測量的兩個數(shù)據(jù)，并可測得平均值和標準偏差等。

    迄今，我國已先后制定了兩項漆膜測定的方法國標。在國家標準GB/T 1743-79（89）《漆膜光澤測定法》中，規(guī)定采用固定的45°角光電光澤計測量。在八十年代末制定的國家標準GB/T 9754-88《色漆和清漆不含金屬顏料的色漆漆膜之20°、60°和85°鏡面光澤的測定》（等效采用ISO 2813-1978）中，規(guī)定了與ISO相一致、以20°、60°、85°的幾何角度測定漆膜鏡面光澤的方法，成為目前我國漆膜光澤測定的技術(shù)規(guī)范和光澤計開發(fā)的設(shè)計依據(jù)。標準中明確規(guī)定了對每種幾何角度的光澤計必須至少配備經(jīng)計量部門鑒定合格的兩塊光澤度不同的工作標準板，并對漆膜光澤測定的校準方式、測量次數(shù)、讀數(shù)偏差、數(shù)據(jù)記錄做出評實嚴格的規(guī)定。
6.3.4鏡向光澤計的開發(fā)現(xiàn)狀
    漆膜表面光澤測定技術(shù)的不斷進步，賴于國際上新興涂料開發(fā)、標準化事業(yè)進程和多種光、電元器件創(chuàng)新及微電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。因此，尤以近二十年來，光澤計的開發(fā)經(jīng)歷了如下技術(shù)沿革，主要體現(xiàn)在：
1、入射角度由固定的單一角度發(fā)展為一機多角度測量。
2、制式結(jié)構(gòu)從臺式向便攜式、日趨微型化發(fā)展。
3、測量值由表頭指示、液晶數(shù)顯拓展至數(shù)據(jù)打印。
4、測控功能從單一測量、具有部分統(tǒng)計功能趨向智能化。
5、檢測方式從靜態(tài)測定發(fā)展到在線監(jiān)測，拓寬其應(yīng)用范圍。
    英國sheen公司開發(fā)的160型三角度微型光澤計，涉足英、美、德、日等多國標準要求，擁有20°、60°、85°三個測量角度，也可在兩個角度(20°/60°或60°/85°)同時顯示測量值，它可自動校準，具有多項數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能和存儲7×999個讀數(shù)，除液晶數(shù)顯測量值外，還備有RS232輸出接口。其外形尺寸為43mm×141mm×72mm，重500g。
    該公司生產(chǎn)的155-SO型小孔光澤計(60°)，可用于2mm2極小表面的測量，比標準60°光澤計在照射面積上測定更精確，并能自動計算出每批讀數(shù)的最大值、最小值、平均值和標準偏差等。
    德國BYK-Gardner公司研制的4550型鏡面多角光澤計，采用高反射率樣板，測量范圍(60°角)為0～1000光澤單位，機上除備有RS232輸出接口外，液晶式字母及數(shù)字可顯示英、德、法三國語言，并用內(nèi)置微處理機自動校正。
    德國ERICHSON公司開發(fā)的521型Screen-master光澤計，其標準測定角度為20°，不僅可提供兩個測量點的讀數(shù)，還可專用于測量試樣的曲面光澤。