漆膜的光澤度是漆膜干燥后,其表面對(duì)光的反射能力。一般來說,漆膜表面越光滑,其對(duì)光的反射能力越強(qiáng),光澤度也就越高,反之,則越低。對(duì)漆膜的光澤度進(jìn)行量化,是保證漆膜外觀質(zhì)量的重要手段。本文對(duì)漆膜光澤度測(cè)量的原理及漆膜光澤度與反射率的關(guān)系做了介紹。
漆膜光澤測(cè)定的技術(shù)基礎(chǔ)漆膜的光澤可分為有光、半光和無光。當(dāng)一束光照射到漆膜表面時(shí),有一部分光要由漆膜的表面反射回來,這些反射光雜亂無章,呈半球型分布,如下圖所示。根據(jù)光的反射定律,當(dāng)反射角等于入射角時(shí),稱其為鏡面反射,而將鏡面反射以外其它方向的反射稱為漫反射。從鏡面反射的方向上觀察,若被測(cè)漆膜致密平滑,表面越“亮”,則鏡面反射越強(qiáng),其表面光澤度越高;反之,若漆膜粗糙凹凸、表面越“烏”,則鏡面反射越弱,其表面光澤度越低。
對(duì)漆膜表面光澤度的測(cè)定,實(shí)際上是測(cè)量一定角度入射光照射在被測(cè)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(biāo)準(zhǔn)板反射光束Φ0s的光通量之比,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
Gs(θ)=Φs/Φ0sX100%
式中:Gs——被測(cè)漆膜的光澤值;
θ——入射光的角度;
Φs——被測(cè)漆膜的反射光通量;
Φ0s一標(biāo)準(zhǔn)板反射光通量。
鏡向光澤計(jì)是利用光電原理來測(cè)定鏡面反射的常用儀器,目前雖有多種規(guī)格型號(hào),但其測(cè)試原理基本相同,其光路系統(tǒng)通常如下圖所示。
光源發(fā)出的光線通過聚光透鏡會(huì)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(huì)聚在接收光欄狹縫上,形成一個(gè)清晰的燈絲映象,經(jīng)硅光電池接收后,將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),再經(jīng)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換直至數(shù)字顯示被測(cè)樣品的光澤度值,或通過RS232接口輸出,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理與數(shù)據(jù)打印。
光澤度(Gloss)被定義為:試樣表面的正面反射光量與在與相同條件下來自標(biāo)準(zhǔn)板表面的正面反射光量之百分比。實(shí)際應(yīng)用中,通常以折射率為1.567的黑玻璃為參照標(biāo)準(zhǔn),假設(shè)它在理想拋光的狀態(tài)下,由該平面對(duì)自然光束進(jìn)行鏡向反射,并定義此時(shí)的光澤度值為100.0光澤單位(Gs)。若假設(shè):折射率為1.567的黑玻璃,其反射率為R1;準(zhǔn)備測(cè)定物體的反射率為R2,其光澤值為GS2。那么,我們根據(jù)光澤度的定義可以得到下式:Gs2=100x(R2/R1)。
另外,反射率R=(nx-ny)2/(nx+ny)
式中,nx和ny分別是不同介質(zhì)的折射率。因?yàn)楣鉂啥葍x在空氣中使用,故設(shè)nx為空氣的折射率(其值為1.0003),ny為1.567(光澤度單位定義中的黑玻璃)。將其代入上面的反射率R計(jì)算式得:R=4.87%,又因?yàn)樗菃蚊娴姆瓷渎剩拾凑针p面計(jì)算R1=9.74%,這符合實(shí)際玻璃反射率值的范圍。將R1代入上面光澤度的計(jì)算式中,得到:Gs2=100x(R2/9.74)。