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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 漏電保護(hù)器

漆膜光澤測定技術(shù)及其應(yīng)用

發(fā)布日期：2022-04-27 點(diǎn)擊率：121

    6.3.1 引言
    漆膜光澤是漆膜表面的一種光學(xué)特征，以其反射光的能力來表示。光澤計則以數(shù)字量表征這一特性。
漆膜的光澤是衡量漆膜外觀質(zhì)量的主要指標(biāo)，高光澤漆膜不僅外觀靚麗，對被涂物表面起到良好的裝飾作用，而且也將對被涂物體起到一定的保護(hù)作用。涂裝應(yīng)用的實踐表明，漆膜保護(hù)作用的降低，往往都是從其表面光澤下降開始的。
6.3.2 漆膜光澤測定的技術(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，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，呈半球形分布，如圖6-3-1所示。根據(jù)光的反射定律，當(dāng)反射角等于入射角時，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(biāo)準(zhǔn)板反射光束φos的光通量之比，其數(shù)學(xué)表達(dá)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(biāo)準(zhǔn)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)殡娦盘枺俳?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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)
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(biāo)準(zhǔn)即ASTM D523-39J。半個多世紀(jì)以來，世界各先進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，如表6-3-1所示。其中，用于漆膜光澤測定的方法標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)、科學(xué)嚴(yán)密、國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

表6-3-1 國內(nèi)外物體表面光澤測定入射角度、標(biāo)準(zhǔn)代號、應(yīng)用范圍對應(yīng)表
據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報導(dǎo)，1991年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織開會決定對ISO漆膜光澤測定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重新修訂，即標(biāo)準(zhǔn)板不變，但所規(guī)定的光澤值改為與ASTM標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)樣品的光澤超過70%時要用20°角測量；而當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)偏差等。

迄今，我國已先后制定了兩項漆膜測定的方法國標(biāo)。在國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)板，并對漆膜光澤測定的校準(zhǔn)方式、測量次數(shù)、讀數(shù)偏差、數(shù)據(jù)記錄做出評實嚴(yán)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(jìn)步，賴于國際上新興涂料開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化事業(yè)進(jìn)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jī)自動校正。
    德國ERICHSON公司開發(fā)的521型Screen-master光澤計，其標(biāo)準(zhǔn)測定角度為20°，不僅可提供兩個測量點(diǎn)的讀數(shù)，還可專用于測量試樣的曲面光澤。
    至八十年代中期，我國已有幾廠家依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1743-79規(guī)定研制生產(chǎn)了固定為45°單一角度的光電光澤計，用于漆膜光澤測定。八十年代中期以來，國內(nèi)開始研究等效采用ISO 2813-1978，繼而制定了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9754-88，規(guī)定以20°、60°和85°入射角測量不含金屬顏料色漆漆膜的鏡面光澤。與之相適應(yīng)，有關(guān)科研單位、高等院校先后成功開發(fā)出多角光澤計系列產(chǎn)品，從而結(jié)束了我國先前雖有生產(chǎn)或進(jìn)口儀器，但因標(biāo)準(zhǔn)各異而影響測控質(zhì)量的歷史。如天津市科器高新技術(shù)公司的KGZ系列、南開大學(xué)信光公司的XGT和XGP系列、沈陽儀器儀表工藝研究所的SGY系列等。這些規(guī)格的主要技術(shù)指標(biāo)已接近或相當(dāng)于國外同類儀器水平，多年的應(yīng)用實踐證明，KGZ系列、XGT和XGP系列光澤計屬國產(chǎn)儀器中技術(shù)水平領(lǐng)先、性能穩(wěn)定可靠的高科技規(guī)格產(chǎn)品，受到行業(yè)用戶青睞，并已贏得廣闊的市場。
6.3.5 影響漆膜光澤度因素的探討
1、油漆中顏料的粒度及在基料中的分散性將影響漆膜光澤。顏料細(xì)度越細(xì)，在基料中的分散均勻性越好，有助于形成平整光滑的漆膜。
2、油漆中的顏基比對漆膜光澤產(chǎn)生影響。由于漆膜中顏料顆粒弱化了鏡面反射致使光澤降低，而且隨著顏料體積濃度(P.V.C)的增加光澤逐漸下降。
3、顏基比一定時，顏料的吸油量越大，光澤越低。
4、各色顏料對光的吸收和反射程度不同，由于黑漆對光完全吸收，而白漆對光完全反射，所以黑色漆比白色漆顯示高光澤。
5、油漆中選用的溶劑種類直接影響其揮發(fā)速度的快慢，而過快或過慢都會影響漆膜的平整程度，降低漆膜光澤。
6、漆膜表面光澤高低，不僅取決于漆膜表面的平整和粗糙程度、光的入射角度也將對光澤產(chǎn)生影響，入射角越大，反射光的強(qiáng)度越高。
7、標(biāo)準(zhǔn)板是測量和計算漆膜光澤的主要基準(zhǔn)，將直接影響樣品光澤測定的準(zhǔn)確性，因此應(yīng)精心保存，防止表面損傷。
8、在中光澤區(qū)域，目測光澤與儀器測定光澤近似直線關(guān)系；而在高光澤區(qū)域，由于反射象的鮮明度決定了目測光澤往往低于儀器測定光澤；在低光澤區(qū)域，由于顏料(消光劑)加入量不同以及漆膜表面的粗糙程度，將會使目測光澤高于儀器實測結(jié)果。

--摘自中國涂料網(wǎng)

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