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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 漏電保護器

漆膜光澤測定技術及其應用

發布日期：2022-04-27 點擊率：155

    6.3.1 引言
    漆膜光澤是漆膜表面的一種光學特征，以其反射光的能力來表示。光澤計則以數字量表征這一特性。
漆膜的光澤是衡量漆膜外觀質量的主要指標，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作用。涂裝應用的實踐表明，漆膜保護作用的降低，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基礎
    漆膜的光澤可分為有光、半光和無光。當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。根據光的反射定律，當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，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，目前雖有多種規格型號，但其測試原理基本相同，其光路系統通常如圖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
光源發出的光線通過聚光透鏡會聚，將燈絲映象呈現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，經硅光電池接收后，將光信號轉變為電信號，再經放大、模數轉換直至數字顯示被測樣品的光澤度值，或通過RS232接口輸出，進行統計處理與數據打印。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，總結了一整套數據，制定了有關光澤測定的第一個國家標準即ASTM D523-39J。半個多世紀以來，世界各先進工業國家先后對物體表面光澤測定技術開展了深入地研究，陸續制定了各自國家的相應標準，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、國際統一的標準化進程。

表6-3-1 國內外物體表面光澤測定入射角度、標準代號、應用范圍對應表
據有關文獻報導，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，但所規定的光澤值改為與ASTM標準相同，如表6-3-2所示。

根據ISO規定，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°角測定的兩個數據。德國BYK-Gardner公司開發微型多角(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°角測量的兩個數據，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規范和光澤計開發的設計依據。標準中明確規定了對每種幾何角度的光澤計必須至少配備經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、讀數偏差、數據記錄做出評實嚴格的規定。
6.3.4 鏡向光澤計的開發現狀
    漆膜表面光澤測定技術的不斷進步，賴于國際上新興涂料開發、標準化事業進程和多種光、電元器件創新及微電子技術的發展與應用。因此，尤以近二十年來，光澤計的開發經歷了如下技術沿革，主要體現在：
1、入射角度由固定的單一角度發展為一機多角度測量。
2、制式結構從臺式向便攜式、日趨微型化發展。
3、測量值由表頭指示、液晶數顯拓展至數據打印。
4、測控功能從單一測量、具有部分統計功能趨向智能化。
5、檢測方式從靜態測定發展到在線監測，拓寬其應用范圍。
    英國sheen公司開發的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，具有多項數據統計功能和存儲7×999個讀數，除液晶數顯測量值外，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，液晶式字母及數字可顯示英、德、法三國語言，并用內置微處理機自動校正。
    德國ERICHSON公司開發的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，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國家標準GB/T 1743-79規定研制生產了固定為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，國內開始研究等效采用ISO 2813-1978，繼而制定了國家標準GB/T 9754-88，規定以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，有關科研單位、高等院校先后成功開發出多角光澤計系列產品，從而結束了我國先前雖有生產或進口儀器，但因標準各異而影響測控質量的歷史。如天津市科器高新技術公司的KGZ系列、南開大學信光公司的XGT和XGP系列、沈陽儀器儀表工藝研究所的SGY系列等。這些規格的主要技術指標已接近或相當于國外同類儀器水平，多年的應用實踐證明，KGZ系列、XGT和XGP系列光澤計屬國產儀器中技術水平領先、性能穩定可靠的高科技規格產品，受到行業用戶青睞，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。顏料細度越細，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生影響，入射角越大，反射光的強度越高。
7、標準板是測量和計算漆膜光澤的主要基準，將直接影響樣品光澤測定的準確性，因此應精心保存，防止表面損傷。
8、在中光澤區域，目測光澤與儀器測定光澤近似直線關系；而在高光澤區域，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果。

--摘自中國涂料網

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