Wie wird der Glanz gemessen?

Ein Glanzmesser (auch Glanzmesser) ist ein Instrument, mit dem die Spiegelreflexion (Glanz) einer Oberfläche gemessen wird. Der Glanz wird bestimmt, indem ein Lichtstrahl mit einer festen Intensität und einem festen Winkel auf eine Oberfläche projiziert und die Menge des reflektierten Lichts unter einem gleichen, aber entgegengesetzten Winkel gemessen wird.

So messen Sie den Glanz

Für die Glanzmessung stehen verschiedene Geometrien zur Verfügung, die jeweils von der Art der zu messenden Oberfläche abhängen. Bei Nichtmetallen wie Beschichtungen und Kunststoffen nimmt die Menge des reflektierten Lichts mit zunehmendem Beleuchtungswinkel zu, da ein Teil des Lichts in das Oberflächenmaterial eindringt und von diesem absorbiert oder je nach Farbe diffus von ihm gestreut wird. Metalle haben eine viel höhere Reflexion und sind daher weniger winkelabhängig.

Es sind viele internationale technische Standards verfügbar, die die Verwendungsmethode und die Spezifikationen für verschiedene Arten von Glanzmessern definieren, die für verschiedene Arten von Materialien verwendet werden, einschließlich Farbe, Keramik, Papier, Metalle und Kunststoffe. Viele Branchen verwenden Glanzmesser in ihrer Qualitätskontrolle, um den Glanz von Produkten zu messen und die Konsistenz ihrer Herstellungsprozesse sicherzustellen. Die Automobilindustrie ist ein Hauptanwender des Glanzmessers mit Anwendungen, die sich von der Fabrik bis zur Reparaturwerkstatt erstrecken.

Der Bau eines Glanzmessers

Ein typisches Glanzmessgerät besteht aus einer festen mechanischen Baugruppe, die aus einer standardisierten Lichtquelle besteht, die einen parallelen Lichtstrahl auf die zu messende Testoberfläche projiziert, und einem gefilterten Detektor, der die von der Oberfläche reflektierten Strahlen empfängt (Abbildung 1). Die ASTM-Methode besagt dass die Beleuchtung so definiert werden sollte, dass die Quelle-Detektor-Kombination spektral korrigiert wird, um die CIE-Lichtausbeute V (l) mit dem CIE-Leuchtmittel SC zu ergeben[i].

Im Handel sind eine Reihe von Instrumenten erhältlich, die hinsichtlich ihrer Messgeometrie den oben genannten Standards entsprechen. Die Instrumente werden unter Verwendung von Referenzstandards kalibriert, die normalerweise aus hochglanzpoliertem, ebenem, schwarzem Glas mit einem Brechungsindex von 1,567 für die Natrium-D-Linie bestehen, und diesen wird für jede Geometrie ein Glanzwert von 100 zugewiesen[ii].

Auswahl des richtigen Winkels für die Glanzmessung

Der Messwinkel bezieht sich auf den Winkel zwischen dem einfallenden und dem reflektierten Licht. Drei Messwinkel (20 °, 60 ° und 85 °) decken die meisten industriellen Beschichtungsanwendungen ab. Der Winkel wird basierend auf dem erwarteten Glanzbereich ausgewählt, wie in der folgenden Tabelle gezeigt.

Wenn beispielsweise die bei 60 ° durchgeführte Messung größer als 70 GU ist, sollte der Messwinkel auf 20 ° geändert werden, um die Messgenauigkeit zu optimieren. Auf dem Markt sind zwei Arten von Instrumenten erhältlich: 60 ° -Einzelwinkelinstrumente und ein Typ, der 20 °, 60 ° und 85 ° kombiniert. Zwei zusätzliche Winkel werden für andere Materialien verwendet. Für die Messung von Keramik, Folien, Textilien und eloxiertem Aluminium ist ein Winkel von 45 ° festgelegt, für Papier ein Winkel von 75 °.

Grundlegendes zu Glanzeinheiten

Die Messskala Gloss Units (GU) eines Glossmeters ist eine Skalierung, die auf einem hochglanzpolierten schwarzen Referenzglasstandard mit einem definierten Brechungsindex mit einem Spiegelreflexionsgrad von 100GU im angegebenen Winkel basiert. Dieser Standard wird verwendet, um eine obere Punktkalibrierung von 100 festzulegen, wobei der untere Endpunkt bei 0 auf einer perfekt matten Oberfläche festgelegt wird. Diese Skalierung eignet sich für die meisten nichtmetallischen Beschichtungen und Materialien (Farben und Kunststoffe), da diese im Allgemeinen in diesen Bereich fallen. Bei anderen Materialien mit stark reflektierendem Aussehen (Spiegel, plattierte / Rohmetallkomponenten) können höhere Werte erreicht werden, die 2000 Glanzeinheiten erreichen. Bei transparenten Materialien können diese Werte auch aufgrund von Mehrfachreflexionen innerhalb des Materials erhöht werden.

Glossmeter-Standards

Vergleich der Standards für die Glanzmessung

Glossmeter-Kalibrierung

Jedes Glanzmessgerät wird vom Hersteller so eingestellt, dass es über seinen gesamten Messbereich linear ist, indem es auf einen Satz von Hauptkalibrierungskacheln kalibriert wird, die auf NIST (National Institute of Standards and Technology) rückführbar sind.

Um die Leistung und Linearität des Glanzmessers aufrechtzuerhalten, wird empfohlen, eine Prüfstandardfliese zu verwenden. Diese Standardkachel hat für jeden Messwinkel Werte für die Glanzeinheit zugewiesen, die auch auf nationale Standards wie NIST zurückgeführt werden können. Das Instrument ist auf diesen Prüfstandard kalibriert, der üblicherweise als "Kalibrierungskachel" oder "Kalibrierungsstandard" bezeichnet wird. Das Intervall zur Überprüfung dieser Kalibrierung hängt von der Verwendungshäufigkeit und den Betriebsbedingungen des Glanzmessers ab.

Es hat sich gezeigt, dass unter optimalen Bedingungen gehaltene Standardkalibrierungskacheln über einen Zeitraum von Jahren kontaminiert werden und sich durch einige Glanzeinheiten ändern können. Standardkacheln, die unter Arbeitsbedingungen verwendet werden, müssen regelmäßig vom Gerätehersteller oder Glossmeter-Kalibrierungsspezialisten kalibriert oder überprüft werden.

Ein Zeitraum von einem Jahr zwischen der Neukalibrierung der Standardfliesen sollte als Mindestzeitraum angesehen werden. Wenn ein Kalibrierungsstandard zu irgendeinem Zeitpunkt dauerhaft zerkratzt oder beschädigt wird, muss er sofort neu kalibriert oder ausgetauscht werden, da das Glanzmessgerät möglicherweise falsche Messwerte liefert.

Internationale Normen besagen, dass es sich bei der Fliese um das kalibrierte und rückverfolgbare Artefakt handelt, nicht um das Glanzmessgerät. Von Herstellern wird jedoch häufig empfohlen, das Gerät auch zu überprüfen, um seinen Betrieb auf einer von den Betriebsbedingungen abhängigen Frequenz zu überprüfen.

Fortschritte bei der Glanzmessung

Das Glanzmessgerät ist ein nützliches Instrument zur Messung des Glanzes einer Oberfläche. Es ist jedoch nicht empfindlich gegenüber anderen häufigen Effekten, die die Erscheinungsqualität beeinträchtigen, wie Dunst und Orangenschale.

Trübung: Verursacht durch eine mikroskopische Oberflächenstruktur, die die Richtung eines reflektierten Lichts geringfügig ändert und eine Blüte neben dem Spiegelwinkel (Glanzwinkel) verursacht. Die Oberfläche hat einen weniger reflektierenden Kontrast und einen flachen Milcheffekt

Orangenschale: Eine ungleichmäßige Oberflächenbildung, die durch große Oberflächenstrukturen verursacht wird, die das reflektierte Licht verzerren.

Zwei Hochglanzoberflächen können mit einem Standard-Glanzmessgerät identisch gemessen werden, können jedoch optisch sehr unterschiedlich sein. Zur Quantifizierung der Orangenhaut durch Messung der Bildschärfe (DOI) oder der reflektierten Bildqualität (RIQ) und der Trübung stehen Instrumente zur Verfügung.

Weitere Informationen zur Theorie der Glanzmesser finden Sie hier:

• Warum Glanz messen?
• Wie wird der Glanz gemessen?
• Welchen Glanzstandard sollte ich verwenden, um den Glanz zu messen?
• Welcher Unterschied in den Glanzeinheiten ist für das menschliche Auge sichtbar?

Glanzmessanwendungen

Das Glanzmessgerät wird in vielen Branchen von Papierfabriken bis hin zur Automobilindustrie eingesetzt und sowohl vom Hersteller als auch vom Anwender eingesetzt.

Beispiele beinhalten:

• Farben & Beschichtungen
• Pulverbeschichtungen
• Additive
• Tinten
• Kunststoffe
• Holzbeschichtungen, Polituren und Fußböden
• Yachtherstellung
• Automobilherstellung und Re-Finis
• Luft- und Raumfahrt
• Polierter Stein und Metalle
• Unterhaltungselektronik
• Eloxierte Metalle

Holzbeschichtungen, Polituren und Fußböden

Der Glanz von Hartholzböden wird typischerweise bei 60 ° gemessen.

Die Endbearbeitungslinien von Holzfußbodenherstellern verwenden seit vielen Jahren Glanzmesser, um den Glanzgrad bei der Qualitätskontrolle (QC) zu messen und sicherzustellen, dass immer ein konsistentes, quantifizierbares visuelles Finish erzielt wird.

Holzfußbodenhändler möchten ihren Lagerbestand überprüfen, um die Integrität ihrer Lagerallokation zu gewährleisten. Wenn Großhandelsaufträge aus zwei oder mehr verschiedenen Produktionsläufen ausgeführt werden, kann ein Glanzmesser überprüfen, ob das Ende dieses Laufs nahe genug an einem vorhergehenden Lauf liegt, um auf einer Baustelle versendet zu werden.

Holzfußbodenhändler vergleichen immer die Oberfläche ihrer Ausstellungsmuster mit dem tatsächlichen Produkt, das sie von Händlern und Herstellern erhalten. Glanzmessgeräte können dabei helfen, eine größere Inkonsistenz zu überprüfen, die sich später negativ auf eine Projektinstallation auswirken kann.

Installateure von Holzfußböden, die vor Ort Sand- und Endbearbeitungsarbeiten durchführen (Veredler), müssen den Glanzgrad des von ihnen verwendeten Finish-Typs kennen. Urethane auf Wasserbasis, ölmodifizierte Urethane, tief eindringendes Öl, Konversionslacke usw.

Holzbodeninspektoren werden gelegentlich gebeten, den Glanzgrad von zwei oder mehr widersprüchlichen Partien oder Läufen zu überprüfen, um festzustellen, ob bei einer früheren Auftragserfüllung ein Problem aufgetreten ist oder nicht. Das Mischen von Produktionsläufen sieht für einen diskriminierenden Verbraucher mit einem scharfen Auge nicht immer gut aus. Dies passiert öfter als die Leute denken.