Hoe wordt glans gemeten?

Een glansmeter (ook wel glansmeter) is een instrument dat wordt gebruikt om de spiegelreflectie (glans) van een oppervlak te meten. Glans wordt bepaald door een lichtstraal met een vaste intensiteit en hoek op een oppervlak te projecteren en de hoeveelheid gereflecteerd licht onder een gelijke maar tegengestelde hoek te meten.

Hoe glans te meten

Er is een aantal verschillende geometrieën beschikbaar voor het meten van glans, elk afhankelijk van het type oppervlak dat moet worden gemeten. Voor niet-metalen zoals coatings en kunststoffen neemt de hoeveelheid gereflecteerd licht toe naarmate de verlichtingshoek toeneemt, aangezien een deel van het licht het oppervlaktemateriaal binnendringt en erin wordt geabsorbeerd of er diffuus van wordt verstrooid, afhankelijk van de kleur. Metalen hebben een veel hogere reflectie en zijn daardoor minder hoekafhankelijk.

Er zijn veel internationale technische normen beschikbaar die de gebruiksmethode en specificaties definiëren voor verschillende soorten glansmeters die worden gebruikt op verschillende soorten materialen, waaronder verf, keramiek, papier, metalen en kunststoffen. Veel industrieën gebruiken glansmeters bij hun kwaliteitscontrole om de glans van producten te meten om de consistentie in hun productieprocessen te garanderen. De auto-industrie is een belangrijke gebruiker van de glansmeter met toepassingen die zich uitstrekken van de fabrieksvloer tot de reparatiewerkplaats.

De constructie van een glansmeter

Een typische glansmeter bestaat uit een vast mechanisch samenstel dat bestaat uit een gestandaardiseerde lichtbron die een parallelle lichtbundel projecteert op het te meten testoppervlak en een gefilterde detector die is geplaatst om de stralen te ontvangen die van het oppervlak worden gereflecteerd, Figuur 1. De ASTM-methode stelt dat de verlichting zo moet worden gedefinieerd dat de combinatie van bron en detector spectraal wordt gecorrigeerd om het CIE-lichtrendement, V (l), te verkrijgen met CIE-lichtbron SC[i].

In de handel is een aantal instrumenten verkrijgbaar die qua meetgeometrie aan de bovenstaande normen voldoen. De instrumenten zijn gekalibreerd met behulp van referentiestandaarden die meestal zijn gemaakt van hoogglans gepolijst, vlak, zwart glas met een brekingsindex van 1,567 voor de Sodium D-lijn, en deze krijgen een glanswaarde van 100 toegewezen voor elke geometrie.[ii].

De juiste hoek kiezen voor glansmeting

Meethoek verwijst naar de hoek tussen het invallende en gereflecteerde licht. Drie meethoeken (20 °, 60 ° en 85 °) zijn gespecificeerd om de meeste industriële coatings te dekken. De hoek wordt geselecteerd op basis van het verwachte glansbereik, zoals weergegeven in de volgende tabel.

Als de meting bij 60 ° bijvoorbeeld groter is dan 70 GU, moet de meethoek worden gewijzigd in 20 ° om de meetnauwkeurigheid te optimaliseren. Er zijn twee soorten instrumenten beschikbaar op de markt: 60 ° instrumenten met enkele hoek, en één type dat 20 °, 60 ° en 85 ° combineert. Voor andere materialen worden twee extra hoeken gebruikt. Een hoek van 45 ° is gespecificeerd voor het meten van keramiek, films, textiel en geanodiseerd aluminium, terwijl 75 ° is gespecificeerd voor papier.

Inzicht in glanseenheden

De meetschaal, Gloss Units (GU), van een glansmeter is een schaalverdeling gebaseerd op een hoogglans gepolijste referentie zwart glas standaard met een gedefinieerde brekingsindex met een spiegelreflectie van 100 GU onder de gespecificeerde hoek. Deze standaard wordt gebruikt om een bovenpuntkalibratie van 100 vast te stellen met het onderste eindpunt op 0 op een perfect mat oppervlak. Deze schaalverdeling is geschikt voor de meeste niet-metalen coatings en materialen (verven en kunststoffen) aangezien deze doorgaans binnen dit bereik vallen. Voor andere materialen met een sterk reflecterend uiterlijk (spiegels, geplateerde / ruwe metalen componenten), kunnen hogere waarden worden bereikt tot 2000 glanseenheden. Voor transparante materialen kunnen deze waarden ook worden verhoogd door meerdere reflecties in het materiaal.

Glansmeter-normen

Vergelijking van normen voor glansmeting

Glansmeter kalibratie

Elke glansmeter is door de fabrikant zo ingesteld dat deze lineair is over het hele meetbereik door deze te kalibreren met een set hoofdkalibratietegels die herleidbaar zijn tot NIST (National Institute of Standards and Technology).

Om de prestatie en lineariteit van de glansmeter te behouden, wordt aanbevolen om een standaardtegel te gebruiken. Aan deze standaardtegel zijn glanseenheden toegekend voor elke meethoek, die ook herleidbaar zijn naar nationale normen zoals NIST. Het instrument is gekalibreerd volgens deze controlestandaard, die gewoonlijk een 'kalibratietegel' of 'kalibratiestandaard' wordt genoemd. Het interval voor het controleren van deze kalibratie is afhankelijk van de gebruiksfrequentie en de bedrijfsomstandigheden van de glansmeter.

Men heeft gezien dat standaard kalibratietegels die in optimale omstandigheden worden gehouden, na een periode van jaren door een paar glanseenheden kunnen vervuilen en veranderen. Standaardtegels die onder werkomstandigheden worden gebruikt, moeten regelmatig worden gekalibreerd of gecontroleerd door de fabrikant van het instrument of de specialist voor het kalibreren van de glansmeter.

Een periode van één jaar tussen de standaard herkalibratie van tegels moet als een minimumperiode worden beschouwd. Als een kalibratiestandaard op enig moment permanent bekrast of beschadigd raakt, moet deze onmiddellijk opnieuw worden gekalibreerd of vervangen, aangezien de glansmeter onjuiste metingen kan geven.

Internationale normen stellen dat het de tegel is die het gekalibreerde en traceerbare artefact is, niet de glansmeter, maar het wordt vaak aanbevolen door fabrikanten om het instrument ook te controleren om zijn werking te verifiëren op een frequentie die afhankelijk is van de bedrijfsomstandigheden.

Vooruitgang in glansmeting

De glansmeter is een handig instrument om de glans van een oppervlak te meten. Het is echter niet gevoelig voor andere veelvoorkomende effecten die de kwaliteit van het uiterlijk verminderen, zoals waas en sinaasappelschil.

Waas: Veroorzaakt door een microscopisch kleine oppervlaktestructuur die de richting van een gereflecteerd licht enigszins verandert en een bloei veroorzaakt naast de spiegelhoek (glans). Het oppervlak heeft minder reflecterend contrast en een oppervlakkig melkachtig effect

Sinaasappelschil: een ongelijkmatige oppervlaktevorming veroorzaakt door grote oppervlaktestructuren die het gereflecteerde licht vervormen.

Twee hoogglansoppervlakken kunnen identiek meten met een standaard glansmeter, maar kunnen visueel heel verschillend zijn. Er zijn instrumenten beschikbaar om sinaasappelschil te kwantificeren door het meten van Distinctness of Image (DOI) of Reflected Image Quality (RIQ) en Haze.

Meer informatie over de theorie van glansmeters is hier beschikbaar:

• Waarom glans meten?
• Hoe wordt glans gemeten?
• Welke glansstandaard moet ik gebruiken om glans te meten?
• Welk verschil in glanseenheden is zichtbaar voor het menselijk oog?

Glansmeter Toepassingen

De glansmeter wordt in veel industrieën gebruikt, van papierfabrieken tot automobielindustrie, en wordt zowel door de producent als door de gebruiker gebruikt.

Voorbeelden zijn:

• Verven en coatings
• Poedercoatings
• Additieven
• Inkten
• Kunststoffen
• Houten coatings, poetsmiddelen en vloeren
• Yacht fabricage
• Automobielproductie en re-finis
• Lucht- en ruimtevaart
• Gepolijste steen en metalen
• Consumentenelektronica
• Geanodiseerde metalen

Houten coatings, poetsmiddelen en vloeren

De glans van hardhouten vloeren wordt doorgaans gemeten bij 60 °.

De afwerkingslijnen van de fabrikant van houten vloeren gebruiken al jaren glansmeters om het glansniveau bij kwaliteitscontrole (QC) te meten om ervoor te zorgen dat ze altijd een consistente, meetbare visuele afwerking bereiken.

Distributeurs van houten vloeren willen hun voorraad controleren om de integriteit van hun voorraadallocatie te behouden. Wanneer groothandelsbestellingen worden gevuld uit twee of meer verschillende productieruns, kan een glansmeter controleren of de finish van die run dicht genoeg bij een voorgaande run ligt om op een bouwterrein te worden verzonden.

Handelaars in houten vloeren vergelijken altijd de afwerking van hun showroommodellen met het daadwerkelijke product dat ze van distributeurs en fabrikanten ontvangen. Glansmeters kunnen helpen bij het verifiëren van een grote inconsistentie die later een negatieve invloed kan hebben op een projectinstallatie.

Aannemers voor het leggen van houten vloeren die ter plaatse zand- en afwerkingswerkzaamheden uitvoeren (werfafwerkers) moeten het glansniveau kennen van het afwerkingstype dat ze gebruiken; urethanen op waterbasis, met olie gemodificeerde urethanen, diep penetrerende olie, conversielakken, enz.

Inspecteurs van houten vloeren worden af en toe gevraagd om glansniveaus van twee of meer tegenstrijdige partijen of runs te verifiëren om vast te stellen of er al dan niet een probleem was met de uitvoering van een eerdere bestelling. Het mixen van productieruns ziet er niet altijd goed uit voor een veeleisende consument met een scherp oog. Dit gebeurt vaker dan mensen zich realiseren.