镜面光泽的概念和定量原理

光泽是物体的一种外观光学特性。表面平滑材料受到可见光的照射时都会产生有方向性的镜面反射，镜面反射的结果使材料表面带有光泽称为镜面光泽，其反射能力的大小称为镜面光泽度。

    光泽度的大小是通过测量试样表面的反射光通量与入射光通量的比值，即光反射率来定量表面光泽的强弱的，其计算公式如下：

    G=K× F2/F1 =100×ρ/ρ3………………（1）

    式中：G——试样的光泽度值；

          F₁——定向入射到试样表面的光通量；

          F₂——定向接收到试样表面反射的光通量；

          K——待定常数，K=100/ρ_s

                 ρ_s ——标准板的反射率；

          ρ—— 试样的反射率

    2.测量角规定原则和标准板

    光泽度是表征物体表面定向反射特征的，因而和测量角密切相关，测量角的规定原则是建立在大量的目视光泽感分级与仪器的相关性实验基础上的。根据菲涅耳公式可知，不同角度测量镜面光泽的结果不同，见图1。

    由图1可知，对于低光泽表面（10以下）60º测量角丧失了辨别能力，而85º测量角则适用；对于光泽度在70º以上的高光泽表面，60º测量角也丧失了辨别能力，此时，应用20º测量角。所以，在一般情况下，60º测量角适用于所有的陶瓷颜料，但是，对于光泽度值（60º测量角时）高于70º或低于30个光泽单位时，采用20º或85º测量角方法更合适。因此，合理的选择测量角，能够保证被测试样在高、中、低各光泽范围内，样品光泽度略有差异也能分辨清楚，有利于产品的质量评定和分级。

    目前，国际上标准的规定统一采用折射率为1.567，表面抛光良好的黑玻璃板作为标准版，并在各种测量角条件下的镜面光泽度值都定义为100。对于已知折射率黑玻璃标准版的光泽度值，可采用菲涅耳公式和公式（1）确定。

    上述测量角的规定原则和标准板均符合国际标准化ISO2813《色漆和清漆——非金属漆膜的20º、60º和85º镜面光泽测量方法》，并与美国标准ASTMD525《镜面光泽的测量方法》的要求相一致。

    3.瓷颜料光泽度的测量方法

    3·1  光泽度计

    光泽度计应符合JJG696《镜向光泽度计》中技术条件的要求。

    3·2  用于制备试样的白瓷板（基底）

    用于制备陶瓷颜料光泽度测量的白瓷板至少要一面施釉，施釉面供制备被测面使用。整块试样必须平整、无挠曲、无明显凹凸不平，釉面均匀光滑，无色彩斑污。

    3·3  试样的制备

    按照制备丝网陶瓷贴花纸的方法，以0.5:1的油料配比混合调制均匀，采用280目的聚脂网版，依照白瓷板的尺寸，印刷成厚度约35μm 的花纸色点数张，按照贴花纸的方法贴在白瓷板上，按规定的彩烤温度进行彩烤。每个样品取3件进行平行测量。

    3·4  测量

    印刷花纸的色膜厚度采用微米千分尺测量。

    光泽度的测量按仪器说明书操作，首先采用60º测量角方法测量，当试样的光泽度大于70光泽单位或者小于30º个光泽单位时，为提高其分辨程度。可选择采用20º或85º测量角方法。

    4.测量结果分析

    根据对不同基底材料、色膜厚度、彩烧温度的试验研究，我们认为：

    基底材料对陶瓷颜料光泽度的影响主要取决于它本身的规整性，其材质本身的颜色（在色膜覆盖下）影响较小。因此，对基底材料地规整性应严格控制。

    色膜厚度的差异也将对陶瓷颜料光泽度值产生影响，见表1。

    相同瓷片及彩烤条件下不同厚度的光泽度             表1

    为满足制备陶瓷花纸的工艺要求，选择35μm 的色膜厚度，以便统一测量方法。

    陶瓷颜料的光泽度值（在彩烧温度范围内）随着彩烧温度的升高而增大。所以，制备试样必须在相同彩烧温度条件下进行。

    通过对测量方法重现性以及测量结果与目视相关性的试验验证，见表2。

    测量结果与目视相关性对比          表2

    试验证明：在同一实验中，用同种设备和人员对两组试样的测量的平均值间的绝对差值应在1个单位内，否则，可认为其重现性是可疑的；在不同的实验室中，采用本方法测量同一试样其标准偏差应在2.5之内，否则，可认为其重现性是可疑的。测量结果具有95%的置信水平，达到了国际标准ISO2813和美国ASTMD525对测量方法精度的要求。

    5.讨论

    陶瓷颜料的光泽度值除了受到测量仪器精度、标准板的可靠性和稳定性等因素的影响外，主要取决于制样方法中基底材料的规整性、色膜厚度、彩烤温度等条件。在陶瓷颜料光泽度测量方面ISO没有专门的标准，在类似的材料中，制定有ISO2813，其制样的方法与陶瓷颜料相类似，都是将一定厚度的受试涂层施涂在基底上，进行持续时间的干燥或烧烤，然后，进行测量。为了提高辨别能力和产品分级，在不同的光泽度范围内采用不同的测量角。所不同的是，国际ISO2813中采用的基底材料是具有镜面特性的平板玻璃，将漆膜用漆膜喷涂器喷涂在上面，喷涂厚度约为50μm 。采用网版印刷的方法制样，使色膜厚度均匀，表面光滑，既克服了漆膜喷涂器喷涂造成表面厚度和均匀性难以控制的弊端，又符合陶瓷颜料制备陶瓷花纸装饰陶瓷制品的工艺要求。但是，采用的基底材料为陶瓷白板，其规整性不如平板玻璃，而且，带有颜色成分，所以，对白瓷板的规整性和色膜厚度都应严格控制。

    同时，我们注意到，陶瓷颜料的光泽度与陶瓷制品的光泽度不同，陶瓷制品的光泽度值主要取决于制品表层的玻璃体，在正常的工艺中，该层玻璃体的光泽度值大都在80个单位以上（因烧成温度在1200℃以上）。而陶瓷颜料属无机颜料类，因配方组成及工艺特点不同，其结构和折射率差别较大，不能采用一种测量角度，规定一个界限值的方法。

    陶瓷颜料光泽度测量方法不但可以直接评定陶瓷颜料的外观质量，而且也可以根据光泽度损失的测量，确定陶瓷颜料耐酸、耐碱等性能指标。