无论一个人是否在颜料、油漆或汽车行业工作,那些处理干涉颜料的人都无法避免与它们的物理和光学特性作斗争。不幸的是,由于缺乏对这种特殊类型的颜料的知识和经验,这一点经常被遗忘和忽视。颜料光学特性的视觉和仪器表征同样重要,因为产生的颜色会随着光线入射的角度而变化。加上观测角度,该角度可以精确地表示所涉及的干扰。
除了上面提到的几何,包括那些照明角度保持不变,镜面反射角度和视角之间的差异是不同的,用于达到干涉颜料的光学性质的完整表征。这种测量的结果产生了光晕线,这主要归因于散射光和特定的照明角度的特点。照度通常为45°,测量时,镜面反射的角度与视角之间的差值从15°到25°、45°、75°和110°(光面角)不等。
这种几何形状目前在工业中使用,尽管由于上述原因无法获得干涉,其中各种干涉颜料或它们与其他颜料的外加剂很可能产生几乎相同的光线(图3)。因此,在干涉颜料和用干涉颜料着色的涂料的情况下,不能根据这种测量来制定交付条件。
视觉特征
在目视检查的情况下,检查员通常站在实验室窗户对面,并将测试面板指向窗户。他们开始检查时,将测试板平放在他们的腹部或胸部,这样他们就能看到从窗户反射进来的光。在不改变位置的情况下,他们将面板向上或向下倾斜。如果我们检查这些运动的计量几何图形,我们就会得到以下检查测试样本的程序。在其初始方向上,测试面板将以75°的入射角被照亮,并以105°的角度被观察,该角度是来自室外的光线将被测试面板反射的角度。如果面板向下倾斜5°,光照角将从75°变为80°,镜面反射角将从105°变为100°,视角将从105°变为110°。光照(来自室外的光)、观察者(检查员的眼睛)和正在测试的样品平面之间的角度关系将会改变。在这个例子中,差角将变成-10°,也就是说,将从一个跨位置观看。观察将从远端发生的镜面反射光束,指的是入射(横向)照明。
继续向下倾斜测试面板5°将增加入射角从80°到85°和90°。镜面反射的角度将分别从100°变为95°和90°;视角分别从110°变为115°和120°,差值分别从-10°变为-20°和-30°(图4)。
当测试面板向上倾斜时,也会出现类似的关系,即,在这种情况下,照明角度、观察角度以及镜面反射角度与观察角度之间的差值将同时变化(图5)。这些几何形状是站在实验室窗户对面对样品进行视觉表征时出现的,而在市售光度仪器的情况下不会出现。这就是为什么干涉颜料的视觉和仪器表征之间的一致永远不会发生。
光亭
有两种方法来表征光室中的测试板。所涉及的测试面板在一个方向或另一个方向倾斜,没有建立所涉及的角度关系,如在视觉表征的情况下,或者测试面板被放置在位于照明室的机构上,该机构预先确定了某些角度关系。在这两种情况下,照明都是从上方垂直的。这种机制通常假定观察者将看到反射在测试面板上的光源的角度关系,但不考虑观察者的高度和与测试面板的距离,即不考虑观看位置。假设测试面板相对于实验室工作台倾斜20°角,我们得到以下角度关系,参考测试面板的平面。照明的角度将是70°,观众将看到光源反射在面板上时,以110°的角度观看它。然后,测试面板向上和向下倾斜10°,产生以下角度关系。光照角将从70°变为80°,镜面反射角将变为100°。然后观看将在镜面反射角度和视角-20°之间的反式差。类似地,将测试面板向另一个方向倾斜10°将产生+20°的顺式差角。视角从70°变为60°,镜面反射角变为120°,视角变为100°。没有这样的角度关系实现在任何项目的光度仪器。
在测试面板“不受控制”运动的情况下,假定入射光束垂直于面板的平面。然后观看将以135°的角度,例如,取决于观众的高度,他们与测试面板的距离,以及他们眼睛的位置。如果测试面板向观察者倾斜5°,照明角度将从90°变为85°,镜面反射角度将从90°变为95°,视角将从135°变为140°,产生顺式aspular角为40°。继续向查看器倾斜测试面板将增加所有涉及的角度(图6)。
然而,有一种方法用于视觉上表征干涉颜料和与仪器表征重叠的干涉颜料着色的外加剂。干涉颜料的光学性质可以在照度变化的情况下获得,而镜面反射角,即镜面反射角与视角之间的差值保持不变。当照明和反射的角度很陡时,测量的角度接近镜面反射的角度。
干扰颜料,如Iriodin珍珠金和类似配方的Xirallic阳光金,也可以使用这种视觉方法进行区分。然而,传统的视觉和仪器方法在这些颜料之间几乎没有任何区别。
太阳高度的影响
在评估车辆上的干扰颜色时,必须考虑的一些因素是当前太阳高度、观察者的高度和观察者与车辆的距离。除了太阳高度,另一个起作用的因素是观测地点的地理纬度。如果我们忽略由瑞利效应和廷德尔效应引起的光谱和强度变化,并假设均匀的白色阳光,我们就会得到两种具有不同参数集的例子。德国Münster,位于北纬52°,雨水多,晴天少。佛罗里达州劳德代尔堡位于北纬26°,雨水少,阳光充足。假设观看者位于车辆左前轮对面的同一位置,并看着它的引擎盖。太阳照射在飞行器的另一侧,这样阳光就会从引擎盖上反射到观众身上。6月中旬Münster的中午,太阳高度(90°,减去Münster的纬度,加上太阳赤纬)将是它的年度最大值61°。观众将感知到镜面反射附近产生的干涉颜色(图9)。尽管位于劳德代尔堡同一车辆相同位置的观众,在早上早些时候,将感知到与Münster中的观众相同的颜色,但当正午到来时,它将发生变化,因为太阳高度将增加到81°。发生在这两个太阳高度之间的干涉色无法在Münster观测到,因为那里的太阳高度从未超过61°(图10)。
干涉颜料具有光学性质,可以使用新的视觉和仪器方法获得。传统方法提供的信息很少,无法为进货检验和质量控制制定价值描述。传统的方法也很难满足识别和表征的目的,这意味着在识别和表征上花费更多的时间和精力,得到不正确的结果是不可避免的。进一步研究干涉颜料的光学性质只会使所有相关人员受益。
笔记
ASTM工作组E 12.06讨论了反射率测量中指定角度的各种惯例。与标准做法相比,将法线与表面与0°联系起来,这里采用的惯例叠加了一个渐变的半圆形弧,覆盖角度范围为0°- 180°,其平面法线于曲面,其反射率将在该曲面上测量,这意味着法线将在90°,而不是0°。尽管这种方法可以更清晰地描述反射率测量中涉及的角度关系,但它会让纯粹主义者感到毛骨悚然。欲了解更多信息,请发送电子邮件至wcramer@muenster.de。
举报辱骂性评论