Brillo
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Gloss - Brillo
El brillo (opuesto Mate o opaco) es la capacidad de la superficie del polímero para reflejar la luz en una dirección determinada. Se proporciona pruebas de brillo en una variedad de tipos y tamaños de muestras, en diferentes ángulos de incidencia, entregando datos comparativos entre muestras similares, lo que respalda el desarrollo y las pruebas de rendimiento de uso final. El brillo o el brillo especular es la medida de cuán brillante o reflectante es la superficie de un material. Principalmente determinado por la naturaleza del material y la suavidad de la superficie, el brillo puede ser inherente al material o puede verse influenciado durante los parámetros del proceso que afectan la textura de la superficie. Factores ambientales como la intemperie o la abrasión de la superficie afectan el brillo. Las superficies más lisas dan valores de brillo más altos. El brillo puede ser útil en el desarrollo de productos, desarrollo de procesos y pruebas de rendimiento de uso final. ASTM D2457 es el método de prueba estándar para medir el brillo especular de películas de plástico y plásticos sólidos.
El brillo se crea principalmente por el reflejo dirigido de la luz. Es esencialmente una propiedad subjetiva: incluso un ligero desplazamiento del cuerpo con respecto al observador cambiará significativamente la impresión de brillo; por lo tanto, es difícil definir "brillo". El brillo es una propiedad óptica que describe qué tan bien una superficie refleja la luz en la dirección especular. Es de gran importancia práctica para muchas aplicaciones. La reflectividad (o reflectancia) se define como la fracción de la intensidad de la luz incidente en la interfaz (efecto de superficie). Solo los espejos metálicos altamente pulidos tienen una reflectancia casi total 99.9%. Si la reflectancia es casi nula, la superficie aparece totalmente mate (0%). Un material con reflejo entre estos dos extremos se llama brillante, en prácticamente si la reflectancia es casi cero, la superficie aparece totalmente mate las superficies pulidas (lisas) tienen una alta reflectancia y aparecen brillantes para el ojo. El brillo es responsable de la apariencia brillante de las películas plásticas. La fuente del reflejo se dispersa o dispersa por difracción. El brillo y la luz de difusión de la superficie circundante, que a menudo se denomina brillo o brillo de contraste. La causa principal de la opacidad en los polímeros es la dispersión de la luz y la absorción. Cuanta más luz se dispersa o absorbe, más se opaca el material. La dispersión de la luz es un fenómeno puramente físico: la materia aislante que golpea la luz induce oscilaciones dipolares en el material. Cada dipolo inducido actúa como una fuente secundaria de luz y emite fotones en todas las direcciones, la llamada luz dispersa. Esto, a su vez, reduce la intensidad de la luz transmitida directamente. La dispersión de luz pura no causará pérdida de energía de radiación. En el caso del plástico coloreado o relleno, el material absorbe una porción de la luz, es decir, la radiación se transforma en otras formas de energía, como el movimiento de la molécula inducida (energía térmica).
Estrictamente hablando, toda la teoría anterior es válida solo si la superficie del material es perfectamente lisa. Sin embargo, la reflectividad de un componente polimérico está muy influenciada por la calidad de la superficie del molde o matriz utilizada para fabricar la pieza. El brillo especular se puede medir utilizando la técnica estándar ASTM D 2457, que describe una pieza por la calidad de su superficie. Un brillómetro o lustreómetro generalmente se compone de una fuente de luz y un fotómetro. Estos tipos de brillómetros se denominan goniofotómetros. La muestra se ilumina con una fuente de luz desde un ángulo α, y el fotómetro lee la intensidad de luz de la muestra desde un ángulo variable β. El ángulo α debe elegirse de acuerdo con el brillo de la superficie. Por ejemplo, para películas transparentes, los valores de α son 20◦ para brillo alto, 45◦ para brillo intermedio y 60◦ para brillo bajo. Para muestras opacas se debe utilizar la prueba ASTM E 97. El color de la superficie también juega un papel importante en la distribución de la intensidad que lee el fotómetro mientras recorre varias posiciones angulares. El brillo especular se utiliza como medida del aspecto brillante de las películas. Sin embargo, los valores de brillo de las películas opacas y transparentes no deben compararse entre sí.
Hunter define el brillo como la relación entre la intensidad de la luz reflejada regularmente (especularmente) y la de un espejo óptico de alta calidad. El brillo se puede definir de otras formas. La mayoría de los brillómetros miden el brillo especular definido por Hunter. La mayoría de los instrumentos emplean ángulos fijos de incidencia y medición (por ejemplo, 45° en el brillómetro de Lange). Las placas de vidrio negro ópticamente planas y altamente pulidas se utilizan a menudo como patrones de referencia. Su reflectividad se puede calcular a partir del índice de refracción. Las mediciones de la curva de reflectancia espectral (es decir, la dependencia de la reflectividad del ángulo de incidencia) brindan una descripción más significativa del brillo. El instrumento utilizado para estas mediciones es un goniofotómetro.
El grado de mate
Existe un escalado de diferentes niveles en el brillo de un acabado: este puede ser extra mate, mate, satinado o brillante. Además también existen grados intermedios entre ellos. un mismo color con diferentes niveles de brillo puede parecer muy diferente. El nivel de brillo de un acabado se mide con un brillómetro o glossimetro y se expresa en GU (Gloss Unit, unidades de brillo). Los acabados mates oscilan entre 0-12Gu y 65Gu (medición en ángulo de 60˚); sirva como referencia que un acabado de alto brillo se sitúa por encima de los 90-100 Gu.
- Extra Mate < 12 GU
- Mate < 12 - 35 GU
- Satinado < 50 - 80 GU
- Brillo > 90 GU
- Ángulo de 20° – alto brillo
- Ángulo de 45° – brillo intermedio a bajo
- Ángulo de 60° – brillo intermedio
Normas: ASTM D2457, ASTM D523
Transmitancia
Las cualidades de transmisión de luz de los plásticos se describen en términos de la impresión visual que da la muestra bajo una iluminación definida con precisión. En el orden habitual, estos términos son claro, casi claro, transparente, translúcido, semiopaco y opaco. Las definiciones habituales en tecnología de iluminación son las siguientes: La transmitancia es el porcentaje de luz transmitida sin desviación. Sin deflexión significa que solo se consideran las componentes que se propagan en la dirección del rayo incidente. Los plásticos con transmitancias particularmente altas incluyen poli(metacrilato de metilo) (92 % a 380 – 780 nm), policarbonato (88 %) y ésteres de celulosa (86 % a 420 nm, 90 % a 660 nm para acetato de celulosa). Para algunas aplicaciones, la transmitancia ultravioleta de estos productos transparentes se puede reducir mediante la adición de absorbentes de UV. Los polímeros modificados y cargados son claros o transparentes solo si sus componentes tienen índices de refracción similares o si el tamaño de partícula de la fase incoherente es menor que la longitud de onda de la luz. La neblina se refiere a la porción (intensidad) de luz transmitida por una muestra que se desvía de la dirección de la luz incidente debido a la dispersión frontal en el material. Se dice que los materiales con componentes de alta turbidez son semiopacos o translúcidos. Tanto la transmitancia τ como la turbidez varían con la geometría del sistema de medición óptico, que por lo tanto debe definirse con precisión. Lo mismo vale para el tipo de luz empleada. Algunos ejemplos son los iluminantes estándar colorimétricos A (lámpara incandescente), C (igual que A con filtro Davis – Gibson) y D 65 (luz diurna con una temperatura de color de aprox. 6500 K). Una vez que se conocen las características espectrales de la luz y la sensibilidad espectral del ojo humano (caracterizada por “curvas espectrales estándar”), se aplican fórmulas matemáticas para relacionar la dependencia de la longitud de onda con el espectro de energía medido de la luz transmitida. Finalmente, se determina la transmitancia. La forma más común de determinar los espectros de absorción es mediante el uso de espectrofotómetros. Si el monocromador se coloca frente a la muestra, la luz, cuya longitud de onda varía continuamente, pasa a través de la muestra y la intensidad transmitida de cada longitud de onda se mide sucesivamente mediante una fotocélula. Alternativamente, la luz se dispersa solo después de haber pasado a través de la muestra y las intensidades de los componentes de longitud de onda individuales se conducen a la fotocélula. Sin embargo, con esta disposición de exploración, el largo tiempo de medición se puede acortar considerablemente si todos los componentes de longitud de onda se conducen simultáneamente a una serie de fotocélulas. El resultado (curva espectral) se determina en unos pocos microsegundos. Algunas aplicaciones de las mediciones de transmitancia en el espectro visible incluyen la determinación de las transmitancias espectrales o medias de plásticos coloreados e incoloros; caracterización del color (valores triestímulo o transmitancia total) para señales luminosas en navegación aérea y marítima, ferrocarriles y transporte por carretera; combinación de colores; pruebas de envejecimiento; medidas de amortiguamiento en guías de luz; y probar la solidez a la luz y la resistencia a la intemperie de los plásticos coloreados. La neblina de especímenes delgados con baja dispersión se mide en una configuración estandarizada. Por razones que tienen que ver con la técnica experimental y para que los resultados estén de acuerdo con las propiedades de dispersión (neblina) evaluadas subjetivamente, la luz dispersa medida es el componente que se encuentra entre dos conos coaxiales (alrededor del eje de incidencia) con ángulos de apertura de 12° y 80°. Para muestras con mayor dispersión (hasta 30 %), se emplea el sistema de medición de la norma ASTM 1003–61. La configuración cuenta con una esfera integradora y se puede reconfigurar para medir el flujo incidente, así como el flujo transmitido directamente, disperso o total. A continuación, se calculan los parámetros transmitancia total, transmitancia difusa y turbidez teniendo en cuenta la dispersión de la esfera integradora. Los acrilatos transparentes de alta calidad tienen valores de turbidez del orden del 0,15 %.
Brillo. HUNTER define el brillo como la relación entre la intensidad de la luz reflejada regularmente (especularmente) y la de un espejo óptico de alta calidad. El brillo se puede definir de otras formas. La mayoría de los brillómetros miden el brillo especular definido por HUNTER. La mayoría de los instrumentos emplean ángulos fijos de incidencia y medición (por ejemplo, 45° en el brillómetro de Lange). Las placas de vidrio negro ópticamente planas y altamente pulidas se utilizan a menudo como patrones de referencia. Su reflectividad se puede calcular a partir del índice de refracción. Las mediciones de la curva de reflectancia espectral (es decir, la dependencia de la reflectividad del ángulo de incidencia) brindan una descripción más significativa del brillo. El instrumento utilizado para estas mediciones es un goniofotómetro.