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霧度(Haze)測量入門:% 數值與 ASTM D1003 到底在說什麼

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霧度(Haze)測量入門:% 數值與 ASTM D1003 到底在說什麼

簡答:霧度(Haze)是透射光因大角度散射而偏離入射光 2.5 度以上的比例,以漫透射率除以總透射率再乘 100 得出。霧度高代表材料看起來霧濛濛,不代表它透光少。報告霧度時必須寫明所依據的標準——散射角門檻本身就是定義的一部分。

霧度、清晰度、透過率是三個不同的數

量 數的是什麼 回答什麼問題
總光透過率 穿過樣品的全部光 有多少光透過?
霧度 散射寬於標準門檻的光(ASTM D1003 為 2.5°) 材料看起來霧不霧?
清晰度 緊貼入射光的窄角度散射 隔著材料看細節是否清楚?

薄膜可以透光很多卻依然霧,也可以霧度低但清晰度差。三個數只報一個,光學圖像就不完整。整體概念可另見光學量測原理概述。

標準是結果的一部分

ASTM D1003 以偏離入射光 2.5° 以上的大角度散射定義霧度,對象是基本透明的塑膠。ISO 14782:2021 是對應的國際標準,但散射門檻不同,同一試片不會自動得出同一個數。ASTM D1003 本身也註明它與 ISO 13468-1、ISO 14782 不等同。實務上:

  • 每個霧度值都附標準與版次,例如「霧度 2.4 % 依 ASTM D1003-21」;
  • 不同標準下的兩個霧度值,未經換算不可直接比較;
  • 合約工作依規範指定的標準執行,而不是依儀器預設的標準。

霧度計怎麼得到這個數

無論霧度計(ASTM D1003 的 Procedure A)或分光光度計路線(Procedure B),都使用積分球。球體均勻收集透射光;鏡面光束被光阱吸收後,偵測器只收到散射成分,該成分與總透射率之比就是霧度。標準中的幾個要點:

  • Procedure A 的數值通常略高於且較穩定於 Procedure B;
  • 試片置於積分球入口,測的是半球總透射率;
  • 霧度超過 30 % 的材料視為擴散材料,應改用其他方法;ISO 14782 涵蓋 40 % 以下的霧度;
  • 磨損或霧面的試片可能讀得偏低,因部分散射落在入射光附近(ISO 14782 註)。

試片處理與紀錄事項

  1. 使用平整、具代表性的試片;一道刮痕或成型缺陷就可能主導讀值。
  2. 依規範要求進行狀態調節與量測;表面髒污會被算成霧度。
  3. 記錄試片識別、狀態調節、儀器、標準與版次,以及每筆讀值。
  4. 必要時註明光源基礎——ASTM D1003 與 ISO 系列並非同一標準光源。

有紀律的紀錄範本讓光學數據像厚度數據一樣可被複核。

常見誤區

  • 「霧度就是光損失」——霧的樣品總透過率仍可很高;霧度描述光怎麼散開,不是活下來多少光。
  • 「霧度和清晰度是一回事」——兩者以散射角分界,材料可以過一項不過另一項。
  • 「霧度計和濁度計可互換」——霧度針對固體透明材料、以百分比計;濁度描述液體。
  • 「一個霧度數放哪都行」——沒有標準與版次,數字不可比。

技術來源

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