1前言

GB/T 8427- 2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐人造光色牢度 氙弧》(以下簡(jiǎn)稱新版標(biāo)準(zhǔn))是修改采用IS0 105 B02:1994及其修改單對(duì)GB/T 8427 -1998進(jìn)行修訂后產(chǎn)生的最新版本。在紡織行業(yè). GB/T 8427是一個(gè)廣泛用于耐光色牢度檢測(cè)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，主要原理是利用氙燈光源來(lái)模擬紡織品的顏色在大氣環(huán)境下因光照等因素的作用而加速產(chǎn)生的褪色。在解讀新版標(biāo)準(zhǔn)之前，有必要了解大氣環(huán)境如何對(duì)材料和產(chǎn)品產(chǎn)生破壞。

2 紡織品日曬色牢度測(cè)試原理

2.1 戶外老化因素

老化損害主要由3個(gè)因素引起：光照、溫度和濕度。這3個(gè)因素中的任一個(gè)都會(huì)引起材料老化，它們的共同作用大于其中任一因素造成的危害。

2.1.1 光照

高分子材料的化學(xué)鍵對(duì)太陽(yáng)光中不同波段光線的敏感性不同，一般對(duì)應(yīng)一個(gè)閾值，太陽(yáng)光的短波段紫外線是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因。然而，對(duì)于某些顏料和染料，長(zhǎng)波段紫外線甚至可見(jiàn)光也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生破壞，造成變色或褪色。

2.1.2 溫度

溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速度越快。老化反應(yīng)是一種光致化學(xué)反應(yīng)，溫度不影響光致化學(xué)反應(yīng)中的光致反應(yīng)速度，卻影響后繼的化學(xué)反應(yīng)速度。因此，溫度對(duì)材料老化的影響往往是非線性的。

2.1.3濕度

水會(huì)直接參與材料老化反應(yīng)。霧、霾、露水和雨水等是自然界中水的幾個(gè)主要表現(xiàn)形式。研究表明，戶外材料每天都將長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài)(平均每天長(zhǎng)達(dá)8～12 h)。而露水是戶外潮濕的主要原因。露水造成的危害比雨水更大，因?yàn)樗街诓牧仙系臅r(shí)間更長(zhǎng)，形成更為嚴(yán)酷的潮濕侵蝕。

2.2氙燈加速耐光測(cè)試

2. 2,1 模擬日光

作為日曬機(jī)的光源，氙燈可產(chǎn)生紫外線、可見(jiàn)光和紅外線，能夠很好地模擬全光譜太陽(yáng)光。

氙燈產(chǎn)生的光譜用于測(cè)試前必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾，減少不需要的部分紫外光譜。使用不同類型的玻璃濾光器可以得到不同的光譜。濾光器的使用取決于被測(cè)材料和產(chǎn)品最終使用條件。由于不同過(guò)濾器過(guò)濾的紫外線短波段截止點(diǎn)的不同。這將在很大程度上影響老化的速度和類型。有3類經(jīng)常使用的濾光器：日光過(guò)濾器、窗玻璃過(guò)濾器和紫外延展過(guò)濾器。在紡織品測(cè)試中一般選擇窗玻璃過(guò)濾器。

圖1是Q-Lab公司配備有過(guò)濾器的Q-Sun氙燈老化試驗(yàn)箱的光譜與透過(guò)玻璃的太陽(yáng)光光譜之間的比較。

2.2.2控制輻照度

最新的氙燈日曬機(jī)需裝備有輻照度控制系統(tǒng). Q-Lab公司的Q-Sun日曬色牢度儀使用的是太陽(yáng)眼閉環(huán)控制系統(tǒng)，可提供穩(wěn)定的光照強(qiáng)度。

在氙燈測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)，控制輻照度非常重要。氙燈光譜范圍可從295 nm延伸到3 000 nm，最新的標(biāo)準(zhǔn)中要求光強(qiáng)的控制基于點(diǎn)控制(如IS0 11341- 2004、ASTM G 155-05a_、IS0 4892-2: 2003 等)，控制點(diǎn)的選擇則基于模擬環(huán)境和檢測(cè)材料性能的不同，對(duì)于戶外環(huán)境，檢測(cè)材料的物理性能，一般采用340 nm控制點(diǎn);而對(duì)于室內(nèi)環(huán)境，檢測(cè)材料的變色和褪色，一般采用420 nm控制點(diǎn)。

2.2.3控制溫度

氙燈測(cè)試設(shè)備中，對(duì)溫度的控制很也重要，因?yàn)闇囟扔绊懖牧侠匣乃俾?。氙燈日曬機(jī)一般是通過(guò)黑板溫度計(jì)或黑標(biāo)溫度計(jì)來(lái)精確控制樣品表面溫度。有些型號(hào)的氙燈日曬機(jī)還能同時(shí)控制箱體空氣溫度，以達(dá)到全面控制曝曬環(huán)境溫度的目的。

2.2.4 模擬潮濕

氙燈日曬機(jī)可以通過(guò)水噴淋或濕度控制系統(tǒng)來(lái)模擬潮濕的影響。水噴淋可以模擬雨水對(duì)戶外產(chǎn)品的熱沖擊和應(yīng)力腐蝕。濕度會(huì)影響某些物品(比如某些紡織品或油墨等)發(fā)生老化的類型和速度。在此類材料的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中都建議控制相對(duì)濕度。

3新版標(biāo)準(zhǔn)曝曬條件分析

3.1 藍(lán)色羊毛標(biāo)樣

在新版標(biāo)準(zhǔn)的6.1節(jié)中指出，歐洲曝曬條件使用標(biāo)準(zhǔn)4.1.1節(jié)中規(guī)定的藍(lán)色羊毛標(biāo)樣1～8;同樣在標(biāo)準(zhǔn)的6.2節(jié)中也指出，美國(guó)曝曬條件使用標(biāo)準(zhǔn) 4.1.2節(jié)中規(guī)定的藍(lán)色羊毛標(biāo)樣L2～L9。藍(lán)色羊毛標(biāo)樣1～8和L2～L9是類似的，但使用不同藍(lán)色羊毛標(biāo)樣獲得的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)，要注意到2組藍(lán)色羊毛標(biāo)樣的褪色性能可能不同，因此.2組標(biāo)樣所得結(jié)果不可互換。

3.2對(duì)輻照度的要求

在標(biāo)準(zhǔn)的“4.2.1.1 風(fēng)冷氙燈設(shè)備”中，對(duì)過(guò)濾器(Window IR過(guò)濾器)的要求是：置于光源和試樣及藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)之間，使紫外光譜穩(wěn)定衰減。所用濾光玻璃的透光率在380～750 nm之間至少為90%，而在310～320 nm之間則降為0，同時(shí)要求氙弧光譜中所含紅外輻射量要穩(wěn)定地減少。

在“4.2.1.2水冷氙燈設(shè)備”中，描述了2種過(guò)濾器，都要求包括內(nèi)層和外層濾光玻璃容納和引導(dǎo)冷卻水流動(dòng)。濾光器置于光源和試樣及藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)之間，使紫外光譜和部分紅外光譜可穩(wěn)定衰減。其中：一種是對(duì)應(yīng)歐洲曝曬條件的，要求內(nèi)外過(guò)濾器都是IR過(guò)濾器并和窗玻璃外罩組成濾光系統(tǒng)(Win- dow IR過(guò)濾器).濾光系統(tǒng)的透射率在380～750 nm之間至少為90%，而在310～320 nm之間則降為0;另一種是對(duì)應(yīng)美國(guó)曝曬條件的，要求內(nèi)過(guò)濾器為硼硅玻璃，外過(guò)濾器為透明鈉鈣玻璃(Window B/ SL過(guò)濾器)，起到阻斷較低波長(zhǎng)的光譜輻射的作用，使到達(dá)試樣上的光譜輻射和與經(jīng)過(guò)一般窗玻璃后的大致相等。以上提到的Window IR過(guò)濾器和Win- dow B/SL過(guò)濾器的光強(qiáng)截止點(diǎn)及適合標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1：

3.3對(duì)溫度及濕度的要求

標(biāo)準(zhǔn)的“6.1 歐洲曝曬條件”中，對(duì)通常曝曬條件的要求是：中等有效濕度，濕度控制標(biāo)樣的色牢度為5級(jí)，最高黑標(biāo)溫度50℃。

而“6.2美國(guó)曝曬條件”中，對(duì)曝曬條件的要求是：黑板溫度(63±1)℃，試驗(yàn)箱內(nèi)相對(duì)濕度(30± 5)%，低有效濕度，濕度控制標(biāo)樣的色牢度為6～7 級(jí)。

3.4對(duì)設(shè)備的綜合要求

如果既要滿足新版標(biāo)準(zhǔn)中的歐洲曝曬條件又要滿足其中的美國(guó)曝曬條件，那么對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求是：同時(shí)配備藍(lán)色羊毛標(biāo)樣1～8和L2～L9;同時(shí)配備Window IR過(guò)濾器和Window B/SL過(guò)濾器;同時(shí)配備黑板溫度計(jì)和黑標(biāo)溫度計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，按表2 中的參數(shù)分別運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中的歐洲曝曬條件和美國(guó)曝曬條件。

也就是說(shuō)，同時(shí)滿足表2中歐洲和美國(guó)曝曬條件的測(cè)試參數(shù)的氙燈日曬機(jī)才真正滿足新版標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)的解讀不難發(fā)現(xiàn)，在該標(biāo)準(zhǔn)中其實(shí)包含了2個(gè)不同的測(cè)試條件：歐洲曝曬條件和美國(guó)曝曬條件，也就是通稱的歐標(biāo)和美標(biāo)。兩者在藍(lán)色羊毛標(biāo)樣、過(guò)濾器、輻照度、溫度和濕度控制等方面均有所不同，采用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分，根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。