耐候性試驗(yàn)
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18566398802耐光色牢度是紡織服裝質(zhì)量檢驗(yàn)的重要指標(biāo),因日光環(huán)境受天氣影響較大,測試時(shí)大多采用人造光代替日光,以模擬氣候代替自然氣候。由于人造日光和氣候的模擬難度大,涉及多個(gè)關(guān)聯(lián)參數(shù)的控制,且我國現(xiàn)行測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)不直觀,而國內(nèi)的檢測實(shí)驗(yàn)室間一直未能在控制參數(shù)上達(dá)成共識(shí),導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果差別較大,易在產(chǎn)品合格評(píng)定時(shí)造成較大分歧。為了解決這些問題,本文針對我國現(xiàn)行的測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T8427--2008(紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽旃馍味龋弘 ?等效ISO 105 B02:1994)的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行探討。
設(shè)備: Q-Lab公司 Q-sun Xe-1臺(tái)式平板氙燈試驗(yàn)箱,如下圖:
Q-sun Xe-3大容量平板式氙燈試驗(yàn)箱,如下圖:
材料: SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣1-8級(jí)(藍(lán)標(biāo)),如下圖:
SDC濕度控制標(biāo)樣(濕標(biāo)),如下圖:
GB/T 250評(píng)定變色用灰色樣卡(灰卡),如下圖:
實(shí)驗(yàn)室環(huán)境: 溫度(18±2)℃,相對濕度50%±10%。
根據(jù)GB/T 8427—21X18標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及輻照計(jì)的差異,建議輻照強(qiáng)度為42 W/m2(波長300-400 nm)或1.1 W/m2(波長420nm)。有研究結(jié)果表明,在僅增加輻照強(qiáng)度的條件下,相同輻照能量的曝曬一般可以獲得相同的褪色程度,即可以通過加大輻照強(qiáng)度來縮短試驗(yàn)時(shí)間。但這種加速法尚處于研究層面,其研究結(jié)論的普適性還有待驗(yàn)證,并未獲得任何標(biāo)準(zhǔn)化組織的認(rèn)可。
樣品架溫度傳感器有兩種,一種為ASTM黑板溫度計(jì)(BDT),另一種是DIN黑標(biāo)溫度計(jì)(BST),兩種溫度傳感器所測溫度有差異。GB/T 8427-2008中規(guī)定了一種通常條件、兩種極限條件和一種美國條件可選。由于我國大部分地區(qū)處于溫帶,且現(xiàn)有紡織服裝產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中并未規(guī)定測試條件,因而多數(shù)實(shí)驗(yàn)室采用通常條件。若選用極限條件,其結(jié)果勢必會(huì)與通常條件的測試結(jié)果有偏離。因此,選用通常條件(溫帶)的試驗(yàn)參數(shù)較為適宜:濕標(biāo)5級(jí),最高黑標(biāo)溫度(BST)50℃,或黑板溫度(BPT)不超過45℃。調(diào)查發(fā)現(xiàn),有少數(shù)實(shí)驗(yàn)室選用美國條件BPT(63±1)℃,卻未按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用美國藍(lán)色羊毛標(biāo)樣L2~L9,這種操作獲得的測試結(jié)果與按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測得的結(jié)果不具可比性。這是因?yàn)槊绹鴹l件中的黑板溫度較高,也就意味著樣品表面溫度較高,這對染料的分解褪色反應(yīng)有較大影響。根據(jù)阿倫尼烏斯方程,溫度每升高10 K,反應(yīng)速率加快一倍,因而樣品表面溫度的提高必將加快褪色速度??梢?,采用美國條件對國內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行測試是不適宜的。
氙燈試驗(yàn)箱的箱體溫度傳感器緊貼于曝曬箱金屬外殼,因而可以認(rèn)為箱體溫度與曝曬箱內(nèi)溫度相等。雖然GB/T 8427-2008并未規(guī)定箱體溫度,但由于箱內(nèi)溫度與濕度是相關(guān)量,實(shí)際操作時(shí),箱體溫度必須相對穩(wěn)定。一般來說,在箱體溫度比樣品架溫度低10℃以下時(shí),設(shè)備才能平穩(wěn)運(yùn)行。箱體溫度可以根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境設(shè)定,也可以不設(shè)定而通過保持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境穩(wěn)定來獲取??傊?,即使其它條件參數(shù)全部相同,僅箱體溫度不同,所獲得的測試結(jié)果也有差異。
GB/T 8427-2008中規(guī)定了通常試驗(yàn)條件為濕標(biāo)5級(jí)。
根據(jù)上圖可以看出,濕標(biāo)5級(jí)對應(yīng)的有效濕度為40%,但有效濕度與設(shè)備控制參數(shù)中的箱內(nèi)相對濕度并不一致。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Q-sunXe-1在箱體溫度 (38±2)℃時(shí),箱內(nèi)濕度需控制在(50±2)%;Q-sun Xe-3在箱體溫度(22±2)℃時(shí),箱內(nèi)濕度需控制在(65±2)%;Q-sun Xe-3在箱體溫度(26±2)℃時(shí),箱內(nèi)濕度需控制在(55±2)%。
因此,標(biāo)準(zhǔn)中的有效濕度并非曝曬箱內(nèi)的相對濕度,而是在一定自然環(huán)境條件下曝曬濕度標(biāo)樣獲得的濕度平均值,不同設(shè)備設(shè)定不同參數(shù)。由于設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境不同,要設(shè)定出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的箱內(nèi)濕度,必須通過由低到高設(shè)定不同的濕度值來曝曬濕標(biāo),測得一系列結(jié)果,并從中選定符合標(biāo)準(zhǔn)要求的箱內(nèi)濕度參數(shù)。
GB/T 8427-2008中提供了5種可選試驗(yàn)操作方法,各方法的曝曬時(shí)間截然不同。由于國內(nèi)紡織服裝類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對耐光色牢度指標(biāo)有明確的等級(jí)要求,且以藍(lán)標(biāo)褪色程度控制曝曬時(shí)間來保證試驗(yàn)時(shí)間不變,所以一般實(shí)驗(yàn)室采用方法3進(jìn)行測試。例如,某產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定耐光色牢度要達(dá)到4級(jí)才算合格品,那么試驗(yàn)中至少應(yīng)使用4級(jí)藍(lán)標(biāo)和3級(jí)藍(lán)標(biāo)。試驗(yàn)分兩階段:第一階段終止條件為4級(jí)藍(lán)標(biāo)曝曬部位和遮蓋部位色差達(dá)到灰卡4級(jí);第二階段將第一階段已曝曬部位遮擋一半,另一半繼續(xù)曝曬,直至這一半經(jīng)兩階段曝曬部位和未曝曬部位的色差達(dá)到灰卡3級(jí)時(shí)終止試驗(yàn)。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),采用上述試驗(yàn)條件參數(shù)時(shí),在樣品無自轉(zhuǎn)的條件下,使用Q-sunXe-1第一階段需曝曬20 h,第二階段需35 h;使用Q-sun Xe-3第一階段需曝曬23 h,第二階段需40 h,詳見表1??梢?,將藍(lán)標(biāo)曬至灰卡3級(jí)所需時(shí)間約為將其曬至灰卡4級(jí)所需時(shí)間的3倍,而非一般理解的2倍。
表1 GB/T 8427-2008參數(shù)條件
| 條件1 | 條件2 | 條件3 |
設(shè)備 | Q-sun Xe-1 | Q-sun Xe-3 | Q-sun Xe-3 |
輻照強(qiáng)度(W/m2) | 42 | 1.1 | 1.1 |
樣品架溫度/℃ | BST50 | BPT45 | BPT45 |
箱體溫度/℃ | 38±2 | 22±2 | 26±2 |
箱內(nèi)濕度/% | 50±2 | 65±2 | 55±2 |
階段1時(shí)間/h | 20 | 23 | 23 |
階段2時(shí)間/h | 35 | 40 | 40 |
以表l所示的3種參數(shù)條件對15組樣品進(jìn)行測試,結(jié)果見表2。
表2 不同參數(shù)條件下的測試結(jié)果
樣品 | 耐光色牢度/級(jí) | |||||
條件1 | 條件2 | 條件3 | ||||
階段1 | 階段2 | 階段1 | 階段2 | 階段1 | 階段2 | |
深藍(lán)色棉梭織布 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 |
紫色棉梭織布 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
淺粉色棉梭織布 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
黃色棉梭織布 | 5 | 5-6 | 5 | 5-6 | 5 | 5-6 |
卡其色棉滌梭織布 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
黃色滌綸梭織布 | 5 | 5-6 | 5 | 5-6 | 5 | 5-6 |
藍(lán)色錦綸梭織布 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
粉紅色錦綸梭織布 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
草綠色絲棉梭織布 | 4 | 4-5 | 4 | 4-5 | 4 | 4-5 |
淺卡其色棉粘梭織 | 2-3 | 2-3 | 2-3 | 2-3 | 2-3 | 2-3 |
黑色棉針織布 | 2-3 | 2-3 | 2-3 | 2-3 | 2-3 | 2-3 |
綠色棉針織布 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 |
粉色棉針織布 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
黑色滌綸針織布 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 |
藍(lán)色毛腈針織布 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
由表2可知,3種參數(shù)條件下的測試結(jié)果具有很好的一致性,可以認(rèn)為在一定范圍內(nèi)這3種參數(shù)條件是等效的。
GB/T 8427-2008中并未明確給出部分參數(shù),主要是因?yàn)椋翰煌脑O(shè)備參數(shù)條件不同;使用同一設(shè)備不同參數(shù)條件也可得到相同的測試結(jié)果。因此,耐人造光色牢度測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)建立在對測試標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)真解讀和對控制參數(shù)精確調(diào)試的基礎(chǔ)上。雖然測試環(huán)境和設(shè)備對試驗(yàn)結(jié)果有較大影響,但可以通過試驗(yàn)獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的測試參數(shù),從而保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。只有各實(shí)驗(yàn)室對試驗(yàn)參數(shù)給予足夠的重視,才能保證實(shí)驗(yàn)室間測試結(jié)果的重現(xiàn)性。
此外,評(píng)級(jí)對檢測數(shù)據(jù)也有較大影響,根據(jù)GB/T6151--1997《紡織品色牢度試驗(yàn)試驗(yàn)通則》規(guī)定,“在疑惑不決場合下,可用FZ/T01024進(jìn)行儀器評(píng)定”,即可通過儀器來校對人眼的差異,提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。