紡織品耐人造光色牢度測試方法

耐光色牢度是紡織服裝質量檢驗的重要指標，因日光環境受天氣影響較大，測試時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，涉及多個關聯參數的控制，且我國現行測試標準規定的參數不直觀，而國內的檢測實驗室間一直未能在控制參數上達成共識，導致試驗結果差別較大，易在產品合格評定時造成較大分歧。為了解決這些問題，本文針對我國現行的測試標準GB/T8427--2008(紡織品色牢度試驗耐人造光色牢度：氙弧》(等效ISO 105 B02：1994)的參數設置進行探討。

測試參數

設備： Q-Lab公司 Q-sun Xe-1臺式平板氙燈試驗箱，如下圖：

Q-sun Xe-3大容量平板式氙燈試驗箱，如下圖：

材料： SDC藍色羊毛標樣1-8級(藍標)，如下圖：

SDC濕度控制標樣(濕標)，如下圖：

GB/T 250評定變色用灰色樣卡(灰卡)，如下圖：

實驗室環境： 溫度(18±2)℃，相對濕度50%±10%。

輻照強度

根據GB/T 8427—21X18標準規定及輻照計的差異，建議輻照強度為42 W/m2(波長300-400 nm)或1.1 W/m2(波長420nm)。有研究結果表明，在僅增加輻照強度的條件下，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度來縮短試驗時間。但這種加速法尚處于研究層面，其研究結論的普適性還有待驗證，并未獲得任何標準化組織的認可。

樣品架溫度

樣品架溫度傳感器有兩種，一種為ASTM黑板溫度計(BDT)，另一種是DIN黑標溫度計(BST)，兩種溫度傳感器所測溫度有差異。GB/T 8427-2008中規定了一種通常條件、兩種極限條件和一種美國條件可選。由于我國大部分地區處于溫帶，且現有紡織服裝產品標準中并未規定測試條件，因而多數實驗室采用通常條件。若選用極限條件，其結果勢必會與通常條件的測試結果有偏離。因此，選用通常條件(溫帶)的試驗參數較為適宜：濕標5級，最高黑標溫度(BST)50℃，或黑板溫度(BPT)不超過45℃。調查發現，有少數實驗室選用美國條件BPT(63±1)℃，卻未按標準規定使用美國藍色羊毛標樣L2～L9，這種操作獲得的測試結果與按標準規定測得的結果不具可比性。這是因為美國條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有較大影響。根據阿倫尼烏斯方程，溫度每升高10 K，反應速率加快一倍，因而樣品表面溫度的提高必將加快褪色速度。可見，采用美國條件對國內產品進行測試是不適宜的。

箱體溫度

氙燈試驗箱的箱體溫度傳感器緊貼于曝曬箱金屬外殼，因而可以認為箱體溫度與曝曬箱內溫度相等。雖然GB/T 8427-2008并未規定箱體溫度，但由于箱內溫度與濕度是相關量，實際操作時，箱體溫度必須相對穩定。一般來說，在箱體溫度比樣品架溫度低10℃以下時，設備才能平穩運行。箱體溫度可以根據實際使用環境設定，也可以不設定而通過保持實驗室環境穩定來獲取。總之，即使其它條件參數全部相同，僅箱體溫度不同，所獲得的測試結果也有差異。

箱內濕度

GB/T 8427-2008中規定了通常試驗條件為濕標5級。

根據上圖可以看出，濕標5級對應的有效濕度為40%，但有效濕度與設備控制參數中的箱內相對濕度并不一致。試驗發現，Q-sunXe-1在箱體溫度 (38±2)℃時，箱內濕度需控制在(50±2)%;Q-sun Xe-3在箱體溫度(22±2)℃時，箱內濕度需控制在(65±2)%;Q-sun Xe-3在箱體溫度(26±2)℃時，箱內濕度需控制在(55±2)%。

因此，標準中的有效濕度并非曝曬箱內的相對濕度，而是在一定自然環境條件下曝曬濕度標樣獲得的濕度平均值，不同設備設定不同參數。由于設備和實驗室環境不同，要設定出符合標準要求的箱內濕度，必須通過由低到高設定不同的濕度值來曝曬濕標，測得一系列結果，并從中選定符合標準要求的箱內濕度參數。

曝曬時間

GB/T 8427-2008中提供了5種可選試驗操作方法，各方法的曝曬時間截然不同。由于國內紡織服裝類產品標準中對耐光色牢度指標有明確的等級要求，且以藍標褪色程度控制曝曬時間來保證試驗時間不變，所以一般實驗室采用方法3進行測試。例如，某產品標準中規定耐光色牢度要達到4級才算合格品，那么試驗中至少應使用4級藍標和3級藍標。試驗分兩階段：第一階段終止條件為4級藍標曝曬部位和遮蓋部位色差達到灰卡4級;第二階段將第一階段已曝曬部位遮擋一半，另一半繼續曝曬，直至這一半經兩階段曝曬部位和未曝曬部位的色差達到灰卡3級時終止試驗。

試驗發現，采用上述試驗條件參數時，在樣品無自轉的條件下，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?，將藍標曬至灰卡3級所需時間約為將其曬至灰卡4級所需時間的3倍，而非一般理解的2倍。

表1 GB/T 8427-2008參數條件

試驗結果

以表l所示的3種參數條件對15組樣品進行測試，結果見表2。

表2 不同參數條件下的測試結果

由表2可知，3種參數條件下的測試結果具有很好的一致性，可以認為在一定范圍內這3種參數條件是等效的。

結論

GB/T 8427-2008中并未明確給出部分參數，主要是因為：不同的設備參數條件不同;使用同一設備不同參數條件也可得到相同的測試結果。因此，耐人造光色牢度測試結果的準確性，應建立在對測試標準的認真解讀和對控制參數精確調試的基礎上。雖然測試環境和設備對試驗結果有較大影響，但可以通過試驗獲得符合標準的測試參數，從而保證測試結果的準確性。只有各實驗室對試驗參數給予足夠的重視，才能保證實驗室間測試結果的重現性。

此外，評級對檢測數據也有較大影響，根據GB/T6151--1997《紡織品色牢度試驗試驗通則》規定，“在疑惑不決場合下，可用FZ/T01024進行儀器評定”，即可通過儀器來校對人眼的差異，提高測試結果的準確性。