摘要：介紹了ASTM、AATCC日曬色牢度標(biāo)準(zhǔn)修訂的背景和進(jìn)程，比較了基于硬件特性的舊標(biāo)準(zhǔn)（ASTM G23、G26、G3和AATCC TM16-1998）與基于技術(shù)性能特性的G151-G155、AATCC TM-2003新標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別，以及日曬色牢度測試技術(shù)、方法在印染行業(yè)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：測試：耐日曬色牢度；標(biāo)準(zhǔn)；技術(shù)

美國紡織染料和化學(xué)工程師學(xué)會( AATCC)制定的日曬色牢度檢測標(biāo)準(zhǔn)，是目前使用最為普遍的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)之一，其中檢測方法 E倍受紡織行業(yè)關(guān)注。但由于技術(shù)條件的限制，AATCC TM16-1998是基于硬件特性的標(biāo)準(zhǔn)，既不符合AATCC/ISO/AS TM(美國材料與試驗協(xié)會)等行業(yè)協(xié)會制定的基于技術(shù)性能的國際標(biāo)準(zhǔn)的原則，又限制了這項檢測項目的推廣。AATCC于 2003年9月頒布了紡織品日曬色牢度測試方法新標(biāo)準(zhǔn)——AATCC，并編入2004版AATCC技術(shù)手冊全面實施。這次修訂標(biāo)志著該標(biāo)準(zhǔn)從一個以硬件為基礎(chǔ)的1日的標(biāo)準(zhǔn)體系，正式進(jìn)入一個以性能為基礎(chǔ)的新的標(biāo)準(zhǔn)體系，同時也為新技術(shù)、新方法在日曬色牢度測試方面的應(yīng)用敞開了大門，使得設(shè)備成本和使用費(fèi)用大幅度下降，日曬色牢度測 試更科學(xué)應(yīng)用更廣泛。

1 日曬色牢度的測試原理

一般，日曬色牢度的測試流程為：將紡織品試樣和雙方認(rèn)同的參考標(biāo)準(zhǔn)試樣(藍(lán)色標(biāo)準(zhǔn)羊毛)， 同時在人造光源下按照規(guī)定條件曝曬，然后對比兩者的變色程度，并通過同時曝曬的藍(lán)色羊毛耐光色牢度標(biāo)準(zhǔn)樣來確定樣品的耐光色牢度的等級。

?日曬色牢度所有的測試標(biāo)準(zhǔn)均采用相對比較的方法，曝曬設(shè)備不直接出具檢測結(jié)果。設(shè)備的性能主要取決于對影響測試環(huán)境的參數(shù)的控制，包括光譜、光照強(qiáng)度、溫度、相對濕度等?；谟布O(shè)備性能有空氣冷卻燈管/水冷卻燈管、光過濾器組成和樣品架旋轉(zhuǎn)速度。但是，基于硬件要求的原因，缺乏對關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行測量和控制的技術(shù)，不能充分準(zhǔn)確地描述測試條件?；谟布匦詭淼木窒扌允牵鹤璧K了技術(shù)進(jìn)步，限制了市場競爭，造成市場壟斷。標(biāo)準(zhǔn)中采用描述設(shè)備硬件性能的目的是：類似的硬件=類似的限制、 類似的限制=類似的結(jié)果。

基于技術(shù)性能的測試環(huán)境包括：光譜定義、輻照能量、黑板溫度試驗箱空氣溫度、相對濕度、參數(shù)的標(biāo)定以及與測試環(huán)境的一致性?；诩夹g(shù)性能的標(biāo)準(zhǔn)推動了技術(shù)進(jìn)步，取消了改進(jìn)控制技術(shù)的障礙，鼓勵正常的市場競爭。以性能為基礎(chǔ)的新標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了要達(dá)到一定測試結(jié)果所要求的操作參數(shù)，而無需定義或者指定以硬件為基礎(chǔ)的設(shè)備。允許用戶從不同的測試設(shè)備中選用符合以性能為基礎(chǔ)的新標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。以性能為基礎(chǔ)的新標(biāo)準(zhǔn)的頒布，促進(jìn)了科技的發(fā)展，使標(biāo)準(zhǔn)能夠及時采用市場上最新的技術(shù)方法。

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2 標(biāo)準(zhǔn)修訂的進(jìn)程

適用于耐光與耐候性測試、以性能為基礎(chǔ)的新標(biāo)準(zhǔn)的出臺，ISO TC61(塑料)、ISO 4892(塑料)、ISO 11341(涂料油漆)、ISO 18909(印刷油墨)和ISO 11341（密封粘合劑）等耐光耐候性文件，均先后修訂為以性能為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)。之后，ASTM、SAE和AATCC等。各協(xié)會也相繼改進(jìn)了它們的耐候和耐光色牢度標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 ?ASTM 耐候性測試標(biāo)準(zhǔn)的修訂

ASTM G03委員會首先發(fā)展了以性能為基礎(chǔ)的新的耐光與耐候性指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)。它負(fù)責(zé)全面管理用于戶外和實驗室測試加速曝曬的通用耐候測試技術(shù)規(guī)范。不同行業(yè)(涂料、塑料、紡織等)的材料測試方法參照G03測試規(guī)范進(jìn)行.表1對比了ASTM新舊耐候測試標(biāo)準(zhǔn)。

ASTM G151為非金屬材料在使用實驗室光源的加速試驗設(shè)備中的曝曬通則，它闡述了各種實驗室光源的通用試驗步驟，可應(yīng)用于所有光穩(wěn)定性和耐候性測試。通則討論了試驗差異的來源(比如戶外曝曬與實驗室加速)，規(guī)定了參照材料的使用方法，統(tǒng)一定義了可接受的輻照度及在測試箱中測量的方法，提供了有效測量黑板溫度、箱內(nèi)空氣溫度和相對濕度的方法。

ASTM G155為非金屬材料曝光用氙弧光設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)，它定義了作為實驗室光源的日光和透過窗玻璃的日光的光譜功率分布，規(guī)定了輻照度指標(biāo)和公差；對于測試箱環(huán)境，只要提供合適光譜，控制光照、溫度和濕度三個關(guān)鍵測試參數(shù)，允許采用其它不同設(shè)計。

2.2 AATCC TM16耐光色牢度標(biāo)準(zhǔn)的修訂

? ? ?2003年5月，AATCC批準(zhǔn)了以性能為基礎(chǔ)的新的耐光色牢度測試標(biāo)準(zhǔn)。其中，TM16(耐光色牢度)適用 于室內(nèi)紡織品；TM169(織物的耐候性：氙弧)適用于戶外紡織品；TM192(耐候性:1 3光碳弧)。作為AATCC RA5 0和RA64委員會成員的紡織品供應(yīng)商、生產(chǎn)商和測試設(shè)備制造商，促成了該標(biāo)準(zhǔn)的修訂。

AATCC TM16是廣泛使用的紡織品光穩(wěn)定性測試標(biāo)準(zhǔn)，它針對碳弧和氙弧而定。TM16舊版本用“A”、“D”、“E”、“F”、“H”、“I ”和“J” 表示測試的不同選項，TM16新版本用數(shù)字“l(fā)～5”表示不同選項。使用最廣泛的氙弧測試循環(huán)選擇“16E”為“16-3”取代，舊版本中的選擇“E”不再使用。

表2比較 了 AATCC TM16與 AATCC TM16E一 1998、ISO 105 B02- 1994。

由表2可知，在新的標(biāo)準(zhǔn)體系 AATCC TM1 6-2003中，以技術(shù)性能要求代替了舊標(biāo)準(zhǔn)中以硬件性能為基礎(chǔ)的規(guī)定。

新的氙燈試驗標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了技術(shù)性能的量化光源光譜要求，列出人工日光和透過玻璃窗日光兩種光源的光譜分布和允差，光譜帶寬精度達(dá)20nm。按新標(biāo)準(zhǔn)測試時，建議使用光輻照度傳感器，樣品架可以采用旋轉(zhuǎn)鼓室和平面放置兩種方式。新標(biāo)準(zhǔn)中，輻照源采用一個或多個燈管，冷卻方式分水冷和空冷兩種。新標(biāo)準(zhǔn)還列出了氙弧測試設(shè)備應(yīng)該具備的技術(shù)條件和系統(tǒng)輻照強(qiáng)度、黑板溫度、測試箱空氣溫度和相對濕度的控制，以及上述所有參數(shù)的標(biāo)定。

新標(biāo)準(zhǔn)的修訂注重“數(shù)”和“量”，淡化具體設(shè)備的 硬件結(jié)構(gòu)。ASTM G151指出：原有的標(biāo)準(zhǔn)過分詳細(xì)地描述了設(shè)備的設(shè)計細(xì)節(jié)。

3 新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性研究和試驗證明

作為標(biāo)準(zhǔn)修訂的一項重要內(nèi)容，相關(guān)的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)組織和協(xié)會就標(biāo)準(zhǔn)修訂的可行性、新標(biāo)準(zhǔn)采用技術(shù)性能的設(shè)備條件是否具備等，進(jìn)行了大量的試驗和研究，為標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供了翔實的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.1不同結(jié)構(gòu)設(shè)計的氙弧測試設(shè)備

(1)旋轉(zhuǎn)鼓式設(shè)備 (美國ATI AS公司)

起源于1918年，該設(shè)備的光源位于中心，濾鏡系統(tǒng)環(huán)繞四周，樣品隨著鼓室旋轉(zhuǎn)鼓室圍繞光源旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。

(2)靜態(tài)平面設(shè)備(美國Q-Lab公司)

燈管置于頂部，濾鏡位于燈管下面，具有鏡面反射系統(tǒng)；樣品位于燈管下方，可以傾斜放置，防止水很陜流走。

3.2 ?ASTM(美國材料試驗學(xué)會)G03工作組的研究

? ? 專業(yè)進(jìn)行耐候性和耐久性測試研究的ASTM GO3工作組，在世界上5個實驗室使用不同型號的Q-Sun平面式和ATLAS旋轉(zhuǎn)式耐光與耐候性測試儀，對幾種材料進(jìn)行了試驗對比。測試結(jié)果表明，只要采用相應(yīng)的光譜過濾系統(tǒng)和曝曬條件，在相同的測試環(huán)境下，使用以技術(shù)性能為基礎(chǔ)的測試標(biāo)準(zhǔn)，兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計不同的日曬色牢度試驗機(jī)得出的結(jié)果相同。藍(lán)色標(biāo)準(zhǔn)羊毛測試獲得的一致性結(jié)果，證明了日曬色牢度標(biāo)準(zhǔn)采用技術(shù)性能的可行性(圖2，3)。

3.3 旋轉(zhuǎn)鼓室和靜態(tài)平面樣品擺放系統(tǒng)

理想的測試儀應(yīng)該在整個測試箱中產(chǎn)生均一的輻照度、溫度和濕度，通過檢測在同一環(huán)境下不同樣品曝曬結(jié)果的差異性，可以判斷一個試驗箱的技術(shù)性能(表4，5)。

? ? 有多年氙弧測試經(jīng)驗的六個實驗室參與了本次研究，它們包括位于美國密歇根州南菲爾德市、懷恩多特市和德國明斯特市的3個BASF制造商，和2個獨(dú)立測試實驗室( A2LA美國實驗室認(rèn)證委員會，分別為美國密歇根州希爾斯代爾市的ACT實驗室和佛羅里達(dá)州邁阿密市的Q-L a b氣候研究室)及1個設(shè)備制造商。

3.4 試驗結(jié)論

旋轉(zhuǎn)鼓室測試箱內(nèi)降解一致性誤差范圍為±3 ％-±1 3％ ，取決于材料類型和曝曬條件，平面靜態(tài)系統(tǒng)的一致性誤差范圍為±3％ -±8％ 測試過程中移位樣品的話，平面排列的降解一致性更好。但是更多的情況下，即使不移位，平面排列的一致性也和旋轉(zhuǎn)鼓室的一樣好或者更好。為得到最佳結(jié)果，建議每種材料取多個樣品(至少3個)測試，然后取平均值?？砂从媱澃才旁谛D(zhuǎn)鼓室和平面排列測試箱內(nèi)人工移位樣品。

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