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纺织品耐光照色牢度不同标准的应用

  纺织品在使用过程中受日光曝晒经常会产生褪色或变色,如有色纺织品变浅、变暗,白色纺织品变黄、变暗。 纺织品的光褪色或变色作用机理很复杂,不但与染料的化学结构有关,也与染料的聚集状态、耐热特征,以及所染纤维材料的性能和大气条件等因素直接有关。
  我国纺织品耐光照色牢度主要是依据AATCC16.3-2012和 GB / T 8427—2008 《纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度:氙弧》这三个标准进行检测。 此外,还有 ISO 105 B01、 ISO 105 B03、ISO105 B04、ISO 105 B05、GB / T 8426,GB / T 8429、GB / T8430、GB / T 8431 等。 客户在委托样品时,有时并不清楚样品的耐光照色牢度变化情况,或并不清楚依据哪个标准检测,所以在实际检测时,检测标准方法的选择、制样方法和曝晒终点的判断等尤为重要。
  本试验选择以相当于日光(D65)的人造光氙弧灯作为测试光源,且采用 AATCC 16.3、ISO 105 B02和 GB / T 8427 中规定的三种曝晒方法进行对比试验(其中 GB / T 8427 等效采用 ISO 105 B02);结合大量的标准试验和实际工作中遇到的问题,本文详细分析三个标准方法的差异,在耐光照色牢度试验中应注意的一些问题。
  一、测试原理
  耐光照色牢度标准方法是把试样与一套蓝色羊毛标样,以同样的条件同时进行曝晒。曝晒后将试样的褪色程度与蓝色羊毛标样或灰卡进行对比,得到试样的耐光照色牢度等级。AATCC 16.3规定,在试样曝晒结束后用灰卡评级,而ISO 105 B02和GB /T 8427则是将试样与蓝色羊毛标准布同时曝晒后进行对比评级,以确定样品的耐光照色牢度等级。
  耐光照色牢度评级是以中等和严重的褪色程度为基础,但在实际情况中往往比较复杂。有些纺织品在日光等光照下曝晒,短时间内会发生轻微的变化,延长时间后变化并不大;有些纺织品短时间内变化较大,但是放置一段时间后颜色又会恢复。所以,实际评定耐光照色牢度时,要根据客户需求和样品特性等,选择合适的耐光照色牢度的测试方法。
  二、耐光照色牢度试验的技术要求
  2.1 蓝色羊毛标准布
  2.1.1 蓝色羊毛标准1-8
  国际标准ISO 105 B02和国标GB / T 8427采用的是蓝色羊毛标准1~ 8级,代表8个耐光照色牢度等级。其主要是用规定深度的8种染料染羊毛,其中1#蓝色羊毛标准布在光照下褪色最严重,8#最不易褪色。
  2.1.2 蓝色羊毛标准 L2?L9
  美国标准 AATCC 16.3 采用的是蓝色羊毛标准L2?L9,除 L2 外,均由混合比例的染色羊毛制成,一种羊毛用易褪色的染料 Erio Chrome Azurole B(C.I.43830)染色,另一种用不褪色的染料 Indigosol BlueAGG(C.I.73801) 染色。 再将两种染色羊毛以不同的比例混合,制成 L3?L9 七种蓝色羊毛标准布,每一种标准布的色牢度值都是前一种的两倍。 其主要是根据产生色差达到灰卡 4 级所需的 AATCC 褪色单元的数量,对每一块 AATCC 蓝色羊毛标准布进行连续编号。 目前在实际应用中,只用到蓝色羊毛标准L2 和 L4,它们与产生相当于灰卡 4 级变色所需的AATCC 褪色单元(AFU)的数量关系。AATCC 和 ISO 两种蓝色羊毛标准布的分级不同,因此两者不能相互转换使用。 AATCC 蓝色羊毛标准布主要用来控制仪器的辐照度和能量值是否有差异,耐ISO蓝色羊毛标准布主要用来控制曝晒终点和最终评级。
  2.2 黑板温度计(BPT)
  它是一种温度测量装置,表面由黑色涂料覆盖,吸收曝晒中的大部分辐射能。 黑板温度计提供了在自然或人造光曝晒中样品所能达到的最高温度,由金属制成,未绝缘,通过塑料板使其隔热。 黑板温度计(BPT)主要用于美国标准 AATCC 16.3。
  2.3 黑标温度计(BST)
  它也是一种温度测量装置,表面由黑色涂料覆盖,吸收曝晒中的大部分辐射能,绝缘,由金属制成背带塑料板进行热绝缘。 黑标温度计(BST)主要用于 ISO 105 B02 和 GB / T 8427。
  黑板温度计和黑标温度计都是用于控制人造耐光照试验机,提供曝晒在辐射光源下的样品最高温度估计值;它们互相不可互换,在相同的曝晒条件下,黑标温度计显示的温度要高于黑板温度计。
  三、结果与讨论
  3.1 ISO(GB)蓝色羊毛标准布的曝晒时间与评级
  根据标准要求,通过大量试验摸索了 1# ~ 6#蓝色羊毛标准布在不同光照时间下的变色程度。
  根据标准要求,蓝色羊毛标准布由低到高,每当蓝色羊毛标准布曝晒至灰卡4级时(2号蓝色羊毛标准布曝晒至3级),停止曝晒并评级。 表2 中没有涉及到蓝色羊毛标准布7#和 8#,因为在实际生活中,纺织品的日晒色牢度能达到 7#和 8#的很少,一般实验室操作中也很少用到。由表 2 可以得到蓝色羊毛标准布的最终曝晒终点。
  6h,取出试样,与 1#~3#蓝标初评;将试样与蓝色羊毛标准布继续曝晒至22h,再次取出试样,与蓝色羊毛标准布 1#~4#进行评级;再继续曝晒至 40 h,取出试样,与蓝色羊毛标准布 1#~5#进行评级;再继续曝晒至 64 h,停止试验,取出试样,与 1# ~ 6#蓝色羊毛标准布进行评级。
  3.2 AATCC 蓝色羊毛标准布与曝晒终点的关系
  根据蓝色羊毛标准布产生色差达到灰卡 4 级所需的 AATCC 褪色单元(AFU)的数量,来控制试样的曝晒终点。 目前在实际应用中只用到蓝色羊毛标准L2 和 L4。 由表 1 可知,当蓝色羊毛标样 L4 变色达到 AATCC 变色灰卡 4 级时, 相应的褪色单元为20AFU,即 20个褪色单位。 客户一般要求试样曝晒至 20AFU、 40AFU 或 60AFU 时,评定试样的变色情况。 而且仪器上会自动显示曝晒的时间、辐射能量,操作者需要在实际工作中注意观察蓝色羊毛标准布的变色情况(变色是否达到4级),来判定灯管或过滤片是否满足要求,或是否需要更换。
  3.3 不同标准测试方法中试样曝晒条件对比
  AATCC 16.3 与 ISO 105 B02 和 GB / T 8427 的曝晒条件存在一定的差异,见表 4。
  3.4 变色灰卡和蓝色羊毛标准布评定的耐光色牢度采用标准 ISO 105 B02 或 GB / T 8427 测试时,4#蓝色羊毛标准布曝晒至达到变色灰卡4级时,6#、7#和 8#蓝色羊毛标准布基本不变色。 因此选取 13 种织物和蓝色羊毛标准布(1# ~ 5#)做耐光色牢度试验,分别用变色灰卡和蓝色羊毛标准布进行评级。
  在5级之内,用变色灰卡与蓝色羊毛标准布评定测试结果差异不大,一般相差半级,超过5级的不能用灰卡评级,此时会相差一级或一级半。这是因为在常规纺织品中,耐光色牢度能达到7级以上的织物较少,而且测试结果评定为 6~ 7级,说明此试样的耐光色牢度较好,继续曝晒,其色光很难有所改变。故当采用ISO 105 B02或 GB / T 8427测试,且试样的耐光色牢度在5级之内,可以采用变色灰卡评定。这种测试评定方法操作简单,蓝色羊毛标准布的使用量较少,在测试结果评定与表达上与其它色牢度又能保持一致,使大家对标准更易理解和掌握。
  3.5 试样评级对比
  3.5.1 AATCC 16.3评级
  将试样与 AATCC 变色评级灰卡对照评级,而且主要根据客户要求进行评定。如客户要求样品曝晒至20AFU、40AFU,甚至80AFU,用灰卡分别评定样品曝晒至不同阶段的耐光照色牢度级数。 或者当客户要求样品与参比样曝晒至相同样AFU时,用灰卡分别评定样品与参比样的耐光照级数,对比两者的差异。
  3.5.2 ISO 105 B02与GB/T 8427的评级方法
  这两个标准的评级方法是一致的,主要有:
  (1)当样品与蓝色羊毛标准布曝晒至每一阶段结束时,将样品与蓝色羊毛标准布进行对照评级。 观察试样和蓝色羊毛标准布的曝晒部分和未曝晒部分,如果试样所显示的变色情况接近于某个蓝色羊毛标样,则试样某一阶段的耐光照色牢度即为相近的蓝色羊毛标样的号数。 如果试样所显示的变色情况更接近于两个相邻蓝色羊毛标准的中间级数,而不是其中的一个,则评中间级数,如3 ~ 4级。
  (2)如果不同阶段的耐光照色牢度评级不同,则可取算术平均值作为样品的最终耐光照色牢度。当级数的算术平均值是四分之一或四分之三时,最终值应取邻近的高半级或一级。例如,算术平均值为3.25时,则取3.5级;如算术平均值为 3.75时,则取4级。
  (3)当样品的耐光照色牢度等于或大于4级时,初评很重要。如果初评为3级,最终为6级,结果可记为6(3),表示在试验中,当蓝色羊毛标准布 3#刚开始褪色时,试样也有轻微变色,但再继续曝晒,它的耐光色牢度与蓝色羊毛标准布 6#相同。
  (4)如试样具有光致变色性,则记录为 6( P3-4),表示试样在刚结束曝晒时,色变情况接近于蓝色羊毛标准 3#与 4#之间,色变级数为 3 ~ 4级,但当在黑暗处放置12h后,变色情况接近于蓝色羊毛标准6#。
  四、试验结论
  (1)AATCC 和 ISO 两种蓝色羊毛标准布的分级和制作工艺不同,因此两者不能相互替换使用。
  (2)在标准 ISO 105 B02 和 GB / T 8427 中,每一种蓝色羊毛标准布的曝晒终点可参考表 3 进行;标准 AATCC 16.3 可根据客户要求以 20AFU 的整数倍确定曝晒时间,其中,蓝色羊毛标准布 L2、L4 作为曝晒能量的一种监督方式。
  (3)标准 AATCC 16.3 是试样在曝晒结束后与
  灰卡对照评级,而标准 ISO 105 B02 和 GB / T 8427 则是试样与同时曝晒的蓝色羊毛标准布对比,最终确定样品的耐光照色牢度等级。
  (4)在实际曝晒过程中(适合标准 ISO 105 B02、GB / T 8427),如果试样的耐光照色牢度在5级以内,可采用变色灰卡直接评定。此方法操作简单,减少了蓝色羊毛标准布的损耗,而且在测试结果的评定和表达方法上与其它色牢度保持一致。
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