過去，大(dà)多(duō)數(shù)氙燈(dēng)老(lǎo)化和(hé)光穩(wěn)定性試驗(yàn)箱的(dí)設計是(shì)，燈管位(wèi)於測試箱(xiāng)的中(zhōng)心(xīn)，而一(yī)個(gè)圓柱(zhù)形(xíng)樣品架(jià)載著樣品(pǐn)像(xiàng)旋轉木(mù)馬一樣圍繞光(guāng)源(yuán)旋(xuán)轉(zhuǎn)。這(zhè)種(zhǒng)樣(yàng)品安(ān)裝(zhuāng)係(xì)統通(tōng)常被(bèi)稱(chēng)為“旋(xuán)轉鼓”，並在(zài)第(dì)一次(cì)世界大戰後(hòu)以碳(tàn)弧(hú)耐光(guāng)試驗(yàn)箱(xiāng)的形式問世(shì)。轉鼓式(shì)試驗箱(xiāng)有許(xǔ)多製造廠(chǎng)家(jiā)和多種類型(xíng)及型號。一些旋(xuán)轉鼓帶(dài)有直(zhí)邊(biān)，另一些則有幾層(céng)，以各種角(jiǎo)度向光源(yuán)傾(qīng)斜，以圖(tú)增(zēng)進輻照(zhào)度(dù)的(dí)均(jūn)匀(yún)性(xìng)。

不同的(dí)製造(zào)商和型號(hào)選用不(bù)同的係統和方(fāng)法(fǎ)以控製輻照(zhào)強度(dù)和均匀性(xìng)，黑板溫度，箱(xiāng)體空(kōng)氣(qì)溫度，溫(wēn)度均匀性(xìng)，相對(duì)濕度和氣(qì)流速度等關(guān)鍵測試參(cān)數(shù)。最近，平(píng)板(bǎn)樣(yàng)品(pǐn)安(ān)裝(zhuāng)係統的Q-Sun氙(xiān)燈(dēng)試驗箱問世。如(rú)同(tóng)舊的(dí)轉(zhuǎn)鼓式(shì)試驗(yàn)箱(xiāng)，這些(xiē)平(píng)板試驗箱使用多種(zhǒng)方法(fǎ)來(lái)控製測試條(tiáo)件。

“以(yǐ)性能(néng)為基(jī)礎(chǔ)” 的標準

現(xiàn)在市場上已經(jīng)有(yǒu)很多類(lèi)型(xíng)的氙燈(dēng)試驗箱，因此包(bāo)括(kuò) ISO和 ASTM在內(nèi)的(dí)大多(duō)數技(jì)術組織鼓勵開發(fā)以(yǐ)性能為基(jī)礎(chǔ)的測(cè)試方法(fǎ)和(hé)測試程(chéng)序(xù)。這些(xiē)方(fāng)法(fǎ)描(miáo)述(shù)了測試(shì)條(tiáo)件(如輻照度(dù)，光譜(pǔ)，溫度(dù)和濕(shī)度等)以及可(kě)以(yǐ)接受的性(xìng)能(néng)範圍(wéi)，而(ér)沒有(yǒu)要求(qiú)必須使用(yòng)哪種(zhǒng)設備(bèi)或(huò)對(duì)硬件(jiàn)構造加以要(yào)求(qiú)。這些(xiē)新(xīn)的測試(shì)方(fāng)法正在(zài)取代舊的對硬件(如水(shuǐ)冷燈管(guǎn)還(huán)是氣(qì)冷燈管)加(jiā)以(yǐ)要(yào)求的測(cè)試方法(fǎ)。舊的以(yǐ)硬(yìng)件(jiàn)為基(jī)礎的(dí)測(cè)試方(fāng)法，與(yǔ)當(dāng)時(shí)缺乏(fá)可行的技(jì)術(shù)以對關(guān)鍵測(cè)試(shì)條(tiáo)件進(jìn)行(háng)精確(què)測量和(hé)控(kòng)製(zhì)有(yǒu)關。由(yóu)於我們不能充(chōng)分地描(miáo)述(shù)曝(pù)曬條(tiáo)件的特點(diǎn)，我(wǒ)們製定(dìng)了簡單描(miáo)述這(zhè)些測(cè)試裝(zhuāng)置(zhì)的方(fāng)法。這一方法(fǎ)寄希(xī)望於(yú)，通(tōng)過使(shǐ)用(yòng)同樣(yàng)(或(huò)非常類似)的硬(yìng)件，能夠將(jiāng)測試樣品曝曬在(zài)同樣的(dí)條件(jiàn)下並(bìng)得(dé)到(dào)相(xiāng)同(tóng)的結(jié)果。不(bù)幸的是，這(zhè)種方法(fǎ)並非總(zǒng)是有(yǒu)效的。

舊(jiù)的(dí)以硬件為(wéi)基(jī)礎的(dí)測試(shì)方(fāng)法(fǎ)還阻(zǔ)礙(ài)技術(shù)創新(xīn)和(hé)進步(bù)，因(yīn)為(wéi)它們把(bǎ)用戶(hù)局(jú)限在(zài)“我(wǒ)們以(yǐ)前(qián)一(yī)直是(shì)這樣(yàng)做(zuò)的(dí)”。改(gǎi)進的(dí)技(jì)術和參(cān)數(shù)控製被(bèi)自動否決。在一(yī)些(xiē)極(jí)端(duān)情況(kuàng)下，一(yī)些(xiē)以(yǐ)硬件為基礎(chǔ)的測試(shì)方法(fǎ)實際上(shàng)指定的硬件是(shì)早(zǎo)已過時的或不再(zài)銷(xiāo)售(shòu)的。

新(xīn)的(dí)以(yǐ)性能(néng)為(wéi)基礎的(dí)測(cè)試(shì)方(fāng)法很明顯(xiǎn)對用戶有利。它們詳細定義(yì)了曝(pù)曬條(tiáo)件。確(què)保了在技術和參(cān)數(shù)控製(zhì)方麵的(dí)改進。最後，它(tā)們鼓(gǔ)勵(lì)競爭(這會(huì)降低用(yòng)戶成(chéng)本(běn))。這(zhè)些(xiē)以性(xìng)能為基礎的(dí)方(fāng)法包括(kuò) ISO 4892，ISO11341，ASTM G151 以(yǐ)及(jí) ASTM G155。

實(shí)驗(yàn)室老化(huà)試驗箱之(zhī)間的(dí)固有(yǒu)差異(yì)

當(dāng)我(wǒ)們比較兩個試驗箱的結果(guǒ)時，即(jí)使結果來(lái)自(zì)同一(yī)製(zhì)造商(shāng)的同(tóng)一型號，甚(shèn)至(zhì)測(cè)試是在(zài)同一個實驗(yàn)室由同一個(gè)人(rén)進(jìn)行操(cāo)作的，我們仍會發(fā)現(xiàn)曝曬結果之間(jiān)存(cún)在差異。

這會使(shǐ)那些理(lǐ)所(suǒ)當然地認(rèn)為(wéi)結(jié)果不會有差異(yì)的科學家感到失(shī)望。然而，這是(shì)當前(qián)技(jì)術(shù)的局限(xiàn)性所造成(chéng)的(dí)。

由ASTM G03老(lǎo)化(huà)和(hé)耐(nài)候(hòu)性委員會進行的(dí)一(yī)項(xiàng)研(yán)究，對(duì)由同一製(zhì)造(zào)商生產(chǎn)的不同型號(hào)的氙(xiān)燈試驗(yàn)箱的測試結果的一致性進行(háng)了比較。研究(jiū)發現，當被測材(cái)料按“與其(qí)它(tā)材料或標(biāo)準(zhǔn)樣(yàng)品的性能進行排序(xù)比(bǐ)較時(shí)”(ASTM G151)，測試(shì)結果之(zhī)間(jiān)存在(zài)很(hěn)好的一(yī)致(zhì)性。然(rán)而, 即(jí)使使用製(zhì)造商生(shēng)產的(dí)相同型號(hào)的(dí)設備，“不同的實驗室使(shǐ)用相同(tóng)的(dí)測(cè)試(shì)裝(zhuāng)置和(hé)曝曬(shài)循環，所得到的結果(guǒ)的絕對值卻(què)有(yǒu)很(hěn)大(dà)差異” (根據(jù)ASTM G151 精度和偏差聲明)。這些結(jié)果(guǒ)的(dí)詳細信息(xī)，請(qǐng)參閱 Fischer (1993) 以(yǐ)及 Foisher 和 Ketola (1995 ) 的(dí)論文。

ASTM關於(yú)試(shì)驗箱(xiāng)存在內在差異性(xìng)的結論，得(dé)到(dào)了SAE/IFAI紡織(zhī)品(pǐn)和彈性(xìng)塑(sù)料委員會(huì)的(dí)證(zhèng)實(shí)。SAE/IFAI對(duì)每一批次(cì)的(dí)SAE J1960和 J1885用聚苯(běn)乙烯(xī)標(biāo)樣(yàng)設定(dìng)性(xìng)能(néng)極(jí)限。其中一些測試(shì)結果會在(zài)本文中(zhōng)加以(yǐ)討(tǎo)論。結(jié)論是(shì)：很不(bù)幸(xìng)，沒有(yǒu)一個優秀的測試結(jié)果，可(kě)變性是不可避(bì)免(miǎn)的(dí)。

研究目的

本文(wén)研究(jiū)平板式氙燈(dēng)試驗箱(xiāng)是(shì)否能(néng)提供與舊(jiù)的轉鼓(gǔ)式(shì)氙燈(dēng)試驗(yàn)箱相同的試(shì)驗結果(guǒ)。最終目的，是對(duì)以(yǐ)性能為(wéi)基礎的標(biāo)準，在實際應用(yòng)中的有(yǒu)效性進行評(píng)估。

為了(liǎo)確(què)定(dìng)轉鼓(gǔ)式(shì)樣品架與平板(bǎn)式(shì)樣品(pǐn)架的氙燈曝曬方麵(miàn)的(dí)相關性，我(wǒ)們(mén)對 9 種不同(tóng)類型的材料進(jìn)行了對比測試(shì)。

進行曝曬的(dí)材料種類(lèi)和降解模(mó)式見表A。

本(běn)文(wén)將(jiāng)對一係列測試結(jié)果進行(háng)比(bǐ)較和總(zǒng)結(jié)。它將(jiāng)證明(míng)，隻要(yào)關(guān)鍵(jiàn)的(dí)曝曬參數(shù)得(dé)到合(hé)理(lǐ)控(kòng)製，以(yǐ)性(xìng)能為基礎(chǔ)的方法就可以得到(dào)適(shì)當的結(jié)果(guǒ)。研究(jiū)使用了不同(tóng)型號的(dí)平(píng)板(bǎn)式 Q-Sun氙(xiān)燈試驗(yàn)箱(xiāng)，並且與Atlas轉鼓(gǔ)式(shì)試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)的多種型(xíng)號的結果(guǒ)進行了比較。結果顯(xiǎn)示(shì)，隻要使(shǐ)用(yòng)可(kě)比(bǐ)較(jiào)的過濾係統和曝曬(shài)條(tiáo)件，Q-Sun基本(běn)上(shàng)可(kě)產(chǎn)生與Atlas試驗箱相(xiāng)同的結(jié)果(guǒ)。

SAE 聚苯(běn)乙烯(xī)標樣：黃變性能(néng)

作為(wéi)對氙燈(dēng)試(shì)驗(yàn)箱性(xìng)能的檢(jiǎn)驗(yàn)，汽車工程協會(SAE)的測試方(fāng)法要(yào)求使(shǐ)用Test Fabrics公司製造(zào)的聚(jù)苯(běn)乙烯標(biāo)樣與(yǔ)測試(shì)材料同(tóng)時進行曝曬(shài)。定期測量標樣(yàng)的顏色變(biàn)化(△b 黃變(biàn))。如(rú)果變(biàn)化(huà)在預先確定的偏差範圍內(nèi)，則認(rèn)定試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)工(gōng)作正(zhèng)常。由測試(shì)實(shí)驗(yàn)室保留一個標(biāo)樣性(xìng)能的(dí)記錄，並可(kě)根(gēn)據(jù)要(yào)求作為測(cè)試報(bào)告的一部分(fēn)來(lái)提(tí)供。

SAE 聚(jù)苯(běn)乙(yǐ)烯標樣的△b的偏差(chà)是由(yóu)紡(fǎng)織品(pǐn)和(hé)彈性塑(sù)料(liào)委(wěi)員(yuán)會的(dí)標樣(yàng)分(fēn)委會製定(dìng)的。該分(fēn)委會是(shì)SAE和國際(jì)工(gōng)業紡織協會(huì) ( IFAI ) 的一個聯合(hé)委員(yuán)會。偏(piān)差是由多(duō)種(zhǒng)氙(xiān)燈試驗(yàn)箱對每種(zhǒng)新(xīn)材(cái)料進(jìn)行大(dà)量對比(bǐ)測(cè)試而(ér)得到(dào)的(dí)，並(bìng)且(qiě)僅(jǐn)適(shì)用(yòng)於(yú)特定的一(yī)批(pī)標(biāo)樣(yàng)。

曝(pù)曬(shài):

為了(liǎo)便(biàn)於(yú)確定(dìng) Q-Sun是否能(néng)產(chǎn)生(shēng)與(yǔ)轉(zhuǎn)鼓式試驗(yàn)箱相同的顏(yán)色變(biàn)化(huà)，將 SAE聚苯(běn)乙(yǐ)烯(xī)標(biāo)樣曝曬於(yú)Q-Sun Xe-3-HS 試驗箱中，試(shì)驗使用(yòng) Q/B過濾器。曝(pù)曬(shài)測試在(zài)兩個不同的(dí)實(shí)驗(yàn)室按(àn)照 SAE J1960條件進行。

在每個(gè)試驗中，把 4 個聚苯乙烯(xī)參照試(shì)樣沿著Q-Sun氙燈試驗箱(xiāng)的平板樣品(pǐn)盤(pán)的對角綫方(fāng)向(xiàng)從(cóng)左上到(dào)右下依(yī)次排(pái)列。在曝(pù)曬(shài)過程中試(shì)樣(yàng)始終(zhōng)保持(chí)同(tóng)一(yī)位置(zhì)(因為操作(zuò)程(chéng)序建議(yì)周期性(xìng)地(dì)更換(huàn)試樣的(dí)位(wèi)置，而位(wèi)置不動就提供了(liǎo)一(yī)個“最(zuì)差(chà)的(dí)”測試條(tiáo)件(jiàn)，以放大(dà)試驗箱內的任(rèn)何潛在可(kě)變性(xìng))。按照SAE J1960的(dí)要(yào)求連續(xù)一周(zhōu)每(měi)天測量樣品的顏(yán)色變化 。

曝曬重復進行 8 次(cì)，每(měi)次使(shǐ)用(yòng)老化程度不(bù)同的燈管，以檢(jiǎn)測(cè)氙燈燈管(guǎn)的(dí)老化(huà)對(duì)測試結(jié)果(guǒ)的影(yǐng)響(xiǎng)。

結(jié)論(lùn):

當(dāng)在(zài)每次測(cè)量間(jiān)隔(總共 224次測(cè)量)與事先(xiān)設定的偏差進行比(bǐ)較(jiào)時(shí)，兩個不(bù)同(tóng)的(dí)實驗室中的(dí)8台 Q-Sun中的(dí)每(měi)台(tái)試驗(yàn)箱所有 4 個試樣(yàng)的(dí)測試結果，都符合(hé) SAE 委員(yuán)會製(zhì)定的(dí)偏(piān)差範圍。圖(tú)1 顯示了(liǎo)每 4 個(gè)一(yī)組的(dí)試樣(yàng)的(dí)平(píng)均性能，以(yǐ)便對(duì)燈管老化的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)進行(háng)量化(huà)。似乎(hū)看不到燈管老化對測試結果有任何(hé)影響(xiǎng)。圖(tú) 2 顯示(shì)了這(zhè) 32個(gè)不同的聚苯乙(yǐ)烯薄(báo)片(piàn)的每(měi)一試樣的(dí)性能(néng)。

對 SAE聚(jù)苯乙烯標樣，平板(bǎn)式(shì) Q-Sun Xe-3-HS 可(kě)得到與轉鼓式(shì)氙燈(dēng)試驗箱相同(tóng)的結果(guǒ)。

不透明(míng)塑料(liào): 黃變(biàn)性(xìng)能(néng)

4 塊不透(tòu)明塑料同時(shí)被(bèi)曝曬在(zài)平板(bǎn)式 Q-Sun和(hé)轉鼓式(shì) Atlas氙燈試(shì)驗箱中，以(yǐ)評估測(cè)試(shì)結果之間的差異(yì)。對(duì)樣品的描(miáo)述見表B。

表 B不透明塑(sù)料(liào)樣(yàng)品

曝曬(shài):

進(jìn)行了三次(cì)不同(tóng)的(dí)測試(shì)以確定(dìng)不同試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)和過濾器(qì)的效果。曝曬(shài)采(cǎi)用如(rú)附錄“循環(huán)A”中(zhōng)所描述的(dí)102/18 循環(huán)。每隔168 小時(shí)按(àn)照ASTM D2244 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)顏(yán)色進行(háng)測(cè)量，曝曬(shài)時(shí)間(jiān)為(wéi)2000小(xiǎo)時。

試(shì)驗箱/過(guò)濾(lǜ)器配(pèi)置:

1.) Q-Sun 氙燈試(shì)驗(yàn)箱，型(xíng)號 Xe-3-S，配有日(rì)光(guāng) 過(guò)濾(lǜ)器。

2.) 配有(yǒu)Borosilicate S 內，外(wài)過濾器(qì)的 Atlas Ci65 老化試驗機。

3.) 配有CIRA 內(nèi)過濾(lǜ)器和(hé) Soda Lime 外過(guò)濾(lǜ)器的Atlas Ci65 老化試(shì)驗機。

結論(lùn):

曝(pù)曬結果如(rú)下圖所示。Q-Sun 得(dé)到了(liǎo)與Atlas 試(shì)驗箱相(xiāng)似的結果。然(rán)而，在Q-Sun中的降(jiàng)解略(lüè)微(wēi)快一(yī)些。

盡(jìn)管造成(chéng)差異(yì)的準(zhǔn)確原(yuán)因尚不(bù)知道，可能在(zài)不(bù)同類型(xíng)的(dí)試驗(yàn)箱中(zhōng)的(dí)溫(wēn)度(dù)校(xiào)準存在差(chà)異(yì)。

透明(míng)塑料(liào)：黃變性(xìng)能

四(sì)塊透明(míng)塑料同(tóng)時(shí)被(bèi)曝(pù)曬在(zài)平板式 Q-Sun和(hé)轉鼓(gǔ)式(shì) Atlas氙燈試(shì)驗箱(xiāng)中(zhōng)，以(yǐ)評估(gū)測(cè)試(shì)結果(guǒ)之(zhī)間的(dí)差(chà)異(yì)。下(xià)表(biǎo)中(zhōng)列出了(liǎo)對樣(yàng)品的描(miáo)述:

表(biǎo)C透明塑料樣品

曝曬:

進行了三次不(bù)同的測(cè)試以確(què)定不(bù)同試驗(yàn)箱(xiāng)和(hé)過濾器的效果。曝(pù)曬(shài)采(cǎi)用如(rú)附錄“循環A”中(zhōng)所描(miáo)述(shù)的102/18 循(xún)環(huán)。每(měi)隔168 小(xiǎo)時(shí)按(àn)照ASTM D2244 標準(zhǔn)對顏色(sè)進(jìn)行測量，曝曬時間為2000 小(xiǎo)時。

試驗(yàn)箱/過濾(lǜ)器配置:

1.) Q-Sun 氙燈(dēng)試驗(yàn)箱，型(xíng)號(hào) Xe-3-S，配有(yǒu)日光 過濾(lǜ)器(qì)。

2.)配(pèi)有(yǒu)Borosilicate S 內(nèi)，外過濾(lǜ)器(qì)的 Atlas Ci65老 化(huà)試驗(yàn)機(jī)。

3.) 配(pèi)有(yǒu) CIRA 內過濾(lǜ)器和 Soda Lime 外過濾(lǜ)器的 Atlas Ci65 老化(huà)試(shì)驗機(jī)。

結(jié)論(lùn):

下圖顯(xiǎn)示了曝曬(shài)效果(guǒ)。聚(jù)苯乙烯，CAB和丙(bǐng)烯酸(suān)的結(jié)果幾乎沒有(yǒu)區別(bié)。兩種試(shì)驗箱(xiāng)和所(suǒ)有過(guò)濾器給出了(liǎo)基(jī)本(běn)一(yī)致的(dí)結果(guǒ)。對(duì)於聚碳酸酯，在(zài) Q-Sun日(rì)光過(guò)濾器和(hé) Atlas Ci65 CIRA/SL過濾(lǜ)器的(dí)測(cè)試結(jié)果之(zhī)間(jiān)有著很(hěn)好(hǎo)的(dí)一致(zhì)性。然而，boro/boro過濾(lǜ)器提供(gōng)了更(gēng)為嚴(yán)重的(dí)曝曬結果(guǒ)。可(kě)能(néng)這(zhè)是由於這種過(guò)濾(lǜ)器允許更短的(dí)紫(zǐ)外(wài)綫光(guāng)譜(pǔ)通(tōng)過(guò)的(dí)緣故。

AATCC 藍(lán)羊毛標準(zhǔn): 褪色性(xìng)能

美國(guó)紡(fǎng)織品染化師協(xié)會 (AATCC ) 測(cè)試標準AATCC 16 “耐光(guāng)性測試(shì)”，要求操作(zuò)者在進(jìn)行(háng)曝曬測(cè)試(shì)之(zhī)前，使(shǐ)用 AATCC藍羊毛耐光(guāng)性(xìng)標(biāo)準對(duì)氙(xiān)燈裝置進(jìn)行(háng)校準(zhǔn)。AATCC提(tí)供(gōng) 8 種不同(tóng)耐光性的藍羊(yáng)毛，從(cóng) L2 (非常(cháng)不耐(nài)光) 到 L9 (非常耐光(guāng))。最(zuì)常用的標準是 L2和 L4。藍(lán)羊毛(máo)在適當(dāng)的(dí)溫度(dù)，濕(shī)度等(děng)條(tiáo)件下連(lián)續(xù)曝(pù)曬20 +/-2小時(shí)。在曝曬後，以(yǐ)目(mù)測或儀(yí)器(qì)方法測(cè)量藍(lán)羊毛(máo)的褪(tuì)色等(děng)級(jí)。

藍羊毛的每批新(xīn)標樣都(dū)要經(jīng) AATCC委員會RA50耐(nài)光(guāng)分委會在多(duō)種氙燈試驗(yàn)箱中進行大(dà)量的耐(nài)光(guāng)性測試。隻有(yǒu)當(dāng)一(yī)個(gè)新(xīn)批次被確(què)定(dìng)符合性能(néng)要(yào)求(qiú)後，才(cái)能(néng)被投放到紡織(zhī)品(pǐn)市場。

曝(pù)曬:

為了(liǎo)確定(dìng)平(píng)板(bǎn)式 Q-Sun是(shì)否能夠產生與轉(zhuǎn)鼓(gǔ)式(shì)試(shì)驗箱一樣(yàng)的(dí)顏(yán)色(sè)變化(huà)，在(zài) Q-Sun氙燈(dēng)試驗箱(xiāng)的Xe-3-HS型號(hào)中進(jìn)行了一係列 L2和 L4藍羊毛(máo)曝曬。Q-Sun按(àn) 16E方(fāng)法(fǎ)測(cè)試(shì) 22個小(xiǎo)時 ( 請參(cān)考(kǎo)16E測試(shì)條(tiáo)件的完整(zhěng)描述的附(fù)錄(lù))。曝曬後，按照(zhào) AATCC 評估(gū)步驟(zhòu) 6 對(duì)顏色進行(háng)測量(liáng)。

在每(měi)次(cì)測試(shì)中，AATCC藍羊毛耐光(guāng)標準(zhǔn)的 4 個(gè)試(shì)樣(yàng)被(bèi)置於 Q-Sun的(dí)平板(bǎn)樣(yàng)品(pǐn)盤(pán)上，從左上角(jiǎo)到(dào)右(yòu)下角(jiǎo)按(àn)對角綫進行排列(liè)。在曝曬過(guò)程中(zhōng)，樣(yàng)品始終保(bǎo)持(chí)在(zài)固定位置上。

對 L2 和 L4 各重(zhòng)復(fù)曝(pù)曬 4 次。

結(jié)論:

與(yǔ)允許(xǔ)偏(piān)差相比，所(suǒ)有(yǒu) 8 次(cì)曝(pù)曬，每(měi)次(cì) 4 個(gè)試樣(yàng)(總(zǒng)共(gòng)3 2個試(shì)樣(yàng))的測試(shì)結(jié)果，均在AATCC 測試(shì)方法16 製定的偏差(chà)範(fàn)圍內。

在AATCC TM16中 ， 平板式Q-Sun Xe-3HS對 AATCC L2和(hé) L4藍(lán)羊毛耐光(guāng)性標準(zhǔn)的(dí)測(cè)試結果(guǒ)與轉(zhuǎn)鼓(gǔ)式(shì)試(shì)驗箱的相(xiāng)同。

SDC 藍(lán)紙標樣(yàng): 顏色變化

英國染色協(xié)會 (SDC) 提供(gōng)具有不(bù)同耐光性(耐(nài)光(guāng)標準(zhǔn) 1-8)的藍紙以供(gōng)研究(jiū)。這(zhè)些實(shí)驗用(yòng)紙是(shì)用(yòng)來作為 ISO藍羊毛類(lèi)似用途的標樣。SDC標樣(yàng)的耐(nài)光性(xìng)與顏(yán)料(liào)配(pèi)方有關(guān)，且對紫外(wài)綫(xiàn)敏感(gǎn)度(dù)。

曝曬(shài):

SDC 藍(lán)紙按(àn)照(zhào) ASTM D4303進(jìn)行曝(pù)曬，“ 評估藝術顏料(liào)耐光性(xìng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試(shì)方法(fǎ)”中(zhōng)的(dí)方(fāng)法(fǎ) C， 曝曬在(zài) Q-Sun和 Atlas Ci35中(zhōng)。在(zài)曝曬之前(qián)和(hé)之後按照(zhào) ASTM E1349 和(hé) D 2244 方法用儀(yí)器測量(liáng)顏色的(dí)變(biàn)化(huà)。

試驗(yàn)箱/過濾器配(pèi)置(zhì):

1.) 配有窗玻(bō)璃(lí)過(guò)濾(lǜ)器(qì)Q-Sun 氙燈試驗(yàn)箱。

2.) 配(pèi)有 Borosilicate S 內過濾器和(hé) Soda Lime 外過 濾器的Atlas Ci35 老化(huà)試驗(yàn)機

結果:

報告(gào)中的顏色變化用(yòng)△E來表示。以下是表D 和下圖中(zhōng)顯示的數(shù)據。

表 D, SDC 藍(lán)紙 - △E

藍片標(biāo)樣(yàng): 透(tòu)射(shè)率

由Textile Innovators, Inc.開(kāi)發(fā)的(dí)一係列(liè)藍色透明塑(sù)料片已被(bèi)美國紡(fǎng)織品染化(huà)師協會(huì)( AATCC)的技(jì)術(shù)委(wěi)員會和國際(jì)標(biāo)準(zhǔn)組織(zhī)(ISO)用(yòng)作抗老化(huà)和耐光性(xìng)研究(jiū)的(dí)潛在標樣。通(tōng)過測量(liáng)610納(nà)米處的(dí)反射(shè)率或透(tòu)射率(shuài)的變(biàn)化來(lái)確(què)定曝(pù)曬(shài)的影(yǐng)響(xiǎng)。目的是(shì)想(xiǎng)在老(lǎo)化測(cè)試中使用這(zhè)種“藍片”。藍片(piàn)因能經受住(zhù)水(shuǐ)噴淋而可以(yǐ)作為(wéi)AATCC藍羊毛(máo)的替(tì)代標樣。藍(lán)片的厚(hòu)度是(shì)0.125英(yīng)寸。

曝(pù)曬:

4 塊耐光性不同的藍片，同時被曝(pù)曬在(zài)平(píng)板(bǎn)式Q-Sun和(hé)轉鼓式(shì) Atlas氙(xiān)燈(dēng)試(shì)驗箱(xiāng)中以評(píng)估測(cè)試結果之間的(dí)差異(yì)。進(jìn)行了(liǎo) 3 次不(bù)同(tóng)的(dí)測(cè)試(shì)以(yǐ)確(què)定不同試驗(yàn)箱和過濾器的(dí)效果。曝曬(shài)使(shǐ)用如附(fù)錄“ 循環A ”中(zhōng)所(suǒ)描(miáo)述(shù)的(dí)102/18循(xún)環(huán)。每隔168小時(shí)按照(zhào)ASTM D 2244 標準對(duì)顏(yán)色進行測量。曝曬時間(jiān)為(wéi)2000 小時。

試驗箱(xiāng)/過(guò)濾(lǜ)器配(pèi)置(zhì):

1.) Q-Sun 氙燈(dēng)試(shì)驗箱，型號 Xe-3-S，配有(yǒu)日光(guāng) 過濾(lǜ)器。

2.) 配有(yǒu)Borosilicate S 內，外(wài)過濾(lǜ)器的 Atlas Ci65老 化(huà)試驗機。

3.) 配(pèi)有CIRA 內過(guò)濾器和(hé) Soda Lime 外過(guò)濾器(qì)的(dí)Atlas Ci65 老化試驗(yàn)機。

結(jié)論:

如下(xià)圖所示，無論使(shǐ)用何(hé)種試驗(yàn)箱(xiāng)，所(suǒ)有(yǒu)藍(lán)片的(dí)變化(huà)都是(shì)綫性(xìng)的。

兩台 Ci65使用(yòng)不同(tóng)的(dí)過濾器，產生(shēng)的氙(xiān)燈(dēng)光譜之間的差(chà)異(yì)似乎(hū)並(bìng)不影響藍(lán)片(piàn)的(dí)曝曬結果(guǒ)。在轉鼓式(shì)試驗箱(xiāng)與平板式(shì) Q-Sun Xe-3-S的測試(shì)結(jié)果(guǒ)之間沒有明(míng)顯差別(bié)。

美(měi)術材料(liào)：顏色變化(huà)

ASTM關於美術材(cái)料(liào)的 D01.57分(fēn)委會(huì)做(zuò)了一項研(yán)究，以(yǐ)確(què)定15 種彩(cǎi)色美術(shù)鉛筆的各種曝(pù)曬(shài)方法之間的相(xiāng)關(guān)性(xìng)。盡(jìn)管該研究(jiū)還做(zuò)了(liǎo)在玻(bō)璃框下的戶外曝曬(shài)測試，本(běn)文(wén)將(jiāng)隻關注 Q-Sun和(hé)Atlas Ci35曝曬結果(guǒ)之(zhī)間(jiān)的(dí)比(bǐ)較(jiào)。(就該(gāi)數據的(dí)完(wán)整(zhěng)討論(lùn)，包括(kuò)與戶(hù)外測試的相(xiāng)關性(xìng)，請參考 Brennan和(hé) Everett於2000年(nián)發表的(dí)文(wén)章)。

三(sān)家製造(zào)商參(cān)與(yǔ)了此(cǐ)項研究(jiū)。每(měi)家為(wéi) 5 種不(bù)同顏(yán)色的鉛(qiān)筆(bǐ)準備了(liǎo)兩(liǎng)個試(shì)樣(yàng)。每種(zhǒng)鉛(qiān)筆都(dū)加(jiā)一個紙(zhǐ)質襯底(dǐ)。為了(liǎo)提(tí)供(gōng)有代表(biǎo)性(xìng)的(dí)數據，製(zhì)造商提(tí)供(gōng)的樣(yàng)品(pǐn)有各種(zhǒng)顏色和(hé)耐候性(xìng)等(děng)級，範圍從很好到(dào)很差(chà)。

曝曬:

樣(yàng)品 在Q - Sun和(hé)Atlas C i 3 5中 按(àn)ASTM D4303，“ 藝(yì)術(shù)家用(yòng)顏(yán)料(liào)耐光性評估(gū)標準(zhǔn)測試(shì)方(fāng)法 ”中的(dí)方(fāng)法(fǎ) C (請參考有(yǒu)關曝(pù)曬條件描(miáo)述的附(fù)件(jiàn)) 進行(háng)曝(pù)曬(shài)。在曝曬(shài)之前和(hé)曝(pù)曬(shài)之後(hòu)按照 ASTM E 1349 和 D 2244 方法用(yòng)儀器(qì)測量(liáng)樣品的(dí)顏色(sè)變(biàn)化。

試驗(yàn)箱/過濾器(qì)配(pèi)置:

1.) 配(pèi)有窗(chuāng)玻璃(lí)過濾器(qì)Q-Sun 氙(xiān)燈試(shì)驗箱(xiāng)。

2.) Atlas Ci35 老化試驗機，配有Borosilicate S 內(nèi)過(guò) 濾(lǜ)器和(hé) Soda Lime 外過(guò)濾器(qì)。

結果：

報告中的顏色變化按(àn)色(sè)差(chà)單(dān)位 ( △E )來表示。測(cè)試樣品的(dí)耐(nài)候(hòu)性具(jù)有很大(dà)差異，曝(pù)曬(shài)結果顯(xiǎn)示在表 E 中。

表 E,美術材料(liào)顏(yán)色變(biàn)化 - △E

結論:

盡管顏色(sè)變(biàn)化的(dí)絕對(duì)值有一些(xiē)微小差異(yì)，但兩種曝(pù)曬之(zhī)間的(dí) Spearman相關係數(shù)非(fēi)常(cháng)好，達(dá)到了0.92。

印刷(shuā)油(yóu)墨(mò)：顏色變(biàn)化(huà)

過(guò)去，碳弧被用(yòng)於測試印(yìn)刷油(yóu)墨的耐(nài)光(guāng)性(xìng)。然而(ér)，在過去15 年(nián)，多數(shù)實驗(yàn)室(shì)已改用氙(xiān)燈(dēng)，這是因為氙(xiān)燈(dēng)光譜(pǔ)可得(dé)到(dào)更(gēng)為真實(shí)的曝曬結(jié)果(guǒ)。對一家製造(zào)商的(dí)17 種(zhǒng)油墨配(pèi)方進行(háng)了測(cè)試，以(yǐ)確定(dìng)轉鼓式和(hé)平(píng)板式氙燈(dēng)試驗箱之間的關係。

曝(pù)曬(shài):

進行(háng)可比較(jiào)的曝曬(shài)以(yǐ)確(què)定試驗箱(xiāng)和過濾(lǜ)器(qì)之(zhī)間(jiān)的相關(guān)性。曝(pù)曬使(shǐ)用(yòng)了如(rú)附(fù)錄所描述的 AATCC 16E 條件。每(měi) 20 個小(xiǎo)時按照(zhào) ASTM D 2244 標(biāo)準對顏色進行(háng)測量。曝(pù)曬時(shí)間(jiān)為100 小(xiǎo)時(shí)。

試(shì)驗箱(xiāng)/過濾器配(pèi)置:

1.) Q-Sun 氙燈(dēng)試驗(yàn)箱(xiāng)，型(xíng)號Xe-3-S，配有窗(chuāng)玻 璃過(guò)濾(lǜ)器(qì)。

2.) Atlas Ci65 老化試驗機(jī)，配有(yǒu)Borosilicate S 內(nèi) 過(guò)濾(lǜ)器和(hé)Soda Lime外過濾器。

結論:

各(gè)種(zhǒng)彩色(sè)印刷(shuā)油墨(mò)的(dí)性能(néng)相(xiāng)差很大(dà)。一些(xiē)變(biàn)化(huà)較(jiào)大(dà)，另(lìng)一(yī)些(xiē)則較穩(wěn)定。在17種(zhǒng)樣品中有11種，△E顏色變化在兩種(zhǒng)曝(pù)曬中幾乎一(yī)致。對(duì)於三(sān)種(zhǒng)油(yóu)墨，Atlas Ci65曝(pù)曬褪(tuì)色較(jiào)快。剩餘的(dí)三種(zhǒng)油(yóu)墨，Q-Sun 氙燈(dēng)曝(pù)曬較(jiào)快。

一(yī)種分析數據(jù)的(dí)方(fāng)法(fǎ)是比較(jiào)兩(liǎng)組數(shù)據(jù)的(dí)排序(xù)。相(xiāng)關(guān)係數(shù)達(dá)到(dào) 0.90或更(gēng)高(gāo)表(biǎo)示(shì)相(xiāng)關性(xìng)較(jiào)好(hǎo)。如(rú)果(guǒ)排序完全(quán)相同，則 Spearman 相關係數(shù)的(dí)值為(wéi)1.0。如(rú)表 F 所(suǒ)示，兩(liǎng)組數(shù)據(jù)之間相(xiāng)關性(xìng)很(hěn)好，相(xiāng)關(guān)係(xì)數(shù)為 0.9975。

表 F,相關係數為 0.9975的(dí)數(shù)據

乙烯(xī)薄膜：失(shī)光性(xìng)能(néng)

3M公司(sī)的 Fischer和(hé)Ketola發(fā)表了幾篇論(lùn)文(wén)，對(duì)ASTM委員會(huì) G03 ( 針對老(lǎo)化和耐候(hòu)性) 提(tí)供(gōng)的各種(zhǒng)類型的(dí)老(lǎo)化(huà)試驗(yàn)箱的(dí)精(jīng)度(dù)，可重復(fù)性和(hé)可再(zài)現(xiàn)性進(jìn)行(háng)了檢驗(yàn)。這些研究(jiū)使(shǐ)用(yòng)了10種(zhǒng)由(yóu) 3M公(gōng)司(sī)提供(gōng)的不(bù)同(tóng)顏(yán)色(sè)的聚(jù)氯乙(yǐ)烯薄膜(0.002英寸厚(hòu)，帶壓(yā)力敏感(gǎn)膠(jiāo))。薄膜覆蓋在(zài)鋁(lǚ)質的(dí)測試(shì)麵(miàn)板(bǎn)上(shàng)。這些(xiē)特(tè)製(zhì)的樣品被選作(zuò)用(yòng)來(lái)進(jìn)行(háng)ASTM研究，因為10 種材料之間(jiān)的(dí)耐候(hòu)性(xìng)(光澤保(bǎo)持(chí)率)有顯著的(dí)區(qū)別(bié)。

為(wéi)了確(què)定(dìng)轉鼓式和平板(bǎn)式氙(xiān)燈試(shì)驗(yàn)箱測試結果之(zhī)間(jiān)的相關(guān)性，使(shǐ)用3M公(gōng)司提(tí)供(gōng)的這(zhè)些薄膜進行(háng)對比(bǐ)研究。

曝曬:

進行(háng)了(liǎo)三種不(bù)同的曝(pù)曬(shài)以確定(dìng)試驗箱和過濾(lǜ)器之(zhī)間(jiān)的(dí)相關(guān)性(xìng)。曝曬(shài)使(shǐ)用(yòng)102/18循環。每(měi)過(guò)168小時(shí)按(àn) ASTM D 523方法進(jìn)行一次失光(guāng)率(60度(dù))測量。曝(pù)曬(shài)總(zǒng)時間為(wéi) 2000小(xiǎo)時(shí)。

試驗(yàn)箱/過濾器(qì)配置:

1.) Q-Sun 氙(xiān)燈(dēng)試(shì)驗箱，型號(hào) Xe-3-S，配(pèi)有日(rì)光(guāng) 過濾器。

2.) Atlas Ci65老化試驗(yàn)機，配有Borosilicate S內(nèi)，外過(guò)濾(lǜ)器。

3.) Atlas Ci65老化試(shì)驗機(jī)，配(pèi)有CIRA 內(nèi)過(guò)濾(lǜ)器和Soda Lime外過濾器(qì)

結論(lùn):

測(cè)量(liáng)未曝(pù)曬樣品(pǐn)的最初光澤，其(qí)範(fàn)圍(wéi)在(zài)75到(dào)85之(zhī)間。曝曬 2000小(xiǎo)時之(zhī)後(hòu)，光澤(zé)範圍(wéi)在15到75之間(jiān)。

研(yán)究(jiū)這一數(shù)據的(dí)一個(gè)方(fāng)法是在(zài)下圖(tú)中繪(huì)出(chū) Ci65 與 Q-Sun 結果的對(duì)比(bǐ)。如(rú)果兩種試(shì)驗箱的結(jié)果(guǒ)的絕(jué)對(duì)值完全相同(tóng)，則該(gāi)數據將(jiāng)排在(zài)下(xià)圖的 45 度對角綫(xiàn)上。如圖(tú) 1 所示，兩(liǎng)組數據(jù)有很(hěn)好的一致性(xìng)。

分析(xī)該數據的第(dì)三(sān)種方法是比較兩組數(shù)據(jù)的排(pái)序。如圖 2 所示(shì)，曝曬(shài)1000小時後的數據有很好的一(yī)致(zhì)性。無論(lùn)時間間隔(gé)多大(dà)，相關(guān)係(xì)數都(dū)大於 0.9。

3M公(gōng)司的乙烯(xī)薄(báo)膜在(zài) Q-Sun和(hé) Ci65中(zhōng)的(dí)測試(shì)表現(xiàn)了很(hěn)好的相關(guān)性(xìng)。氙(xiān)燈試驗箱的精度，可重(zhòng)復性和(hé)可(kě)再(zài)現性都在(zài)正(zhèng)常(cháng)的變(biàn)化範圍(wéi)內，看不出(chū)同(tóng)類試(shì)驗(yàn)箱之間的測(cè)試(shì)結果(guǒ)更接(jiē)近(jìn)。

概括(kuò)和總(zǒng)結

1. 在(zài)本(běn)文(wén)的(dí) 9 項(xiàng)研究中，涉(shè)及到許(xǔ)多材(cái)料(liào)種類(lèi)和(hé)降(jiàng)解模(mó)式(shì)，在(zài)平板式和(hé)轉鼓(gǔ)式氙(xiān)燈(dēng)試驗箱(xiāng)的曝曬中(zhōng)得到了明(míng)顯的一致性(xìng)。結果(guǒ)顯示，隻要(yào)適(shì)當(dāng)定(dìng)義和使用(yòng)可比較(jiào)的過濾(lǜ)係統和曝曬條件，以性(xìng)能(néng)為基(jī)礎的(dí)測試(shì)方(fāng)法是有效(xiào)的(dí)。任何(hé)兩種試驗箱(xiāng)，不管是哪(nǎ)家生(shēng)產(chǎn)商(shāng)的哪(nǎ)種型號，幾(jī)乎(hū)所有(yǒu)的曝(pù)曬結果之(zhī)間的差異都在可接受的(dí)正常變(biàn)化(huà)範(fàn)圍之內。

2. Q-Sun日(rì)光過濾(lǜ)器和 Atlas CIRA/SL過(guò)濾器(qì)可(kě)很(hěn)好的匹(pǐ)配 (以及與(yǔ)陽光(guāng))。然(rán)而，一(yī)定(dìng)的(dí)過濾(lǜ)器係統(tǒng)，特別(bié)是(shì)用於(yú)轉鼓(gǔ)式(shì)試驗箱的 Borosilicate/Borosilicate組合，在某些情況(kuàng)下(xià)會(huì)對一些材料產生(shēng)更(gēng)為嚴(yán)重(例如：更(gēng)快)的效(xiào)果。據(jù)我們(mén)推測(cè)，這是由於(yú)它(tā)們(mén)使非自(zì)然的短波(bō)紫外綫通(tōng)過(guò)的緣故(gù)。