LX-5021 - 第三部分氙灯曝晒结果 - Q-Lab
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第 三 部 分<br />
氙 灯 曝 晒 结 果 :<br />
Q-Sun 与 转 鼓 式 试 验 箱 之 间 的 比 较<br />
TECHNICAL BULLETIN <strong>LX</strong>-<strong>5021</strong>.4<br />
Patrick Brennan, Greg Fedor and Ronald Roberts,<br />
Q-<strong>Lab</strong> 公 司<br />
摘 要<br />
本 文 研 究 平 板 式 氙 灯 试 验 箱 是 否 能 提 供 与 旧 的 转 鼓 式 氙 灯 试 验 箱 相 同 的 试 验 结 果 。 最 终 目 的 , 是<br />
对 以 性 能 为 基 础 的 标 准 , 在 实 际 应 用 中 的 有 效 性 进 行 评 估 。 我 们 测 试 了 9 种 不 同 的 材 料 , 它 们 涉 及 多<br />
种 材 料 种 类 和 降 解 模 式 。 在 平 板 式 和 转 鼓 式 氙 灯 曝 晒 之 间 得 到 了 很 好 的 一 致 性 。 这 些 结 果 显 示 , 只 要<br />
可 比 较 的 过 滤 器 系 统 和 曝 晒 条 件 被 正 确 地 定 义 和 执 行 , 以 性 能 为 基 础 的 测 试 方 法 是 有 效 的 。 无 论 哪 种<br />
型 号 或 制 造 商 , 两 种 试 验 箱 几 乎 所 有 的 曝 晒 结 果 之 间 的 差 异 都 在 可 接 受 的 正 常 变 化 范 围 之 内 。<br />
背 景<br />
过 去 , 大 多 数 氙 灯 老 化 和 光 稳 定 性 试 验 箱 的 设 计 是 , 灯 管 位 于 测 试 箱 的 中 心 , 而 一 个 圆 柱 形 样 品<br />
架 载 着 样 品 像 旋 转 木 马 一 样 围 绕 光 源 旋 转 。 这 种 样 品 安 装 系 统 通 常 被 称 为 “ 旋 转 鼓 ”, 并 在 第 一 次 世 界<br />
大 战 后 以 碳 弧 耐 光 试 验 箱 的 形 式 问 世 。 转 鼓 式 试 验 箱 有 许 多 制 造 厂 家 和 多 种 类 型 及 型 号 。 一 些 旋 转 鼓<br />
带 有 直 边 , 另 一 些 则 有 几 层 , 以 各 种 角 度 向 光 源 倾 斜 , 以 图 增 进 辐 照 度 的 均 匀 性 。 列 于 附 录 A.1 的 不<br />
同 的 制 造 商 和 型 号 选 用 不 同 的 系 统 和 方 法 以 控 制 辐 照 强 度 和 均 匀 性 、 黑 板 温 度 、 箱 体 空 气 温 度 、 温 度<br />
均 匀 性 、 相 对 湿 度 和 气 流 速 度 等 关 键 测 试 参 数 。<br />
最 近 , 平 板 样 品 安 装 系 统 的 Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 问 世 ( 见 附 录 A.2)。 如 同 旧 的 转 鼓 式 试 验 箱 , 这<br />
些 平 板 试 验 箱 使 用 多 种 方 法 来 控 制 测 试 条 件 。<br />
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转 鼓 式 样 品 安 装 系 统 符 合 以 硬 件 为 基 础 的 标 准<br />
Q-Sun 符 合 以 性 能 为 基 础 的 标 准
“ 以 性 能 为 基 础 ” 的 标 准<br />
现 在 市 场 上 已 经 有 很 多 类 型 的 氙 灯 试 验 箱 , 因<br />
此 包 括 ISO 和 ASTM 在 内 的 大 多 数 技 术 组 织 鼓 励<br />
开 发 以 性 能 为 基 础 的 测 试 方 法 和 测 试 程 序 。 这 些<br />
方 法 描 述 了 测 试 条 件 ( 如 辐 照 度 、 光 谱 、 温 度 和<br />
湿 度 等 ) 以 及 可 以 接 受 的 性 能 范 围 , 而 没 有 要 求<br />
必 须 使 用 哪 种 设 备 或 对 硬 件 构 造 加 以 要 求 。 这 些<br />
新 的 测 试 方 法 正 在 取 代 旧 的 对 硬 件 ( 如 水 冷 灯 管<br />
还 是 气 冷 灯 管 ) 加 以 要 求 的 测 试 方 法 。 旧 的 以 硬<br />
件 为 基 础 的 测 试 方 法 , 与 当 时 缺 乏 可 行 的 技 术 以<br />
对 关 键 测 试 条 件 进 行 精 确 测 量 和 控 制 有 关 。 由 于 我<br />
们 不 能 充 分 地 描 述 曝 晒 条 件 的 特 点 , 我 们 制 定 了 简<br />
单 描 述 这 些 测 试 装 置 的 方 法 。 这 一 方 法 寄 希 望 于 ,<br />
通 过 使 用 同 样 ( 或 非 常 类 似 ) 的 硬 件 , 能 够 将 测 试<br />
样 品 曝 晒 在 同 样 的 条 件 下 并 得 到 相 同 的 结 果 。 不 幸<br />
的 是 , 这 种 方 法 并 非 总 是 有 效 的 。<br />
这 会 使 那 些 理 所 当 然 地 认 为 结 果 不 会 有 差 异 的<br />
科 学 家 感 到 失 望 。 然 而 , 这 是 当 前 技 术 的 局 限 性 所<br />
造 成 的 。<br />
由 ASTM G03 老 化 和 耐 候 性 委 员 会 进 行 的 一 项<br />
研 究 , 对 由 同 一 制 造 商 生 产 的 不 同 型 号 的 氙 灯 试 验<br />
箱 的 测 试 结 果 的 一 致 性 进 行 了 比 较 。 研 究 发 现 , 当<br />
被 测 材 料 按 “ 与 其 它 材 料 或 标 准 样 品 的 性 能 进 行 排<br />
序 比 较 时 ”(ASTM G151), 测 试 结 果 之 间 存 在 极 好<br />
的 一 致 性 。 然 而 , 即 使 使 用 制 造 商 生 产 的 相 同 型 号<br />
的 设 备 ,“ 不 同 的 实 验 室 使 用 相 同 的 测 试 装 置 和 曝 晒<br />
循 环 , 所 得 到 的 结 果 的 绝 对 值 却 有 很 大 差 异 ” ( 根 据<br />
ASTM G151 精 度 和 偏 差 声 明 )。 这 些 结 果 的 详 细 信<br />
息 , 请 参 阅 Fischer (1993) 以 及 Foisher 和 Ketola<br />
(1995 ) 的 论 文 。<br />
旧 的 以 硬 件 为 基 础 的 测 试 方 法 还 阻 碍 技 术 创 新<br />
和 进 步 , 因 为 它 们 把 用 户 局 限 在 “ 我 们 以 前 一 直 是<br />
这 样 做 的 ”。 改 进 的 技 术 和 参 数 控 制 被 自 动 否<br />
决 。 在 一 些 极 端 情 况 下 , 一 些 以 硬 件 为 基 础<br />
的 测 试 方 法 实 际 上 指 定 的 硬 件 是 早 已 过 时 的<br />
或 不 再 销 售 的 。<br />
太 阳 光 和 氙 灯 光 谱 之 间 的 比 较<br />
( 仅 限 本 文 )<br />
新 的 以 性 能 为 基 础 的 测 试 方 法 很 明 显 对 用<br />
户 有 利 。 它 们 详 细 定 义 了 曝 晒 条 件 。 确 保 了 在<br />
技 术 和 参 数 控 制 方 面 的 改 进 。 最 后 , 它 们 鼓 励<br />
竞 争 ( 这 会 降 低 用 户 成 本 )。 这 些 以 性 能 为 基<br />
础 的 方 法 包 括 ISO 4892,ISO11341,ASTM<br />
G151 以 及 ASTM G155。<br />
(W/m 2 /nm)<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroAtlas<br />
CIRA/SLAtlas<br />
<br />
(nm)<br />
实 验 室 老 化 试 验 箱 之 间 的 固 有 差 异<br />
当 我 们 比 较 两 个 试 验 箱 的 结 果 时 , 即 使 结 果 来<br />
自 同 一 制 造 商 的 同 一 型 号 , 甚 至 测 试 是 在 同 一 个 实<br />
验 室 由 同 一 个 人 进 行 操 作 的 , 我 们 仍 会 发 现 曝 晒 结<br />
果 之 间 存 在 差 异 。<br />
ASTM 关 于 试 验 箱 存 在 内 在 差 异 性 的 结 论 , 得<br />
到 了 SAE/IFAI 纺 织 品 和 弹 性 塑 料 委 员 会 的 证 实 。<br />
SAE/IFAI 对 每 一 批 次 的 SAE J1960 和 J1885 用 聚<br />
苯 乙 烯 标 样 设 定 性 能 极 限 。 其 中 一 些 测 试 结 果 会 在<br />
本 文 中 加 以 讨 论 。 结 论 是 : 很 不 幸 , 没 有 一 个 完 美<br />
的 测 试 结 果 , 可 变 性 是 不 可 避 免 的 。
研 究 目 的<br />
本 文 研 究 平 板 式 氙 灯 试 验 箱 是 否 能 提 供 与 旧 的<br />
转 鼓 式 氙 灯 试 验 箱 相 同 的 试 验 结 果 。 最 终 目 的 , 是<br />
对 以 性 能 为 基 础 的 标 准 , 在 实 际 应 用 中 的 有 效 性 进<br />
行 评 估 。<br />
为 了 确 定 转 鼓 式 样 品 架 与 平 板 式 样 品 架 的 氙 灯<br />
曝 晒 方 面 的 相 关 性 , 我 们 对 9 种 不 同 类 型 的 材 料 进<br />
行 了 对 比 测 试 。<br />
进 行 曝 晒 的 材 料 种 类 和 降 解 模 式 见 表 A。<br />
表 A<br />
材 料 和 降 解 模 式<br />
材 料 类 型<br />
不 透 明 塑 料<br />
透 明 塑 料<br />
AATCC 蓝 羊 毛<br />
SDC 蓝 纸 标 样<br />
蓝 片 标 样<br />
SAE 聚 苯 乙 烯 标 样<br />
印 刷 油 墨<br />
乙 烯 薄 膜<br />
美 术 材 料<br />
降 解 模 式<br />
黄 变<br />
黄 变<br />
褪 色<br />
颜 色 变 化<br />
透 射 率<br />
黄 变<br />
颜 色 变 化<br />
失 光<br />
颜 色 变 化<br />
本 文 将 对 一 系 列 测 试 结 果 进 行 比 较 和 总 结 。 它<br />
将 证 明 , 只 要 关 键 的 曝 晒 参 数 得 到 合 理 控 制 , 以 性<br />
能 为 基 础 的 方 法 就 可 以 得 到 适 当 的 结 果 。 研 究 使<br />
用 了 不 同 型 号 的 平 板 式 Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 , 并 且<br />
与 Atlas 转 鼓 式 试 验 箱 的 多 种 型 号 的 结 果 进 行 了 比<br />
较 。 结 果 显 示 , 只 要 使 用 可 比 较 的 过 滤 系 统 和 曝 晒<br />
条 件 ,Q-Sun 基 本 上 可 产 生 与 Atlas 试 验 箱 相 同 的<br />
结 果 。
SAE 聚 苯 乙 烯 标 样 :<br />
黄 变 性 能<br />
作 为 对 氙 灯 试 验 箱 性 能 的 检 验 , 汽 车 工 程 协 会<br />
(SAE) 的 测 试 方 法 要 求 使 用 Test Fabrics 公 司 制 造 的<br />
聚 苯 乙 烯 标 样 与 测 试 材 料 同 时 进 行 曝 晒 。 定 期 测 量<br />
标 样 的 颜 色 变 化 (△b 黄 变 )。 如 果 变 化 在 预 先 确<br />
定 的 偏 差 范 围 内 , 则 认 定 试 验 箱 工 作 正 常 。 由 测 试<br />
实 验 室 保 留 一 个 标 样 性 能 的 记 录 , 并 可 根 据 要 求 作<br />
为 测 试 报 告 的 一 部 分 来 提 供 。<br />
SAE 聚 苯 乙 烯 标 样 的 △b 的 偏 差 是 由 纺 织 品 和<br />
弹 性 塑 料 委 员 会 的 标 样 分 委 会 制 定 的 。 该 分 委 会 是<br />
SAE 和 国 际 工 业 纺 织 协 会 ( IFAI ) 的 一 个 联 合 委 员<br />
会 。 偏 差 是 由 多 种 氙 灯 试 验 箱 对 每 种 新 材 料 进 行 大<br />
量 对 比 测 试 而 得 到 的 , 并 且 仅 适 用 于 特 定 的 一 批<br />
标 样 。<br />
曝 晒 :<br />
为 了 便 于 确 定 Q-Sun 是 否 能 产 生 与 转 鼓 式 试 验<br />
箱 相 同 的 颜 色 变 化 , 将 SAE 聚 苯 乙 烯 标 样 曝 晒 于<br />
Q-Sun Xe-3-HS 试 验 箱 中 , 试 验 使 用 Q/B 过 滤 器 。<br />
曝 晒 测 试 在 两 个 不 同 的 实 验 室 按 照 SAE J1960 条 件<br />
进 行 ( 曝 晒 条 件 描 述 见 附 录 )。<br />
在 每 个 试 验 中 , 把 4 个 聚 苯 乙 烯 参 照 试 样 沿 着<br />
Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 的 平 板 样 品 盘 的 对 角 线 方 向 从<br />
左 上 到 右 下 依 次 排 列 。 在 曝 晒 过 程 中 试 样 始 终 保 持<br />
同 一 位 置 ( 因 为 操 作 程 序 建 议 周 期 性 地 更 换 试 样<br />
的 位 置 , 而 位 置 不 动 就 提 供 了 一 个 “ 最 差 的 ” 测 试 条<br />
件 , 以 放 大 试 验 箱 内 的 任 何 潜 在 可 变 性 )。 按 照<br />
SAE J1960 的 要 求 连 续 一 周 每 天 测 量 样 品 的 颜 色<br />
变 化 。<br />
曝 晒 重 复 进 行 8 次 , 每 次 使 用 老 化 程 度 不 同 的<br />
灯 管 , 以 检 测 氙 灯 灯 管 的 老 化 对 测 试 结 果 的 影 响 。<br />
结 论 :<br />
当 在 每 次 测 量 间 隔 ( 总 共 224 次 测 量 ) 与 事 先<br />
设 定 的 偏 差 进 行 比 较 时 , 两 个 不 同 的 实 验 室 中 的<br />
8 台 Q-Sun 中 的 每 台 试 验 箱 所 有 4 个 试 样 的 测 试 结<br />
果 , 都 符 合 SAE 委 员 会 制 定 的 偏 差 范 围 。 图 1 显<br />
示 了 每 4 个 一 组 的 试 样 的 平 均 性 能 , 以 便 对 灯 管<br />
老 化 的 影 响 进 行 量 化 。 似 乎 看 不 到 灯 管 老 化 对 测<br />
试 结 果 有 任 何 影 响 。 图 2 显 示 了 这 32 个 不 同 的 聚<br />
苯 乙 烯 薄 片 的 每 一 试 样 的 性 能 。<br />
对 SAE 聚 苯 乙 烯 标 样 , 平 板 式 Q-Sun Xe-3-HS<br />
可 得 到 与 转 鼓 式 氙 灯 试 验 箱 相 同 的 结 果 。<br />
图 1 图 2<br />
黄 变 (△b * )<br />
灯 管 使 用 时 间 批 次 实 验 室<br />
0 小 时 4 A<br />
0 小 时 4 A<br />
0 小 时 4 A<br />
245 小 时 4 A<br />
490 小 时 4 A<br />
735 小 时 5 A<br />
726 小 时 4 B<br />
726 小 时 5 B<br />
聚 苯 乙 烯 标 样<br />
单 个 样 品<br />
( b * <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
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<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
SAE J1960 偏 差<br />
SAE J1960<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
h
不 透 明 塑 料 :<br />
黄 变 性 能<br />
4 块 不 透 明 塑 料 同 时 被 曝 晒 在 平 板 式 Q-Sun 和<br />
转 鼓 式 Atlas 氙 灯 试 验 箱 中 , 以 评 估 测 试 结 果 之 间<br />
的 差 异 。 对 样 品 的 描 述 见 表 B。<br />
表 B<br />
不 透 明 塑 料 样 品<br />
样 品 颜 色 厚 度 注 释<br />
聚 乙 烯 白 色 0.125” 商 业 片 材<br />
ABS/1 白 色 0.125” 商 业 片 材<br />
聚 丙 烯 白 色 0.1875” 商 业 片 材<br />
尼 龙 自 然 色 0.1875” 6/6 商 业 片 材<br />
曝 晒 :<br />
进 行 了 三 次 不 同 的 测 试 以 确 定 不 同 试 验 箱 和 过<br />
滤 器 的 效 果 。 曝 晒 采 用 如 附 录 “ 循 环 A” 中 所 描 述 的<br />
102/18 循 环 。 每 隔 168 小 时 按 照 ASTM D2244 标<br />
准 对 颜 色 进 行 测 量 , 曝 晒 时 间 为 2000 小 时 。<br />
试 验 箱 / 过 滤 器 配 置 :<br />
1.) Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 , 型 号 Xe-3-S, 配 有 日 光<br />
过 滤 器 。<br />
2.) 配 有 Borosilicate S 内 、 外 过 滤 器 的 Atlas<br />
Ci65 老 化 试 验 机 。<br />
3.) 配 有 CIRA 内 过 滤 器 和 Soda Lime 外 过 滤 器 的<br />
Atlas Ci65 老 化 试 验 机 。<br />
结 论 :<br />
曝 晒 结 果 如 下 图 所 示 。Q-Sun 得 到 了 与 Atlas<br />
试 验 箱 相 似 的 结 果 。 然 而 , 在 Q-Sun 中 的 降 解 略<br />
微 快 一 些 。<br />
尽 管 造 成 差 异 的 准 确 原 因 尚 不 知 道 , 可 能 在<br />
不 同 类 型 的 试 验 箱 中 的 温 度 校 准 存 在 差 异 。<br />
<br />
(b * )<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(b * )<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)<br />
(h)<br />
(b * )<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(b * )<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)<br />
(h)
透 明 塑 料 : 黄 变 性 能<br />
四 块 透 明 塑 料 同 时 被 曝 晒 在 平 板 式 Q-Sun 和 转<br />
鼓 式 Atlas 氙 灯 试 验 箱 中 , 以 评 估 测 试 结 果 之 间 的<br />
差 异 。 下 表 中 列 出 了 对 样 品 的 描 述 :<br />
表 C,<br />
透 明 塑 料 样 品<br />
样 品 颜 色 厚 度 注 释<br />
聚 苯 乙 烯 透 明 0.110” SAE 标 样<br />
CAB 透 明 0.125” 商 业 片 材<br />
丙 烯 酸 透 明 0.125” 商 业 片 材<br />
聚 碳 酸 酯 透 明 0.125” 商 业 片 材<br />
曝 晒 :<br />
进 行 了 三 次 不 同 的 测 试 以 确 定 不 同 试 验 箱 和 过<br />
滤 器 的 效 果 。 曝 晒 采 用 如 附 录 “ 循 环 A” 中 所 描 述 的<br />
102/18 循 环 。 每 隔 168 小 时 按 照 ASTM D2244 标<br />
准 对 颜 色 进 行 测 量 , 曝 晒 时 间 为 2000 小 时 。<br />
试 验 箱 / 过 滤 器 配 置 :<br />
(b * )<br />
(b * )<br />
SAE <br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
1.) Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 , 型 号 Xe-3-S, 配 有 日 光<br />
过 滤 器 。<br />
2.) 配 有 Borosilicate S 内 、 外 过 滤 器 的 Atlas Ci65 老<br />
化 试 验 机 。<br />
3.) 配 有 CIRA 内 过 滤 器 和 Soda Lime 外 过 滤 器 的<br />
Atlas Ci65 老 化 试 验 机 。<br />
(h)<br />
<br />
结 论 :<br />
(b * )<br />
下 图 显 示 了 曝 晒 效 果 。 聚 苯 乙 烯 、CAB 和<br />
丙 烯 酸 的 结 果 几 乎 没 有 区 别 。 两 种 试 验 箱 和 所 有<br />
过 滤 器 给 出 了 基 本 一 致 的 结 果 。 对 于 聚 碳 酸 酯 ,<br />
在 Q-Sun 日 光 过 滤 器 和 Atlas Ci65 CIRA/SL 过<br />
滤 器 的 测 试 结 果 之 间 有 着 极 好 的 一 致 性 。 然 而 ,<br />
boro/boro 过 滤 器 提 供 了 更 为 严 重 的 曝 晒 结 果 。<br />
可 能 这 是 由 于 这 种 过 滤 器 允 许 更 短 的 紫 外 线 光 谱<br />
通 过 的 缘 故 。<br />
(b * )<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
<br />
(h)
AATCC 蓝 羊 毛 标 准 :<br />
褪 色 性 能<br />
美 国 纺 织 品 染 化 师 协 会 (AATCC ) 测 试 标 准<br />
AATCC 16 “ 耐 光 性 测 试 ”, 要 求 操 作 者 在 进 行 曝 晒<br />
测 试 之 前 , 使 用 AATCC 蓝 羊 毛 耐 光 性 标 准 对 氙 灯<br />
装 置 进 行 校 准 。AATCC 提 供 8 种 不 同 耐 光 性 的 蓝<br />
羊 毛 , 从 L2 ( 非 常 不 耐 光 ) 到 L9 ( 非 常 耐 光 )。 最 常<br />
用 的 标 准 是 L2 和 L4。 蓝 羊 毛 在 适 当 的 温 度 、 湿 度<br />
等 条 件 下 连 续 曝 晒 20 +/-2 小 时 。 在 曝 晒 后 , 以 目<br />
测 或 仪 器 方 法 测 量 蓝 羊 毛 的 褪 色 等 级 。<br />
<br />
Q-SunL2<br />
1A<br />
2A<br />
3B<br />
4A<br />
AATCC 16E<br />
<br />
AATCC 16E<br />
蓝 羊 毛 的 每 批 新 标 样 都 要 经 AATCC 委 员 会<br />
RA50 耐 光 分 委 会 在 多 种 氙 灯 试 验 箱 中 进 行 大 量 的<br />
耐 光 性 测 试 。 只 有 当 一 个 新 批 次 被 确 定 符 合 性 能 要<br />
求 后 , 才 能 被 投 放 到 纺 织 品 市 场 。<br />
曝 晒 :<br />
为 了 确 定 平 板 式 Q-Sun 是 否 能 够 产 生 与 转 鼓<br />
式 试 验 箱 一 样 的 颜 色 变 化 , 在 Q-Sun 氙 灯 试 验 箱<br />
的 Xe-3-HS 型 号 中 进 行 了 一 系 列 L2 和 L4 蓝 羊 毛<br />
曝 晒 。Q-Sun 按 16E 方 法 测 试 22 个 小 时 ( 请 参 考<br />
16E 测 试 条 件 的 完 整 描 述 的 附 录 )。 曝 晒 后 , 按 照<br />
AATCC 评 估 步 骤 6 对 颜 色 进 行 测 量 。<br />
<br />
Q-SunL4<br />
1A<br />
2A<br />
3B<br />
4A<br />
(h)<br />
AATCC 16E<br />
<br />
AATCC 16E<br />
在 每 次 测 试 中 ,AATCC 蓝 羊 毛 耐 光 标 准 的 4 个<br />
试 样 被 置 于 Q-Sun 的 平 板 样 品 盘 上 , 从 左 上 角 到 右<br />
下 角 按 对 角 线 进 行 排 列 。 在 曝 晒 过 程 中 , 样 品 始 终<br />
保 持 在 固 定 位 置 上 。<br />
对 L2 和 L4 各 重 复 曝 晒 4 次 。<br />
(h)<br />
结 论 :<br />
与 允 许 偏 差 相 比 , 所 有 8 次 曝 晒 , 每 次 4 个<br />
试 样 ( 总 共 32 个 试 样 ) 的 测 试 结 果 , 均 在<br />
AATCC 测 试 方 法 16 制 定 的 偏 差 范 围 内 。<br />
在 A A T C C 测 试 方 法 1 6 中 , 平 板 式<br />
Q-Sun Xe-3HS 对 AATCC L2 和 L4 蓝 羊 毛 耐 光<br />
性 标 准 的 测 试 结 果 与 转 鼓 式 试 验 箱 的 相 同 。
SDC 蓝 纸 标 样 :<br />
颜 色 变 化<br />
英 国 染 色 协 会 (SDC) 提 供 具 有 不 同 耐 光 性 ( 耐<br />
光 标 准 1-8) 的 蓝 纸 以 供 研 究 。 这 些 实 验 用 纸 是 用 来<br />
作 为 ISO 蓝 羊 毛 类 似 用 途 的 标 样 。SDC 标 样 的 耐 光<br />
性 与 颜 料 配 方 有 关 , 且 对 紫 外 线 敏 感 度 。<br />
曝 晒 :<br />
SDC 蓝 纸 按 照 ASTM D4303 进 行 曝 晒 ,“ 评 估 艺<br />
术 颜 料 耐 光 性 标 准 测 试 方 法 ” 中 的 方 法 C ( 请 参 考 描 述<br />
曝 晒 条 件 的 附 录 ), 曝 晒 在 Q-Sun 和 Atlas Ci35 中 。<br />
在 曝 晒 之 前 和 之 后 按 照 ASTM E1349 和 D 2244 方<br />
法 用 仪 器 测 量 颜 色 的 变 化 。<br />
试 验 箱 / 过 滤 器 配 置 :<br />
1.) 配 有 窗 玻 璃 过 滤 器 Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 。<br />
2.) 配 有 Borosilicate S 内 过 滤 器 和 Soda Lime 外 过<br />
滤 器 的 Atlas Ci35 老 化 试 验 机 。<br />
表 D,<br />
SDC 蓝 纸 - △E<br />
样 品 Q-Sun Ci35<br />
SDC-1 68.3 72.8<br />
SDC-1 72.4 73.7<br />
SDC-2 71.6 70.8<br />
SDC-2 73.7 72.2<br />
SDC-3 80.8 79.0<br />
SDC-3 79.6 79.2<br />
SDC-4 9.6 11.0<br />
SDC-4 9.3 9.9<br />
SDC-5 10.4 12.4<br />
SDC-5 9.5 12.8<br />
SDC-6 7.2 10.3<br />
SDC-6 7.2 10.2<br />
SDC-7 6.1 9.4<br />
SDC-7 5.9 9.1<br />
SDC-8 3.6 5.9<br />
SDC-8 3.3 6.3<br />
平 均 值 : 32.4 34.1<br />
结 果 :<br />
报 告 中 的 颜 色 变 化 用 △E 来 表 示 。 以 下 是 表<br />
D 和 下 图 中 显 示 的 数 据 。<br />
90<br />
80<br />
SDC 蓝 纸<br />
70<br />
Ci △E *<br />
60<br />
0<br />
40<br />
30<br />
20<br />
结 论 :<br />
尽 管 颜 色 变 化 的 绝 对 值 有 一 些 微 小 差 异 , 如 附<br />
图 所 示 , 两 种 曝 晒 之 间 的 Spearman 相 关 系 数 是 非<br />
常 好 的 , 达 到 了 0.96。 相 关 系 数 达 到 0.90 或 更 高<br />
表 示 有 非 常 好 的 相 关 性 。 如 果 排 序 完 全 一 致 , 则<br />
Spearman 相 关 系 数 为 1.0。<br />
10<br />
排 序 相 关 系 数 : rho = 0.<br />
两 种 不 同 的 试 验 箱 的 颜 色 变 化 结 果 相 同 。<br />
<br />
0<br />
0<br />
10<br />
20 30 40 50 60 70 80 90<br />
Q-Sun △E *
蓝 片 标 样 :<br />
透 射 率<br />
由 Textile Innovators, Inc. 开 发 的 一 系 列 蓝 色 透<br />
明 塑 料 片 已 被 美 国 纺 织 品 染 化 师 协 会 ( AATCC) 的<br />
技 术 委 员 会 和 国 际 标 准 组 织 (ISO) 用 作 抗 老 化 和 耐<br />
光 性 研 究 的 潜 在 标 样 。 通 过 测 量 610 纳 米 处 的 反 射<br />
率 或 透 射 率 的 变 化 来 确 定 曝 晒 的 影 响 。 目 的 是 想 在<br />
老 化 测 试 中 使 用 这 种 “ 蓝 片 ”。 蓝 片 因 能 经 受 住 水 喷<br />
淋 而 可 以 作 为 AATCC 蓝 羊 毛 的 替 代 标 样 。 蓝 片 的<br />
厚 度 是 0.125 英 寸 。<br />
曝 晒 :<br />
4 块 耐 光 性 不 同 的 蓝 片 , 同 时 被 曝 晒 在 平 板 式<br />
Q-Sun 和 转 鼓 式 Atlas 氙 灯 试 验 箱 中 以 评 估 测 试<br />
结 果 之 间 的 差 异 。 进 行 了 3 次 不 同 的 测 试 以 确 定<br />
不 同 试 验 箱 和 过 滤 器 的 效 果 。 曝 晒 使 用 如 附 录 “ 循<br />
环 A ” 中 所 描 述 的 102/18 循 环 。 每 隔 168 小 时 按 照<br />
ASTM D 2244 标 准 对 颜 色 进 行 测 量 。 曝 晒 时 间 为<br />
2000 小 时 。<br />
试 验 箱 / 过 滤 器 配 置 :<br />
610 nm(%)<br />
610 nm(%)<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
1.) Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 , 型 号 Xe-3-S, 配 有 日 光<br />
过 滤 器 。<br />
2.) 配 有 Borosilicate S 内 、 外 过 滤 器 的 Atlas Ci65 老<br />
化 试 验 机 。<br />
3.) 配 有 CIRA 内 过 滤 器 和 Soda Lime 外 过 滤 器 的<br />
Atlas Ci65 老 化 试 验 机 。<br />
610 nm(%)<br />
(h)<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)<br />
结 论 :<br />
如 下 图 所 示 , 无 论 使 用 何 种 试 验 箱 , 所 有 蓝<br />
片 的 变 化 都 是 线 性 的 。<br />
两 台 Ci65 使 用 不 同 的 过 滤 器 , 产 生 的 氙 灯 光<br />
谱 之 间 的 差 异 似 乎 并 不 影 响 蓝 片 的 曝 晒 结 果 。 在<br />
转 鼓 式 试 验 箱 与 平 板 式 Q-Sun Xe-3-S 的 测 试 结<br />
果 之 间 没 有 明 显 差 别 。<br />
610 nm(%)<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)
美 术 材 料 : 颜 色 变 化<br />
ASTM 关 于 美 术 材 料 的 D01.57 分 委 会 做 了 一 项<br />
研 究 , 以 确 定 15 种 彩 色 美 术 铅 笔 的 各 种 曝 晒 方 法 之<br />
间 的 相 关 性 。 尽 管 该 研 究 还 做 了 在 玻 璃 框 下 的 户 外<br />
曝 晒 测 试 , 本 文 将 只 关 注 Q-Sun 和 Atlas Ci35 曝 晒<br />
结 果 之 间 的 比 较 。( 就 该 数 据 的 完 整 讨 论 , 包 括 与<br />
户 外 测 试 的 相 关 性 , 请 参 考 Brennan 和 Everett 于<br />
2000 年 发 表 的 文 章 )。<br />
三 家 制 造 商 参 与 了 此 项 研 究 。 每 家 为 5 种 不 同<br />
颜 色 的 铅 笔 准 备 了 两 个 试 样 。 每 种 铅 笔 都 加 一 个 纸<br />
质 衬 底 。 为 了 提 供 有 代 表 性 的 数 据 , 制 造 商 提 供<br />
的 样 品 有 各 种 颜 色 和 耐 候 性 等 级 , 范 围 从 很 好 到<br />
很 差 。<br />
曝 晒 :<br />
样 品 在 Q - S u n 和 A t l a s C i 3 5 中 按<br />
ASTM D4303,“ 艺 术 家 用 颜 料 耐 光 性 评 估 标 准<br />
测 试 方 法 ” 中 的 方 法 C ( 请 参 考 有 关 曝 晒 条 件 描 述<br />
的 附 件 ) 进 行 曝 晒 。 在 曝 晒 之 前 和 曝 晒 之 后 按 照<br />
ASTM E 1349 和 D 2244 方 法 用 仪 器 测 量 样 品 的 颜<br />
色 变 化 。<br />
试 验 箱 / 过 滤 器 配 置 :<br />
1.) 配 有 窗 玻 璃 过 滤 器 Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 。<br />
2.) Atlas Ci35 老 化 试 验 机 , 配 有 Borosilicate S 内 过<br />
滤 器 和 Soda Lime 外 过 滤 器 。<br />
表 E,<br />
美 术 材 料 颜 色 变 化 - △E<br />
样 品 Q-Sun Ci35<br />
红 色 -1 5.7 1.2<br />
红 色 -1 5.7 2.3<br />
红 色 -2 26.7 36.5<br />
红 色 -2 28.5 35.4<br />
橙 色 -1 79.7 80.6<br />
橙 色 -1 79.3 79.3<br />
橙 色 -2 37.3 37.3<br />
橙 色 -2 34.8 37.8<br />
肉 色 19.7 24.9<br />
肉 色 19.7 25.0<br />
黄 色 45.6 45.0<br />
黄 色 45.9 45.3<br />
绿 色 -1 6.1 9.2<br />
绿 色 -1 7.0 13.7<br />
绿 色 -2 5.8 1.4<br />
绿 色 -2 7.9 3.1<br />
绿 色 -3 19.3 17.7<br />
绿 色 -3 19.9 17.9<br />
浅 绿 色 5.8 5.7<br />
浅 绿 色 5.7 4.4<br />
蓝 色 -1 10.9 11.5<br />
蓝 色 -1 11.2 11.1<br />
蓝 色 -2 26.8 18.0<br />
蓝 色 -2 28.2 16.6<br />
紫 色 -1 23.0 21.4<br />
紫 色 -1 22.3 22.6<br />
紫 色 -2 23.1 23.8<br />
紫 色 -2 22.9 23.6<br />
黑 色 2.7 3.2<br />
黑 色 2.1 3.2<br />
平 均 值 : .6 22.6<br />
90<br />
80<br />
70<br />
ASTM 美 术 材 料 研 究<br />
结 果 : 报 告 中 的 颜 色 变 化 按 色 差 单 位 ( △E ) 来 表<br />
示 。 测 试 样 品 的 耐 候 性 具 有 很 大 差 异 , 曝 晒 结 果 显<br />
示 在 表 E 中 。<br />
60<br />
Ci △ E*<br />
50<br />
0<br />
30<br />
20<br />
结 论 :<br />
尽 管 颜 色 变 化 的 绝 对 值 有 一 些 微 小 差 异 ,<br />
但 两 种 曝 晒 之 间 的 Spearman 相 关 系 数 非 常 好 ,<br />
达 到 了 0.92。<br />
10<br />
排 序 相 关 系 数 : rho = 0.<br />
10<br />
0<br />
0<br />
10<br />
20 30 40 50 60 70 80 90<br />
Q-Sun △ E*
印 刷 油 墨 : 颜 色 变 化<br />
过 去 , 碳 弧 被 用 于 测 试 印 刷 油 墨 的 耐 光 性 。 然<br />
而 , 在 过 去 15 年 , 多 数 实 验 室 已 改 用 氙 灯 , 这 是 因<br />
为 氙 灯 光 谱 可 得 到 更 为 真 实 的 曝 晒 结 果 。<br />
对 一 家 制 造 商 的 17 种 油 墨 配 方 进 行 了 测 试 , 以<br />
确 定 转 鼓 式 和 平 板 式 氙 灯 试 验 箱 之 间 的 关 系 。<br />
曝 晒 :<br />
进 行 可 比 较 的 曝 晒 以 确 定 试 验 箱 和 过 滤 器 之<br />
间 的 相 关 性 。 曝 晒 使 用 了 如 附 录 所 描 述 的 AATCC<br />
16E 条 件 。 每 20 个 小 时 按 照 ASTM D 2244 标 准 对<br />
颜 色 进 行 测 量 。 曝 晒 时 间 为 100 小 时 。<br />
试 验 箱 / 过 滤 器 配 置 :<br />
1.) Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 , 型 号 Xe-3-S, 配 有 窗 玻<br />
璃 过 滤 器 。<br />
2.) Atlas Ci65 老 化 试 验 机 , 配 有 Borosilicate S 内<br />
过 滤 器 和 Soda Lime 外 过 滤 器 。<br />
E *<br />
(h)<br />
(h)<br />
(h)<br />
E *<br />
E *<br />
E *<br />
E *<br />
(h)<br />
(h)<br />
接 下 页 ...<br />
11
印 刷 油 墨 : 颜 色 变 化<br />
E *<br />
(h)<br />
E *<br />
E *<br />
(h)<br />
(h)<br />
(h)<br />
E *<br />
(h)<br />
E *<br />
E *<br />
E *<br />
E *<br />
(h)<br />
(h)<br />
(h)<br />
E *<br />
E *<br />
12<br />
(h)<br />
(h)
印 刷 油 墨 : 颜 色 变 化<br />
E *<br />
E *<br />
(h)<br />
(h)<br />
结 论 :<br />
各 种 彩 色 印 刷 油 墨 的 性 能 相 差 很 大 。 一 些 变 化<br />
较 大 , 另 一 些 则 较 稳 定 。 在 17 种 样 品 中 有 11 种 ,<br />
△E 颜 色 变 化 在 两 种 曝 晒 中 几 乎 一 致 。 对 于 三 种 油<br />
墨 ,Atlas Ci65 曝 晒 褪 色 较 快 。 剩 余 的 三 种 油 墨 ,<br />
Q-Sun 氙 灯 曝 晒 较 快 。<br />
一 种 分 析 数 据 的 方 法 是 比 较 两 组 数 据 的 排 序 。<br />
相 关 系 数 达 到 0.90 或 更 高 表 示 相 关 性 较 好 。 如 果 排<br />
序 完 全 相 同 , 则 Spearman 相 关 系 数 的 值 为 1.0。<br />
如 表 F 所 示 , 两 组 数 据 之 间 相 关 性 极 好 , 相 关<br />
系 数 为 0.9975。<br />
表 F,<br />
相 关 系 数 为 0.9975 的 数 据<br />
材 料 Q-Sun Atlas 排 序<br />
编 号 △ E △ E Q-Sun Atlas<br />
55 45.43 44.27 17 16<br />
56 45.36 49.14 16 17<br />
57 30.64 36.79 15 15<br />
58 29.60 31.57 14 14<br />
59 29.08 28.73 13 13<br />
60 16.17 16.20 9 9<br />
61 4.80 4.51 3 3<br />
62 21.71 19.04 10 10<br />
63 4.18 4.31 2 2<br />
64 11.92 12.84 6 6<br />
65 22.74 23.43 11 11<br />
66 13.49 13.54 7 7<br />
67 1.46 1.56 1 1<br />
68 15.94 15.54 8 8<br />
69 28.94 27.29 12 12<br />
70 8.00 7.65 4 4<br />
71 10.54 9.84 5 5<br />
Spearman 相 关 系 数 = 0.9975<br />
Atlas E *<br />
<br />
Spearman 0<br />
Q-Sun E *<br />
两 种 试 验 箱 的 结 果 表 现 了 极 好 的 一 致 性 。 测 试 结 果 无 论 是 绝 对 值 还 是 排 序 都 没 有 明 显 的 区 别 。<br />
13
乙 烯 薄 膜 : 失 光 性 能<br />
3M 公 司 的 Fischer 和 Ketola 发 表 了 几 篇 论 文 ,<br />
对 ASTM 委 员 会 G03 ( 针 对 老 化 和 耐 候 性 ) 提 供 的 各<br />
种 类 型 的 老 化 试 验 箱 的 精 度 、 可 重 复 性 和 可 再 现 性<br />
进 行 了 检 验 。 这 些 研 究 使 用 了 10 种 由 3M 公 司 提 供<br />
的 不 同 颜 色 的 聚 氯 乙 烯 薄 膜 (0.002 英 寸 厚 , 带 压<br />
力 敏 感 胶 )。 薄 膜 覆 盖 在 铝 质 的 测 试 面 板 上 。 这 些<br />
特 制 的 样 品 被 选 作 用 来 进 行 ASTM 研 究 , 因 为 10 种<br />
材 料 之 间 的 耐 候 性 ( 光 泽 保 持 率 ) 有 显 著 的 区 别 。<br />
为 了 确 定 转 鼓 式 和 平 板 式 氙 灯 试 验 箱 测 试 结 果<br />
之 间 的 相 关 性 , 使 用 3M 公 司 提 供 的 这 些 薄 膜 进 行<br />
对 比 研 究 。<br />
曝 晒 :<br />
进 行 了 三 种 不 同 的 曝 晒 以 确 定 试 验 箱 和 过 滤 器<br />
之 间 的 相 关 性 。 曝 晒 使 用 在 附 录 中 “ 循 环 A ” 所 描 述<br />
的 102/18 循 环 。 每 过 168 小 时 按 ASTM D 523 方 法<br />
进 行 一 次 失 光 率 (60 度 ) 测 量 。 曝 晒 总 时 间 为 2000 小<br />
时 。<br />
<br />
100<br />
75<br />
<br />
<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
(h)<br />
银 蓝 色 M 薄 膜 #<br />
试 验 箱 / 过 滤 器 配 置 :<br />
1.) Q-Sun 氙 灯 试 验 箱 , 型 号 Xe-3-S, 配 有 日 光<br />
过 滤 器 。<br />
2.) Atlas Ci65 老 化 试 验 机 , 配 有 Borosilicate<br />
S 内 、 外 过 滤 器 。<br />
3.) Atlas Ci65 老 化 试 验 机 , 配 有 CIRA 内 过 滤 器 和<br />
Soda Lime 外 过 滤 器<br />
光 泽<br />
50<br />
25<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
0<br />
0 500 1000 1500 2000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
100<br />
栗 色 M 薄 膜 #<br />
100<br />
3M #4<br />
75<br />
75<br />
光 泽<br />
50<br />
25<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
<br />
50<br />
25<br />
DaylightQ-Sun<br />
Boro/BoroCi65<br />
CIRA/SLCi65<br />
0<br />
0 500 1000 1500 2000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
0<br />
0 500 1000 1500 2000<br />
(h)<br />
14
乙 烯 薄 膜 : 失 光 性 能<br />
100<br />
铜 色 M 薄 膜 #<br />
100<br />
深 灰 色 M 薄 膜 #<br />
<br />
<br />
光 泽<br />
0<br />
<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
光 泽<br />
0<br />
<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
0<br />
0 00 1000 100 000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
0<br />
0 00 1000 100 000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
100<br />
银 色 M 薄 膜 #<br />
100<br />
灰 色 M 薄 膜 #<br />
光 泽<br />
<br />
0<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
光 泽<br />
<br />
0<br />
<br />
<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
0<br />
0 00 1000 100 000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
0<br />
0 00 1000 100 000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
100<br />
金 色 M 薄 膜 #<br />
100<br />
光 亮 蓝 色 M 薄 膜 #10<br />
<br />
<br />
光 泽<br />
0<br />
<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
光 泽<br />
0<br />
<br />
配 有 Daylight 过 滤 器 的 Q-Sun<br />
配 有 Boro/Boro 过 滤 器 的 Ci65<br />
配 有 CIRA/SL 过 滤 器 的 Ci65<br />
0<br />
0 00 1000 100 000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
0<br />
0 00 1000 100 000<br />
曝 晒 时 间 (h)<br />
接 下 页 ...<br />
15
乙 烯 薄 膜 : 失 光 性 能<br />
结 论 :<br />
间 。<br />
测 量 未 曝 晒 样 品 的 最 初 光 泽 , 其 范 围 在 75 到 85 之 间 。 曝 晒 2000 小 时 之 后 , 光 泽 范 围 在 15 到 75 之<br />
研 究 这 一 数 据 的 一 个 方 法 是 在 下 图 中 绘 出 Ci65 与 Q-Sun 结 果 的 对 比 。 如 果 两 种 试 验 箱 的 结 果 的 绝 对<br />
值 完 全 相 同 , 则 该 数 据 将 排 在 下 图 的 45 度 对 角 线 上 。 如 图 1 所 示 , 两 组 数 据 有 极 好 的 一 致 性 。<br />
分 析 该 数 据 的 第 三 种 方 法 是 比 较 两 组 数 据 的 排 序 。 如 图 2 所 示 , 曝 晒 1000 小 时 后 的 数 据 有 极 好 的 一<br />
致 性 。 无 论 时 间 间 隔 多 大 , 相 关 系 数 都 大 于 0.9。<br />
3M 公 司 的 乙 烯 薄 膜 在 Q-Sun 和 Ci65 中 的 测 试 表 现 了 极 好 的 相 关 性 。 氙 灯 试 验 箱 的 精 度 、 可 重 复 性 和<br />
可 再 现 性 都 在 正 常 的 变 化 范 围 内 , 看 不 出 同 类 试 验 箱 之 间 的 测 试 结 果 更 接 近 。<br />
图 1<br />
Ci 0 o 光 泽<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
光 泽 保 持 率<br />
6<br />
8<br />
3 5<br />
7<br />
1<br />
9<br />
2<br />
材 料 编 号<br />
10<br />
4<br />
0<br />
0 20 40 0 80 100<br />
Q-Sun 0 o 光 泽<br />
图 2<br />
Spearman<br />
Spearman<br />
<br />
16<br />
(h)
概 括 和 总 结<br />
1. 在 本 文 的 9 项 研 究 中 , 涉 及 到 许 多 材 料 种 类 和 降 解 模 式 , 在 平 板 式 和 转 鼓 式 氙 灯 试 验 箱 的 曝 晒 中 得 到 了 明<br />
显 的 一 致 性 。 结 果 显 示 , 只 要 适 当 定 义 和 使 用 可 比 较 的 过 滤 系 统 和 曝 晒 条 件 , 以 性 能 为 基 础 的 测 试 方 法 是 有<br />
效 的 。 任 何 两 种 试 验 箱 , 不 管 是 哪 家 生 产 商 的 哪 种 型 号 , 几 乎 所 有 的 曝 晒 结 果 之 间 的 差 异 都 在 可 接 受 的 正 常<br />
变 化 范 围 之 内 。<br />
2. Q-Sun 日 光 过 滤 器 和 Atlas CIRA/SL 过 滤 器 可 很 好 的 匹 配 ( 以 及 与 阳 光 )。 然 而 , 一 定 的 过 滤 器 系 统 , 特 别<br />
是 用 于 转 鼓 式 试 验 箱 的 Borosilicate/Borosilicate 组 合 , 在 某 些 情 况 下 会 对 一 些 材 料 产 生 更 为 严 重 ( 例 如 : 更<br />
快 ) 的 效 果 。 据 我 们 推 测 , 这 是 由 于 它 们 使 非 自 然 的 短 波 紫 外 线 通 过 的 缘 故 。<br />
17
附 录 : 曝 晒 循 环<br />
循 环 A 曝 晒 条 件<br />
• 辐 照 度 控 制 在 0.55 W/m2/nm @ 340 nm; 日 光 过 滤 器 ;<br />
• 在 63 o C 的 黑 板 温 度 下 , 运 行 102 分 钟 光 照 ;<br />
• 在 温 度 不 控 制 的 情 况 下 , 运 行 18 分 钟 光 照 加 喷 淋 ;<br />
• 每 周 轮 转 样 品 位 置 。<br />
注 意 : 在 光 照 循 环 中 ,Atlas Ci65 曝 晒 控 制 相 对 湿 度 在 50%。Q-Sun 没 有 控 制 相 对 湿 度 , 但 曝 晒 过 程 中 有 效<br />
的 相 对 湿 度 大 约 为 15% ( 按 环 境 条 件 计 算 )。<br />
AATCC 测 试 方 法 16E 曝 晒 条 件<br />
• 辐 照 度 控 制 在 1.10 W/m2/nm @ 420 nm; 窗 玻 璃 过 滤 器 ;<br />
• 在 63 o C 的 黑 板 温 度 下 连 续 光 照 ;<br />
• 箱 体 空 气 温 度 43 o C ; 相 对 湿 度 30% ;<br />
• 样 品 位 置 保 持 不 变 。<br />
ASTM D4303, 方 法 C, 曝 晒 条 件<br />
• 辐 照 度 控 制 在 0.35 W/m2/nm @ 340 nm; 窗 玻 璃 过 滤 器 ;<br />
• 在 63 o C 的 黑 板 温 度 下 连 续 光 照 ;<br />
• 样 品 位 置 保 持 不 变 。<br />
注 意 :Atlas Ci35 曝 晒 控 制 相 对 湿 度 在 55%。 用 于 此 曝 晒 的 Q-Sun 没 有 控 制 相 对 湿 度 , 但 曝 晒 过 程 中 有 效 的<br />
相 对 湿 度 大 约 为 15% ( 按 环 境 条 件 计 算 )。<br />
SAE J1960 曝 晒 条 件<br />
• 在 光 照 循 环 中 , 辐 照 度 控 制 在 0.55 W/m2/nm @ 340 nm ;<br />
• 紫 外 延 展 过 滤 器 ( quartz 内 过 滤 器 / borosilicate 外 过 滤 器 或 Q-<strong>Lab</strong> 的 Q/B 过 滤 器 );<br />
• 在 70 o C 的 黑 板 温 度 下 , 运 行 40 分 钟 光 照 , 相 对 湿 度 为 50%;<br />
• 20 分 钟 光 照 加 水 喷 淋 , 喷 淋 样 品 的 正 面 ;<br />
• 在 70 o C 的 黑 板 温 度 下 , 运 行 60 分 钟 光 照 , 相 对 湿 度 为 50%;<br />
• 在 38 o C 的 黑 板 温 度 下 ,60 分 钟 黑 暗 加 水 喷 淋 , 喷 淋 样 品 的 正 面 及 背 面 ;<br />
• 样 品 位 置 保 持 不 变 。<br />
注 意 : 在 SAE J1960 测 试 程 序 中 ,Q-Sun 曝 晒 有 一 个 微 小 差 异 : 在 黑 暗 / 潮 湿 循 环 中 , 只 从 样 品 正 面 喷 水 (<br />
无 “ 背 喷 ”)。<br />
18<br />
表 A.1<br />
转 鼓 式 氙 灯 试 验 箱 的 制 造 商 / 型 号<br />
制 造 商<br />
Suga<br />
Atlas<br />
型 号<br />
WEL-6X-HC-B-Ec<br />
WEL-45AX-HC<br />
FAL-25AX-HC<br />
Ci35<br />
Ci65<br />
Ci3000<br />
Ci5000<br />
Ci4000<br />
Heraeus Xenotest 1200<br />
Xenotest 150<br />
Xenotest Alpha<br />
Xenotest Beta<br />
附 件 : 制 造 商 和 型 号 概 括<br />
表 A.2<br />
平 板 式 氙 灯 试 验 箱 的 制 造 商 / 型 号<br />
制 造 商<br />
Suga<br />
Atlas<br />
Heraeus<br />
Q-Panel<br />
型 号<br />
Table Sun<br />
XR260<br />
K.H. Steuerangle<br />
Solar Climatic<br />
Suntest<br />
Q-Sun Xe-1<br />
Q-Sun Xe-3
参 考 文 献<br />
Brennan, P., 和 Everett, E., 美 术 铅 笔 的 耐 光 性 , 自 然 和 加 速 曝 晒 结 果 ,ASTM STP 1385, 2000<br />
Fischer, R., 光 和 水 曝 晒 测 试 的 系 列 研 究 结 果 ,ASTM STP 1202, 1993<br />
Fischer, R., 和 Ketola, W., ASTM 耐 候 测 试 标 准 发 展 研 究 的 影 响 ,ASTM STP 1294, 1995<br />
Ketola, W., 和 Fischer, R., 在 加 速 耐 候 性 测 试 中 标 样 的 特 征 和 用 法 ,VAMAS 第 30 号 技 术 报 告 , 可<br />
从 MD,Gaithersburg 的 NIST 获 取 。<br />
Ketola, W., 和 Skogland, T., Fischer, R., 过 滤 器 和 灯 管 的 寿 命 对 氙 灯 光 谱 功 率 分 布 的 影 响 ,ASTM<br />
STP 1294, 1995<br />
AATCC 测 试 方 法 16, 耐 光 性<br />
ASTM D2244, 用 仪 器 测 定 颜 色 一 致 性 的 方 法 计 算 色 差<br />
ASTM D523, 光 谱 光 泽 标 准 测 试 方 法<br />
ASTM D4303, 评 估 美 术 颜 料 耐 光 性 的 标 准 测 试 方 法<br />
ASTM E1349, 用 双 向 几 何 学 通 过 分 光 光 度 技 术 测 定 反 射 率 因 素 和 颜 色 试 验 方 法<br />
ASTM G151, 非 金 属 材 料 曝 晒 于 使 用 实 验 室 光 源 的 加 速 测 试 设 备 中 的 测 试 方 法 标 准 ,ASTM 标 准<br />
年 鉴 ,14.04 卷<br />
ASTM G155, 用 于 非 金 属 材 料 曝 晒 的 氙 灯 测 试 设 备 ,ASTM 标 准 年 鉴 , 14.04 卷<br />
ISO 4892-2, 塑 料 - 实 验 室 光 源 曝 晒 方 法 - 氙 灯<br />
SAE J1885, 用 可 控 辐 照 度 水 冷 氙 灯 装 置 对 汽 车 内 饰 件 进 行 加 速 曝 晒 测 试<br />
SAE J1960, 用 可 控 辐 照 度 水 冷 氙 灯 装 置 的 汽 车 外 饰 件 进 行 加 速 曝 晒 测 试<br />
备 注 :<br />
本 文 —" 氙 灯 曝 晒 结 果 : 转 鼓 式 试 验 箱 和 Q-Sun 之 间 的 比 较 ", 最 初 于 2002 年 10 月 发 表 在 材 料 寿 命 协 会 (<br />
日 本 ), 第 五 届 国 际 耐 候 研 讨 会 上 。<br />
SAE 聚 苯 乙 烯 标 样 可 从 位 于 P.O. Box 420, 200 Blackford Ave., Middlesex, NJ 08846 的 Test Fabrics Inc. 处<br />
获 得 。<br />
AATCC 蓝 羊 毛 耐 光 性 标 准 可 从 美 国 染 化 师 协 会 处 获 得 。<br />
Q-Sun 和 太 阳 眼 是 Q-<strong>Lab</strong> 公 司 的 注<br />
册 商 标 。Weather-Ometer 是 Atlas 公 司<br />
的 注 册 商 标 。<br />
19
致 谢<br />
Q-<strong>Lab</strong> 公 司 将 对 这 些 测 试 结 果 的 准 确 性 负 责 。 然 而 , 我 们 感 谢 下 列 公 司 所 提 供 的 测 试 材 料 :<br />
美 国 染 化 师 协 会<br />
染 化 师 协 会 ( 英 国 )<br />
3M 公 司<br />
Americhem Corporation<br />
Textile Innovators, Inc.<br />
Test Fabrics, Inc.<br />
Q-<strong>Lab</strong> Corporation<br />
Q-<strong>Lab</strong> Headquarters<br />
& Instruments Division<br />
Cleveland, OH USA<br />
Tel. +1-440-835-8700<br />
Q-<strong>Lab</strong> Europe, Ltd.<br />
Bolton, England<br />
Tel. +44 (0) 1204-861616<br />
Weathering Research Service<br />
Q-<strong>Lab</strong> Florida Q-<strong>Lab</strong> Arizona<br />
Miami, FL USA Phoenix, AZ USA<br />
Tel. +1-305-245-5600 Tel. +1-623-386-5140<br />
www.q-lab.com<br />
Q-<strong>Lab</strong> 中 国 代 表 处<br />
中 国 , 上 海<br />
Tel. +86-21-5879-7970<br />
<strong>LX</strong>-<strong>5021</strong>.4-CN<br />
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版 权 所 有<br />
Q-Panel, QUV, Q-<strong>Lab</strong>, Q-Sun, Q-Trac, 和 Solar Eye 是 美 国 Q-<strong>Lab</strong> 公 司 的 注 册 商 标 .