鄧力生

（福建省纖維檢驗(yàn)中心，福建 福州 350026）

光黃變指的是由太陽(yáng)光或紫外光照射引起的紡織品表面顏色泛黃。耐光黃變色牢度試驗(yàn)儀能給紡織品試樣提供規(guī)定的溫度試驗(yàn)條件和規(guī)定時(shí)間的紫外燈照射，然后再用灰色樣卡來(lái)評(píng)定試樣變色程度，來(lái)判定紡織品耐光黃變能力。JJF（紡織）079—2018《耐光黃變色牢度試驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》由工信部2018年4月30日發(fā)布并于2018年7月1日實(shí)施。

1 規(guī)范出臺(tái)背景

⑴ 一些耐光黃變色牢度試驗(yàn)儀所用的太陽(yáng)紫外燈，外觀與家庭常用的浴霸燈泡極相似，難以分辨，但兩者發(fā)出光譜分布能量完全不同。太陽(yáng)紫外燈光譜含大量紫外線，而浴霸燈泡只有可見(jiàn)光及紅外光，無(wú)試驗(yàn)所需的紫外光，不用專業(yè)計(jì)量器具是分辨不出區(qū)別，容易造成混用，造成完全不同的檢驗(yàn)結(jié)果。 ⑵ 太陽(yáng)紫外燈輻照度隨使用過(guò)程會(huì)產(chǎn)生衰減，特別是紫外光譜衰減更嚴(yán)重，直接影響試驗(yàn)效果。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)只簡(jiǎn)單規(guī)定使用1000 h更換燈泡，并使燈泡底表面距離試樣（250±2）mm，要求試樣在280～400 nm輻照度達(dá)到（25±0.4） W/m2。試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，在試樣區(qū)域范圍內(nèi)，輻照度不均勻度極大，如旋轉(zhuǎn)托盤架上試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)外圈的輻照度，可相差3.4倍。放置位置不同，檢驗(yàn)結(jié)果是完全不同的。

⑶ 本規(guī)范能辨識(shí)光源是否正確，并通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)確定具體試樣放置位置以達(dá)到要求的輻照度，能測(cè)量并觀察對(duì)比上次校準(zhǔn)的燈泡的紫外分量衰減情況，判斷燈泡是否應(yīng)更換，既能保障檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，又能合理延長(zhǎng)燈泡使用壽命。

2 規(guī)范主要技術(shù)內(nèi)容的確定

2.1 主要技術(shù)內(nèi)容的確定依據(jù)

收集歸納各種耐光黃變色牢度試驗(yàn)儀的主要指標(biāo)，結(jié)合GB/T 30669—2014《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)凸恻S變色牢度》及HG/T 3689—2014《鞋類耐黃變?cè)囼?yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)的要求，并考慮規(guī)范的通用性、可操作性，將有旋轉(zhuǎn)試樣托盤的機(jī)型劃分為A型機(jī)，無(wú)旋轉(zhuǎn)試樣托盤、固定試驗(yàn)平面的劃分為B型機(jī)，并確定了計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目、校準(zhǔn)方法及復(fù)校間隔等技術(shù)指標(biāo)。

2.2 耐光黃變色牢度試驗(yàn)儀的主要技術(shù)指標(biāo)

A 型儀器（示意圖如圖1）：

⑴ 太陽(yáng)紫外燈在2 8 0 ～4 0 0 n m 內(nèi)輻照度（25±0.4）W/m2。

⑵ 試驗(yàn)倉(cāng)溫度（50±2）℃。

圖1 A型儀器

圖2 B型儀器

⑶ 試樣架轉(zhuǎn)速（3±1）r/min。

⑷ 輻照時(shí)間計(jì)時(shí)允差：±1%。

B 型儀器（見(jiàn)圖2）：

⑴ 輻照光譜中心波長(zhǎng)：依據(jù)具體配置的燈管有UVC-254、UVB-313、UVA-340等型號(hào)，不同中心波長(zhǎng)輻射源對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果影響不同，必須經(jīng)測(cè)試判斷并在證書上標(biāo)明。本規(guī)范以紡織常用UVA-340光源為例，其輻照光譜中心波長(zhǎng)為340 nm。

⑵ 輻照度：試驗(yàn)中心區(qū)域，波長(zhǎng)340 nm處輻照度（0.77±0.10）W/m2

⑶ 輻照度均勻度：任意試驗(yàn)區(qū)域輻照度與中心區(qū)域相對(duì)誤差不大于±10%。

⑷ 輻照時(shí)間計(jì)時(shí)允差：±1%。

2.3 主要技術(shù)指標(biāo)與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)符合性解釋

解釋見(jiàn)表1。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)符合性解釋

3 規(guī)范執(zhí)行中注意點(diǎn)解析

⑴ A類儀器中，HGT 3689—2014要求通過(guò)調(diào)整可上下移動(dòng)的托盤支架使試樣表面離燈泡底表面距離（250±2）mm，儀器上有刻度標(biāo)記，保證托盤支架在這位置固定即可，故實(shí)際校準(zhǔn)中不對(duì)該項(xiàng)要求，儀器在新安裝時(shí)對(duì)刻度標(biāo)記進(jìn)行首次校準(zhǔn)即可，今后每次都是調(diào)整托盤支架到該標(biāo)記處使用。

⑵ A類儀器中，HGT 3689—2014要求太陽(yáng)紫外燈在280～400 nm內(nèi)輻照度（25±0.4） W/m2，指出試樣放旋轉(zhuǎn)托盤上，試驗(yàn)區(qū)域?yàn)橹睆綖?5 mm和300 mm兩個(gè)同心圓之間的區(qū)域（圖1）。但是，HGT 3689—2014標(biāo)準(zhǔn)未明確樣品具體放置位置，而在測(cè)量輻照度時(shí)發(fā)現(xiàn)，樣品放置在托盤不同半徑處的輻照度值差異巨大，故在托盤上半徑方向等間距取了5個(gè)點(diǎn)，實(shí)測(cè)輻照度結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同半徑輻照度實(shí)測(cè)圖

由圖3可見(jiàn)，輻照度曲線在半徑越小處越陡峭，內(nèi)圈輻照度可達(dá)外圈輻照度3.4倍，故必須找出合適的半徑值的點(diǎn)使該點(diǎn)輻照度能滿足（25±0.4）W/m2的要求，才能保證試樣在符合標(biāo)準(zhǔn)條件下試驗(yàn)，而不是托盤上的任何位置都能達(dá)到輻照度要求。校準(zhǔn)規(guī)范目的是以滿足輻照度要求為根本，通過(guò)改變?cè)囼?yàn)點(diǎn)的半徑來(lái)滿足輻照度要求。故校準(zhǔn)目的變成尋找輻照度符合要求的半徑點(diǎn)，由于試驗(yàn)過(guò)程試樣架不停地勻速旋轉(zhuǎn)，在該半徑點(diǎn)圓周上的任一點(diǎn)所受累計(jì)輻照度，可視為是相同的。

校準(zhǔn)過(guò)的儀器，以測(cè)量點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)托盤中心的半徑R表示其適用樣品放置點(diǎn)。試驗(yàn)倉(cāng)的溫度校準(zhǔn)，也是測(cè)量該半徑處溫度，即放置樣品處溫度。

⑶ 關(guān)于B型儀器試驗(yàn)區(qū)域校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)問(wèn)題，不同儀器型號(hào)，試驗(yàn)區(qū)域面積各自不同，規(guī)范要求根據(jù)試驗(yàn)區(qū)域有效面積大小來(lái)選擇測(cè)試點(diǎn)數(shù)。光纖光譜儀探頭在安裝固定上有一定要求，不是能隨心所欲測(cè)量所有位置，要根據(jù)儀器試樣架上間隙點(diǎn)、是否有空間便于測(cè)量來(lái)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，以盡量做到合情合理為原則。

⑷ 關(guān)于輻照度計(jì)時(shí)時(shí)間校準(zhǔn)，筆者認(rèn)為，目前計(jì)時(shí)器基本上由石英晶振提供基準(zhǔn)，穩(wěn)定性準(zhǔn)確性有保證，通常條件下，計(jì)時(shí)誤差與計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)成正比的，雖然樣品試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)達(dá)3～18 h，但校準(zhǔn)中，只要較短的時(shí)間內(nèi)能符合要求，就說(shuō)明長(zhǎng)時(shí)間3～18 h也能符合要求，這樣能節(jié)省校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)謂的時(shí)間消耗，故規(guī)范選取最少5 min時(shí)間段來(lái)校準(zhǔn)計(jì)時(shí)相對(duì)誤差，一般人工按壓秒表反應(yīng)誤差時(shí)間0.2 s，相對(duì)于5 min共300 s測(cè)量時(shí)間，引入標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)不確定度分量占比在千分之一內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

耐光黃變色牢度試驗(yàn)儀使用過(guò)程會(huì)存在2個(gè)很大問(wèn)題，一是樣品放置位置不同，輻照度相差3.4倍；二是用錯(cuò)光源，無(wú)紫外輻照光譜或輻照光譜中心波長(zhǎng)不符，達(dá)不到應(yīng)有的黃變效果。

校準(zhǔn)規(guī)范的實(shí)施，解決了以上2個(gè)問(wèn)題，使耐光黃變色牢度試驗(yàn)儀的主要計(jì)量特性輻照度量值溯源成為可能，試驗(yàn)光源類型及有效試驗(yàn)區(qū)域得以明確，利于試驗(yàn)人員正確使用校準(zhǔn)結(jié)果，保證光黃變色牢度檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。