[1羅中科技(亞洲)有限公司;200436 2 美國(guó)Q-Lab公司中國(guó)代表處;200436]

摘要：為了研究紡織品日曬色牢度實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)性,；對(duì)4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣和23種紡織樣品進(jìn)行了80 h實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試和21 d的Florida戶(hù)外曝曬對(duì)比試驗(yàn),。試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試的結(jié)果與Florida戶(hù)外曝曬的相關(guān)性很好,。如對(duì)4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣，氙燈測(cè)試80 h與Florida戶(hù)外曝曬14 d之間的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.95；對(duì)23種紡織樣品,，此相關(guān)系數(shù)也高達(dá)0.93。采用氙燈對(duì)4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣作日曬色牢度測(cè)試,，測(cè)試80 h時(shí)的效果大概相當(dāng)于采用Florida戶(hù)外曝曬10 d,；采用氙燈對(duì)23種紡織樣品作日曬色牢度測(cè)試，測(cè)試80 h時(shí)的效果大概相當(dāng)于Florida戶(hù)外曝曬14 d,。

關(guān)鍵詞：紡織品,；日曬色牢度；藍(lán)色羊毛標(biāo)樣,；氙燈加速測(cè)試,；Florida戶(hù)外曝曬；ISO 105 B02

1 前言

      針對(duì)紡織品日曬色牢度試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試方法很多,，如ISO 105B02,、AATCC TM16[2]、GB/T 8427[3]和SAE J2412[4]等,。不過(guò)實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試多少小時(shí)相當(dāng)于戶(hù)外曝曬多少天,，或者說(shuō)實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試合格的產(chǎn)品，在戶(hù)外能保證使用多久,。該問(wèn)題一直是大家普遍關(guān)心的問(wèn)題,，也就是實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)性。

      本文將針對(duì)以上問(wèn)題,，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試與戶(hù)外曝曬對(duì)比試驗(yàn),，以找出兩者之間的相關(guān)性。

2 試驗(yàn)

2.1 目的與方案

2.1.1 目的

      通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試與戶(hù)外曝曬對(duì)比試驗(yàn)研究紡織品日曬色牢度的相關(guān)性,。

2.1.2 方案

      對(duì)4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣和23種紡織樣品,，計(jì)劃開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試80 h，Florida戶(hù)外曝曬21 d，找出兩者之間的相關(guān)性,。

2.2 方法

      在實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試與戶(hù)外曝曬對(duì)比試驗(yàn)中,，實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試按照ISO 105 B02標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)；戶(hù)外曝曬選擇在美國(guó)Q-Lab公司的Florida曝曬場(chǎng),。

2.3 試樣

      試驗(yàn)樣品為23種紡織樣品和4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣,。這23種紡織樣品分別為活性染料，分散染料,，酸性染料和還原染料,。這4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣分別是：藍(lán)色羊毛標(biāo)樣3，藍(lán)色羊毛標(biāo)樣4,，藍(lán)色羊毛標(biāo)樣5和藍(lán)色羊毛標(biāo)樣6,，采購(gòu)自英國(guó)SDC染料和染色協(xié)會(huì)。每種試驗(yàn)樣品制備2個(gè)重復(fù)樣,，其中一個(gè)用于實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試,，另一個(gè)用于戶(hù)外曝曬。

2.4 儀器

      試驗(yàn)儀器：Q-SUN Xe-2氙燈試驗(yàn)箱（美國(guó)Q-Lab公司）,；

      濾光器：Window IR窗玻璃濾光器（美國(guó)Q-Lab公司）,；

      測(cè)色計(jì)：CM-5分光測(cè)色計(jì)（柯尼卡美能達(dá)）。

2.5 試驗(yàn)條件

      戶(hù)外曝曬在美國(guó)Q-Lab公司的Florida曝曬場(chǎng)進(jìn)行,。Florida曝曬場(chǎng),，屬典型的亞熱帶氣候條件。它位于北緯25°27′,，海拔高度2.4 m,。它的年輻射總量為6 588 MJ/m2，年均降雨量為1 400 mm,，年均相對(duì)濕度為80%,，年平均氣溫為24 ℃，月平均zui高氣溫為28℃（7月）,。

       具體曝曬條件見(jiàn)表1：

表1 Florida戶(hù)外曝曬

       實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試按照ISO105 B02標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,。ISO 105 B02標(biāo)準(zhǔn)是紡織行業(yè)進(jìn)行日曬色牢度試驗(yàn)廣泛應(yīng)用的測(cè)試條件，具體試驗(yàn)條件見(jiàn)表2：

表2 實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試

2.6 操作過(guò)程

       將4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣（藍(lán)色羊毛標(biāo)樣3,、藍(lán)色羊毛標(biāo)樣4,、藍(lán)色羊毛標(biāo)樣5及藍(lán)色羊毛標(biāo)樣6）和23種紡織樣品分別按照表1和表2中的試驗(yàn)條件進(jìn)行戶(hù)外曝曬和實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試。

       戶(hù)外曝曬一共測(cè)試21 d,，分別按1,、3、7,、14和21 d對(duì)樣品進(jìn)行顏色測(cè)量,。實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試一共測(cè)試80 h,，分別按10、20,、40、60和80 h對(duì)樣品進(jìn)行顏色測(cè)量,。

       樣品的顏色變化參照ASTM D2244[5],，選用CIE L*a*b*色空間，D65光源,，10°觀察者,，鏡面反射包含條件進(jìn)行測(cè)定。測(cè)色計(jì)的型號(hào)為柯尼卡美能達(dá)（KONICA MINOLTA）CM-5分光測(cè)色計(jì),。

3 結(jié)果與討論

3.1 Florida戶(hù)外曝曬試驗(yàn)結(jié)果

       在戶(hù)外曝曬中,，隨著曝曬時(shí)間增加，樣品的顏色變化,，即△E*的值變大,。4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣和23種紡織樣品的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。

       從圖1和圖2發(fā)現(xiàn),，曝曬1 d后,，SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣和紡織樣品的顏色變化，即△E*的值較小,，隨著曝曬時(shí)間增加,，樣品的顏色變化在變大；曝曬21 d后,，大部分樣品的顏色變化的△E*的值大于10,。

       在23種紡織樣品中，有的樣品日曬色牢度較好,，有的較差,。圖3顯示了日曬色牢度分別為好、中,、差的3種紡織樣品的Florida戶(hù)外曝曬結(jié)果,。其中,22#的日曬色牢度較好，4#的日曬色牢度較差,，19#的日曬色牢度居中,。

圖1 SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣Florida戶(hù)外曝曬結(jié)果

圖2 紡織樣品Florida戶(hù)外曝曬結(jié)果

圖3 不同級(jí)別日曬色牢度紡織樣品的Florida戶(hù)外曝曬結(jié)果

3.2 實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果

       在實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試中，隨著試驗(yàn)時(shí)間增加,，樣品的顏色變化,，即△E*的值也在變大。4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣和23種紡織樣品的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4和圖5,。

       從圖4和圖5發(fā)現(xiàn),，測(cè)試10 h后,，SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣和紡織樣品的顏色變化，即△E*的值較小,，隨著試驗(yàn)時(shí)間增加,，樣品的顏色變化在變大；測(cè)試80 h后,，大部分樣品的顏色變化的△E*的值大于5,。

       同F(xiàn)lorida戶(hù)外曝曬一樣，圖6顯示了日曬色牢度分別為好,、中,、差的3種紡織樣品的實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果。其中,，22#的日曬色牢度較好,，4#的日曬色牢度較差，19#的日曬色牢度居中,。

圖4 SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣氙燈加速測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果

圖5 紡織樣品氙燈加速測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果

圖6 不同級(jí)別日曬色牢度紡織樣品的氙燈加速測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果

3.3 分析與討論

       以上部分分析了戶(hù)外曝曬和實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試的試驗(yàn)結(jié)果,，下面分析一下實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)性。相關(guān)性研究參考ASTM G169[6]中的spearman排序方法,，相關(guān)系數(shù)rs指的是利用兩種不同的測(cè)試方法對(duì)一組樣品進(jìn)行測(cè)試,，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)rs的計(jì)算公式為：rs=1-6∑di2/[n(n2-1)],，其中n指的是樣品的個(gè)數(shù),，di指的是兩列排序中每組排位數(shù)之間的差值。

3.3.1 藍(lán)色羊毛標(biāo)樣

       對(duì)于戶(hù)外曝曬試驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù),，按照樣品顏色變化△E*的大小分別進(jìn)行排序,。4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣的氙燈試驗(yàn)與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3：

表3 藍(lán)色羊毛標(biāo)樣的氙燈試驗(yàn)與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)系數(shù)

       從表3發(fā)現(xiàn)，對(duì)于4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣,，氙燈試驗(yàn)與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)系數(shù)都非常好,。下面的圖7顯示的是這4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣在Florida戶(hù)外曝曬7、14 d和氙燈試驗(yàn)測(cè)試80h的結(jié)果,。從圖7可以發(fā)現(xiàn),，氙燈試驗(yàn)測(cè)試80h樣品的顏色變化大概介于Florida戶(hù)外曝曬7 d和14 d樣品的顏色變化之間。所以得出結(jié)論,，對(duì)于這4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣,，氙燈試驗(yàn)測(cè)試80 h后的效果大概相當(dāng)于Florida戶(hù)外曝曬10 d。

圖7 SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣－氙燈試驗(yàn)80h大概相當(dāng)于Florida曝曬10天

3.3.2紡織樣品

       對(duì)于23種紡織樣品,，氙燈試驗(yàn)與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表4：

表4 紡織樣品的氙燈試驗(yàn)與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)系數(shù)

       從表4發(fā)現(xiàn),，對(duì)于23種紡織樣品，氙燈試驗(yàn)與戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)系數(shù)也都很好,。下面的圖8顯示的是這23種紡織樣品在Florida戶(hù)外曝曬7,、14,、21 d和氙燈試驗(yàn)測(cè)試80h的結(jié)果。從圖8可以發(fā)現(xiàn),，氙燈試驗(yàn)測(cè)試80h樣品的顏色變化幾乎和Florida戶(hù)外曝曬14 d天樣品的顏色變化相同,。所以得出結(jié)論，對(duì)于這23種紡織樣品,，氙燈試驗(yàn)測(cè)試80h大概相當(dāng)于Florida戶(hù)外曝曬14 d,。

圖8 紡織樣品－氙燈試驗(yàn)80h大概相當(dāng)于Florida曝曬14 d

4 結(jié)論

       本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試與Florida戶(hù)外曝曬對(duì)比試驗(yàn)，研究了4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣和23種紡織樣品的日曬色牢度相關(guān)性,。試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試與Florida戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)性很好,。4種SDC藍(lán)色羊毛標(biāo)樣的日曬色牢度,，氙燈測(cè)試80 h后的效果大概相當(dāng)于Florida戶(hù)外曝曬10 d的；23種紡織樣品的日曬色牢度,，氙燈測(cè)試80 h后的效果大概相當(dāng)于Florida戶(hù)外曝曬14 d的,。

        另外，值得注意的是,，不同樣品實(shí)驗(yàn)室氙燈加速測(cè)試與Florida戶(hù)外曝曬之間的相關(guān)性不同,。本文的相關(guān)性研究結(jié)果只針對(duì)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)的這些樣品，其他材料或產(chǎn)品不能直接套用這些結(jié)果,。如要了解其他材料或產(chǎn)品的日曬色牢度相關(guān)性,，也應(yīng)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試和戶(hù)外曝曬對(duì)比試驗(yàn)，而不能靠猜測(cè),。