JJF（紡織）079—2018《耐光黃變色牢度試驗儀校準規范》解讀

鄧力生

（福建省纖維檢驗中心，福建 福州 350026）

光黃變指的是由太陽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儀能給紡織品試樣提供規定的溫度試驗條件和規定時間的紫外燈照射，然后再用灰色樣卡來評定試樣變色程度，來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儀校準規范》由工信部2018年4月30日發布并于2018年7月1日實施。

1 規范出臺背景

⑴ 一些耐光黃變色牢度試驗儀所用的太陽紫外燈，外觀與家庭常用的浴霸燈泡極相似，難以分辨，但兩者發出光譜分布能量完全不同。太陽紫外燈光譜含大量紫外線，而浴霸燈泡只有可見光及紅外光，無試驗所需的紫外光，不用專業計量器具是分辨不出區別，容易造成混用，造成完全不同的檢驗結果。 ⑵ 太陽紫外燈輻照度隨使用過程會產生衰減，特別是紫外光譜衰減更嚴重，直接影響試驗效果。檢驗標準只簡單規定使用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輻照度達到（25±0.4） W/m2。試驗中我們發現，在試樣區域范圍內，輻照度不均勻度極大，如旋轉托盤架上試驗區域內外圈的輻照度，可相差3.4倍。放置位置不同，檢驗結果是完全不同的。

⑶ 本規范能辨識光源是否正確，并通過校準來確定具體試樣放置位置以達到要求的輻照度，能測量并觀察對比上次校準的燈泡的紫外分量衰減情況，判斷燈泡是否應更換，既能保障檢驗結果準確，又能合理延長燈泡使用壽命。

2 規范主要技術內容的確定

2.1 主要技術內容的確定依據

收集歸納各種耐光黃變色牢度試驗儀的主要指標，結合GB/T 30669—2014《紡織品 色牢度試驗耐光黃變色牢度》及HG/T 3689—2014《鞋類耐黃變試驗方法》標準的要求，并考慮規范的通用性、可操作性，將有旋轉試樣托盤的機型劃分為A型機，無旋轉試樣托盤、固定試驗平面的劃分為B型機，并確定了計量特性、校準條件、校準項目、校準方法及復校間隔等技術指標。

2.2 耐光黃變色牢度試驗儀的主要技術指標

A 型儀器（示意圖如圖1）：

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

⑵ 試驗倉溫度（50±2）℃。

圖1 A型儀器

圖2 B型儀器

⑶ 試樣架轉速（3±1）r/min。

⑷ 輻照時間計時允差：±1%。

B 型儀器（見圖2）：

⑴ 輻照光譜中心波長：依據具體配置的燈管有UVC-254、UVB-313、UVA-340等型號，不同中心波長輻射源對檢驗結果影響不同，必須經測試判斷并在證書上標明。本規范以紡織常用UVA-340光源為例，其輻照光譜中心波長為340 nm。

⑵ 輻照度：試驗中心區域，波長340 nm處輻照度（0.77±0.10）W/m2

⑶ 輻照度均勻度：任意試驗區域輻照度與中心區域相對誤差不大于±10%。

⑷ 輻照時間計時允差：±1%。

2.3 主要技術指標與檢驗標準符合性解釋

解釋見表1。

表1 主要技術指標與檢驗標準符合性解釋

3 規范執行中注意點解析

⑴ A類儀器中，HGT 3689—2014要求通過調整可上下移動的托盤支架使試樣表面離燈泡底表面距離（250±2）mm，儀器上有刻度標記，保證托盤支架在這位置固定即可，故實際校準中不對該項要求，儀器在新安裝時對刻度標記進行首次校準即可，今后每次都是調整托盤支架到該標記處使用。

⑵ A類儀器中，HGT 3689—2014要求太陽紫外燈在280～400 nm內輻照度（25±0.4） W/m2，指出試樣放旋轉托盤上，試驗區域為直徑為75 mm和300 mm兩個同心圓之間的區域（圖1）。但是，HGT 3689—2014標準未明確樣品具體放置位置，而在測量輻照度時發現，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個點，實測輻照度結果見圖3。

圖3 不同半徑輻照度實測圖

由圖3可見，輻照度曲線在半徑越小處越陡峭，內圈輻照度可達外圈輻照度3.4倍，故必須找出合適的半徑值的點使該點輻照度能滿足（25±0.4）W/m2的要求，才能保證試樣在符合標準條件下試驗，而不是托盤上的任何位置都能達到輻照度要求。校準規范目的是以滿足輻照度要求為根本，通過改變試驗點的半徑來滿足輻照度要求。故校準目的變成尋找輻照度符合要求的半徑點，由于試驗過程試樣架不停地勻速旋轉，在該半徑點圓周上的任一點所受累計輻照度，可視為是相同的。

校準過的儀器，以測量點到旋轉托盤中心的半徑R表示其適用樣品放置點。試驗倉的溫度校準，也是測量該半徑處溫度，即放置樣品處溫度。

⑶ 關于B型儀器試驗區域校準點數問題，不同儀器型號，試驗區域面積各自不同，規范要求根據試驗區域有效面積大小來選擇測試點數。光纖光譜儀探頭在安裝固定上有一定要求，不是能隨心所欲測量所有位置，要根據儀器試樣架上間隙點、是否有空間便于測量來現場調整，以盡量做到合情合理為原則。

⑷ 關于輻照度計時時間校準，筆者認為，目前計時器基本上由石英晶振提供基準，穩定性準確性有保證，通常條件下，計時誤差與計時時長成正比的，雖然樣品試驗時長達3～18 h，但校準中，只要較短的時間內能符合要求，就說明長時間3～18 h也能符合要求，這樣能節省校準現場無謂的時間消耗，故規范選取最少5 min時間段來校準計時相對誤差，一般人工按壓秒表反應誤差時間0.2 s，相對于5 min共300 s測量時間，引入標準相對不確定度分量占比在千分之一內。

4 結語

耐光黃變色牢度試驗儀使用過程會存在2個很大問題，一是樣品放置位置不同，輻照度相差3.4倍；二是用錯光源，無紫外輻照光譜或輻照光譜中心波長不符，達不到應有的黃變效果。

校準規范的實施，解決了以上2個問題，使耐光黃變色牢度試驗儀的主要計量特性輻照度量值溯源成為可能，試驗光源類型及有效試驗區域得以明確，利于試驗人員正確使用校準結果，保證光黃變色牢度檢驗結果準確。