綜述

所謂染色牢度(簡(jiǎn)稱色牢度)，是指染色織物在使用或加工過程中，經(jīng)受外部因素(擠壓、摩擦、水洗、雨淋、曝曬等等)作用下的褪色程度，是織物的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因織物在加工和使用過程中所受的條件差別很大，要求各不相同，故現(xiàn)行的試驗(yàn)方法大部分都是按作用的環(huán)境及條件進(jìn)行模擬試驗(yàn)或綜合試驗(yàn)，所以染色牢度的試驗(yàn)方法內(nèi)容相當(dāng)廣泛。但縱觀國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織((ISO)、美國(guó)染色家和化學(xué)家協(xié)會(huì)(AATCC)、日本(JIS)、英國(guó)(BS)等諸多標(biāo)準(zhǔn)，較常用的還是耐洗、耐光、耐摩擦及耐汗?jié)n、耐熨燙、耐氣候等項(xiàng)。而在實(shí)際工作中，主要是根據(jù)產(chǎn)品的用途及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定檢測(cè)項(xiàng)目，如毛紡織產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定需要檢測(cè)耐日曬色牢度，針織內(nèi)衣需要測(cè)耐汗光復(fù)合色牢度，而戶外用紡織品(如遮陽(yáng)傘、燈箱布、蓬蓋材料)則需要檢測(cè)其耐氣候色牢度。

    本公司專業(yè)研發(fā)制造紡織檢測(cè)儀器，陸續(xù)開發(fā)了包括印染儀器在內(nèi)的近八十個(gè)品種的測(cè)試儀器，現(xiàn)就我公司在研發(fā)制造色牢度儀器方面經(jīng)驗(yàn)及其發(fā)展方向作以下總結(jié)。

一、日曬氣候色牢度測(cè)試

隨著生活水平的提高，人們對(duì)服裝的要求已從耐穿轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m、漂亮，而對(duì)色彩的要求則是常穿常新，所以近年對(duì)日曬氣候色牢度的要求越來(lái)越高。

日曬氣候色牢度試驗(yàn)屬于模擬試驗(yàn)，即要求儀器能夠提供模擬自然界的日光曝曬、溫度、濕度、淋雨、黑夜白天的更替等各種條件，并使試樣在此條件下得到加速試驗(yàn)，從而確定織物的褪變色程度。

    從理論上講，任何有色紡織品在以上由試驗(yàn)機(jī)提供的環(huán)境中，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)試驗(yàn)，顏色都會(huì)褪盡，這樣就引涉及到了試驗(yàn)終點(diǎn)的判定問題，而目前通行做法大體有以下三種：一、對(duì)比法；二、定時(shí)間；三、對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)物法。

    在該機(jī)的研發(fā)之初，我公司對(duì)各種日曬儀機(jī)型作了大量的分析:

(一)對(duì)太陽(yáng)光的模擬— 光源及濾波器

首先，我們需要得找到合適的光源及濾波器，在可見光范圍內(nèi)，各波段中其能量分布各不相同，從水銀-鎢絲燈到碳弧燈，以及當(dāng)今較多被選用的長(zhǎng)弧氙燈，其光譜曲線都無(wú)法符合太陽(yáng)光譜，為此，各公司都以不同特性的濾波器及進(jìn)行修正以期貼近太陽(yáng)光譜。

在以上幾種光源中，氙燈光譜曲線和太陽(yáng)光的光譜曲線較接近，所以英國(guó)錫萊((SDL )、美國(guó)阿特拉斯(ATLAS)、日本須賀(SUGA),德國(guó)賀利氏(HERAEUS )選擇了氙燈作為其儀器的光源，而在冷卻方式上則分化成兩種方向:A、空冷式;B、水冷式。阿特拉斯早期的產(chǎn)品是空冷水冷方式并舉的，但到本世紀(jì)初的這幾年，卻推出水冷式氙燈日曬氣候儀。2003年以來(lái)同樣是美國(guó)的另一家儀器公司Q-Pauel，已經(jīng)與AATCC及ISO等標(biāo)準(zhǔn)化組織經(jīng)過大量的對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了空冷式長(zhǎng)弧氙燈的測(cè)試結(jié)果具有同樣高的重現(xiàn)性、準(zhǔn)確性，在該公司發(fā)表的相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)中，我們了解到；只要采用相同的測(cè)試條件(如:規(guī)定輻照度、光譜黑板、試驗(yàn)箱內(nèi)溫度、濕度等)，即使在不同制造商制造的儀器中，只要試驗(yàn)過程能根據(jù)性能等級(jí)與其他標(biāo)準(zhǔn)材料(或標(biāo)準(zhǔn)控制程序)進(jìn)行比較，其檢測(cè)結(jié)果之間都具有較好的可比性。

(二)有了以上的前提，要想得到可以進(jìn)行比較的測(cè)試結(jié)果，就需要儀器的制造商能解決如下幾個(gè)問題:

1、光照強(qiáng)度的測(cè)量與控制

被試驗(yàn)材料所受的光照能量大小直接決定染料的分解速率，因此輻照能量的監(jiān)測(cè)與控制尤為重要。開始中國(guó)紡織行業(yè)所使用的日曬氣候色牢度儀是從學(xué)習(xí)日本須賀公司生產(chǎn)的XF L-I開始，該機(jī)在上世紀(jì)八、九十年代為解決紡織業(yè)較低端檢測(cè)任務(wù)做出了貢獻(xiàn)。但由于該機(jī)技術(shù)性能先天就存在如下不足:一、壓力水泵噴霧，故障率較高，噪音較大;二、指針毛發(fā)式濕度計(jì)控制精度低(±10%RH)，反應(yīng)遲鈍;三、倉(cāng)內(nèi)溫度無(wú)法控制，再加上電氣原理設(shè)計(jì)陳舊，歷經(jīng)二十年沒有絲毫改進(jìn)，所以沒有對(duì)進(jìn)口儀器形成阻擋能力。

為此，我公司在推出采用能量補(bǔ)償式日曬氣候色牢度儀，在光照強(qiáng)度300w/m2~600w/m2范圍內(nèi)可設(shè)定，并自動(dòng)補(bǔ)償。   

2、濕度的測(cè)量與控制

    試樣褪色過程中包含:染料的光熱分解、水溶、升華等，為染整工程師提供了預(yù)期產(chǎn)品質(zhì)量而需要的數(shù)據(jù)。當(dāng)濕度明顯加大時(shí)，則絕大部分染料的水溶性會(huì)加強(qiáng)，分解會(huì)加速。為此，試驗(yàn)機(jī)需要有靈敏又可靠的濕度測(cè)量補(bǔ)償系統(tǒng)。為此，我公司經(jīng)大量反復(fù)試驗(yàn)，倉(cāng)內(nèi)濕度綜合精度≤±5%HR，并可穩(wěn)定控制。

    3、倉(cāng)內(nèi)溫度

    由于長(zhǎng)氙弧燈在發(fā)光的同時(shí)，產(chǎn)生了大量的熱能，倉(cāng)內(nèi)溫度形成累加效應(yīng)，溫度逐漸堆積。國(guó)內(nèi)儀器的通行做法是加大通風(fēng)量，但卻會(huì)引起倉(cāng)內(nèi)狀態(tài)的不穩(wěn)定，使空氣流速失控。我公司增加了制冷系統(tǒng)，較好的解決了倉(cāng)內(nèi)溫度控制問題。

    以上只是解決了該儀器的精度問題，而故障終點(diǎn)絕大部分集中在電氣系統(tǒng)上，尤其是與操作有關(guān)的器件(如面板按鍵、功能轉(zhuǎn)換等)。為此，我公司采用“三菱”公司工業(yè)級(jí)控制器作為核心芯片，外部采用“夏普”藍(lán)色液晶屏，操作鍵為數(shù)字式輕觸按鍵，外配PVC面板，將灰塵、潮氣隔開。

    (三)關(guān)于試驗(yàn)終點(diǎn)的判定

    1、時(shí)比標(biāo)準(zhǔn)物法

    縱觀IS0105B02,IS0105B04, AATCC-16D, JISI,0843,JISB7754, ASTMG23, ASTMG26等諸多標(biāo)準(zhǔn)文件，都提出了以藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)作為試驗(yàn)布樣褪色程度的參比樣。我國(guó)的藍(lán)標(biāo)(GB730-1998，由上海紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所提出)分成8級(jí)，在光照條件下，1級(jí)容易褪色，8級(jí)不易褪色。每一相鄰級(jí)別藍(lán)標(biāo)，在相同條件下，較高級(jí)別比其較低相鄰級(jí)藍(lán)標(biāo)，耐光色牢度高一倍。而美國(guó)研制的藍(lán)標(biāo)編號(hào)為L2~L9。評(píng)定試樣耐光色牢度等級(jí)時(shí)，根據(jù)試樣曝曬前后的褪色程度，與同時(shí)曝曬的八塊藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)的褪色程度比較，試樣的褪色程度如相當(dāng)于某一級(jí)藍(lán)標(biāo)的褪色程度時(shí)，其耐光牢度等級(jí)即以該藍(lán)標(biāo)等級(jí)表示，介于兩者之間，則評(píng)為中間等級(jí)。

    2、定時(shí)法

    當(dāng)儀器所提供的實(shí)驗(yàn)條件是可控制時(shí)，我們就能以時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)考核被試物的耐光牢度，此法常與前法組合使用。

    (四)對(duì)耐光牢度檢測(cè)儀器的展望

    由于我們已經(jīng)較好地解決了光照強(qiáng)度的測(cè)量與控制問題，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，相信它可以給廣大染整工程師以這樣的參考數(shù)據(jù):在該機(jī)作了一定條件、一定時(shí)間的測(cè)試后所得的數(shù)據(jù)，大體相當(dāng)于在某一地區(qū)經(jīng)服著后多長(zhǎng)時(shí)間的耐光牢度變化。這中間存在如下難題，希望國(guó)內(nèi)儀器界同仁、紡織印染界老師、氣候?qū)W家、人類行為學(xué)家一并給予關(guān)注:一、人們的服著習(xí)慣;二、地球大地氣候數(shù)據(jù);三、不同緯度地區(qū)太陽(yáng)光照度分布;四、包裝、運(yùn)輸?shù)鹊取?span>

    有了以上相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，則可輕松編制相應(yīng)軟件，屆時(shí)，染整服裝工程師在設(shè)計(jì)之初便大體知道該產(chǎn)品的壽命有多長(zhǎng)。