氙灯耐候条件下冲锋衣面料颜色老化性能.pdf

冲锋衣面料长期曝露在自然大气条件下，受到光照、高低温、水分等的冲击，会出现强度下降、色泽变化等老化现象，导致使用性能下降，寿命缩短。随着生活水平的不断提高，人们对冲锋衣产品要求越来越高，不再仅仅满足于产品的防水、透湿、保暖、抗静电等功能，开始对使用寿命提出了高要求，因此，如何高效、准确地评价冲锋衣产品的耐气候老化性能越来越受到企业和消费者的关注。目前，检测人员对冲锋衣的研究主要集中在从各个角度对冲锋衣产品标准进行解读1-5和面料常规功能的检测评价6-9。关于环境因素导致PVC涂层织物膜材、汽车皮革、汽车内外装饰材料、伞用面料和涂层篷盖织物老化性能的研究比较多，而对冲锋衣用织物老化性能的研究鲜见报道。因此，本试验将重点对冲锋衣面料颜色耐候老化性能进行研究，通过Q-SUN Xe-3氙灯试验箱模拟中温带有雨和无雨两种气候条件，分别考察曝晒时间对10种不同颜色面料褪色的影响。1试验1.1材料与仪器氙灯耐候条件下冲锋衣面料颜色老化性能摘要：以10种不同颜色的冲锋衣面料为研究对象，采用GB/T 352562017中的曝晒条件A和B，通过Q-SUN Xe-3氙灯老化设备，着重探讨了不同耐候条件和曝晒时间对颜色老化性能的影响。结果表明，随着老化时间的延长，曝晒22 h后，样品的颜色褪色越来越明显，耐光色牢度4级的样品要好于耐光色牢度34级及以下的样品；曝晒条件A对锦纶织物颜色褪色影响较大，曝晒条件A和B对聚酯织物颜色褪色的影响无明显差异。关键词：冲锋衣；氙灯；颜色老化中图分类号:TS941.79文献标志码:C文章编号:1005-9350（2023）08-0047-04Abstract:Taking 10 different colors of jacket fabrics as the research object,using the exposure conditions A andB in GB/T 352562017 and Q-SUN Xe-3 xenon lamp aging equipment,the effects of different weather resistance conditions and exposure time on color aging performance were mainly explored.The results show that with the increase of agingtime,the color fading of the samples becomes more and more obvious after exposure to the sun for 22 h,and the color fastness to weathering of samples with color fastness to light level 4 is better than that of samples with color fastness to lightlevel 3-4 and below.Exposure condition A has greater effect on the color fading of nylon fabrics,and there is no significant difference in the effect of exposure conditions A and B on the color fading of polyester fabrics.Key words:water resistant garment;xenon lamp;color agingColor aging performance of water resistant garmentfabrics under the xenon lamp weather condition收稿日期：2022-10-08基金项目：原江苏省质量技术监督局科技项目（KJ175952）作者简介：黄松（1981），男，江苏连云港人，高级工程师，硕士，主要从事纺织品检验与科研工作，邮箱：。黄松，李润景，吴倩，陈明（江苏省纺织产品质量监督检验研究院，江苏南京210007）HUANG Song,LI Runjing,WU Qian,CHEN Ming(Jiangsu Textiles Quality Services Inspection Testing Institute,Nanjing 210007,China)染整技术Textile Dyeing and Finishing JournalVol.45 No.8Aug.2023第45卷第8期2023年8月标准与检测染整技术45卷材料：10种不同颜色冲锋衣用面料，颜色涵盖了红、黄、蓝、黑色4色系；耐光色牢度3级样品1个，34级样品3个，4-级样品2个，4级样品2个，4+级样品2个；试验样品尺寸不小于100 mm45 mm。仪器：Q-SUN 氙灯耐候试验箱、Q-SUN Xe-3 日光过滤器（美国Q-Lab公司），Verivide CAC60标准光源箱（维谛技术有限公司），Datacolor800台式分光光度仪 德塔颜色商贸（中国）有限公司。1.2试验方法筛选了10个有一定代表性的不同颜色冲锋衣面料为研究对象。氙灯耐候老化条件按照 GB/T 352562017 纺织品 色牢度试验 人造气候老化曝露于过滤氙弧辐射 7.1表2执行，条件1对应曝晒条件A，模拟中温带有雨气候，即辐照度0.51 W/（m2nm）340nm，黑标温度65，试验舱空气温度38，相对湿度50%，干燥阶段光照 102 min，润湿阶段光照 18 min；条件 2对应曝晒条件 B，模拟中温带无雨气候，即辐照度0.51 W/（m2nm）340 nm，黑标温度65，试验舱空气温度38，相对湿度50%，干燥阶段连续光照102 min。样品的耐光色牢度按照Test Method-TWC-TM05-2008 Colourfastness to light的试验及评级方法测试。色差值CMC DE和变色评级采用台式分光光度仪测试，UV D65光源、10视角，镜面光泽：不包含（SCE）；测试孔径：大孔径（LAV），100%UV滤镜off获得的。2结果与分析由表1和图1可知，在耐候条件1-模拟中温带有雨的条件下，随着老化时间的延长，样品的颜色褪色越来越明显，即各个样品的CMC DE不断变大；耐光色牢度3级的9#翠青色样品的颜色耐老化性能最差，每延长约1倍的老化时间后，样品的变色下降0.5级。曝晒 6 h 后，除了 9#翠青色样品的颜色老化褪色显著，CMC DE 为 1.83，对应变色 3级，其余 9个样品变色程度不明显，变色都为45级或以上。曝晒12 h后，除了 9#变色显著，CMC DE 为 2.25（变色 23 级），新增4#、5#、10#3个样品变色明显，对应CMC DE分别为 1.48（变色 4 级）、1.93（变色 34 级）、1.23（变色 4级）。曝晒 22 h 后，新增 1#有轻微变色，CMC DE 为1.04（变色 4 级），4#、5#的颜色褪色程度继续增加，CMC DE分别为2.20（变色34级）、2.80（变色3级），7#的颜色褪色程度增幅最大，由12 h的CMC DE 0.83（变色45级）增加到2.11（变色34级），变色下降了1 级；9#和 10#的颜色褪色程度继续变大，对应的CMC DE分别为3.45（变色2级）、2.58（变色34级）。曝晒44 h后，10个样品都出现了不同程度的颜色褪色情况，3#酒红色样品和8#天蓝色样品的耐候性最好，CMC DE分别为1.03（变色4级）、1.26（变色4级）；2#玫红样品的CMC DE为1.63（变色34级），6#土黄色样品的CMC DE为1.95（变色34级），1#深枣红样品的 CMC DE 为 2.82（变色 23 级），4#橙色样品的CMC DE为4.14（变色23级），5#橙黄色样品的CMCDE为4.15（变色23级），10#黑色样品的CMC DE为5.04（变色 23级），9#翠青色样品的 CMC DE为 5.40（变色12级）。曝晒88 h后，8#天蓝色样品的耐候性能最好，CMC DE为2.04（变色34级）；达到变色23级的样品有2#（CMC DE 3.23）、3#（CMC DE 3.12）、6#（CMC DE 3.97）；达到变色 12 级的样品有 1#（CMCDE 6.61）、4#（CMC DE 7.23）、5#（CMC DE 7.00）；达到变色 1 级的样品有 7#（CMC DE 7.84）、9#（CMC DE9.31）、10#（CMC DE 10.00）。样品编号/颜色/成分1#/深枣红/锦纶2#/玫红/聚酯3#/酒红色/聚酯4#/橙色/聚酯5#/橙黄色/聚酯6#/土黄色/聚酯7#/纯蓝色/聚酯8#/天蓝色/锦纶9#/翠青色/聚酯10#/黑色/聚酯耐光色牢度/级4-44+343444-4+334颜色老化色差CMC DE/（变色/级）氙灯老化6 h条件10.25/（5）0.26/(5)0.23/(5)0.70/(45)0.89/(45)0.33/(45)0.36/(45)0.63/(45)1.83/(3)0.46/(45)条件20.27/(5)0.21/(5)0.28/(45)0.65/(45)0.68/(45)0.25/(45)0.36/(45)0.41/(45)1.84/(3)0.54/(45)氙灯老化12 h条件10.52/(45)0.24/(5)0.26/(5)1.48/(4)1.93/(34)0.32/(45)0.83/(45)0.62/(45)2.25/(23)1.23/(4)条件20.64/(45)0.24/(5)0.32/(45)1.41/(4)1.63/(34)0.34/(45)0.69/(45)0.48/(45)2.32/(23)1.29/(4)氙灯老化22 h条件11.04/(4)0.66/(45)0.41/(45)2.20/(34)2.80/(3)0.87/(45)2.11/(34)0.99/(45)3.45/(2)2.58/(34)条件21.08/(4)0.70/(45)0.52/(45)2.23/(34)2.34/(3)0.75/(45)1.63/(4)0.69/(45)3.63/(2)2.11/(34)氙灯老化44 h条件12.82/(23)1.63/(34)1.03/(4)4.14/(23)4.15/(23)1.95/(34)4.15/(23)1.26/(4)5.40/(12)5.04/(23)条件22.13/(34)1.53/(34)1.44/(34)4.22/(23)4.09/(23)1.59/(34)3.72/(23)1.03/(45)5.16/(12)4.10/(23)氙灯老化88 h条件16.61/(12)3.23/(23)3.12/(23)7.23/(12)7.00/(12)3.97/(23)7.84/(1)2.04/(34)9.31/(1)10.00/(1)条件25.03/(2)3.19/(23)3.81/(2)7.04/(12)6.67/(12)3.31/(23)7.29/(12)1.65/(4)9.58/(1)7.53/(12)表1不同曝晒条件、曝晒时间的冲锋衣面料颜色老化CMC DE试验结果488期由图2和表1可知，在耐候条件2-模拟中温带无雨的条件下，随着老化时间的延长，样品的颜色褪色越来越明显，即各个样品的CMC DE不断变大；耐光色牢度3级的9#翠青色样品的颜色耐老化性能最差，每延长约1倍的老化时间后样品的变色下降0.5级。曝晒 6 h 后，除了 9#翠青色样品的颜色老化褪色显著，CMC DE 为 1.84，对应变色 3级外，其余 9个样品变色程度不明显，变色都为45级或以上。曝晒12 h后，除了9#样品变色显著，CMC DE为2.32（变色23级）外，新增4#、5#、10#3个样品变色明显，对应CMCDE 分别为 1.41（变色 4 级）、1.63（变色 34 级）、1.29（变色 4级）。曝晒 22 h后，新增 1#样品有轻微变色，CMC DE为1.08（变色4级），4#、5#样品颜色褪色程度继续变大，CMC DE 分别为 2.23（变色 34 级）、2.34（变色 3 级），9#、10#样品颜色褪色程度继续变大，CMC DE分别为3.63（变色2级）、2.11（变色34级）。曝晒44 h后，10个样品都出现了不同程度的颜色褪色情况，8#天蓝色样品的耐候性最好，CMC DE 为1.03（变色45级）；1#深枣红样品CMC DE为2.13（变色 34 级），2#玫红样品 CMC DE 为 1.53（变色 34级），3#酒红色样品CMC DE为1.44（变色34级），6#土黄色样品CMC DE为1.59（变色34级），这4个样品颜色褪色程度基本相同；4#橙色样品 CMC DE 为4.22（变色23级），5#橙黄色样品CMC DE为4.09（变色 23级），7#纯蓝色样品 CMC DE 为 3.72（变色 23级），10#黑色样品 CMC DE 为 4.10（变色 23 级），9#翠青色样品CMC DE为5.16（变色12级）。曝晒88 h后，8#天蓝色样品的耐候性最好，CMC DE为1.65（变色4级）；变色23级的样品有2#（CMC DE 3.19）、6#（CMC DE 3.31）；达到变色2级的样品有1#（CMC DE5.03）、3#（CMC DE 3.81）、10#（CMC DE 7.53）；达到变色 12 级的样品有 4#（CMC DE 7.04）、5#（CMC DE6.67）、7#（CMC DE 7.29）；达到变色 1 级的只有 9#（CMC DE 9.58）。综合表1、图1和图2可知，在中温带有雨和无雨两种模拟耐候老化条件下，不同材质、不同颜色的冲锋衣用面料样品都有不同程度的颜色褪色老化现象，随着曝晒时间从 6 h逐渐延长到 88 h时，褪色情况越来越明显。同样曝晒44 h的条件下，样品经过耐候试验后的褪色程度一般要比普通耐光色牢度测试严重，主要原因可能是：（1）由于耐候老化试验通常采用模拟户外曝露的日光过滤器，而普通耐光色牢度测试方法如 Test Method-TWC-TM05-2008、ISO105 B02采用的是模拟透过玻璃室内光照的窗玻璃红外过滤器，室内的光线中减少了可见光和红外线的量；（2）耐候老化试验温度较高，黑标温度65，普通耐光色牢度试验黑标温度47，当温度升高时，光的破坏作用也将随之增大，尽管温度不影响主要的光致反应，但影响次要的化学反应10。曝晒 22 h前，10个样品在中温带有雨和无雨这两种耐候条件下的褪色程度基本一致，只有7#纯蓝色样品在两种条件下褪色程度有0.5级差异，其中条件1变色为34级，条件2变色为4级；曝晒44 h后，与条件2测试结果对比，锦纶材质的 1#和 8#在条件 1老化后的颜色褪色更为明显，1#样品低 1.0级，8#样品低 0.5级，这可能是由于条件1的每个老化循环中都有18 min喷淋，雨水引起热冲击，且雨水还可能冲洗除去表面老化降解的染料，将未老化的里层染料继续曝露至氙灯下进一步老化；其余7个聚酯材质样品在两种不同老化条件下褪色程度基本一致，可能是由于分散染料染色的聚酯材质面料自身的染料、纤维亲水性都差，抵抗潮湿引起的老化褪色能力比较强；继续曝晒至88 h后，除了8#抵抗耐老化褪色性能优异，色差仍可达到34级外，其余 9个样品颜色已经褪色老化严重，其中 2#、3#、6#色差降到了 23 级，1#、4#、5#、7#、9#和10#色差都降到了12级及以下。样品16 h；212 h；322 h；444 h；588 h图110个样品条件1-氙灯耐候老化不同时间的色差值CMC DE1#/深枣红/锦纶4861220102#/玫红/聚酯3#/酒红色/聚酯4#/橙色/聚酯5#/橙黄色/聚酯6#/土黄色/聚酯7#/纯蓝色/聚酯8#/天蓝色/锦纶9#/翠青色/聚酯10#/黑色/聚酯12345样品16 h；212 h；322 h；444 h；588 h图210个样品条件2-氙灯耐候老化不同时间的色差值CMC DE1#/深枣红/锦纶4861220102#/玫红/聚酯3#/酒红色/聚酯4#/橙色/聚酯5#/橙黄色/聚酯6#/土黄色/聚酯7#/纯蓝色/聚酯8#/天蓝色/锦纶9#/翠青色/聚酯10#/黑色/聚酯12345黄松，等：氙灯耐候条件下冲锋衣面料颜色老化性能49染整技术45卷综上所述，随着老化时间的延长，样品的颜色褪色越来越明显，即各个样品的CMC DE不断变大；一般耐光色牢度4级及以上的样品耐候褪色牢度也较好，氙灯老化22 h后基本褪色色差都在4级及以上，氙灯老化44 h后基本褪色色差都在34级及以上，氙灯老化88 h后基本褪色色差都在23级以下，老化时间以44 h内为宜。同样曝晒44 h，除了耐光色牢度4+级性能优异的样品外，普通样品的耐候色牢度通常要低于耐光色牢度0.51.5级；在曝晒44 h内，红、黄、蓝和黑色系的10个样品中，酒红色、土黄色和天蓝色样品的耐候色牢度较好，继续曝晒至88 h，仅剩天蓝色锦纶样品耐候色牢度优异。两种耐候测试条件都要严于普通耐光色牢度测试条件，两者不可相互替代；老化条件1-中温带有雨气候条件对锦纶织物颜色褪色老化影响较大，两种老化条件对聚酯织物颜色褪色老化影响基本一致。4结语（1）限于篇幅原因，仅对冲锋衣面料颜色老化性能进行论述，后续将探讨断裂强力、拒水性能的变化情况，增加样品量考察耐候色牢度和耐光色牢度之间的相关性。（2）随着老化时间的延长，普通冲锋衣面料的颜色褪色越来越明显，曝晒老化2244 h即可在一定程度上区分耐候色牢度的好坏。（3）中温带有雨气候条件对锦纶织物颜色褪色老化影响较大；中温带有雨和无雨两种老化条件对聚酯织物颜色褪色无明显差异。参考文献：1潘红琴,何子燕.GB/T 326142016 户外运动服装冲锋衣 标准解读J.中国纤检,2017(1):96-99.2罗隐,郭家良.浅谈 GB/T 326142016 户外运动服装冲锋衣 J.中国纤检,2016(11):98-100.3陈辉,罗景华.解析 GB/T 326142016 户外运动服装冲锋衣 新标准J.中国纤检,2016(8):96-98.4李学洋,杨永超,徐斌,等.冲锋衣功能性检验标准解析J.中国纤检,2016(5):109-111.5陈百顺,苏建梅,刘凤荣.户外运动服装冲锋衣 国家标准解读J.针织工业,2015(12):80-83.6王亚萍,王亚南,谢津.冲锋衣功能性指标结果分析J.中国纤检,2022(6):102-104.7楼陈钰.冲锋衣防水透湿功能评价方法研究J.现代纺织技术,2016(1):37-40.8王敏,朱洪亮.户外运动服面料特性与检测分析J.中国纤检,2012(16):60-62.9邹文静,袁媛.户外功能服装的检测与评价探讨J.中国纤检,2011(12):50-52.10张恒.QUV和 Q-SUN两种有效测试耐候性和光稳定性方法的比较J.汽车工艺与材料,2006(8):36-39,41.广告50