木材耐光色牢度评级方法简析

耐光色牢度(colorfastness to light)是指材料抵抗由日光或人造光源暴晒，而引起其颜色特性发生改变的能力[1]。耐光色牢度愈高，材料抵抗变色的能力愈强。
一般来说，直接用于室外，或作为产品的表面装饰材料，如塑料、涂料、装饰用木材、纺织品、印刷品等，无论是考虑到暴晒条件，还是装饰材料自身的视觉要求，耐光色牢度都是一个不可忽视的因素。目前，塑料、纺织品、印刷品和涂料行业，均有相关的耐光色牢度试验方法标准[2剖。其中，纺织行业中的标准体系，不仅有详细的耐光色牢度试验方法，还有具体的评级方法，即蓝色羊毛标样(Blue Wools)耐光色牢度评级体系[2]，初用于染料的耐光色牢度评级方法，现在已延伸到各种材料领域。
在木材行业，目前尚无相关标准对其耐光色牢度进行评级。实际上，木质产品表面的耐光色牢度，一定程度上可影响家具、地板等产品的整体价值。同时，随着近几年木建筑房屋和景观木材等应用范围的扩大，亦对木材产品的耐光色牢度提出了新的要求。因此，对木材及其制品的耐光色牢度进行测评愈加体现出其重要性。
笔者借鉴纺织品耐人造光色牢度标准，对18种市场上地板、家具常用的木材，进行耐光色牢度评级。同时分析在此种评级方法中存在的问题，并提出可行的改进建议，旨在为建立木材耐光色牢度的评级方法标准提供参考。

一、材料与方法
1、试验材料
1)18种地板、家具常用材，国家人造板与木竹制品质量检验中心提供，材种自然干燥至含水率18％，锯切成规格110 mmX20 mm×2 mm(纵向×径向×弦向)的试件.
2)蓝色羊毛标样，欧洲研制和生产，符合GB／T730-2008《纺织品色牢度试验蓝色羊毛材料(1～7)级的品质控制》要求，尺寸均为40 mm×10 mm，编号为1---,8，耐光色牢度从l到8依次升高，且相邻2个标号中，后者的耐光色牢度较前者约高一倍L5j。购于纺织工业标准化研究所。
3)灰色样卡，评定变色用，由9对灰色卡片组成。根据观感色差分为5个整级色牢度档次和4个半级档次，共9档，见表2。
灰卡符合国际标准ISO 105 A02—1993，美国标准AATCC／EP 1-2005，国标GB 250—2008，购于纺织工业标准化研究所。
4)不透光窄条，采用锡箔纸制成，尺寸60 mm×20 mm。
2、试验设备
X25F氙光衰减仪(日本)，CM2500／2600分光光度计，测色仪。
3、试验方法
参照GB／T 8427—2008《纺织品色牢度实验耐人造光色牢度：氙弧》中的方法2进行试验。但由于木材表面纹理复杂，很难通过目测准确判断出木材试样色差与蓝色羊毛标样哪一级别相近。因此对方法2
做如下改进：
1)暴晒时，使用测色仪测量木材表面色差，取代标准中采用与灰卡目测对比获得色差等级的方法，但蓝色羊毛标样暴晒前后，仍使用与灰卡目测对比的方式得出色差等级。
2)评级时，不采用暴晒试样和蓝色羊毛标样对比的方式评级，每个暴晒阶段，均用仪器测量的色差值与灰卡的等级进行对比。
用仪器测量取代目测的方法，已在塑料等行业相关标准中实行[“]。
①、试样准备
首先，对暴晒前的18种试材进行测色，选用分光光度计中的Lab模式，选择8 mm的测量孔径，在各试材上，分别取4个点进行明度值(L)、彩度值(口、6)和色差(△E)的测量与计算[7]，.衰减仪的固定夹上，同时，用不透光锡箔纸遮盖在蓝色羊毛标样上(图1)。设定辐射光源辐照度为42W／m2(波长在300---400 nm)，相对湿度设为58％，黑板温度(BPT)65℃。
②、试验过程
1)不时取下蓝色羊毛标样，掀起锡箔纸，检测蓝色羊毛标样的光照效果。当蓝色羊毛标样2的变色程度达到灰卡3级时，记录此时的暴晒时间和辐照量，测出并计算18种试样的L、a、b和△E值(第1次检测)。
2)继续暴晒，至羊毛标样4的颜色与灰色样卡4级相同时，记录暴晒时间和辐照量，检测18种试样的L、a、6、△E值(第2次检测)。
3)暴晒至羊毛标样6达到灰色样卡4级，记录暴晒时间和辐照量，测量18种试材的L、a、b和△E值(第3次检测)。
4)蓝色羊毛标样7的变色等于灰色样卡4级时，或耐光的试样产生的色差达到(3．4+0．4)范围内时，试验终止。
暴晒的第l小时内，每隔10 rain检测1次；第2小时内，每隔20 min检测1次，之后每隔1 h检测1次。整个暴晒持续时间32 h。

二、结果与分析
1、检测结果
暴晒过程中，18种试样在3次检测时的色差变化情况，列于表3。
2、分析与评级
1)在蓝色羊毛标样2达到灰卡3级时(2 h)，色差△E在3．o～3．8之间。在第1次检测时，△E在3．O～3．8之间的木材试样，被评为2级；△E>3．8的试样，表明其耐光色牢度<蓝色羊毛标样2级，即被评为1级；△E<3．0的试样，暂评为3级以上。
2)蓝色羊毛标样4变色至灰卡4级时(8 h)，在第1次检测中暂被评为3级以上的试样，以及第2次检测时的△E在1．4～2．0之间，被评为4级；若试样△E>2．0，说明试样耐光色牢度<羊毛标样4级，被评为3级；AE<1．4，暂被评为5级以上。
3)在蓝色羊毛标样6到达灰卡4级时(32 h)，暂评为5级以上的试样，和第3次检测的△E介于1．4-2．0之间的试样，则被评为6级；若试样AE>2．O，被评为5级；若△E<1．4，则被评为7级以上。18种树种评级结果如表4所示。
在实际评级过程中，当羊毛标样4到达灰卡4级时，柚木的△E为1．53，介于1．4～2．0之间，等于灰色样卡4级，说明柚木试样耐光(色差变化／b)，耐光色牢度与蓝色羊毛标样4级相同，即被评为4级。从评级结果也可看出，本试验中的18个木材试样的耐光色牢度高等级为4级。
蓝色羊毛中的发色团包括C=C、S=O、C=N、N=N等[8J，木材中的主要发色基团存在于木质素和抽提物中，为共轭碳碳双键、共轭羰基、苯醌等结构嘲。虽然两种材料的发色团不同，但皆随光源辐照量的增加而发生色差变化[1¨1|。
因此，通过蓝色羊毛标样来控制暴晒时间，可以。形成光辐照量梯度，进而考察每种木材试样在不同辐照量下的色差变化。

三、结论
1)通过色差仪对18种地板和家具装饰常用材的耐光色牢度进行评级。其中，4种木材耐光色牢度为l级，5种为2级，8种试材达到3级，仅有柚木达到4级。
2)在借鉴纺织品色牢度评价方法的基础上，本研究提出的评级方法，木材耐光色牢度的检测结果准确度提高，更适用于木制品的生产。
3)在今后的研究中，建议采用更精确的方法，控制试件的暴晒周期。

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