木材耐光色牢度实验评级方法

耐光色牢度（ｃｏｌｏｒｆａｓｔｎｅｓｓｔｏｌｉｇｈｔ）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［２－４］。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（ＢｌｕｅＷｏｏｌｓ）
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。

1、材料与方法
１．１ 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１１０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ（纵向×径向×弦向）的试件，见表１。

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４０ｍｍ×１０ｍｍ，编号为１～８，耐光色牢度从１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［５］。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ＩＳＯ１０５ Ａ０２－１９９３，美 国 标准 ＡＡＴＣＣ／ＥＰ１－２００５，国标 ＧＢ２５０－２００８，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×２０ｍｍ。
１．２ 试验设备
Ｘ２５Ｆ氙光衰减仪（日本），ＣＭ２５００／２６００分光光度计，测色仪。
１．３ 试验方法
参照 ＧＢ／Ｔ８４２７－２００８《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［３－４］。
１．３．１ 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８ｍｍ 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（ａ、ｂ）和色差（△Ｅ）的测量与计算［７］，如图１所示。图１ 测色点选取与标样的摆放
Ｆｉｇ．１ Ｏｆｆｓｅｔ－ｕｐｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｃｏｌｏｒｆａｓｔｎｅｓｓｔｏｌｉｇｈｔ将１８种试样与蓝色羊毛标样，分别固定在氙光

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３００～４００ｎｍ），相 对 湿 度 设 为５８％，黑板温度（ＢＰＴ）６５ ℃。
１．３．２ 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、ｂ、△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１小时内，每隔１０ｍｉｎ检测１次；第２小时内，每隔２０ｍｉｎ检测１次，之后每隔１ｈ检测１次。整个暴晒持续时间３２ｈ。

2、结果与分析
２．１ 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。
２．２ 分析与评级
１）在蓝色羊毛标样２达到灰卡３级时（２ｈ），色差△Ｅ 在３．０～３．８之间。在第１次检测时，△Ｅ 在３．０～３．８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（８ｈ），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；△Ｅ＜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（３２ｈ），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△Ｅ＞２．０，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（色差变化小），耐光色牢度与蓝色羊毛标样 ４ 级 相 同，即 被 评 为 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［８］，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［９］。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［１０－１１］。
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。

3、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１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。