标准概况与适用范围
CAN CGSB 4.2 No. 9.3-M90 (2013) 是加拿大通用标准委员会(CGSB)发布的纺织品试验方法标准,专门规定采用氙弧灯装置测定纺织品耐光色牢度的试验方法。该标准最初于1990年发布,2013年确认维持有效,属于 CGSB 4.2 纺织品试验方法系列中的第9.3号试验方法,与 ISO 105-B02 及 AATCC TM 16.3 在技术上具有等效性。
本标准适用于各类纺织品,包括纤维、纱线、机织物、针织物、非织造布及经过后整理的制品。其主要用途是评估纺织品在模拟日光(含紫外、可见及红外光谱)照射下颜色变化的抵抗能力。通过规定条件的氙弧灯曝晒,结合蓝色羊毛标样或灰色样卡对试样的变色进行评级,从而判定产品的耐光色牢度等级。
该标准特别适用于以下场景:
- 产品质量控制与验收,尤其针对出口加拿大的纺织产品;
- 新型染料、助剂及整理工艺的研发筛选;
- 材料在室内或室外光照环境下的长期耐候性比对。
标准实施益处:采用 CAN CGSB 4.2 No. 9.3-M90 (2013) 进行耐光色牢度测试,可有效确保产品达到加拿大市场准入要求,减少因褪色导致的客户投诉和退货风险,提升品牌的国际市场信誉。同时,该标准与国际主流方法协调一致,便于全球贸易中的检测互认。
本标准已于 2026 年 经 CGSB 复审并继续推荐使用,是目前加拿大纺织品色牢度检测领域的重要参考文件。
主要技术内容与要求
测试原理
将待测试样与一套蓝色羊毛标样(Blue Wool Standards)同时置于氙弧灯下曝晒,光源经过滤以模拟通过窗玻璃后的日光(常规方法)或直接日光(可选方法)。曝晒至规定终点(通常为第一阶段达到灰色样卡4级变色或蓝色羊毛标样达到特定等级)后,在标准光源下用灰色样卡评定试样的变色等级。测试结果以蓝色羊毛标样等级(如 1~8 级,1级最差,8级最优)或直接变色等级(如 4 级、3-4 级等)表示。
关键设备与材料
| 设备/材料 | 主要技术指标 | 符合标准 |
| 氙弧灯试验箱 | 光源:水冷或风冷氙弧灯;功率 1.5 kW~6.5 kW;滤光系统:硼硅酸盐玻璃/钠钙玻璃组合 | ISO 105-B02,CIE 85 |
| 黑板温度计 / 标准黑标温度计 | 黑板温度 (BPT) 或黑标温度 (BST) 范围:40℃~80℃,控制精度 ±2℃ | ISO 105-A06 |
| 蓝色羊毛标样 | 符合 ISO 105-B02 的 1~8 级标样;或 L2~L9 系列标样 | ISO 105-B08 |
| 评定用灰色样卡 | ISO 105-A02 变色样卡,分为 1~5 级,中间半级 (如 4-5) | ISO 105-A02 |
| 标准光源灯箱 | D65 光源(6500 K),照度 600 lx~1200 lx | ISO 105-A01 |
试样准备
- 试样尺寸:通常为 10 mm × 60 mm(长条)或 30 mm × 30 mm(方块),与蓝色羊毛标样大小一致。
- 数量:每组测试至少准备一块试样,如需湿度条件调试则需额外试样。
- 状态调节:在标准大气 (20±2℃, 65±4% RH) 中放置至少 4 小时后再装样。
技术提示:对于颜色较深或染色工艺特殊的样品,建议同时准备多份试样平行曝晒,以减少因试样不均匀带来的误差。此外,某些荧光增白或含光学增白剂的纺织品在曝晒初期可能发生不可逆变化,需在曝晒前记录初始荧光状态。
曝晒条件设置
根据标准中规定的两种常用条件,操作人员需选择合适参数:
- 中等有效湿度条件(适宜多数纺织品):黑标温度 (BST) 45±3℃,相对湿度 40%±4%,黑板温度 (BPT) 50±3℃。
- 高湿度条件(模拟热带或室内窗边):黑标温度 (BST) 40±3℃,相对湿度 60%±5%,黑板温度 (BPT) 45±3℃。
辐照度控制:在 300 nm~400 nm 波段设定为 42 W/m²(典型值),或使用日光滤光器使光谱能量分布符合标准日光。
测试步骤与评级
- 将试样与蓝色羊毛标样按顺序固定在试样架上,部分遮挡以形成曝晒段与未曝晒段对比。
- 设置并稳定氙弧灯箱至所需条件,启动曝晒循环(连续光照或明暗周期,如 102 min 光照 + 18 min 模拟降雨(可选))。
- 定期监控黑板/黑标温度及湿度,使用辐照度计校准累积能量。
- 曝晒至第一终点:当某级蓝色羊毛标样(通常为第3级或第4级)的变色达到灰色样卡4级时停止曝晒;或按照合同要求继续曝晒至更高级标样。
- 取出试样与标样,在标准光源下立即用灰色样卡评定试样的变色等级,记录评级结果(如 4 级、3 级等)。
实施与应用要点
实验室环境要求
标准规定试验应在无阳光直射、无尘、温度控制在 20±2℃、相对湿度 65±4% 的恒温恒湿实验室中进行。评级区域应安装 D65 标准光源,避免其他光源干扰。操作人员需经过色觉鉴定合格,以保证评级结果的一致性和公正性。
设备校准与维护
- 每周用辐射计校正辐照度,误差不超过 ±5%。
- 每月清洁氙灯滤光器及反射器,确保光谱分布正常;灯泡累计使用超过1500小时或出现光衰时需更换。
- 黑板/黑标温度计每年送检,标准样品(蓝色羊毛标样)应在有效期内使用,且每批标样需提供溯源证书。
重要注意事项:直接暴露在氙弧灯下会对操作人员的眼睛和皮肤造成伤害,试验期间必须关闭箱门并开启联锁保护。设备维护时须佩戴专用防紫外线护目镜。另外,不要将不同批次或不同制造商提供的蓝色羊毛标样混合使用,以免影响评级准确性。
常见误区与纠正
- 误区一:认为曝晒时间越长,色牢度评级越准确。 实际上,过度曝晒可能导致样品发脆或退色后颜色无法正确对照,必须严格按照终点控制(如到某级蓝标褪至灰卡4级时停止)。
- 误区二:忽略湿度对测试结果的影响。 高湿度会显著加速某些染料的褪色。对于湿度敏感样品,建议同时进行中等湿度与高湿度条件测试,以便全面评估。
- 误区三:评级时未使用遮光板区分曝晒/非曝晒区域。 必须使用不透明挡板遮盖部分试样,以确保评级时有同一试样的未曝晒部分作为参照。
与其他标准的关系
CAN CGSB 4.2 No. 9.3-M90 (2013) 在技术内容上与以下国际标准高度协调:
- ISO 105-B02:2014 纺织品——色牢度试验——第 B02 部分:耐光色牢度:氙弧灯试验。两种标准在设备、蓝色羊毛标样、曝晒条件及评级方法上基本一致,仅在个别运行循环细节上有微小差异。
- AATCC TM 16.3-2018 耐光色牢度:氙弧灯。该标准主要在美国及北美纺织贸易中广泛使用,与 CGSB 方法在实际操作层面可以互认,但注意湿度调节方式和终点判定略有区别。
- CAN/CGSB 4.2 No. 9.1 同系列中采用碳弧灯作为光源的方法,目前已被氙弧灯法逐步取代,因为氙弧灯的光谱更接近自然日光,结果更具代表性。
安全关键要求:执行 CAN CGSB 4.2 No. 9.3-M90 (2013) 时,必须严格遵循设备制造商的安全操作指南。氙弧灯在运行时会产生强紫外辐射和高温,试验箱门未完全闭合时不得启动、不得打开。此外,定期检查冷却水系统(水冷机型)和通风装置,防止因过热导致灯管爆裂或火灾风险。任何违反操作规程的行为都可能带来人身伤害和设备损坏。
常见问题 (FAQ)
问:CAN CGSB 4.2 No. 9.3-M90 (2013) 与 ASTM 标准中的耐光测试方法有何区别?
答:该标准与 ASTM E 1347(光学性能)等不同,但最主要的相关 ASTM 标准为 AATCC TM 16.3。CGSB 与 AATCC 在湿度控制、终点判定(AATCC 常用 L4 蓝标或灰色样卡 4 级)以及循环设置上略有差别。两者通常可以互相接受,但在出具检测报告时需明确注明所采用的标准方法。
问:测试中蓝色羊毛标样需要一次性使用吗?
答:蓝色羊毛标样在曝光过程中会逐渐变色,通常为一次性使用,不可重复使用。每一片标样只能用于一次曝晒周期,因为其变色过程不可逆。建议购买符合 ISO 105-B08 或 CGSB 认可的大品牌校准标样,保证批次间的色差稳定性。
问:如果试样的变色等级正好在两个等级之间(如介于 4 级和 3 级之间),如何评定?
答:灰色样卡允许半级评级,因此在 4 级和 3 级之间可以记为 3-4 级。实际操作中,应有至少两名评级人员独立评定并取平均值。若争议较大,应使用光度计测量色差(CIELAB ΔE*ab),再按照相关附录(如 ISO 105-A05)将色差转换为等级。
问:是否需要考虑样品的光泽度或纹理对评级的影响?
答:是的。对于有光泽、起绒或凹凸纹理的织物,应在标准光源下以 45°/0° 几何条件进行观测,避免直接反射导致误判。必要时可将试样旋转 45° 或 90° 多次观察,取最能代表颜色变化的评级结果。
注:本文基于 CAN CGSB 4.2 No. 9.3-M90 (2013) 发布内容整理。实际测试应以最新正式版本为准。数据和观点仅用于技术交流,不构成法律或认证依据。