SAE J2412测试标准及相关测试方法
时间：2014-10-27 阅读：3635
1. 范围
1.1 本标准规定了应用可控辐照度氙弧灯装置对各种类型的汽车内饰件进行加速暴露的试验方法。
1.2 是建立在SAE J1885试验参数的性能标准。
1.3 本标准不包括试验的持续时间，样品的制备，及性能的评价步骤，这些指标在不同的汽车制造厂商的材料说明中有所涉及。
1.4 合格的实验设备是通过SAE J1885认可的设备及计划来做SAE J2412试验的设备之间的材料试验比较来确定的。要有一份明确的试验协议。试验双方必须通过做材料试验来比较新的试验设备与先前认可的设备。利害关系的一方要详细地规定试验协议的内容及所试验的材料。在本试验方法出版公布时，委员会要以SAE J2413为编号，题目为“验证新的试验设备的草案”。
1.5 任何对本标准中试验方法的偏离，如过滤器的连接，必须获得试验双方同意
2.参考
2.1规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，SAE的版本适用于本标准。
2.1.1 SAE 标准
源自于SAE ，400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001
SAE J1767 确定汽车内饰件材料色牢度的色差测量方法
SAE J1885 应用可控辐照度水冷式氙弧灯装置对汽车内饰材料进行加速暴露的试验方法
2.1.2 ASTM 标准
源自于ASTM,100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken,PA 19428-2959
ASTM D859 水中二氧化硅的测试方法
ASTM D 4517使用无火焰原子吸收光谱法测定高纯度水中低浓度二氧化硅总量的试验方法
ASTM G 113 有关非金属材料自然及人工气候老化试验的专门术语
ASTM G 130 使用光谱辐射计校准窄带和宽带紫外辐射计的标准试验方法
ASTM G 147 自然与人工气候老化试验用非金属材料的状态调节和处置标准操作规程
ASTM G 151 在采用实验室光源的加速试验设备中对非金属材料进行暴露的标准操作规程
ASTM G 155 对非金属材料进行暴露的氙弧灯装置标准操作规程
2.1.3 相关的标准
American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC)
美国纺织化学师与印染师协会
P.O. Box 12215,Research Triangle Park, Norht Carolina 27709
AATCC 评价程序1
AATCC L-2蓝色羊毛耐光标准织物
AATCC L-4蓝色羊毛耐光标准织物
3.定义
3.1黑板温度计
一种温度测量装置，涂有黑色涂层的传感器，在褪色/老化试验中，可以吸收大部分的辐射能量。
3.2 黑色标准温度计
如ASTM G147 所定义的。
注意-- 在自然或人工的光照下，这些装置提供样件可能达到的zui高温度。
3.3 标准中所适用的定义可以在ASTM G 151 找到。
4. 重要性和用途
4.1本试验方法通过模拟汽车车厢内饰材料在实际使用过程中存在的极值环境条件，如光、热、湿气等环境因素，达到对汽车内饰件及内饰件用材料进行性能预估的目的。
5. 试验设备
5.1设备制造商应对试验设备的认可负责，必须提供与试验关键的参数指标相一致的验证，还要包括按照合约双方要求提供的光谱能量分布等。一致性测试所使用的原材料应该包括认可的多种标准参考材料，例如，测试纺织聚苯乙烯和/或在适当的情况下的AATCC L4 & L2蓝色羊毛织品。设备制造商应提供一些必要的数据来证明各种不同型号设备之间的试验结果可比性，zui基本的数据应包括(1)250nm~800nm 之间的所有的相关的光谱能量分布的数值;(2)标准参照材料的重复性与再现性数据。合约双方应在试验前对设备类型进行确认。
注：在日常试验中，不同的设备可能会得出不同的试验结果，试验结果将依赖于试验样品的特性和试验设备的设计。对试验设备更详细的描述参考ASTM G 155章节4.3和4.4
5.2 所采用的试验设备以氙弧灯作为辐照光源。试验样品安装于试验箱内，应保证所有试验样品的试验条件一致。试验设备必须能通过一定方式自动控制辐照度、黑板温度、箱内温度和箱内相对湿度。试验开始前，试验双方应该就试验设备制造商和试验设备型号达成一致。
5.2.1 对试验设备更详细的描述参考ASTM G 151和ASTM G 155。
5.3 试验设备应安装有非绝缘的黑板温度计，如ASTM G151所描述的，除非合约双方另有约定。
5.4 试验设备的制造商应确保在试验样品暴露区域任何位置的辐照度至少为此区域zui大辐照度的70%。
5.4.1 如果距离暴露区域中心位置zui远端的辐照度为中心辐照度的70%～90%，则必须将试验样品放置于能够达到zui大辐照度90%的区域之内。
6 设备的安装
6.1 应依据设备制造商的指引减少可变性，维护和校准对设备造成的影响。附录B 描述了通过使用参照材料，来帮助确定氙弧灯是否在期望的范围内进行操作。
6.1.1 用于加湿和其他用途的水不应在暴露的试验样品上留下任何沉积物或污迹。所用水中固体颗粒含量不应超过1ppm，二氧化硅含量不超过0.2ppm，二氧化硅含量的测定应参照ASTM D 859 或ASTM D 4517。如组合使用去离子法和反渗透法处理能够得到所要求纯度的水。
6.1.2 如果适用的话，应先关闭设备上的所有喷水装置，以防止对试验样品的意外喷淋。
6.1.3 如附录D，表D1及图D1说明的，安装氙弧灯管，并且带有可以提供光谱能量分布的扩展紫外线过滤器。
6.1.4 设备制造商应对试验设备的认可，及由不同的OEM厂家所要求的光谱能量分布负责。所认可的聚苯乙烯及其它的由OEM提供的作为控制的原材料的使用将决定设备的认可。设备制造商应提供一些必要的数据来证明各种不同型号设备之间的试验结果和本标准的一致性，zui基本的数据应包括(1)250nm~800nm 之间的相关光谱能量分布数值;(2)目前认可的聚苯乙烯标准参照材料的重复性与再现性数据。
6.1.5 根据表1 参数对试验设备进行交替循环地操作。
注1：SAE J1885 中规定的默认辐照度是340nm 处0.55W·m-2·nm-1，如果设备是用宽通带进行控制，而不是窄通带，应采用不同的辐照度设定值，而不是表1所列的数值。另外，如果试验双方同意，可以采用比较高或比较低的辐照度。但是对于聚苯乙烯参照材料的无效的数值，已经在附录B中列出。
注2：如果试验双方同意，循环周期可另行约定。例如，如果辐射度值有别于默认值，则要进行说明指出。
7. 试验步骤
7.1 准备样品，使其能安装于试验设备所用的试样夹中，并按ASTM G 147 中的要求对试验样品进行状态调节和处置。
7.2 试验样品尺寸必须符合所认可试样夹的尺寸，超出尺寸的试验样品可能不会获得正确的暴露试验结果，不规则试验样品的正确的安装方式可以从合约双方正在测试的原材料中获取。试验样品距光源的距离是影响试验样品所受辐照度、试验样品表面温度和暴露试验结果的重要因素，应依据设备制造商的指引进行操作以使试验样品能够得到均匀的辐照。
7.3 用于内饰件的纺织品进行试验时应加白纸板作为背衬。除纺织品外的其他类型试样样品，如果尺寸小于试样夹，则应该用白纸板作为背衬。
7.4 为了保持所期望的的气流，试样架上所有的空位都应用惰性、不反光材料(如白纸板等)来填满，如果平板产生明显变形则应予以更换。
7.5 设定好老化装置所需达到的辐照量(如KJ.m2.nm-1@340nm)，并确保以光照周期为起点开始试验。参考材料说明，使其适应参考材料的进度时间。
7.6 对于某些设备或材料，在暴露试验过程中，需要定期变换试验样品的位置，以确保每个试验样品均获得相等的辐照量。如果材料数据没有特别说明，试验双方应就更换试验样品方式达成一致。
注1：必须注意不要将有可能不相容的试验样品放在一起进行试验，如纺织品不应与发泡材料、塑料等一同进行试验。
注2：试验一旦开始，每天中断试验不能超过一次。额外的操作，如打开试验箱进行样品检查等，可能会导致试验结果出现偏差。
8 评价和报告
8.1 试验样品试验完毕后的变色程度应该依据合约双方的约定进行评价和报告，以下的一个或多个的评价方法将会涉及到：
8.1.1 仪器测量法
8.1.1 用仪器测量试验样品在试验前和接受一定辐照量后在CIELAB 色空间上的颜色值，并计算色差，测量过程可参照附录B。
8.1.2 目测评价
8.1.3 按照AATCC 评价程序1，采用AATCC 灰标对色差的色牢度的等级进行分配。
8.1.4 在AATCC 评价程序1 中所规定的目测条件下，对变色程度用下列术语进行定量描述：
a) 无变化—― 试验样品在色调、明度、饱和度上均无变化;
b) 轻微变化—―对试验样品进行近距离的仔细检查，才能观察到试验样品在明度和(或)饱和度上的变化，但色调无变化;
c) 明显变化—―容易观察到试验样品在明度和(或)饱和度上的变化，和(或)色调变化;
d) 严重变化—―明度、饱和度和(或)色调的严重变化。
9. 试验报告
9.1 一份暴露控制/报告表格(图形1)，表明所暴露的参考材料在CIEKLAB色差仪中的色变情况，每个提交用来认可的暴露样件都要附带这样一份报告。如果任何一个色差的数据点超出了规定的公差(控制极限)，则在空白处要写明原因，及纠正措施。
9.2 暴露控制/报告表格要包括如下的附加的信息：
1 试验室名称
2. 试验设备的型号和编号
3. 控制图上所列明的试验设备操作的年，月时间。
4. 采用的试验方法
5. 参照材料，包括批次等
6. 参照材料监控周期，如每天、每三天、每周等
7. 参照材料在CIELAB色差仪上的色变，目标值，及公差
8. 参照材料每月色差平均值
9. 参照材料1在CIELAB色差仪上的色差测量值
10. 参照材料2在CIELAB色差仪上的色差测量值(如果使用一个以上的参考材料情况下)
11. 黑板(BPT)温度或黑标温度每日(不包括周末和假日)实测值，在设备特定的区域内，当亮和暗达到一个平衡，再读取这些数值。
12. 干泡温度或箱室温度每日(不包括周末和假日)的实测值，在设备特定的区域内，当亮和暗达到一个平衡，再读取这些数值。
13. 辐照度设定值
附录A
维护与校准
A.1 维护
A.1.1 为获得的试验结果，老化设备必须定期进行清洁。一般来说，清洁的频次主要由试验用水的质量，以及仪器用气和实验室中空气的质量来决定。
A.1.2 清洗步骤请参考设备使用说明，应对以下部件予以特别关注：
试验箱
经过条件处理后的箱室(如适用)
氙弧灯滤光器
光学组件
黑板温度计(BPT)
氙弧灯管
A.2 更换计划
A.2.1 氙弧灯及相关部件
一般来说，当规定的辐照度无法达到或部件产生明显可见的变化时，如滤光器变色、灯管不透明度增加等，应该氙弧灯和(或)滤光器进行更换。非上述情况则应严格依照设备制造商的指引更换耗材，特别注意以下部件：
氙弧灯
滤光器
光学部件
A.2.2 当黑板温度计失去表面光泽无法维护或底金属裸露时，应更换黑板温度计。
A.2.3 每周检查湿灯芯，当观察到变形或有沉积物时，则更换掉。应参考设备制造商的设备维护指引，对设备的湿度控制系统进行维护。
A.3 校准
A.3.1 每天对设备运行状况进行检查，以保证表2中的各项试验参数和其它重要试验参数符合规定要求。并且，同时确保表2中的各项参数和其它重要试验参数每天被准确记录。
A.3.2 每两周根据设备制造商的指引对试验设备进行校准。如果试验双方同意以AATCC L-4蓝色羊毛织物作为参照材料，推荐在星期四进行校准。
A.3.3 如果要求得到校准的依据，的汽车制造厂商来得到正确的报告表格。用制造厂商的表格来来记录校准信息。
附录B
耐光色牢度评价程序
(AATCC 蓝色羊毛耐光标准织物)
B.1 范围
B.1.1 本附录描述了以AATCC蓝色羊毛耐光标准织物作为参照材料对氙弧灯试验装置是否正常运行进行监控的程序。
B.1.2 用仪器测量获得参照材料在试验前和接受一定辐照量后在CIELAB色空间上的颜色值，并计算色差。
B.1.3 AATCC L-2蓝色羊毛耐光标准织物应每日暴露，而AATCC L-4蓝色羊毛耐光标准织物可连续暴露三天。如果双方同意，可仅采用AATCC L-4蓝色羊毛耐光标准织物。
B.2 程序
B.2.1 用于测量的仪器应能在D65光源，10度视角下测量CIELAB色空间中的颜色值。如果采用漫射照明方式的仪器，则在测量时应包含镜面反射装置(详见SAE J1767)。
B.2.2 根据制造商的指引对测量色差的仪器进行校准。
B.2.3 标准织物进行测量时需以白纸板作为背衬，在标准环境下对衬后的标准织物进行不少于2小时的状态调节(相对湿度50%±5%，温度22℃±3℃)。测量前，在标准织物与白纸板之间再插入一层未暴露的同样标准织物。
注： 标准织物对光敏感，当作为背衬用的标准织物出现明显变色后应进行更换(一般在使用50次后)。
B.2.4 应保证标准织物紧贴仪器测量口，并保证所测量的部件表面是平整的。
B.2.5 在CIELAB色差仪进行*次测量完成后，将标准织物旋转90度再进行第二次测量，将二次测量的平均值作为标准织物的颜色初始值。测量完毕后，取出作为背衬的织物，放置于密封容器中备用。
注： B2.5中所获得的测量值，不能被使用于不同的参考织物样件。每一个样件在暴露前必须经过预处理和测量。
B.2.6 先将以白纸板作为背衬的标准织物固定于试样夹上，再紧靠黑板温度计牢固放置于试样架上。
B.2.7 在黑暗周期结束时开启试验设备，经试验双方同意，可采用AATCC L-2和(或)AATCC L-4蓝色羊毛标准织物作为参照样品进行监控。
B.2.8 经过规定的辐照量后，取出参照样品，白纸板背衬，并在标准环境下进行不小于1小时的状态调节(相对湿度50%±5%，温度22℃±3℃)。
B.2.9 重复B.2.2至B.2.5的测量步骤，对试验后的参照样品进行颜色测量，并结合初始测量值，计算出试验后的Delta L*,a *,b*和E*数值。
B.2.10 将得出的色差值Delta E*与AATCC提供的同批蓝色羊毛标准织物性能表进行比较。
注： 供应商(AATCC)对每个参考织物都要提供确定数值，该确定数值是在购买参照纺织是由IFAI 运输部提供的。
B.2.11 如果得出的色差值ΔE*不在标准性能表中对应项的容许范围之内，停止试验，直至设备问题找到并解决。
B.2.12 每组试验样件经过规定的暴露照射时间后，，在试验期间根据参考纺织件的数值，Delta E*，在暴露控制/报告表格(图1)上记录并报告颜色变化。
附录C
聚苯乙烯耐光标样
C.1 范围
C.1.1 该附录描述了使用聚苯乙烯耐光标样作为参考标样，来帮助确定氙弧灯的设备操作是否运行正常。
NOTE- 标样的Delta B是建立在J1885试验方法的基础上。它们不适用于辐射等级比较高或比较低的试验，或者使用扩展紫外线过滤器以外的不同过滤连接装置的试验。监测UV在宽带而不是窄带范围的老化设备要应用等同的宽带辐射剂量，目的是使用所提供的目标值。注意：宽带(300nm-400nm)等同于340nm处的0.55Wm-2nm-1，其值为60 Wm-2。
C.1.2 用仪器测量获得参照材料在试验前和接受一定辐照量后在CIELAB色空间上的颜色值，并计算色差。
C.1.3 聚苯乙烯耐光标样要暴露于一定的相当于2到7天周期的辐射剂量(例如KJ.m-2.nm-1)。
C .2 步骤
C .2.1 在该步骤用于测量色差的仪器应包括光学元件，并且能在D65光源，10度视角下测量CIELAB色空间中的颜色值。不允许有任何的替代，在测量中有可能要使用到传送或反射模式。
C.2.2 根据制造商的指引对测量色差的仪器进行校准。
C.2.3 反射模式
C.2.3.1 将一片未暴露的参考塑料在背面衬上一块白色校正瓷片，并且对准仪器的采样点。
注- 采取措施也避免周围灯光的干扰。
C.2.3.2 读取初始的测量数值，把它作为鉴别参考塑料件的标准测量值。
注- 为了保护白色校正色板的表面。为了这些测量，建议再买一张校正色板。
C.2.3.3 将先前测量过的圣者塑料件放于试样夹上，再紧靠黑板温度计牢固放置于试样架上。
C.2.4 透射模式
C.2.4.1 将一片未暴露的参考塑料放于一个恰当的位置，按照仪器制造商的推荐使用测量透射率。如果没有特殊的建议，那么该塑料片尽可能地与侦测器靠近。
C.2.4.2 对着仪器的外置采样口放置一块白色瓷片用于校正。
C.2.4.3 读取初始的测量数值，把它作为鉴别参考塑料件的标准测量值。
C.2.5 将先前测量过的圣者塑料件放于试样夹上，再紧靠黑板温度计牢固放置于试样架上。
C.2.6 在黑暗周期结束时，启动试验暴露装置，并且把参考塑料件暴露于辐射中。(如340nm处的KJ.m-2.nm-1)，周期相当于2到7天的时间。
C.2.7 经过暴露辐射后，从装置中拿走参考塑料件。
C.2.8 依照C.2.3 或 C.2.4中阐述的颜色步骤，对暴露的标准参考塑料件重复操作，使用先前存储的以前暴露的测量值，计算出Delta b*数值。
C.2.9 将数值Delta b*与所使用的循环图表进行比较。
C.2.9.1 参照塑料的供应商(试验纺织)要提供图表，该图表是在购买聚苯乙烯标样时由IFAI运输部提供的。
C.2.10 如果得出的色差值Δb不在供应商规定的数值之内，则立即依据2.12条款，按照另一个聚苯乙烯标准来操作。
C.2.11 每组测试样件完成了它们各自的辐射暴露之后，依据在试验期间所使用的参照塑料的Δb值，记录并报告色变信息变化。
C.2.12 每次校准后(每两周一次)，聚苯乙烯标样接受规定量的千焦耳暴露照射。如果参照材料不符合规定，则更换另一个聚苯乙烯耐光标样在短时间内接受暴露照射。(如75.2KJ/m2或者112.8 KJ/m2，为期三天的周末)。如果聚苯乙烯标样仍然不符合规定说明，则停止试验，直至问题找到并解决。
注- 为了保护白色矫正板的表面，建议再买一个校正板来测量。
C.2.13 使用聚苯乙烯的目的就是监测试验的性能。是用来做统计过程控制的(SPC)。如果一个点超出范围，但它并不影响整个试验的有效性。
附录D
(规范性附录)
配置扩展紫外线滤光器后的氙弧灯典型光谱能量分布(SPD)
D.1 范围
本附录包括一些参考表和图。
注 1. 在290nm～800nm波长通带内(见CIE出版物No.85:1989)，扩展紫外线过滤器过滤后的紫外辐照度占11%，红外线附近的可见光辐照度占89%。受试验样品数量和光反射能力的影响，试验样品表面所受辐照的光谱能量分布同上表相比可能会有zui高达30%的波动。
2. 对扩展紫外线的光谱，当340nm处的辐照度为0.55W/m2时，300nm～400nm宽通带的辐照度近似于60.0W/m2。
3. 表D1中的光谱能量分布数据(SPD)是通过矩形积分计算得到的。该数据所建立的基础是250nm-400nm波长通带是81光谱，同样37光谱被用于400nm-800nm区域。矩形积分方程如下。
在已知波长通带的情况下，应用矩形积分，计算辐照度，波长间隔为2nm。
其中：
Ix,y—―(x~y)nm波长通带内的总辐照度;
x—―波长通带下限值;
y—―波长通带上限值;
in—―波长n处的辐照度。
也可使用其它积分方法来计算光谱能量分布，但可能会得出不同的数值。
当要与表D1中的光谱能量分布数据进行比较时，必须采用相同的矩形积分法计算。
表D1(第2 部分)基于37SPDs,在50处的400nm～800nm 波长通带光谱能量分布
图1-扩展紫外线过滤器与日光能量分布图比较(SPD)
基本原理
不适用
SAE标准与ISO标准的关联
ISO 4892-1 塑料实验室光源曝晒方法第1部分总则
ISO 4892-2 塑料实验室光源曝晒方法第2部分氙灯光源
应用
该试验规定了可控辐照度氙弧灯汽车内饰件进行加速暴露的试验方法
本标准不包括试验的持续时间，及在SAE建议的规则中包括的样品的制备，及性能的评价步骤，这些指标在不同的汽车制造厂商的材料说明中有所涉及。
在本试验方法中，没有建立试验材料的重复性和再现性数据的公差。性能评估步骤要考虑试验试备的可变性，及所测试的每个等级的材料的可变性。
参考部分
SAE J1767 确定汽车内饰件材料色牢度的色差测量方法
SAE J1885 应用可控辐照度水冷式氙弧灯装置对汽车内饰材料进行加速暴露的试验方法
ASTM D 859 水中二氧化硅的测试方法
ASTM D 4517 使用无火焰原子吸收光谱法测定高纯度水中低浓度二氧化硅总量的试验方法
ASTM G 113 有关非金属材料自然及人工气候老化试验的专门术语
ASTM G 130 使用光谱辐射计校准窄带和宽带紫外辐射计的标准试验方法
ASTM G 147 自然与人工气候老化试验用非金属材料的状态调节和处置标准操作规程
ASTM G 151 在采用实验室光源的加速试验设备中对非金属材料进行暴露的标准操作规程
ASTM G 155 对非金属材料进行暴露的氙弧灯装置标准操作规程
AATCC 评价程序1
AATCC L-2蓝色羊毛耐光标准织物
AATCC L-4蓝色羊毛耐光标准织物
Testfabrics,Inc.,Polystyrene Plastic Lightfastness Standard(试验纺织公司，聚苯乙烯塑料耐光标准)
由SAE 纺织和柔性塑料委员会制定