什么樣的暴露條件可以推薦進行UVC老化測試?

發(fā)布于：2021-03-10

在之前的關(guān)于QUV/uvc的前三部分介紹，我們介紹了什么是QUV/uvc,以及為什么要開發(fā)QUV/uvc,并且介紹了2個已發(fā)布的紫外線老化協(xié)議，并介紹了制定紫外線暴曬協(xié)議的背景信息。在本文，我們介紹QUV/uvc紫外老化箱測試周期和UVC暴曬標準化。

適合在QUV/uvc紫外老化測試箱中運行的條件如下：

輻照度：在254nm的輻照度為6 mW/cm²(60 W/m²)

黑板溫度：30 °C

選擇該輻照度是因為它是QUV/uvc所能達到的中等水平，并且在大多數(shù)低壓汞燈的范圍內(nèi)。ASTM G151和ISO 4892-1對黑板溫度計進行了規(guī)定，選擇該設(shè)定值是為了近似于暴露在大多數(shù)紫外線殺菌輻照（UVGI）協(xié)議下的材料的最高預(yù)期工作溫度。

在這些條件下進行模擬了一年的1 J/cm²UVGI循環(huán)測試，時間約為17小時。以此作為基準，很容易重新計算出任何常規(guī)的UVGI方案的持續(xù)測試時間。例如，在第二部分中討論的BIFMA標準規(guī)定了模擬產(chǎn)品7年使用壽命內(nèi)每周UVGI循環(huán)的曝光量。根據(jù)該標準，一個UVGI循環(huán)是0.036 J/cm²,但是很容易想象，鑒于大流行病時代的考慮，這一設(shè)定將會發(fā)生變化。這里提到的17小時的暴曬可以代表修訂后的以1 J/cm²為基準的UVGI曝光量的7年模擬。

以BIFMA標準為范本的另一個考慮因素是，便攜式的UVGI裝置每天在某些物品上多次使用，如醫(yī)療或者牙科診所的病人椅子，即使這些便攜式設(shè)備的單次UVGI循環(huán)小于1 J/cm²，但是由于這些設(shè)施中病人的更替率很高，所以物品每天的UVGI劑量可能會高很多。

在IEC 60335-1附件T代表了大約10年的日常紫外線GI周期。雖然該試驗是針對電氣絕緣材料的，但目前還不清楚該試驗究竟是為了模擬什么典型用途。63℃黑板的測試溫度比大多數(shù)UVGI系統(tǒng)中的材料所經(jīng)歷的溫度高得多。附件T中沒有說明溫度設(shè)置的理由，但似乎是參考了老化標準ISO 4892-2《塑料.實驗室光源暴露方法.第2部分：氙弧燈》。這可能不太符合預(yù)期的應(yīng)用。氙弧燈在更高的功率水平下工作，并產(chǎn)生大量的輻射熱，這與用于紫外線照射的低壓汞燈不同。在ISO 4892-2中，63 °C的黑板溫度與38 °C的室內(nèi)空氣溫度相關(guān)聯(lián)。黑板溫度和室內(nèi)空氣溫度之間的差異是基于暴露于氙弧燈時表面的輻射熱，但暴露于紫外線燈時，輻射熱不會達到同樣的程度。

QUV/uvc紫外老化測試箱

觀察這個問題的另一個方法是注意到ISO 4892-2中的輻照度設(shè)定點是在300-400nm的60W/m²，這里推薦的輻照度也是60W/m²，在254nm處。氙弧燈產(chǎn)生的總輻照度(250-3000nm)超過1000W/m²才能達到設(shè)定點，而UVC燈的總輻照度將小于70W/m²，因為約90%的燈輸出集中在254nm處。對于暴露在紫外線燈下的材料要被加熱到63℃，該應(yīng)用中的環(huán)境空氣至少需要55℃。即使這個溫度比典型的使用溫度高，標準也涵蓋了安全問題，當然在這種情況下，較好還是要求苛刻點。

由于缺乏UVC暴露標準，所以BIFMA和IEC文件工作者承擔了這項任務(wù)，BIFMA標準是基于非常合理的理由，并提供了一個很好的工作模板。IEC標準認識到一些材料可能會暴露在相當高的紫外線輻射下，并相應(yīng)地設(shè)定了暴露量。