什麼樣的暴露條件可以推薦進行UVC老化測試?

發布於：2021-03-10

在之前的關於QUV/uvc的前三部分介紹，我們介紹了什麼是QUV/uvc,以及為什麼要開發QUV/uvc,並且介紹了2個已發布的紫外線老化協議，並介紹了製定紫外線暴曬協議的背景信息。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，並且在大多數低壓汞燈的範圍內。ASTM G151和ISO 4892-1對黑板溫度計進行了規定，選擇該設定值是為了近似於暴露在大多數紫外線殺菌輻照（UVGI）協議下的材料的最高預期工作溫度。

在這些條件下進行模擬了一年的1 J/cm²UVGI循環測試，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的UVGI方案的持續測試時間。例如，在第二部分中討論的BIFMA標準規定了模擬產品7年使用壽命內每周UVGI循環的曝光量。根據該標準，一個UVGI循環是0.036 J/cm²,但是很容易想象，鑒於大流行病時代的考慮，這一設定將會發生變化。這裏提到的17小時的暴曬可以代表修訂後的以1 J/cm²為基準的UVGI曝光量的7年模擬。

以BIFMA標準為範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，如醫療或者牙科診所的病人椅子，即使這些便攜式設備的單次UVGI循環小於1 J/cm²，但是由於這些設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麼典型用途。63℃黑板的測試溫度比大多數UVGI係統中的材料所經曆的溫度高得多。附件T中沒有說明溫度設置的理由，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》。這可能不太符合預期的應用。氙弧燈在更高的功率水平下工作，並產生大量的輻射熱，這與用於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的室內空氣溫度相關聯。黑板溫度和室內空氣溫度之間的差異是基於暴露於氙弧燈時表麵的輻射熱，但暴露於紫外線燈時，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中的輻照度設定點是在300-400nm的60W/m²，這裏推薦的輻照度也是60W/m²，在254nm處。氙弧燈產生的總輻照度(250-3000nm)超過1000W/m²才能達到設定點，而UVC燈的總輻照度將小於70W/m²，因為約90%的燈輸出集中在254nm處。對於暴露在紫外線燈下的材料要被加熱到63℃，該應用中的環境空氣至少需要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。

由於缺乏UVC暴露標準，所以BIFMA和IEC文件工作者承擔了這項任務，BIFMA標準是基於非常合理的理由，並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，並相應地設定了暴露量。