Инсоляция

Инсоляция

ИНСОЛЯЦИЯ, освещение какого-нибудь объекта лучами солнца или какого-либо искусственного источника света. Инсоляция применяется для испытания светопрочности красителей. Красящие вещества на ткани, подвергаясь действию солнечного света, постепенно химически изменяются, что сопровождается иногда изменением тона окраски, иногда побледнением или потускнением оттенка (см. Выцветание красящих веществ). Каждый краситель характеризуется известной степенью устойчивости к действию солнечных лучей, причем светопрочность колеблется в чрезвычайно широких пределах, начиная от красителей, выцветающих в течение нескольких часов, и кончая светопрочными, почти не изменяющимися даже в течение месяца. Для установления светопрочности красителя окрашенную ткань подвергают инсоляции обычно параллельно с контрольным опытом, в котором применяются стандартные красители, обладающие установленной светопрочностью. Происходящие при этом фотохимические процессы обусловливаются главным образом действием химически активной части спектра, которая начинается лишь от лучей с длиной волны около 3300 Å и простирается обычно до 2900 Å. Поэтому естественная инсоляция должна производиться в таких условиях, чтобы химически активная ультрафиолетовая часть солнечного спектра имела доступ к ткани; искусственная же инсоляция только тогда сможет претендовать на замену естественной, когда в спектре источника искусственного света удастся добиться распределения энергии, тождественного имеющему место в солнечном спектре.

Следующими по важности факторами, обусловливающими скорость выцветания, являются атмосферные условия влажности и температуры. При прочих равных условиях скорость выцветания приблизительно пропорциональна относительной влажности и быстро возрастает с повышением температуры. Поэтому при естественной инсоляции необходимо производить систематическое наблюдение над влажностью и температурой; при искусственной инсоляции необходимо создание условий для постоянства этих факторов.

Установка для естественной инсоляции представляет собою остекленный ящик - витрину, в которой развешивают испытуемые образцы; при этом, для защиты от действия света, часть их прикрывают черной бумагой, и, т. о., после окончания испытания имеется возможность судить о степени и характере выцветания красителя на основании сравнения инсолированной и неинсолированной частей. При этом лучше всего было бы обеспечить действие неискаженного солнечного света на поверхность ткани; между тем, обычно, благодаря остеклению, большая часть химически активных лучей оказывается поглощенной, т. к. обыкновенное стекло толщиной 0,07 см пропускает уже только 33% падающих на него ультрафиолетовых лучей. Идеальным было бы остекление тонкой кварцевой пластинкой, пропускающей почти 90% всего света, вплоть до волны длиной в 2000 Å; однако, эти пластинки слишком дороги. В виду этого для указанной цели пользуются специальными сортами стекла, например, витагласом (Vitaglass), применяемым в Англии и поглощающим равномерно лишь около 10% солнечного спектра. Витрина для экспозиций д. б. снабжена гигрометром и должна допускать свободный доступ воздуха, защищая в то же время образцы окрашенного товара от действия погоды. Инсоляция производится параллельно со стандартной шкалой светопрочности, установленной Германской комиссией прочности, и результаты оцениваются по 8-бальной системе.

Естественная инсоляция не может удовлетворить научно-исследовательским целям, требующим создания строго постоянных условий испытания, регулируемых экспериментатором; но она неудовлетворительна и для практических целей, т. к. действие солнечного света в случае светостойких красителей проявляется недостаточно быстро; это обстоятельство вызвало необходимость конструкции целого ряда приборов, которые либо усиливают действие естественного солнечного света, либо заменяют его искусственной инсоляцией. К первому типу принадлежит аппарат Каллаб-Элера, в котором на ткань при помощи целой системы линз направляется концентрированный пучок солнечного света. Аппараты эти не дали, однако, возможности стандартизировать условия испытания и сделать их независимыми от погоды и времени года. Поэтому в дальнейшем начали конструировать аппараты, в которых солнечный свет заменяли вольтовой дугой, свет от которой направлялся на ткань системой линз (прибор Пергера). Недостаток этих приборов заключался в почти полном отсутствии в их спектре химически активных лучей.

Наиболее совершенным прибором этого типа является в настоящее время федометр (фиг. 1).

Федометр

Вольтова дуга федометра, дающая температуру до 3600°, заключена в обычный стеклянный колпак, находящийся в металлическом тамбуре с прорезями, в которые вставляются рамочки с наполовину затененными образцами. Диаметр тамбура - около 20 дюймов (50,8 см), т. к. установлено, что при этих условиях максимальная температура поверхности образцов доходит до 70°, т. е. образцы нагреваются примерно так же, как на полуденном июньском солнце в средних широтах. Тамбур устанавливают на столике, на который ставят и увлажнительный сосуд, поддерживающий на постоянном уровне влажность и тем ускоряющий действие прибора. Для федометра можно пользоваться как переменным, так и постоянным током с напряжением 220 V, причем сила тока должна достигать 1З А. Электроды служат в среднем 18—32 часа. Длина дуги регулируется автоматически, так что обслуживание прибора весьма просто. Результаты инсоляции на федометре близки к получающимся при действии солнца, что и объясняется составом угольных электродов, дающих спектр, весьма близкий к солнечному, особенно в фиолетовой и ультрафиолетовой части. Благодаря весьма высокой температуре источника света можно обойтись без дорогостоящего кварцевого колпака, так как при этих условиях обыкновенное стекло пропускает ультрафиолетовые лучи. Этими обстоятельствами объясняется сходство результатов, получаемых при инсоляции действием федометра и на солнце, но ими же обусловливается и медленное действие федометра сравнительно с действием ртутной лампы; так, для гладко окрашенных тканей 1 час действия федометра заменяет 1,3 часа яркого июньского солнца, для печатных же образцов, а также при испытании чернил и т. п. 1 час эквивалентен 4—5 часов действия солнца. Для возможности сопоставления действия солнца в другие месяцы с т. н. стандартным солнцем в июне можно пользоваться графиком (фиг. 2) или опубликованными данными.

График сопоставления действия солнца в другие месяцы со стандартным солнцем в июне

Достоинством федометра является также отсутствие в его излучении слишком коротких волн, опасных для глаза и имеющихся в большом количестве при излучении ртутно-кварцевой лампы.

Аппаратом, предназначенным дать весьма быстрое и стандартизованное испытание светопрочности, является ртутно-кварцевая лампа, изготовляемая Quarzlampengesellschaft Hanau, которая излучает свет весьма значительной химической активности, отличающийся весьма быстрым действием на красящие вещества.

Испытания производятся вместо недель в течение нескольких часов, однако, результаты резко отличаются от результатов, получающихся при инсоляции действием солнца, что вполне естественно в виду несоответствия спектра ртутно-кварцевой лампы солнечному спектру. Кроме того, лучи кварцевой лампы сильно озонируют воздух, а озон разрушает красящие вещества весьма быстро и поэтому совершенно искажает толкование результатов. Этот инсоляционный прибор представляет собою небольшую эвакуированную кварцевую трубку с ртутью, заключенную в металлический цилиндрический тамбур, внутри которого по образующим цилиндра располагают испытуемые образцы.

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 9 - 1929 г.