BỘ CÔNG NGHIỆP
PHÂN VIỆN DỆT MAY TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
****************

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY THỬ ĐỘ BỀN MÀU
ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP

Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN VĂN CHẤT

7837

07/4/2010

TP. HỒ CHÍ MINH - 2010

TRSI 2/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
Cơ quan chủ trì:
Phân viện dệt may tại TP.HCM
Địa chỉ 345/128A Trần Hưng Đạo
Q1, TP HCM
Tel: 08-39201396
Fax: 08-39202215
Cơ quan chủ quản :
Bộ Công Thương
Địa chỉ: Số 25 Bà Triệu, Hà Nội
Tel: 04-3934935
Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo máy thử bền màu ánh sáng đèn thủy ngân cao áp
Mã số: 123.09-RD/HD-KHCN
Thời gian thực hiện đề tài: 1/2009 đến 12/2009
Các đơn vị phối hợp thực hiện:
Chủ nhiệm đề tài: KS. Nguyễn Văn Chất - phòng NCTH - Phân viện Dệt may
Các cộng tác viên:
Họ và tên Học hàm, học vị Cơ quan
1 Nguyễn văn Chất KS Cơ khí chế tạo máy Phân viện Dệt May
2 Lê Đại Hưng KS Điện điện tử Phân viện Dệt May
3 Nguyễn Thanh Tuyến KS cơ khí dệt Phân viện Dệt May
TRSI 3/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP

5.1. Thiết bị thử độ bền màu ánh sáng Xenon…………………………….…………………32
5.2. Máy thử độ bền màu ánh Carbon( Đèn Carbon) …………………………………33
5.3 Máy thử bền màu ánh sáng nhân tạo đèn cao áp thủy ngân ……… ……34
6. Tiêu chuẩn và phương pháp thử………………………………………………………… ….……36
6.1 TCVN 5823-1994 : Phương pháp xác định độ bền màu đối với ánh
sáng nhân tạo, dùng đèn thủy ngân cao áp ……………………………………………………36
6.2 BS 1006-1990 : Color fastness to artificial light Mercury vapour
fading lampt test……………………………………………………………………………………………………39
II. CÁC BƯỚC TRIỂN KHAI VÀ THỰC HIÊN………………………………………………44
1. Các dạng máy thử bền màu ánh sáng đèn cao áp thủy ngân hiện có
trên thế giới………………………………………………………………………………………………………….…44
2. Lựa chọn dạng máy thiết kế………………………………………………… ………………………46
3. Triển khai thiết kế……………………………………………………………………………………….……46
4. Lắp ráp chạy thử và hiệu chỉnh………………………………………….…………………………51
III.TIẾN HÀNH CHẠY THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ THIẾT BỊ…………………….………56
1. Thử nghiệm mẫu và so sánh kết quả……………………………………………………………56
2. Nhận xét và đánh giá kết quả………………………………………………………… …….……56
KẾT LUẬN………………………………………………………………………………………………………………………59
Phụ lục…………………………………………………………………………………………………… ………………60
Tài liệu tham khảo………………………………………………………………………………….…………….61
TRSI 5/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
MỞ ĐẦU

Khi sử dụng các mặt hàng thường bị phơi ra ánh sáng. Ánh sáng có xu hướng
phá hủy các chất dùng để nhuộm màu (thuốc nhuộm) và gây ra sự “phai màu ‘,
Các vật liệu dệt đã nhuộm màu sẽ trở nên mờ dần và thay đổi màu sắc . Tất cả
mọi sản phẩm trong quá trình sử dụng và bảo quản đều bị tác dụng của ánh
sáng . Tuy nhiên những sản phẩm thường xuyên bị chiếu sáng bởi ánh sáng trời
hoặc ánh sáng đèn như tranh quảng cáo, cổ động, áp phích, tấm bạt, ghế sofa

+ Hệ thống kiểm soát thời gian hiển thị Led.
+ Cho phép lưu và đặt thời gian chạy mẫu.
+ Số lượng mẫu thử gồm 5 bộ gá mẫu.
+ Điện áp sử dụng 220 V – 50/60Hz.
2. Thay thế hàng nhập khẩu và đáp ứng nhu cầu thử nghiệm chỉ tiêu độ
bền màu ánh sáng đèn thủy ngân cao áp của vật liệu dệt
3. Trang bị cho Trung tâm giám định dệt may - Phân viện dệt may.
4. Thích hợp cho các phòng thử nghiệm vật liệu dệt may và các nhà máy
sản xuất Dệt Nhuộm.
Nội dung đề tài:
1. Nghiên cứu lý thuyết.
 Độ bền màu ánh sáng và phương pháp đánh giá
 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu ánh sáng.
 Tìm hiểu Đèn thủy ngân cao áp
 Tìm hiểu các phương pháp xác định độ bền màu ánh sáng
 Tìm hiểu các thiết bị thử độ bền màu ánh sáng
 Tiêu chuẩn thử độ bền màu ánh sáng.

TRSI 7/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
2. Các bước triển khai và thực hiện.
 Tìm hiểu các dạng máy thử bền màu ánh sáng hiện có
 Lựa chọn dạng máy thiết kế.
 Thiết kế máy thử bền màu ánh sáng đèn thủy ngân cao áp
 Lắp ráp chạy thử.
 Kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị.
 Lắp ráp cân chỉnh và chạy thử.
3. Chạy thử và đánh giá thiết bị
 Thử nghiệm mẫu so sánh.
 Nhận xét và đánh giá

kèm theo bộ len chuẩn. Độ bền màu ánh sáng được đánh giá bằng cách so sánh sự
thay đổi màu sắc của mẫu thử so với màu sắc của các mẫu chuẩn đã sử dụng.

1.2 Phương pháp đánh giá :
Độ bền màu là một trong những thông số quan trọng nhất để đánh giá chất lượng
vải thành phẩm đã in, nhuộm.
Nguyên lý chung của việc đánh giá trên cơ sở phai màu là rất phức tạp.
Vì vậy cần sự hổ trợ của một số dụng cụ như thang xám, máy đo màu quang phổ
kế phản xạ, bộ len chuẩn cũng như là trình độ của kỹ thuật viên đánh giá .
Thực tế có một số mẫu thử khi phơi có thay đổi nhẹ rất nhanh, song lại không tiếp
tục thay đổi nữa trong một khoảng thời gian dài sau đó. Những thay đổi nhẹ này chỉ
ở mức mà trong điều kiện sử dụng bình thường hiếm khi quan sát thấy. Mức độ
thay đổi nhẹ này phải được đưa ra kết quả đánh giá và bổ sung trong ngoặc đơn của
bản báo cáo kết quả.
Mức độ thay đổi màu không bình thường, đó là sự quang crom hóa. Hiệu ứng này
cho thấy khi thuốc nhuộm thay đổi màu nhanh dưới ánh sáng, song khi đưa vào chỗ
tối thì ít nhiều lại hoàn toàn trở về màu sắc ban đầu.
TRSI 9/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
1.2.1 Thang thước xám thay đổi màu, ISO 105 A02-2001 :
Đánh giá bằng mắt thường.
Gồm 5 cặp vật liệu màu xám được đánh số từ 1 tới 5
Cặp số 5 có 2 nửa màu ghi giống nhau, đặt cạnh nhau .
Cặp số 1 chỉ ra độ tương phản cao nhất .
Giữa cặp số 1 và số 5 có các cặp trung gian là 2, 3 và 4.
Mẫu sau khi đã thử nghiệm : được so sánh với mẫu ban đầu và mức độ thay đổi
màu của mẫu thử được so sánh với thang thước xám .
Khi mẫu thử không thay đổi màu, mẫu thử có độ bền màu đạt cấp 5.
Nếu sự thay đổi màu của mẫu thử so với mẫu ban đầu tương ứng với cặp nào đó
trong thang xám thì mẫu thử có độ bền phai màu là số của cặp thước xám có độ


TRSI 11/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
Cấp độ bền
màu
Khác nhau theo
CIELAB
Mức sai số

cho phép
5 0 ± 0.2
4-5 0,8 ± 0.2
4 1,7 ± 0.3
3-4 2,5 ± 0.35
3 3,4 ± 0.4
2-3 4,8 ± 0.5
2 6,8 ± 0.6
1-2 9,6 ± 0.7
1 13,6 ±1.0

1.2.3 Bộ len chuẩn:
Gồm 8 mẫu chuẩn, mẫu chuẩn 1 là mẫu không bền màu nhất ( dễ phai màu )
Và mẫu 8 là mẫu bền màu nhất.
Bảng 2 : Cấp độ bền màu của bộ len chuẩn
Cấp độ (len chuẩn) Giá trị
Cấp 1 Không bền sáng
Cấp 2 Không bền sáng
Cấp 3 Tạm được
Cấp 4 Tương đối tốt
Cấp 5 Tốt

Khu vực xích đạo hoặc
Châu âu
( Ánh nắng mùa hè )
Khu vực Châu Âu
(Ánh nắng thường )
1 4 giờ 24 giờ
2 12 giờ 72 giờ
3 40 giờ 240 giờ
4 75 giờ 500 giờ
5 150 giờ 1000 giờ
6 300 giờ 2000 giờ
7 625 giờ 4000 giờ
8 2000 giờ >8000 giờ

Ghi chú : Những giá trị trên dựa vào kinh nghiệm, chỉ có giá trị tham khảo
( Thông tin từ tập đoàn Flint Group là một trong các nhà sản xuất mực in hàng đầu
trên thế giới )
TRSI 14/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu ánh sáng :
Độ bền màu ánh sáng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, bên cạnh các yếu tố bản chất
vật liệu, qui trình nhuộm : loại thuốc nhuộm, ánh màu, độ đậm màu, tác nhân khác
nhau trong qui trình. Nguồn sáng là yếu tố ảnh hưởng lớn đến vật liệu dệt khi phơi
ngoài nắng. Ảnh hưởng của vật liệu dệt khi phơi dưới ánh nắng là :
Ánh sáng tác động lên vật liệu dệt làm xuất hiện phản ứng oxy hóa, phân hóa ,
tổng hợp…Năng lượng kích thích phản ứng quang hóa nằm trong ánh sang nhìn
thấy kể cả tia tử ngoại và tia hồng ngoại. Tuy nhiên chỉ có ánh sáng nào được vật
liệu hấp thu mới có tác dụng. Khi nghiên cưu mức độ ảnh hưởng của vật liệu dệt
đã nhuộm màu, tác dụng mạnh nhất bởi các tia có bước sóng dài hơn trong quang
phổ mặt trời . Nó làm phai màu thuốc nhuộm và giảm tính chất cơ lý của vật liệu

Phức kim
loại
rất tốt Tốt Thích hợp cho len và nylon
Độ bền cao, vải dễ bị bong
Cationic Yếu Yếu
Azoic Tốt Tốt - rất tốt Thích hợp thuốc nhuộm màu
đỏ
Lưu hóa Tốt Trung bình
Hoàn nguyên

Rất tốt Rất tốt Đắt tiền khó sử dụng
Độ bền tốt
Phân tán Trung bình - tốt Trung bình -
tốt
Độ phân tán cao
Dùng cho Polyester và
acetate
Hoạt tính Yếu Yếu Thích hợp xơ xenlulo
- Bên cạnh thuốc nhuộm, mực in cũng cần có độ bền màu với ánh sáng . Độ bền
màu ánh sáng của mực in là mức độ không thay đổi màu sắc dưới tác động lâu dài
của ánh sáng. Độ bền màu ánh sáng của mực in chủ yếu do độ bền màu ánh sáng
của sắc tố ( pigment ) tạo ra. Một vài loại pigment vô cơ có độ bền màu ánh sáng
cực đại. Tất cả pigment hữu cơ và đa số pigment vô cơ đều thay đổi dưới tác động
của ánh sáng, nhanh hay chậm tùy theo cấp độ.
 Mực in có tông càng đậm thì độ bền màu ánh sáng càng cao, như: Black >
Cyan > Magenta > Yellow.
TRSI 16/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
 Độ bền màu ánh sáng cũng phụ thuộc vào độ dày lớp mực in. Độ dày lớp
mực càng mỏng thì độ bền màu ánh sáng càng giảm. Vùng in nền (solid) có độ bền

440 – 480 Xanh Vàng
480 – 510 Xanh- xanh lá cây Da cam
510 – 540 Xanh lá cây Đỏ
540 – 570 Xanh lá cây hơi vàng Đỏ tươi
570 – 580 Vàng Xanh
580 – 610 Da cam Xanh lá mạ
610 - 700 Đỏ Xanh lá cây - xanh

2.3.1 Nguồn ánh sáng tự nhiên :
- Ánh sáng nhìn thấy :
Ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy được là một loại sóng điện từ. Tự thân nó không
thể tạo một làn điệu hấp dẫn cặp mắt của chúng ta. Mà mắt chúng ta có thể nói như
là một hệ thống anten dò tìm, loại trừ và thâu nhận từ nhiều dải băng tần khác
nhau. Các nhà nghiên cứu bảo là mắt người có thể thấy được ánh sáng có dải sóng
từ 400nm đến khoảng 700nm. Băng tần của dải sóng ấy được gọi là quang phổ tức
là mắt người có thể nhìn thấy và được bắn chiếu ra bởi sự phóng xạ tia cực tím và
tia hồng ngoại.
+ Tia tử ngoại UV : là tia điện từ với bước sóng trung gian 300 ÷ 400 nm (giữa
ánh sáng nhìn thấy được và tia X ), có một số loại tia cực tím khác nhau:
TRSI 18/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
UVC (280-10 nm) là tia gây hại nhiều nhất, nhưng chúng không thể chiếu xuống
mặt đất do bị lọc hoàn toàn bởi tầng Ozon trong khí quyển. Loại tia này đã bị chặn
lại ngay ở tầng Ozon.
UVB (315 – 280 nm) có bước sóng trung bình và không thể chiếu xuyên qua lớp
da bề mặt (chúng được hấp thu bởi lớp màng sừng ).
UVA (400-315nm) có bước sóng tương đối dài và chiếm tới hơn 95% trong số
những tia UV chiếu xuống mặt đất. Đèn UV có thể được dùng để lọc sạch không
khí ở các hệ thống sưởi ấm, thông gió và ở hệ thống điều hòa nhiệt độ của các
phòng làm việc.

Ngoài việc dùng tia tử ngoại, người ta còn dùng các tia có bước sóng ngắn hơn để
kích thích sự phát quang. Chẳng hạn, người ta có thể dùng tia Rơnghen (trong việc
chiếu điện), tia…….và chùm êlectrôn (trong các bóng hình của máy thu vô tuyến)
v.v…. để kích thích sự phát quang của màn ảnh.
 Nguồn sáng volfram : thường gọi là nóng sáng. Có nguồn gốc từ đèn hồ quang
Carbon . Khi bị đun nóng, chúng phát ra ánh sáng.
Đèn volfram là vật bức xạ nhiệt phát ra phổ ánh sáng liên tục trải rộng từ khoảng
300nm tới gần 1400nm.
Các đèn Halogen là phiên bản hiệu suất cao của đèn Volfram nóng sáng, thường
chứa một ít Iode hoặc Brom trong chất khí bên trong để mang Volfram bốc hơi
quay trở lại dây tóc hiệu quả hơn nhiều so với những chiếc đèn sử dụng chất khí
khác.

Hình 4 : Các loại bóng đèn Volfram
 Nguồn sáng huỳnh quang :
TRSI 20/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
Nguồn sáng này hoạt động điện qua chất khí như thủy ngân hoặc các khí trơ như
Neon, Argon và Xenon. Sự phát sinh ánh sáng phóng điện khí dựa trên sự va chạm
giữa các nguyên tử và ion trong chất khí với dòng điện cặp điện cực đặt ở 2 đầu
bóng đèn .
Hình 5 : Đèn huỳnh quang thủy ngân
 Nguồn sáng phóng điện cường độ cao HID :
( High-intensity discharge lamps )
Bao gồm các loại đèn :
Đèn carbon ( Carbon are lamps )


ra năng lượng là ánh sáng. Phương thức họat động giống với đèn Neon, nhưng ánh
sáng từ đèn HID được phát ra liên tục trong khi ánh sáng từ đèn Halogen bị chớp
liên tục, nhưng mắt chúng ta không thể nhận ra điều đó.
Nhiệt màu của đèn HID gần với nhiệt màu của ánh sáng tự nhiên ban ngày hơn so
với đèn Halogen - bóng Halogen thường vàng hơn ánh sáng ngày. Chúng tôi sử
dụng thuật ngữ nhiệt màu tương quan để chỉ rằng ánh sáng phát ra từ bóng đèn vận
hành tại một nhiệt màu nhất định cách xác định nhiệt màu thông thường nhờ các
đặc điểm của kim loại sử dụng trong dây tóc bóng đèn. Những mức nhiệt màu tiêu
biểu gồm có: 2800K (sợi đốt), 3000K (Halogen), 4100K (trắng sáng hoặc huỳnh
quang SP41), và 5000K (màu huỳnh quang mô phỏng ánh sáng ngày). Các loại
bóng Xenon HID sinh ra ánh sáng với mức nhiệt màu gần bằng hoặc trên 5000K.
Ánh sáng trắng có độ sáng dễ dàng nhận thấy, điều này được xem như tính hiệu
quả cao hơn - tức là, mặc dù bóng HID có thể có lumen tương đương với một bóng
Halogen có số Watt lớn hơn, bóng HID tỏ ra sáng hơn và dễ chịu cho mắt nhìn
hơn là ánh sáng của bóng Halogen.
Đèn hồ quang thủy ngân và Xenon không cho cường độ rọi đồng đều trong toàn
bộ phổ bước sóng từ tử ngoại tới hồng ngoại . Phần lớn sức mạnh hồ quang thủy
ngân tiêu hao trong phổ tử ngoại gần và xanh lam với đa số cực đại cường độ cao
xuất hiện trong ngưỡng 300-500nm, trừ một vài cực đại có bước sóng cao hơn nằm
trong vùng phổ xanh lục. Đèn hồ quang Xenon có sản lượng rộng hơn và đồng đều
TRSI 23/61
MÁY THỬ BỀN MÀU ÁNH SÁNG ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
hơn trong phổ khả kiến và không biểu hiện các cực đại cường độ phổ rất cao đặc
trưng như đèn hồ quang thuỷ ngân.
 Nguồn chiếu sáng sử dụng Diot phát quang : Hình 12 : Cấu tạo của Diode phát ánh sáng trắng

Bắt đầu vào thế kỷ 21, Diot phát quang làm nguồn chiếu sáng kỹ thuật, Diode là

Volfram, năng lượng tăng khi bước sóng tăng.
Đỏ

Vàng

Xanh
Lá mạ

Xanh
Lá cây

Trích đoạn Tiêu chuẩn và phương pháp thử Lắp ráp chạy thử và hiệu chỉnh

---