ISO 105-B10:2011

NORME  ISO
INTERNATIONALE 105-B10
Première édition
2011-10-01
Textiles — Essais de solidité des coloris —
Partie B10:
Exposition aux intempéries artificielles —
Exposition au rayonnement filtré d’une
lampe à arc au xénon
Textiles — Tests for colour fastness —
Part B10: Artificial weathering — Exposure to filtered xenon-arc radiation
Numéro de référence
ISO 105-B10:2011(F)
©
 ISO 2011

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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire  Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1  Domaine d’application .1
2  Références normatives .1
3  Termes et définitions .1
4  Principe .2
5  Appareillage et matériaux de référence .3
5.1  Source de lumière de laboratoire .3
5.2  Enceinte d’essai .4
5.3  Radiomètre .4
5.4  Capteurs de température .4
5.5  Matériel de régulation du mouillage et de l’humidité .6
5.6  Supports d’éprouvette .6
5.7  Spectrophotomètre .7
5.8  Source lumineuse pour l’évaluation des couleurs .7
5.9  Échelle de gris pour l’évaluation de la dégradation de la coloration .7
5.10  Matériaux de référence .7
5.11  Feuille de métal ou de plastique transparent (PMA) .7
6  Éprouvettes .7
6.1  Intempéries artificielles par pulvérisation d’eau .7
6.2  Intempéries artificielles sans pulvérisation d’eau .8
7  Conditions d’exposition .8
7.1  Ensembles de conditions d’exposition .8
7.2  Durée d’exposition .9
7.3  Corrélation .9
8  Mode opératoire .9
8.1  Vérification de l’appareillage .9
8.2  Montage des éprouvettes .9
8.3  Exposition .10
9  Évaluation .10
9.1  Dégradation de la coloration .10
9.2  Comportement au vieillissement .10
10  Rapport d’essai .11
Annexe A (informative) Applications et durées d’essai types .12
Bibliographie .13
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 105-B10 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 38, Textiles, sous-comité SC 1, Essais des
textiles colorés et des colorants.
L’ISO 105 se compose de nombreuses parties désignées par une lettre et deux chiffres (par exemple A01),
sous le titre général Textiles — Essais de solidité des coloris. Une liste complète de ces parties est donnée
dans l’ISO 105-A01.
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Introduction
Les quatre conditions d’exposition décrites dans la présente partie de l’ISO 105 diffèrent de la méthode décrite
dans l’ISO 105-B04. La présente partie de l’ISO 105 n’est pas destinée à remplacer l’ISO 105-B04 mais à
spécifier des options d’essai supplémentaires. Toutefois, le Comité technique ISO/TC 38 est susceptible de
retirer ultérieurement l’ISO 105-B04, lorsque l’industrie textile aura acquis une expérience suffisante de la
présente partie de l’ISO 105.
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Textiles — Essais de solidité des coloris —
Partie B10:
Exposition aux intempéries artificielles — Exposition au
rayonnement filtré d’une lampe à arc au xénon
1  Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 105 spécifie un mode opératoire d’exposition des textiles aux intempéries artificielles
à l’aide d’un appareillage à arc au xénon avec action de l’eau et de la vapeur d’eau dans le but de déterminer la
résistance des coloris des textiles aux intempéries. L’exposition a lieu dans une enceinte d’essai munie d’une
source de lumière filtrée à arc au xénon qui simule l’éclairement énergétique spectral solaire, conformément
à la publication CIE 85:1989, Tableau 4. La méthode permet de déterminer soit la solidité des coloris, soit le
comportement au vieillissement du textile soumis à l’essai. La méthode est applicable également aux textiles
blancs (blanchis ou traités aux azurants optiques).
2  Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 105-A01:2010, Textiles — Essais de solidité des coloris — Partie A01: Principes généraux pour
effectuer les essais
ISO 105-A02, Textiles — Essais de solidité des teintures — Partie A02: Échelle de gris pour l’évaluation
des dégradations
ISO 105-A05, Textiles — Essais de solidité des teintures — Partie A05: Évaluation instrumentale du changement
de couleur pour conversion en degrés de l’échelle de gris
ISO 139, Textiles — Atmosphères normales de conditionnement et d’essai
ISO 4892-1, Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 1: Guide général
ISO 9370, Plastiques — Détermination au moyen d’instruments de l’exposition énergétique lors d’essais
d’exposition aux intempéries — Lignes directrices générales et méthode d’essai fondamentale
Publication CIE N° 15, Colorimétrie (Troisième édition)
Publication CIE N° 51.2, Une méthode d’évaluation de la qualité des simulateurs de lumière du jour pour la colorimétrie
1))
Publication CIE N° 85:1989, Distribution spectrale de l’éclairement solaire
3  Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
matériau de référence
matériau de performances connues
)
1)  Commission Internationale de l’Éclairage, CIE Central Bureau, Kegelgasse 27, A-1030 Vienne, Autriche; http://
www.cie.co.at.
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3.2
éprouvette de référence
portion du matériau de référence à exposer
3.3
matériau témoin
matériau de composition et de construction semblables à celles du matériau d’essai, exposé au même moment
pour être comparé au matériau d’essai
3.4
éprouvette témoin
portion du matériau témoin à exposer
3.5
exposition énergétique
H
quantité d’énergie rayonnante à laquelle une éprouvette a été exposée, donnée par l’équation
H =⋅Etd
∫
où
E  est l’éclairement énergétique, en watts par mètre carré;
t  est la durée d’exposition, en secondes
NOTE 1  H est exprimée en joules par mètre carré.
NOTE 2  Si l’éclairement énergétique, E, est constant pendant toute la durée de l’exposition, l’exposition énergétique,
H, est simplement donnée par le produit de E et t.
3.6
comportement au vieillissement
modification d’une propriété d’une éprouvette de textile au cours de l’exposition aux intempéries artificielles
NOTE  L’exposition énergétique, H, dans la gamme de longueurs d’ondes inférieures à 400 nm ou à une longueur
d’onde spécifiée, par exemple 340 nm, constitue une mesure du vieillissement. Le comportement au vieillissement des
textiles exposés aux intempéries artificielles, ou à un rayonnement artificiel, dépend du type de textile, des conditions
d’exposition, de la propriété retenue pour suivre l’évolution du processus de vieillissement et du degré de modification de
cette propriété.
3.7
critère de vieillissement
degré donné de modification d’une propriété choisie pour le textile soumis à l’essai
NOTE  Le critère de vieillissement est spécifié ou convenu.
4  Principe
Une éprouvette du textile à soumettre à l’essai est exposée à un rayonnement artificiel au moyen d’une lampe
à arc au xénon, avec ou sans mouillage périodique. La solidité des coloris est évaluée par comparaison de la
dégradation de la coloration de l’éprouvette à l’aide de l’échelle de gris.
Le comportement au vieillissement est évalué en mesurant le degré de modification d’une propriété donnée, par
exemple la résistance à la traction, et en le comparant à celui d’une éprouvette non exposée, suivant une méthode
d’essai adaptée. Le critère de vieillissement doit être décidé d’un commun accord entre les parties intéressées et
il convient de retenir un critère pertinent pour l’application à laquelle le textile soumis à l’essai est destiné.
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5  Appareillage et matériaux de référence
5.1  Source de lumière de laboratoire
5.1.1  Généralités
La source de lumière doit être constituée d’une ou plusieurs lampes à arc au xénon en quartz qui émettent
un rayonnement à partir d’environ 270 nm dans l’ultraviolet jusqu’à l’infrarouge en passant par le spectre
visible. Afin de simuler le rayonnement solaire global à la surface de la Terre, comme décrit dans la publication
CIE 85:1989, Tableau 4, des filtres dits «lumière du jour» doivent être utilisés pour éliminer le rayonnement UV
de faible longueur d’onde <290 nm. En outre, il est possible d’utiliser des filtres pour supprimer le rayonnement
infrarouge afin d’empêcher un réchauffement non réaliste de l’éprouvette, susceptible d’entraîner une
dégradation thermique non subie au cours d’une exposition à l’extérieur.
NOTE  L’éclairement énergétique spectral solaire dans différentes conditions atmosphériques est décrit dans la
publication CIE 85:1989. Conformément à d’autres Normes internationales, la présente partie de l’ISO 105 utilise le
Tableau 4 de la publication CIE 85:1989 comme référence de la distribution de l’éclairement énergétique spectral solaire.
La source de lumière à arc au xénon peut être refroidie à l’air ou à l’eau. La taille, la forme et le nombre de
lampes à arc au xénon dépendent du type d’appareillage. Une source de lumière à éclairement énergétique
contrôlée doit être utilisée.
La variation de l’éclairement énergétique sur la surface couverte par les éprouvettes ne doit pas dépasser ±10 %
de la moyenne. S’il est impossible d’atteindre ce résultat, les éprouvettes doivent être déplacées régulièrement
afin de fournir des périodes d’exposition équivalentes pour chaque emplacement.
Les caractéristiques des lampes à arc au xénon et des filtres peuvent subir des variations en cours d’utilisation
en raison du vieillissement. Ces éléments doivent être remplacés à intervalles réguliers. L’accumulation de
saletés est également un facteur de variation des caractéristiques. Les lampes et les filtres doivent donc être
nettoyés régulièrement. Suivre les recommandations du fabricant concernant le remplacement et le nettoyage
des lampes et des filtres.
5.1.2  Éclairement énergétique spectral
Un filtrage optique approprié des émissions des lampes à arc au xénon permet de simuler la lumière du jour
(publication CIE 85:1989, Tableau 4). Les niveaux maximum et minimum de l’éclairement énergétique spectral
relatif dans la gamme des longueurs d’ondes du rayonnement UV sont fournis dans le Tableau 1.
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ISO 105-B10:2011(F)
Tableau 1 — Éclairement énergétique spectral relatif pour une lampe à arc au xénon
ab
avec des filtres lumière du jour
Longueur d’onde
Publication CIE 85:1989,
de la bande passante  Minimum  Maximum
Tableau 4
c c
spectrale, λ % %
de
%
nm
λ ≤ 290 — — 0,15
290 < λ ≤ 320 2,6 5,4 7,9
320 < λ ≤ 360 28,2 38,2 39,8
360 < λ ≤ 400 54,2 56,4 67,5
a
  Les données de ce tableau correspondent à l’éclairement énergétique dans la bande passante donnée, exprimé sous forme de
pourcentage de l’éclairement énergétique total de 290 nm à 400 nm.
b
  Les données minimales et maximales de ce tableau sont fondées sur plus d’une centaine de mesures de l’éclairement énergétique
spectral avec des instruments à arc au xénon refroidis à l’eau ou à l’air, munis de filtres lumière du jour, provenant de différents lots
de production à différents âges (voir l’ISO 4892-2), conformément aux recommandations du fabricant. Les données minimales et
maximales sont au moins égales aux limites des trois écarts-types de la moyenne de l’ensemble des mesures.
c
  La somme des minima et des maxima n’est pas forcément égale à 100 % car il s’agit des minima et des maxima des données
utilisées. Pour chaque éclairement énergétique spectral, la somme des pourcentages calculés pour les bandes passantes du tableau
est égale à 100 %. Pour chaque lampe à arc au xénon avec filtres lumière du jour, le pourcentage calculé pour chaque bande passante
doit se trouver entre les limites inférieure et supérieure données. Les résultats des essais sont susceptibles de varier s’ils sont obtenus
au moyen de dispositifs à arc au xénon dont l’éclairement énergétique spectral varie autant que les tolérances admises. Pour obtenir
les données d’éclairement énergétique spectral spécifique du dispositif à arc au xénon et aux filtres utilisés, contacter le fabricant.
d
  Les données du Tableau 4 de la publication CIE 85:1989 représentent l’éclairement énergétique spectral solaire total sur une
surface horizontale avec une masse d’air de 1, une colonne d’ozone de 0,34 cm dans des conditions normales de pression et de
température, 1,42 cm de vapeur d’eau précipitable et une épaisseur optique spectrale d’extinction par les aérosols de 0,1 à 500 nm.
Ces données doivent toujours être prises comme cibles pour les lampes à arc au xénon avec filtres lumière du jour.
e
  Dans le cas du spectre solaire du Tableau 4 de la publication CIE 85:1989, l’éclairement énergétique du rayonnement UV (de
290 nm à 400 nm) est de 11 %, et celui du rayonnement visible (de 400 nm à 800 nm) est de 89 %, exprimés en pourcentage de
l’éclairement énergétique total de 290 nm à 800 nm. Ces valeurs d’éclairement énergétique du rayonnement UV et du rayonnement
visible pour des échantillons exposés à des dispositifs à arc au xénon peuvent varier en raison du nombre d’éprouvettes exposées et
de leurs facteurs de réflexion.
5.2  Enceinte d’essai
La conception de l’enceinte d’essai peut varier mais elle doit être fabriquée dans un matériau inerte. L’enceinte
d’essai doit être équipée de moyens de mesure et de contrôle de l’éclairement énergétique, de la température
de témoin noir ou de panneau noir, de la température de l’air de l’enceinte et de l’humidité relative. Elle doit
également comporter un dispositif d’humidification, un dispositif de mouillage de la surface des échantillons et
un cadre pouvant recevoir les supports d’éprouvette.
5.3  Radiomètre
Radiomètre pour mesurer l’éclairement énergétique, soit dans la gamme de 300 nm à 400 nm, soit à 340 nm,
en fonction du type d’appareillage utilisé. Le radiomètre doit être conforme aux exigences de l’ISO 9370 et de
l’ISO 4892-1.
5.4  Capteurs de température
5.4.1  Généralités
Les capteurs de température servent à mesurer à la fois la température de l’air dans l’enceinte d’essai et la
température d’une surface noire afin de contrôler la température de surface de l’échantillon pendant l’exposition.
5.4.2  Thermomètre du noir de référence (BST) et thermomètre à panneau noir (BPT)
L’exposition des capteurs de surface noire à l’éclairement énergétique direct est semblable à celle des
échantillons. Les paramètres des températures du noir de référence isolé sont indiqués dans le Tableau 2.
4    © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 105-B10:2011(F)
L’alinéa après la Note sous le Tableau 2 propose des recommandations pour les paramètres des températures
de panneau noir non isolé. Aucune relation n’existant entre les deux températures de surface, les résultats des
essais peuvent donc ne pas être comparables. Les deux types doivent satisfaire aux exigences de l’ISO 4892-1.
En général, les thermomètres du noir de référence (BST, black-standard thermometer) et les thermomètres à
panneau noir (BPT, black-panel thermometer) ne donnent pas les mêmes résultats.
Sur les dispositifs d’exposition aux intempéries dans lesquels les éprouvettes sont positionnées sur un plan
plat devant la source de lumière, un BST doit être utilisé.
NOTE 1  Le BST décrit diffère du BPT par la plaque noire fixée sur un support thermiquement isolé. Par conséquent,
les températures mesurées correspondent approximativement à celles mesurées à la surface exposée d’une éprouvette
constituée d’un revêtement noir ou de couleur foncée monté sur un substrat de faible conductivité thermique. Les
températures de surface de panneaux d’essai de couleur claire sont généralement plus faibles.
NOTE 2  La température de surface d’une éprouvette dépend de nombreux facteurs, tels que la quantité de rayonnement
absorbée, la quantité de rayonnement émise, les effets de conduction thermique à l’intérieur de l’éprouvette et le transfert
de chaleur entre l’éprouvette et l’air et entre l’éprouvette et son support, et est donc difficile à prévoir avec précision.
NOTE 3  Dans les conditions d’une exposition type (éclairement énergétique peu élevé), la température indiquée par un
BST est généralement supérieure de 2 K à 5 K à celle indiquée par un BPT.
NOTE 4  Le BST est également appelé thermomètre à panneau noir isolé. Le BPT est également appelé thermomètre
à panneau noir non isolé.
5.4.2.1  Thermomètre du noir de référence (BST)
Le BST utilisé pour mesurer la température du noir de référence sur la surface plane des éprouvettes au cours
de la période sèche doit être constitué d’une plaque d’acier inoxydable plane d’une épaisseur d’environ 0,5 mm
à 1,0 mm. La longueur et la largeur type sont d’environ 70 mm sur 40 mm. La surface de cette plaque située
face à la source de lumière doit être recouverte d’une couche noire qui présente une bonne résistance au
vieillissement. La plaque recouverte de noir doit absorber au moins 90 % de la totalité du flux incident jusqu’à
2 500 nm. Un capteur à résistance de platine doit être fixé au centre de la plaque, sur la face opposée à la
source de lumière, et offrir une bonne résistance thermique de contact. Ce côté de la plaque métallique doit
être fixé à une plaque d’assise en polyfluorure de vinylidène (PVDF) non chargé de 5 mm d’épaisseur. Un
espace suffisant pour accueillir le capteur à résistance de platine doit être prévu dans la plaque d’assise en
PVDF. La distance entre le capteur et la saignée dans la plaque de PVDF doit être d’environ 1 mm. La longueur
et la largeur de la plaque de PVDF doivent être suffisantes pour empêcher tout échange thermique de contact
entre les métaux de la plaque recouverte de noir et le support sur lequel elle est fixée. Les montants métalliques
du support du panneau noir isolé doivent se trouver à au moins 4 mm des bords de la plaque métallique.
L’utilisation de BST de construction différente est autorisée à condition que la température indiquée ne s’écarte
pas de ±1,0 °C de celle indiquée par le thermomètre de construction spécifiée, à tous les états d’équilibre
et pour tous les réglages d’éclairement énergétique que le dispositif d’exposition est capable d’atteindre. En
outre, le temps nécessaire au thermomètre de construction alternative pour atteindre l’état d’équilibre ne doit
pas s’écarter de plus de 10 % du temps nécessaire au thermomètre de construction spécifiée.
5.4.2.2  Thermomètre à panneau noir (BPT)
Le BPT utilisé pour mesurer la température de panneau noir sur la surface plane des éprouvettes au cours
de la période sèche doit être constitué d’une plaque métallique plane (plate) résistante à la corrosion. Les
dimensions type sont environ 150 mm de long, 70 mm de large et 1 mm d’épaisseur. La surface de cette plaque
située face à la source de lumière doit être recouverte d’une couche noire qui présente une bonne résistance
au vieillissement. La plaque recouverte de noir doit absorber au moins 90 % de la totalité du flux incident
jusqu’à 2 500 nm. Un élément thermosensible doit être fermement fixé au centre de la surface exposée. Il peut
s’agir d’un thermomètre à filament bimétallique de type tige recouverte de noir muni d’un affichage à cadran
ou d’un thermomètre à résistance. L’arrière du panneau métallique doit être en contact avec l’atmosphère dans
l’enceinte d’essai.
© ISO 2011 – Tous droits réservés    5

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ISO 105-B10:2011(F)
5.4.3  Capteur de température d’air de l’enceinte
Le capteur de mesure de la température de l’air dans l’enceinte d’essai peut être un thermomètre, un
thermocouple ou une thermistance. Il doit être fixé dans un endroit où la température de l’air est semblable à
celle de l’air en contact avec les échantillons, tout en étant protégé du rayonnement direct en provenance de
la lampe à arc au xénon.
5.5  Matériel de régulation du mouillage et de l’humidité
5.5.1  Généralités
Les éprouvettes peuvent être exposées à l’humidité par pulvérisation d’eau, condensation ou immersion. Les
modes opératoires spécifiques et les conditions d’exposition utilisées doivent figurer dans le rapport d’essai.
NOTE  Le niveau d’humidité relative de l’air peut avoir une influence considérable sur la photodégradation des textiles.
5.5.2  Capteurs d’humidité relative
Les capteurs d’humidité doivent être protégés du rayonnement direct. Il peut s’agir de capteurs électroniques
ou de type «bulbe humide» pour lequel l’humidité est définie par la différence de température avec l’air dans
l’enceinte d’essai. L’emplacement des capteurs doit être conforme à l’ISO 4892-1.
5.5.3  Dispositif de mouillage des échantillons
L’enceinte d’essai doit être équipée d’un moyen de pulvérisation d’eau par intermittence sur la face avant des
éprouvettes ou d’un moyen d’immersion totale des éprouvettes dans l’eau, selon les conditions spécifiées.
La pulvérisation d’eau sur les éprouvettes doit être uniforme. Le système de pulvérisation doit être composé
de matériaux résistants à la corrosion et ne présentant aucun risque de contamination de l’eau. En cas
d’immersion, le capteur du BST ou du BPT doit également être totalement immergé.
L’eau pulvérisée à la surface des éprouvettes doit avoir une conductivité inférieure à 5 μS/cm, contenir moins
de 1 μg/g de solides dissous et ne laisser aucune trace ni dépôt visibles sur les éprouvettes. Il faut veiller à
maintenir la concentration en silice inférieure à 0,2 μg/g. De l’eau de qualité acceptable peut être obtenue par
déminéralisation et osmose inverse.
NOTE  Les résultats obtenus ne sont pas toujours les mêmes selon que le mouillage des échantillons est réalisé par
pulvérisation d’eau ou par immersion.
5.6  Supports d’éprouvette
Les supports d’éprouvette doivent être composés de matériaux inertes afin de ne pas influencer les résultats
d’essai. De préférence, ils ont la forme d’un cadre ouvert. Si nécessaire, une plaque métallique peut servir à
boucher la face arrière des supports d’échantillon.
D’autres dispositifs peuvent être utilisés pour préparer différents types d’éprouvettes. En particulier, un cadre
métallique interne ouvert, capable de recevoir de fines éprouvettes de textile cousues sur un anneau, peut
être utilisé à l’intérieur du cadre principal. Autrement, des matériaux inertes tels que des feuilles de métal ou
de plastique neutre sont utilisés pour préparer les éprouvettes. Il est possible d’utiliser du carton blanc sans
azurant optique dans des conditions d’exposition sans pulvérisation d’eau.
La face avant des éprouvettes peut être partiellement recouverte d’un cache opaque en matériau inerte tel
qu’une feuille d’aluminium ou de plastique. Il est possible d’utiliser du carton blanc sans azurant optique dans
des conditions d’exposition sans pulvérisation d’eau.
Les emplacements inutilisés doivent contenir des échantillons factices, par exemple des supports recouverts
d’une feuille de plastique neutre ou d’acier inoxydable
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