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        紡織品防紫外線性能檢測標準比較與分析

        2016-07-01 19:22:02李儲林林珊張碩
        中國纖檢 2016年6期
        關(guān)鍵詞:檢測方法紡織品

        李儲林++林珊++張碩

        摘要:本文介紹了國內(nèi)外紡織品防紫外線性能測試的主要標準。對標準中規(guī)定的測試原理、試驗條件、結(jié)果評定進行了對比,采用不同標準對比測試,并對結(jié)果進行了比較分析。結(jié)果表明,同一試樣采用不同標準進行測試,結(jié)果基本一致,差異主要來源于采用不同的日光光譜輻照度和不同的試驗參數(shù)。

        關(guān)鍵詞:紡織品;防紫外線性能;檢測方法

        太陽光譜中的紫外線不僅使紡織品褪色和脆化,也可使人體皮膚曬傷老化,產(chǎn)生黑色素和色斑,嚴重還會誘發(fā)癌變,隨著臭氧層破壞和對紫外線的不斷探究認識,紡織品防紫外線性能越來越引起消費者的重視[1]。

        目前尚無統(tǒng)一的防紫外線測試方法,測試方法主要分為直接測試法和儀器測試法。直接測試法包括人體測試法和變色褪色法,由于測試方法對人體有害,且不同人種的皮膚和體質(zhì)不同,重現(xiàn)性較差;儀器測試法主要包括紫外線強度累積法和分光光度計法,該類測試法更為客觀、便捷、重現(xiàn)性好[2]。

        1996年,澳大利亞和新西蘭率先推出首個防紫外線性能的測試標準——AS/NZS 4399:1996,隨后美國、日本、歐盟、中國相繼發(fā)布測試標準。該類測試標準均采用分光光度計法進行測試。各測試標準原理雖然相同,但測試參數(shù)卻不盡相同。本文將列舉和比較各標準之間的差異,并通過試驗,分析不同參數(shù)對結(jié)果的影響規(guī)律。

        1 防紫外線性能主要檢測標準

        1.1 測試原理

        目前對防紫外線性能的檢測所采用的分光光度計法,是用單色或多色的UV射線輻射試樣,收集總的光譜透射射線,測定出總的光譜透射比,并計算試樣的紫外線防護系數(shù)UPF值。可采用平行光束照射試樣,用一個積分球收集所有透射光線,也可采用光線半球照射試樣,收集平行的透射光線[3]。

        各國進行防紫外線性能評定的標準都以UPF值為主,適當(dāng)考慮UVA(波長315nm~400nm)或UVB(波長280nm~315nm)的平均透射率。根據(jù)我國國家標準(GB/T 18830—2009),UPF是指“皮膚無防護時計算出的紫外線輻射平均效應(yīng)與皮膚有織物防護時計算出的紫外線輻射平均效應(yīng)的比值”,即可理解為當(dāng)使用防護織物后,紫外線輻射使皮膚達到某一損傷(如黑斑、紅斑、致癌等)所需要的時間與不使用防護織物達到該種傷害的時間之比,也就是說,如果布料的UPF值是40,承受紫外線輻射量是沒有防護時的1/40[4]。UPF值愈大,紫外線平均透射率愈低,織物防紫外線性能愈強。

        1.2 檢測標準

        防紫外線紡織品出現(xiàn)后,澳大利亞和新西蘭兩國首先推出了防紫外線防護服測試方法標準,隨后中國、歐洲、美國等國家或團體也推出了相關(guān)標準[5]。

        現(xiàn)行的防紫外線性能檢測標準主要有:

        AATCC 183—2014《織物抗紫外輻射性能》;

        GB/T 18830—2009《紡織品 防紫外線性能的評定》;

        EN 13758-1:2001+A1:2006 (E)《紡織品——紫外線防護性能 第 1 部分:外衣織物試驗方法》;

        AS/NZS 4399:1996《防曬服裝——評價與分類》;

        Japan Garment Association Standard《日本服裝協(xié)會標準》。

        1.3 差異比較

        表1 詳細比較了澳洲/新西蘭、歐盟、中國、美國標準的差異。由表1可知,歐盟與中國標準基本完全一致,與其他標準不盡相同。各標準主要差異體現(xiàn)在四個方面:試樣準備、測試時樣品放置、參照的日光光譜輻照度和防紫外線評定要求。

        試樣準備方面,美國標準考慮了濕態(tài)樣品的防紫外線性能,其他標準都只考慮干態(tài)試樣的性能。防紫外線織物通常使用在夏季,夏季的汗水和雨水是日常常見的使用情景,一般濕態(tài)下的織物空隙中充滿水,由于折射率不同,濕態(tài)下的織物防紫外線性能有所下降,濕態(tài)下的性能評價更顯意義,可更全面地評價織物的防紫外線性能。

        測試時樣品放置方面,美國標準考慮了同一塊樣品不同角度下的防紫外線性能,其他標準為多塊樣品隨機放置測試。同一塊樣品不同角度測試,對于不同角度下透光率不同的織物具有實際意義??椢镌诖┲^程中,陽光角度的變化和織物表面狀態(tài)的變化都可能引起防紫外線性能的不同。其他標準雖未明確要求不同角度的測試,但測試更多的試樣(4塊),測試時隨機放置也可以減少該因素對結(jié)果的影響。但美國標準測試時各類試樣僅測試一塊,測試量較少,結(jié)果能否代表整個樣品的狀態(tài)讓人擔(dān)憂。

        參照的日光光譜輻照度和防紫外線要求方面,不同維度下,日光光譜輻照度略有差異。各國選擇日光光譜輻照度時,更多考慮了本國的需要,如美國、歐盟、中國采用了北半球美國新墨西哥州的日光光譜輻照度,澳大利亞/新西蘭采用了南半球澳大利亞的日光光譜輻照度。由于不同區(qū)域的不同人種的皮膚及體質(zhì)不同,防紫外線要求也不盡相同,膚色越淺越不利。美、澳對防紫外線的評價要求等級更多,適合于不同膚色的人選用;歐盟與中國的膚色單一,膚色較淺,評定標準只有一個等級,要求最高。

        2 比較試驗

        選用4塊平紋梭織布測試其透光率,并根據(jù)透光率計算不同標準下的UPF值。

        測試儀器:防紫外線測試儀,型號:UV 2000-F。

        測試環(huán)境:溫度(20±2)℃,相對濕度(65±4)%。

        樣品:紫色(克重:67g/m2)、白色(克重:103g/m2)、黑色(克重:125g/m2)、深藍色(克重:221g/m2)。

        試樣狀態(tài)及數(shù)量:干態(tài)未經(jīng)處理,4塊。

        4種樣品的透射率見圖1。

        圖1 4種樣品透射率

        采用UV-2000F分別對4塊樣品進行了測試,測試波長為280nm~400nm,波長間隔為1nm(見圖1)。使用所得的紫外線透射率,根據(jù)各標準的參數(shù),計算同一透射率下不同標準的UPF值,見表2。

        由表2可知,每個樣品采用上述5個標準進行防紫外線性能測試,所得到的UPF值基本一致。其中,歐盟標準結(jié)果等于中國標準結(jié)果;美國略低于中國和歐盟標準;澳洲/新西蘭等于日本,略高于中國和歐盟標準。

        各標準計算所得的UPF值主要差異來源于兩方面:一、美標與其他標準的最小波長間隔不同(見表1),美標為2nm,其他標準為5nm;二、澳洲/新西蘭標準采用的日光光譜輻照度不同。對于方面一,由于美標與歐盟和中國標準計算方面的差別主要在兩點,a)參與計算的波長美標比國標多了280nm~290nm區(qū)間的紫外線,b)美標的最小波長間隔更小。一般情況下,波長越小,透射率越低,美標參與計算的增加波長更小,其平均透射率應(yīng)該更小,即UPF值更大。實際測試結(jié)果美標的UPF值偏小,說明最小波長間隔越小,UPF值越小。對于方面二,由各標準所附的日光光譜輻照度知,澳洲墨爾本市的輻照度大于美國新墨西哥州,所以計算的UPF值澳洲/新西蘭標準最大。

        3 結(jié)束語

        現(xiàn)行防紫外線性能測試標準主要采用分光光度計法,基本原理一致,測試參數(shù)和結(jié)果評價略有差異:美標采用的波長間隔最小,試樣濕態(tài)預(yù)處理及多級性能評價,同紫外線透射率下計算所得UPF值最??;澳洲/新西蘭所采用的日光光譜輻照度較大,同紫外線透射率下計算所得UPF與日本標準相等,多級性能評價,計算所得UPF值最大;歐盟及中國標準對防紫外線性能的評價最嚴格,只有一級,計算所得UPF值介于兩者之間。

        參考文獻:

        [1]楊慧娟.防曬功能生活裝的研究與設(shè)計實驗[D].上海:東華大學(xué),2014.

        [2]徐璐,鄭宇英.紡織品防紫外線性能評定標準的研究[J].新紡織,2002(9):32-35.

        [3]高銘,湯曉蓉.紡織品防紫外線性能檢測標準發(fā)展近況[A].中國紡織工程學(xué)會所編,第七屆全國印染后整理論文集[C].北京,2008:98-103.

        [4]GB/T 18830—2009 紡織品防紫外線性能的評定[S].

        [5]RIVA A, ALGABA I. Ultraviolet protection provided by woven fabrics made with cellulose fibers: study of the influence of fiber type and structural characteristics of the fabric [J].Textile Institute.2006,97 (4):349-357.

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