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        紡織品防紫外線性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)比較與分析

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

        李儲(chǔ)林++林珊++張碩

        摘要:本文介紹了國(guó)內(nèi)外紡織品防紫外線性能測(cè)試的主要標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試原理、試驗(yàn)條件、結(jié)果評(píng)定進(jìn)行了對(duì)比,采用不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比測(cè)試,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明,同一試樣采用不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果基本一致,差異主要來(lái)源于采用不同的日光光譜輻照度和不同的試驗(yàn)參數(shù)。

        關(guān)鍵詞:紡織品;防紫外線性能;檢測(cè)方法

        太陽(yáng)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(yán)重還會(huì)誘發(fā)癌變,隨著臭氧層破壞和對(duì)紫外線的不斷探究認(rèn)識(shí),紡織品防紫外線性能越來(lái)越引起消費(fèi)者的重視[1]。

        目前尚無(wú)統(tǒng)一的防紫外線測(cè)試方法,測(cè)試方法主要分為直接測(cè)試法和儀器測(cè)試法。直接測(cè)試法包括人體測(cè)試法和變色褪色法,由于測(cè)試方法對(duì)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(cè)試法主要包括紫外線強(qiáng)度累積法和分光光度計(jì)法,該類測(cè)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(gè)防紫外線性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)——AS/NZS 4399:1996,隨后美國(guó)、日本、歐盟、中國(guó)相繼發(fā)布測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。該類測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)均采用分光光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)試。各測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)原理雖然相同,但測(cè)試參數(shù)卻不盡相同。本文將列舉和比較各標(biāo)準(zhǔn)之間的差異,并通過(guò)試驗(yàn),分析不同參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響規(guī)律。

        1 防紫外線性能主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

        1.1 測(cè)試原理

        目前對(duì)防紫外線性能的檢測(cè)所采用的分光光度計(jì)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(cè)定出總的光譜透射比,并計(jì)算試樣的紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值??刹捎闷叫泄馐丈湓嚇樱靡粋€(gè)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(guó)進(jìn)行防紫外線性能評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)都以UPF值為主,適當(dāng)考慮UVA(波長(zhǎng)315nm~400nm)或UVB(波長(zhǎng)280nm~315nm)的平均透射率。根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18830—2009),UPF是指“皮膚無(wú)防護(hù)時(shí)計(jì)算出的紫外線輻射平均效應(yīng)與皮膚有織物防護(hù)時(shí)計(jì)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(hù)織物后,紫外線輻射使皮膚達(dá)到某一損傷(如黑斑、紅斑、致癌等)所需要的時(shí)間與不使用防護(hù)織物達(dá)到該種傷害的時(shí)間之比,也就是說(shuō),如果布料的UPF值是40,承受紫外線輻射量是沒(méi)有防護(hù)時(shí)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(qiáng)。

        1.2 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

        防紫外線紡織品出現(xiàn)后,澳大利亞和新西蘭兩國(guó)首先推出了防紫外線防護(hù)服測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn),隨后中國(guó)、歐洲、美國(guó)等國(guó)家或團(tuán)體也推出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

        現(xiàn)行的防紫外線性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)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(píng)定》;

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

        AS/NZS 4399:1996《防曬服裝——評(píng)價(jià)與分類》;

        Japan Garment Association Standard《日本服裝協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)》。

        1.3 差異比較

        表1 詳細(xì)比較了澳洲/新西蘭、歐盟、中國(guó)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的差異。由表1可知,歐盟與中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本完全一致,與其他標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。各標(biāo)準(zhǔn)主要差異體現(xiàn)在四個(gè)方面:試樣準(zhǔn)備、測(cè)試時(shí)樣品放置、參照的日光光譜輻照度和防紫外線評(píng)定要求。

        試樣準(zhǔn)備方面,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)考慮了濕態(tài)樣品的防紫外線性能,其他標(biāo)準(zhǔn)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(jiàn)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(píng)價(jià)更顯意義,可更全面地評(píng)價(jià)織物的防紫外線性能。

        測(cè)試時(shí)樣品放置方面,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)考慮了同一塊樣品不同角度下的防紫外線性能,其他標(biāo)準(zhǔn)為多塊樣品隨機(jī)放置測(cè)試。同一塊樣品不同角度測(cè)試,對(duì)于不同角度下透光率不同的織物具有實(shí)際意義??椢镌诖┲^(guò)程中,陽(yáng)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(biāo)準(zhǔn)雖未明確要求不同角度的測(cè)試,但測(cè)試更多的試樣(4塊),測(cè)試時(shí)隨機(jī)放置也可以減少該因素對(duì)結(jié)果的影響。但美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試時(shí)各類試樣僅測(cè)試一塊,測(cè)試量較少,結(jié)果能否代表整個(gè)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(guó)選擇日光光譜輻照度時(shí),更多考慮了本國(guó)的需要,如美國(guó)、歐盟、中國(guó)采用了北半球美國(guó)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(duì)防紫外線的評(píng)價(jià)要求等級(jí)更多,適合于不同膚色的人選用;歐盟與中國(guó)的膚色單一,膚色較淺,評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè)等級(jí),要求最高。

        2 比較試驗(yàn)

        選用4塊平紋梭織布測(cè)試其透光率,并根據(jù)透光率計(jì)算不同標(biāo)準(zhǔn)下的UPF值。

        測(cè)試儀器:防紫外線測(cè)試儀,型號(hào):UV 2000-F。

        測(cè)試環(huán)境:溫度(20±2)℃,相對(duì)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(lán)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(jiàn)圖1。

        圖1 4種樣品透射率

        采用UV-2000F分別對(duì)4塊樣品進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試波長(zhǎng)為280nm~400nm,波長(zhǎng)間隔為1nm(見(jiàn)圖1)。使用所得的紫外線透射率,根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù),計(jì)算同一透射率下不同標(biāo)準(zhǔn)的UPF值,見(jiàn)表2。

        由表2可知,每個(gè)樣品采用上述5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防紫外線性能測(cè)試,所得到的UPF值基本一致。其中,歐盟標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果等于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果;美國(guó)略低于中國(guó)和歐盟標(biāo)準(zhǔn);澳洲/新西蘭等于日本,略高于中國(guó)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

        各標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算所得的UPF值主要差異來(lái)源于兩方面:一、美標(biāo)與其他標(biāo)準(zhǔn)的最小波長(zhǎng)間隔不同(見(jiàn)表1),美標(biāo)為2nm,其他標(biāo)準(zhǔn)為5nm;二、澳洲/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)采用的日光光譜輻照度不同。對(duì)于方面一,由于美標(biāo)與歐盟和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方面的差別主要在兩點(diǎn),a)參與計(jì)算的波長(zhǎng)美標(biāo)比國(guó)標(biāo)多了280nm~290nm區(qū)間的紫外線,b)美標(biāo)的最小波長(zhǎng)間隔更小。一般情況下,波長(zhǎng)越小,透射率越低,美標(biāo)參與計(jì)算的增加波長(zhǎng)更小,其平均透射率應(yīng)該更小,即UPF值更大。實(shí)際測(cè)試結(jié)果美標(biāo)的UPF值偏小,說(shuō)明最小波長(zhǎng)間隔越小,UPF值越小。對(duì)于方面二,由各標(biāo)準(zhǔn)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(guó)新墨西哥州,所以計(jì)算的UPF值澳洲/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)最大。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        現(xiàn)行防紫外線性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要采用分光光度計(jì)法,基本原理一致,測(cè)試參數(shù)和結(jié)果評(píng)價(jià)略有差異:美標(biāo)采用的波長(zhǎng)間隔最小,試樣濕態(tài)預(yù)處理及多級(jí)性能評(píng)價(jià),同紫外線透射率下計(jì)算所得UPF值最?。话闹?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(jì)算所得UPF與日本標(biāo)準(zhǔn)相等,多級(jí)性能評(píng)價(jià),計(jì)算所得UPF值最大;歐盟及中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防紫外線性能的評(píng)價(jià)最嚴(yán)格,只有一級(jí),計(jì)算所得UPF值介于兩者之間。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊慧娟.防曬功能生活裝的研究與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)[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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)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(cè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展近況[A].中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)所編,第七屆全國(guó)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(píng)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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