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(biāo)準(zhǔn)。對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測試原理、試驗條件、結(jié)果評定進(jìn)行了對比，采用不同標(biāo)準(zhǔn)對比測試，并對結(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(yán)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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)——AS/NZS 4399：1996，隨后美國、日本、歐盟、中國相繼發(fā)布測試標(biāo)準(zhǔn)。該類測試標(biāo)準(zhǔn)均采用分光光度計法進(jìn)行測試。各測試標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)

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(hù)系數(shù)UPF值?？刹捎闷叫泄馐丈湓嚇?，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(jìn)行防紫外線性能評定的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18830—2009），UPF是指“皮膚無防護(hù)時計算出的紫外線輻射平均效應(yīng)與皮膚有織物防護(hù)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(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）所需要的時間與不使用防護(hù)織物達(dá)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)

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(hù)服測試方法標(biāo)準(zhǔn)，隨后中國、歐洲、美國等國家或團(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(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、美國標(biāo)準(zhǔn)的差異。由表1可知，歐盟與中國標(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)在四個方面：試樣準(zhǔn)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(zhǔn)備方面，美國標(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(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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(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種樣品的透射率見圖1。

圖1 4種樣品透射率

采用UV-2000F分別對4塊樣品進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)，計算同一透射率下不同標(biāo)準(zhǔn)的UPF值，見表2。

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

各標(biāo)準(zhǔn)計算所得的UPF值主要差異來源于兩方面：一、美標(biāo)與其他標(biāo)準(zhǔn)的最小波長間隔不同（見表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。對于方面一，由于美標(biāo)與歐盟和中國標(biāo)準(zhǔn)計算方面的差別主要在兩點，a）參與計算的波長美標(biāo)比國標(biāo)多了280nm～290nm區(qū)間的紫外線，b）美標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(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新墨西哥州，所以計算的UPF值澳洲/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)最大。

3 結(jié)束語

現(xiàn)行防紫外線性能測試標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)相等，多級性能評價，計算所得UPF值最大；歐盟及中國標(biāo)準(zhǔn)對防紫外線性能的評價最嚴(yán)格，只有一級，計算所得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(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標(biāo)準(zhǔn)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.