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纺织品防紫外线性能标准和测试结果差异
中国纺织网
2012/4/13
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    随着人们生活水平的提高,人们对功能性纺织品的需求量很大,特别是防护功能纺织品越来越受到人们的青睐。防护功能纺织品有阻燃纺织品、抗紫外线纺织品、防辐射纺织品等[1]。随着功能性纺织品的流行,其相应的测试标准也需要进一步完善,本文简要探讨了国内外现行的防紫外线性能测检测标准体系。

  目前尚无全球统一的防紫外线纺织品的检测标准,国内外主要测试标准包括有欧盟标准(EN13758-1:2001)、澳大利亚/新西兰标准(AS/NZS4399:1996)、美国AATCC标准(AATCC183-2010)和中国国家标准(GB/T18830-2009)等。这些标准主要是通过稳定的UV光源产生波长为290nm~400nm的紫外线射线,通过单色器照射试样,收集总的光谱投射射线,测定出总的光谱投射比,并计算试样的紫外线透射率和防护系数UPF值。

  各国制定的标准仅规定了光源、积分球和滤片的要求,对于光线的传递无具体要求。市面上存在各种品牌和型号的分光光度计用于测试紫外线,这就造成了国内个检测机构之间采用的仪器有差异,而不同测试仪器的结果可能不同。本文也简要分析了不同测试仪器对防紫外线性能的影响。

  2.防紫外线性能检测标准体系

  2.1澳大利亚和新西兰标准

  澳大利亚和新西兰率先制订了“AS/NZS4399:1996[2](Sunprotectiveclothing-Evaluationandclassification)日光防护服评定和分级”标准,主要用于确定紧贴于皮肤的防护纺织品、服装和其他防护用品(如帽子)的紫外线透射率,同时提出了对防紫外线辐射标签的要求。织物样品必须在干态及松弛的状态下进行测试,每种样品要求测四块,两经两纬,试样不需预调湿,但对测试环境有着与众不同的要求,如相对湿度(50±20)%。测试得到的各个波长下的紫外线透射率可按波长分别计算出UV-A与UV-B的平均透射率以及样品的UPF值,然后按照给定的公式进行校正,最终得到样品的UPF值。标准提出了对纺织品防护等级的分类及标签的标注等要求,见表1。

  表1澳大利亚/新西兰标准确定的UPF数值及防护等级

  2.2欧盟标准

  欧盟标准EN13758-1:2001[3]“(Textiles-SolarUVprotectiveproperties-Part1:Methodoftestforapparelfabrics)纺织品-日光紫外线防护性能-第1部分:服装面料试验方法”主要是针对服装面料紫外线防护性能的测试,不适用于那些提供远距离防紫外线保护的产品如雨伞、遮阳物等。测试的样品分为匀质和非匀质两类,匀质面料需要测试四块,非匀质面料则根据颜色或结构的不同分别测试两块,分别测得UVA、UVB紫外线透射率平均值和UPF值,该标准特别说明,拉伸状态以及湿态下会降低纺织品防紫外线性能。

  2.3美国AATCC标准

  AATCC183-2010[4]“(TransmittanceorBlockingofErythemallyWeightedUltravioletRadiationthroughFabrics)纺织品透过或阻碍紫外线的性能测试”用于测试防紫外线织物的阻隔或透过紫外线辐射的能力。测试的样品分为干态和湿态两种,分别按不同要求准备样品后进行测试,在织物样品上紫外线投射率最大的区域测试三次,得到平均紫外线透射率,据此计算UPF值、UV-A和UV-B的平均透射率,以及UV-B的紫外线阻隔率。

  2.4中国国家标准

  我国国家标准GB/T18830-2009[5]“纺织品-防紫外线性能的评定”规定了织物的防日光紫外线性能的试验方法、防护水平的表示、评定和标识。该标准要求测试时匀质样品每种需取四块,非匀质样品按颜色或结构每种取2块。按照测试的光谱透射比分别计算UV-A、UV-B平均透射比和平均UPF值和样品的UPF值。对于均质材料,当样品的UPF值低于单个试样实测的UPF值中最低值时,则以试样最低的UPF值作为样品的UPF值报出;对于非匀质材料,以所测试样中最低的UPF值作为试样的UPF值。当样品的UPF值大于50时,表示为“UPF>50”。当样品的UPF>40,且T(UVA)AV<5%时,可称为“防紫外线产品”。

  各国标准对纺织品防紫外线的测试要求和判定都不相同,具体见表2。

  表2各国防紫外线测试方法标准间的差异

  AATCC 183 EN 13758 AS/NZS 4399 GB/T 18830 适用范围 干、湿态和拉伸状态的织物 服装面料 干态且非拉伸态的未处理纺织品 所有纺织品 测试波长范围 280 nm~400 nm 290 nm~400 nm 290 nm~400 nm 290 nm~400 nm 样品数量 2(一干一湿) 4 2经2纬 4 非匀质样品 每种颜色和结构至少1个样品 每种颜色和结构至少2个样品 每种颜色至少1个样品 每种颜色和结构至少2个样品 调湿 需要 需要 不需要 需要 试验环境 干态试样,温度(21±1)oC 相对湿度(65±2)% 温度(20±2)oC 相对湿度(65±2)% 温度(20±5)oC 相对湿度(50±2)% 温度(20±2)oC 相对湿度(65±4)% 修正标准偏差 参照的日光光谱辐照度 美国新墨西哥州Albuquerque市7月3日夏季中午 美国新墨西哥州Albuquerque市7月3日夏季中午 澳大利亚墨尔本市1月1日冬季中午 美国新墨西哥州Albuquerque市7月3日夏季中午 报出值 UPF值、 T(UVA)AV T(UVB)AV 100%- T(UVB)AV 样品UPF值 UPF单值 T(UVA)AV T(UVB)AV UPF修正值 UPF平均值 样品UPF值 UPF平均值 T(UVA)AV T(UVB)AV 抗紫外线要求 UPF≥15, 分三类防护等级 UPF>40,匀质试样UV-A平均透射率<5% UPF≥15,分三类防护等级 UPF>40,UV-A平均透射率<5%

  3.试验方案及数据分析

  3.1不同方法标准对防紫外线性能的影响

  3.1.1试验方案

  样品:随机选取匀质的针织布料一块。

  方案:分别采用方法标准EN13758-1:2001、AS/NZS4399:1996、AATCC183-2010和GB/T18830-2009测试UPF平均值、样品的UPF值、T(UVA)AV和T(UVB)AV,并对数据进行分析。

  3.1.2试验数据结果及分析

  表3不同标准防紫外线性能测试值的差异

  AATCC 183 EN 13758-1 AS/NZS 4399 GB/T 18830 UPF平均值 45.2 41.4 45.3 41.25 样品UPF值 45.2 35.1 34.9 35 T(UVA)AV/% 3.04 3.24 2.99 3.18 T(UVB)AV/% 1.75 2.31 2.02 2.24

  由表3可知,AATCC183-2010测得的样品UPF值与其他三个标准存在明显差异;EN13758-1:2001和GB/T18830-2009测得的防紫外线性能结果较一致;AS/NZS4399:1996测得的防紫外线性能结果与EN13758-1存在轻微差异。原因主要是因为标准间的差异造成的,AATCC183-2010不要求对样品的UPF值进行修正,因此AATCC183-2010测试的样品UPF值与其他三个标准间差异较大;AS/NZS4399:1996采用的参照的日光光谱辐照度与其他三个标准不同,因此UPF平均值与欧盟标准和中国标准测试值差异较大[6]。

  3.2不同仪器对抗紫外线测试结果的影响

  3.2.1试验方案

  样品:随机选取匀质的针织布料五块。

  测试标准:GB/T18830-2009。

  仪器选择:根据各检测机构常用测试防紫外线性能的仪器,选取Cary50型紫外分光光度计、cary100紫外分光光度计、uv1000紫外可见分光光度计四种较常用的测试仪器。

  方案:分别采用不同的仪器测试UPF平均值、样品UPF值、T(UVA)AV和T(UVB)AV,并对数据进行分析。

  3.2.2试验数据结果及分析

  表4不同仪器防紫外线性能测试值的差异

测试项目 仪器 样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 UPF平均值 cary50 20 24 31 8 125 cary100 19 22 27 7 71 uv1000 20 22 28 6 57 样品UPF值 cary50 20 23 29 7 >50 cary100 18 20 27 6 >50 uv1000 20 20 26 6 49 T(UVA)AV/% cary50 23.23 2.79 7.02 16.16 1.07 cary100 24.20 3.10 7.95 16.66 1.46 uv1000 29.94 3.92 8.50 24.56 2.33 T(UVB)AV/%   cary50 0.88 3.93 2.12 12.05 0.63 cary100 1.15 4.42 2.56 13.42 1.32 uv1000 0.65 4.43 2.66 14.89 1.66

  本次试验选取的四种不同的测试仪器均满足标准GB/T18830—2009要求。由表4可知,不同型号的仪器测得的防紫外线性能存在明显差异。各国防紫外线性能测试标准中未对仪器型号做出明确规定,为了确保不同实验室间数据的一致性,进行比对试验时最好选用同一品牌的仪器。

  4.结论

  4.1 GB/T18830-2009与EN13758-1:2001在内容上基本一致;AATCC183-2010在试样的选择、数据的处理与其他三个标准存在明显差异;AS/NZS4399:1996在测试原理、制样、测试过程、数据处理上与EN13758-1:2001很相近,但其在调湿条件、日光辐照度E(λ)等参数的选择上有其鲜明的特点。

  4.2 AATCC183-2010测得的样品UPF值与其他三个标准存在明显差异;EN13758-1:2001和GB/T18830-2009测得的防紫外线性能结果较一致;AS/NZS4399:1996测得的防紫外线性能结果与EN13758-1存在轻微差异。

  4.3不同型号的仪器测得的抗紫外线性能存在明显差异。

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