纺织品抗紫外线性能检测标准比较.doc
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纺织品抗紫外线性能检测标准比较
何秀玲
0前言
紫外线按辐射波长不同,可分为UVA(315-400nm),UVB(280-315nm)和UVC(280nm以下)三个波段。
UVA也称晒黑段此波段的紫外线很少被臭氧层吸收,大部分可达到地面,并穿透人体真皮,伤害皮肤的骨胶蛋白和弹性蛋白,久之使皮肤老化,失去弹性,出现皱纹,黑色素沉积。
UVB一般称晒红段,可被臭氧层吸收,只有极少量到达地面,但UVB对皮肤的伤害远大于UVA,其穿透力可达表皮层,引起皮肤发红,产生黑色素,晒斑,甚至造成灼伤。
过量UVB照射还会诱发皮肤病,引起白内障,降低人体免疫功能。
UVC几乎被臭氧层吸收,基本达不到地面,对人体的影响可不考虑。
近年来,大量排放的氯氟烃化合物使臭氧层和地球环境遭到严重破坏,到达地面的紫外线辐射量逐年增多。
据新西兰国家气象局统计,过去十年,到达地面的紫外线增加了12%。
阴天到达地面的紫外线辐射量约为40-60KJ/㎡,晴天约为80-100KJ/㎡,炎夏烈日约为100-200KJ/㎡,而人体皮肤每天接受紫外线的安全辐射量应在20KJ/㎡以内。
服装是人们防紫外线辐射的重要屏障,普通服装的遮挡率一般在50%,达不到对人体安全防护的要求,所以要开发专门的抗紫外线纺织产品,随之而来的是对其检测,已成为行业关注的问题。
澳大利亚、美国、欧盟和我国等均提出了纺织品抗紫外线性能检测方法。
本文阐述纺织品抗紫外线性能的几种常用检测标准,并作进一步比较。
⒈澳大利亚/新西兰检测标准
澳大利亚和新西兰是紫外线照射强度高的国家,其皮肤癌患者每10年增加一倍。
1996年两国首先提出了AS/NZS4399:
1996sunprotectiveclothing-evaluationandclassification《日光防护服评定和分级标准》,用于测定贴身防护纺织品、服装和其它防护用品(如帽子)的紫外线透射率,对抗紫外线辐射标签也提出了要求。
但是不包括防晒霜、建筑及遮阳用帐篷、太阳镜和伞等,也不用于非太阳光紫外线辐射源。
该标准规定,至少准备4块样品,取样时距边部应超过5cm,样品需干燥、不扭曲、不需预调湿,样品大小应充分覆盖仪器孔眼。
测试需在温度(20±5)℃和相对湿度(50±20)%的环境中进行。
紫外线辐射波长范围为290-400nm,测试波长间隔5nm。
测试内容包括平均UPF值、UPF标准偏差、UPF等级、平均紫外线透过率T(UVA)AV和T(UVB)AV。
如果样品不均匀,则按以下要求取样:
(1)若样品有多种颜色,不同颜色均需测试,以最低测试值为测试结果;
(2)如果样品有不同组织,取覆盖系数最小的部位(如孔眼结构);
(3)有衬里的衣服,衬里与面料需一起测试。
该标准对出口澳洲的抗紫外线产品提出了相关要求,见表1。
表1出口澳洲抗紫外线产品的要求
UPF范围
防护分类
紫外线透射率/%
UPF等级
15-24
较好的防紫外线性能
6.7-4.2
15,20
25-39
良好的防紫外线性能
4.1-2.6
25,30,35
40-50,50+
优异的防紫外线性能
≤2.5
40,45,50,50+
标签还规定,抗紫外线商品必须附上清楚且合法的标签,标签包含以下内容:
(1)制造商名和商标名。
(2)对产品的日光防护性进行数字评级时,应采用标准规定的“紫外线防护系数”或“UPF值”,标注在产品上的UPF等级不能超过50。
标注等级和防护分类的字体和字号必须相同。
(3)UPF等级只针对针织织物,不代表用其设计的商品的防护能力。
当某些操作(例如拉伸和缝纫)可能会降低UPF值时,测试织物覆盖面积最广的区域。
(4)纺织品平均UVA透射率和平均UVB透射率。
⒉美国检测标准
美国抗紫外线纺织品的检测标准主要有以下三种:
(1)ASTMD6544StandardPracticeforPreparationofTextilesPriorUltraviolet(UV)TransmissionTesting《紫外线透射测试前纺织品制备规程》
(2)AATCC183TransmitanceorBlockingofErythemallyWeightedUltraviletRadiationthroughFabrics《纺织品透射或阻隔紫外线的性能测试》
(3)ASTMD6603StandardGuideforLabelingofUV-ProtectiveTextiles《紫外线防护纺织品标签指南》
2.1ASTMD6544
规定抗紫外线纺织品在测试前,需经过洗涤、模拟日光照射和氯化池水试验预处理。
耐洗牢度测试样品尺寸为380×380nm,模拟日光照射和氯化池水试验,则要求样品尺寸为125×180nm。
每个试验至少需要3个样品,未折叠、无折皱和折痕,避免接触油及一切可能在样品表面产生影响的东西,印花织物所有颜色均在测试范围内。
洗涤试验按照AATCC172《耐家庭洗涤非氯漂白色牢度》标准,连续洗涤40次,按照服装上附着的洗标要求,选择合适的洗涤和烘干方式。
2.2AATCC183
1998年美国提出AATCC183标准,规定了织物阻隔和透过紫外线的测试方法,其原理是用分光光度计测定样品紫外线透过率。
测试包括干态和湿态,准备干燥、无扭曲,50×50nm或半径50nm的圆形样品2块,在温度(21±1)℃和相对湿度(65±2)%环境中放置4h以上。
干态测试时,先取任意角度测试,然后旋转45°测试,再旋转45°测试,每个样品测3次。
如果样品有不同的颜色和结构,测试应包括所有颜色和结构,取样区域应尽可能覆盖所有孔隙。
对多色样品,需测试紫外线透过率最高的区域,测3次。
紫外线辐射波长范围为280~400nm,测试波长间隔2nm。
湿态测试时,需将样品平铺在烧杯或培养皿底部,倒入蒸馏水,浸泡30分钟,使样品充分润湿,把样品放在两张吸水纸间,在轧车或类似装置中挤压,使其含湿率为150±5%。
然后按照干态测试方法,测平均UPF值,平均紫外线透过率T(UVA)AV和T(UVB)AV,计算UVA和UVB阻隔率。
2.3.ASTMD6603
规定了UVA和UVB紫外线防护纺织品标签的要求,用以告知消费者有关抗紫外线产品的相关信息。
标签内容主要来源于仪器测试获得的紫外线防护数据,包括紫外线防护纺织品标签用术语,但不包括护理标签和纤维组分标签所涉及的规定。
标签提供的信息可使消费者对各种抗紫外线纺织品进行比较,购买适合的产品,并了解厂商的相关信息。
3.欧盟检测标准
欧盟抗紫外线纺织品标准主要有两种:
(1)EN13758.1-2006Textiles-SolarUVProtectiveProperties-part1:
MethodofTestforApparelFabrics《纺织品日光紫外线防护性能-第1部分:
服装面料的测试方法》。
(2)EN13758.2-2003Textiles-SolarUVProtectiveProperties-part2:
Classificationandmarkingofapparel《纺织品日光紫外线防护性能第2部分:
服装的分类和标记》。
3.1EN13758.1
规定了服装面料紫外线防护性能的试验方法,但不适用于远距离抗紫外线防护产品,如雨伞、遮阳篷等。
标准规定,对于匀质材料,至少测试4块代表性试样,距布边5cm以内的织物应舍去,不能在布匹头尾两端1米以内取样。
对不同颜色或结构的非匀质材料,每种颜色和结构至少测试2块试样,以最低UPF值作为样品测试值。
紫外线辐射波长范围290~400nm,测试波长间隔5nm,测试面料平均UPF值,平均紫外线透过率T(UVA)AV和T(UVB)AV。
3.2EN13758.2
适用于提供紫外线防护的服装,要求如下:
(1)服装全部面料的UPF值应按照EN13758.1测定,最低UPF值应大于40,匀质或非匀质试样平均UVA透射率应低于5%。
(2)按本标准检测的抗紫外线服装必须有以下永久性标记:
-标准序列号:
EN3758.2
-UPF40+
(3)按本标准检测的抗紫外线服装应标记以下语句:
-皮肤暴露在阳光下会受到损伤;
-只有被覆盖的部位能受到保护;
-使用后或被拉伸、浸湿,产品的抗紫外线功能可能会减弱。
(4)按本标准检测的抗紫外线服装可以标记以下语句:
-提供防日光UVA和UVB保护。
标准建议抗紫外线产品应提供一份说明书,解释紫外线辐射对人体和环境的危害,以及抗紫外线服装能够有效减少紫外线辐射。
4.英国检测标准
1998年英国提出BS7914Methodoftestforpenetrationoferythemallyweightedsolarultravioletradiationthroughclothingfabrics《透过服装织物的太阳紫外线透射渗透试验方法》,用于测试紧贴皮肤织物的紫外线透过率,不包括抗紫外产品的设计、防晒霜、太阳镜、遮阳棚布和伞用织物。
标准规定,均匀样品需测试4块,非均匀样品每种颜色和组织至少测2块。
样品需在温度(20±2)℃和相对湿度(65±2)%环境中放置16h以上。
样品每种颜色和组织均需测试。
紫外线辐射波长范围为290~400nm,测试波长间隔为5nm。
测试结果用最高P值(UPF值的倒数)表示。
(3)除BS7914标准外,英国还有BSEN13758.1TextilesSolarUVProtectiveProperties-Part1:
MethodofTestforApparelFabrics《纺织品日光紫外线防护性能第1部分:
服装面料的测试方法》和BSEN13758.2Textiles-SolarUVProtectiveProperties-part2:
Classificationandmarkingofapparel《纺织品日光紫外线防护性能第2部分:
服装的分类和标记》。
这两个标准类同欧盟EN13758.1和EN13758.2标准。
5.中国检测标准
1997年我国制定了GB/T17032《织物抗紫外线测试方法》,但已废除。
2002年制定了GB/T18830《纺织品防紫外线性能的评定》。
GB/T18830规定了纺织品防紫外线性能的试验方法,防护水平的评定和表示。
匀质材料至少取4块代表性试样,距布边5cm以内的织物不用。
对不同色泽或结构的非匀质材料,每种颜色和结构至少测2块试样。
试样自在标准大气条件下调湿。
测试波长间隔5nm,紫外线辐射波长范围290~400nm。
计算每个试样的UVA和UVB透射比(T值)平均值,以最低UPF值作为样品测试值。
标准规定,样品UPF值>30,T(UVA)AV<5%时,可称为“防紫外线产品”。
另外,防紫外线产品标签应有如下标识:
-本标准的编号,即GB/T18830;
-UPF30+(当UPF>50,标为UPF50+);
-长期使用以及在拉伸或潮湿的情况下,该产品的防护性可能降低。
6.各国标准比较
6.1相同点
(1)测试原理
以上五种方法的测试原理基本相同,均采用单色或多色的紫外线辐射试样,单色仪将辐射源的紫外线辐射能量散射,进行光谱测量。
积分球可计算出样品在所有方向反射(垂直反射和漫反射)的辐射通量。
探测器由光电倍增管组成,将信号放大并处理,输入计算机进行处理。
根据收集的总光谱透射射线,测定总光谱透射比,并计算试样的UPF值。
(2)紫外线波长范围
除AATCC183规定测试紫外线辐射波长的范围为280~400nm外,其它4种方法均为290~400nm。
虽然AATCC183紫外线辐射波长从280nm开始,但在280-290nm范围内,几乎无紫外线透过织物,所以其紫外线辐射波长也可视为290-400nm。
(4)非匀质材料测试要求
以上方法均规定,不同颜色或组织的非匀质材料,每种颜色和组织都必须取样测试。
6.差异
以上五种方法的差异列于表2。
取抗紫外线功能面料5块,采用LabsphereUVTransmittanceAnalyzerUV-1000F紫外线透射测试仪,分别按以上5种方法标准测试,结果见表3。
表2不同测试方法的差异对比表
测试要求
AS/NZS4399
AATCC183
EN13758.1
BS7914
GB/T18830
范围
适用于紧贴皮肤的纺织品服装和帽子,不包括遮阳布赫伞用织物
适用于各种制作抗紫外线纺织品的织物
适用于服装面料,不包括遮阳棚和雨伞
适用于紧贴皮肤的织物,不包括遮阳布赫伞用织物
适用于各种纺织品
样品要求
距边部5cm部分舍去,样品干燥,不扭曲、不需预调湿,大小应充分覆盖仪器孔眼。
衬里与面料一起测试。
尺寸50×50mm或¢50mm,样品干燥、不扭曲,预处理至少4小时
距布边5cm内织物舍去,布匹两端1m内不取样,样品应充分覆盖仪器孔眼。
距布边5cm部分舍去,预处理至少16h。
距布边5cm部分舍去,样品大小应能充分覆盖仪器孔眼。
样品数量
4块
2块
匀质样品4块,非匀质样品:
每种颜色和结构2块
均匀样品4块,非均匀样品:
每种颜色和组织2块
匀质样品4块,非匀质样品:
每种颜色和结构2块
测试条件
温度(20±5)℃
相对湿度(50±20)%
温度(21±1)℃
相对湿度(65±2)%
温度(21±1)℃
相对湿度(65±2)%
温度(20±2)℃
相对湿度(65±2)%
温度(21±1)℃
相对湿度(65±2)%
测试波长
间隔/nm
5
2
5
5
5
测试结果
平均UPF值、UPF标准偏差、UPF等级、T(UVA)AV、T(UVB)AV
平均UPF值、UVA和UVB阻隔率、T(UVA)AV、T(UVB)AV
平均UPF值、UPF标准偏差、UPF等级、T(UVA)AV、T(UVB)AV
最高P值(UPF值倒数)
平均UPF值、T(UVA)AV、T(UVB)AV
表3不同方法的测试结果
样品号
AS/NZS4399
AATCC183
EN13758.1
BS7914
GB/T18830
1#
UPFAV=500
UPF标准偏差=0
UPF等级=50+
T(UVA)AV=0.041%
T(UVB)AV=0.032%
UPFAV=500
T(UVA)AV=0.04%
T(UVB)AV=0.031%
UVA阻隔率=99.960%
UVB阻隔率=99.969%
UPFAV=500
T(UVA)AV=0.036%
T(UVB)AV=0.021%
UPF标准偏差=0
UPF等级>50
P=0.002
UPFAV=500
T(UVA)AV=0.04%
T(UVB)AV=0.03%
2#
UPFAV=25.895
UPF标准偏差=1.984
UPF等级=20
T(UVA)AV=11.212%
T(UVB)AV=3.063%
UPFAV=26.251
T(UVA)AV=11.213%
T(UVB)AV=3.041%
UVA阻隔率=88.787%
UVB阻隔率=96.959%
UPFAV=26.403
T(UVA)AV=10.934%
T(UVB)AV=2.845%
UPF标准偏差=2.562
UPF等级=24
P=0.038
UPFAV=28
T(UVA)AV=10.39%
T(UVB)AV=2.61%
3#
UPFAV=32.990
UPF标准偏差=3.917
UPF等级=25
T(UVA)AV=5.710%
T(UVB)AV=2.675%
UPFAV=27.068
T(UVA)AV=6.235%
T(UVB)AV=3.260%
UVA阻隔率=93.765%
UVB阻隔率=96.740%
UPFAV=29.177
T(UVA)AV=5.984%
T(UVB)AV=3.012%
UPF标准偏差=3.164
UPF等级=26
P=0.034
UPFAV=28
T(UVA)AV=6.13%
T(UVB)AV=3.06%
4#
UPFAV=3.427
UPF标准偏差=0.140
UPF等级<5
T(UVA)AV=3.276%
T(UVB)AV=28.727%
UPFAV=3.349
T(UVA)AV=31.577%
T(UVB)AV=29.044%
UVA阻隔率=68.423%
UVB阻隔率=70.956%
UPFAV=3.386
T(UVA)AV=31.234%
T(UVB)AV=29.016%
UPF标准偏差=0.136
UPF等级=3
P=0.323
UPFAV=3
T(UVA)AV=31.78%
T(UVB)AV=29.43%
5#
UPFAV=14.391
UPF标准偏差=0.987
UPF等级=10
T(UVA)AV=16.732%
T(UVB)AV=5.513%
UPFAV=12.320
T(UVA)AV=17.250%
T(UVB)AV=6.231%
UVA阻隔率=82.750%
UVB阻隔率=93.679%
UPFAV=13.923
T(UVA)AV=16.743%
T(UVB)AV=5.441%
UPF标准偏差=0.542
UPF等级=13
P=0.074
UPFAV=13
T(UVA)AV=16.98%
T(UVB)AV=5.65%
注:
1#米白色机织面料;2#蓝紫色机织面料;3#桔色机织面料;4#绿色机织面料;5#米黄色机织面料
由表2和表3可以看出,不同国家紫外线辐射测试方法在原理、紫外性波长范围和非匀质材料要求方面基本一致,但在适用范围、样品要求和数量、测试条件、测试波长间隔以及结果表示方面又存在较大差异。
因此,试验结果也存在一定的差异。
由于测试条件、样品数量和预处理方法等试验条件不同,上述方法得到的测试结果不能平行比较。
美国AATCC183方法略严格,测试波长间隔2nm,结果表示最全面。
除采用UPF平均值,以及UVA和UVB透射率外,还采用了UVA和UVB阻隔率来表示抗紫外线性能。
澳大利亚/新西兰/欧盟虽然未采用UVA和UVB阻隔率,但采用UPF等级和标准偏差,而其它三种方法则没有。
英国和我国的结果表示相对简单。
摘自《印染》
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