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纺织品防紫外线性能标准和测试结果国际国内的差异分析

一、防紫外线简述
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欧盟标准(en 13758-1:2001)、澳大利亚/新西兰标准(as/nzs 4399:1996)、美国aatcc标准(aatcc 183—2010)和中国国家标准(gb/t 18830—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,这就造成了国内各检测机构之间采用的仪器有差异,而不同测试仪器测试的结果可能不同。本文简要分析了不同测试仪器对防紫外线性能的影响。
二、防紫外线性能检测标准体系
1、澳大利亚和新西兰标准
澳大利亚和新西兰率先制定了“as/nzs 4399:1996 [2](sun protective clothing-evaluation and classification)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4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。
2、欧盟标准
欧盟标准en 13758-1:2001[3] “(textiles-solar uv protective properties-part 1: method of test for apparel fabrics) 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4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uv-a、uv-b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。
3、美国aatcc标准
aatcc 183—2010 [4] “(transmittance or blocking of erythemally weighted ultraviolet radiation through fabrics) 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3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。
4、中国国家标准
我国国家标准gb/t 18830—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4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平均透射比以及平均upf值和样品的upf值。对于匀质材料,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。
三、试验方案及数据分析
1、不同方法标准对防紫外线性能的影响
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en 13758-1:2001、as/nzs 4399:1996、aatcc 183—2010和gb/t 18830—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。
②、试验数据结果及分析
由表3可知,aatcc 183—2010测得的样品upf值与其他3个标准存在明显差异;en 13758-1:2001和gb/t 18830—2009测得的防紫外线性能结果较一致;as/nzs 4399:1996测得的防紫外线性能结果与en 13758-1存在轻微差异。原因主要是标准间的差异造成的, aatcc 183—2010不要求对样品的upf值进行修正,因此aatcc 183—2010测试的样品upf值与其他3个标准间差异较大;as/nzs 4399:1996参照的日光光谱辐照度与其他3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]。
2、不同仪器对防紫外线测试结果的影响
①、试验方案
样品:随机选取匀质的针织布料5块。
测试标准:gb/t 18830—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4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。
②、试验数据结果及分析
本次试验选取的3种不同的测试仪器均满足标准gb/t 18830—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作出明确规定,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。
四、结论
1、gb/t 18830—2009与en 13758-1:2001在内容上基本一致;aatcc183—2010在试样的选择、数据的处理与其他3个标准存在明显差异; as/nzs 4399:1996在测试原理、制样、 测试过程、数据处理上与en 13758-1:2001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。
2、aatcc 183—2010测得的样品upf值与其他3个标准存在明显差异;en 13758-1:2001和gb/t 18830—2009测得的防紫外线性能结果较一致;as/nzs 4399:1996测得的防紫外线性能 结果与en 13758-1存在轻微差异。
3、不同型号的仪器测得的防紫外线性能存在明显差异。

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