紡織品防紫外線性能檢測標準發(fā)展近況

【摘要】目前尚無全球統(tǒng)一的防紫外線紡織品的檢測標準，各國制定的各種標準全部采用了儀器測試法來測定樣品的防紫外線性能，UPF值和一定波段的紫外線透射率是表征紡織產(chǎn)品防紫外線性能的基本參數(shù)。紡織品防紫外線性能的標準體系大致由試樣預處理、性能測試和分級標簽三部分組成，如美國和UV Standard 801標準，但歐洲、澳洲和中國標準是由性能測試和分級標簽二部分組成。試樣預處理以美國標準最為劇烈，國際檢測協(xié)會的UV Standard 801標準次之。各國標準在紫外線性能測試方法上基本相同，但在試樣準備和分級標簽方面卻有著較大不同。人類六種不同的皮膚類型對防紫外線產(chǎn)品的要求不同，歐美買家對防紫外線紡織產(chǎn)品的檢測標準和性能要求也會因最終用途而不同。

0 前言

    上世紀90年代，日本首先生產(chǎn)了防紫外線織物。目前，提高紡織品防紫外線性能的途徑大致有四個，一是直接選用具有較好抗紫外線性能的纖維為原料來生產(chǎn)紡織品，如亞麻、滌綸纖維等；二是改變面料的組織結構，如增加面料的厚度、密度等；三是在紡織纖維紡絲時添加陶瓷微粒以反射紫外線，達到防紫外線的作用；四是對織物進行防紫外線后整理，如將織物浸染紫外線吸收劑或阻斷劑，或在織物表面進行防紫外線涂層整理等。

紫外線輻射根據(jù)其生物效應分為三個部分：長波紫外線輻射（UV-A，315－380 nm），適量吸收可促進維生素D的生成，有利于鈣的吸收，但過量會使皮膚老化，可能引起皮膚癌。中波紫外線輻射（UV-B，280－315 nm），過量會引起細胞內(nèi)的DNA改變，細胞的自身修復功能減弱，免疫機制減退，引起皮膚紅腫和灼傷，甚至可能引起皮膚癌和白內(nèi)障。短波紫外線輻射（UV-C，200－280 nm），其危害甚于UV-B，但由于大氣層的吸收很少到達地面。UV-B是人體產(chǎn)生紅斑、致癌的主要波段。

防紫外線紡織產(chǎn)品出現(xiàn)以后，澳大利亞和新西蘭兩國于1996年首先推出了抗紫外線防護服測試方法標準“日光防護服評定和分級” （AS／NZS4399），隨后陸續(xù)有中國國家標準“紡織品–防紫外線性能的評定”（GB/T 18830）、 歐洲標準“紡織品–日光紫外線防護性能–服裝面料試驗方法”（EN13758.1）、“紡織品–日光紫外線防護性能–服裝的標記和分級”（EN13758.2+A1）、美國“紫外線傳輸測試前紡織品制備規(guī)程”（ASTM D 6544）、“紫外線防護紡織品標簽指南”（ASTM D 6603）、美國“紡織品透過或阻礙紫外線的性能測試”（AATCC 183）、國際測試協(xié)會的“授為UV標準801標簽的消費品的一般和特殊條件”（UV-Standard 801）等標準出臺，中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局近期又起草了出入境檢驗檢疫行業(yè)標準“進出口紡織品防紫外線性能檢驗規(guī)范”，大大完善了防紫外紡織產(chǎn)品的性能評價和檢測標準化。

1. 防紫外線的測試方法

    目前國際上尚無統(tǒng)一的防紫外線測試標準。防紫外線的測試方法大致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，具有簡便、快速、重現(xiàn)性差等特點，人體測試法受人體間的皮膚差異存在較大的系統(tǒng)偏差，且測試對人體有害。

儀器測試法包括紫外線強度累計法、紫外線法和分光光度計法。歐盟標準、澳大利亞/新西蘭標準、英國標準、美國AATCC標準和中國標準均采用分光光度計法。該法主要是通過穩(wěn)定的UV光源產(chǎn)生波長為290－400 nm的紫外線射線，通過單色器照射試樣，收集總的光譜投射射線，測定出總的光譜投射比，并計算試樣的紫外線透射率和防護系數(shù)UPF值。

UPF值是指皮膚無防護時計算出的紫外線輻射平均效應與皮膚有織物防護時計算出的紫外線輻射平均效應的比值。也可認為是紡織品被采用后，紫外線輻射使皮膚達到某一損傷（如紅斑、眼損傷、致癌臨界劑量）所需時間闞值和不用紡織品時達到同樣傷害程度的時間闞值之比。因此，根據(jù)著眼點不同，以及人體皮膚的差異，某一紡織品將有許多UPF值，但一般常以致紅斑的UPF值為代表。

2 紡織品防紫外線性能檢測標準

2.1   澳大利亞和新西蘭標準

澳大利亞和新西蘭率先制訂了“日光防護服評定和分級（AS/NZS 4399，Sun protective clothing-Evaluation and classification）”標準，主要用于確定緊貼于皮膚的防護紡織品、服裝和其它防護用品（如帽子）的紫外線透射率，同時提出了對抗紫外線輻射標簽的要求，是測試方法與標簽要求結合為一體的標準�？椢飿悠繁仨氃诟蓱B(tài)及松弛的狀態(tài)下進行測試，每種樣品要求測四塊，兩經(jīng)兩緯，試樣不需預調(diào)濕，但對測試環(huán)境有著與眾不同的要求（相對濕度50%±20%）。測試得到的各個波長下的紫外線透射率可按波長分別計算出UV-A與UV-B的平均透射率以及樣品的UPF值，然后按照給定的公式進行校正，最終得到樣品的UPF值，標準涉及如何去除織物熒光性對測試結果的影響，提出了對紡織品防護等級的分類及標簽的標注等要求。

表1  澳大利亞/新西蘭標準確定的UPF數(shù)值及防護等級

UPF范圍   防護分類   紫外線透過率（％）   UPF標識

15－24 較好防護   6.7－4.2   15，20

25－39 非常好的防護  4.1－2.6   25，30，35

40－50，50＋  非常優(yōu)異的防護    ≤ 2.5 40，45，50，50＋

2.2   2.2防紫外線歐洲標準

與澳洲標準不同，歐洲紡織品的防紫外線標準是由測試和分級標簽兩部分標準

組成的�？椢餃y試標準“EN13758.1 紡織品－日光紫外線防護性能－服裝面料試驗方法”(Textiles-Solar UV protective properties-Part 1: Method of test for apparel fabrics)是根據(jù)英國標準BS 7914:1998由英國和北愛爾蘭于2006年聯(lián)合修訂的，該標準主要是針對服裝面料紫外線防護性能的測試，不適用于那些提供遠距離防紫外線保護的產(chǎn)品如雨傘、遮陽物等。測試的樣品分為勻質(zhì)和非勻質(zhì)兩類，勻質(zhì)面料需要測試四塊，非勻質(zhì)面料則根據(jù)顏色或結構的不同分別測試兩塊，分別測得UVA、UVB紫外線透射率平均值和UPF值，該標準特別說明，拉伸狀態(tài)以及濕態(tài)下會降低紡織品防紫外線性能。

服裝分級和標簽標準“EN13758.2：2003+A1：2006 紡織品－日光紫外線防護

性能－服裝的標記和分級”(Textiles-Solar UV protective properties-Part 2 : Classification and marking of apparel)是根據(jù)英國標準BS 7949:1999制定的，適用于防紫外線服裝。該標準對測試的服裝的款式作了要求，服裝面料在按照EN 13758.1的要求進行防紫外線測試后，只有滿足了如下條件后，才認可服裝產(chǎn)品具有防紫外線性能，可使用規(guī)定的紫外線防護標志（表5）。

UPF值（各面料的最小UPF值）         ＞ 40 

UVA透射率                          ＜ 5%

2.3   2.3防紫外線美國標準

美國紡織品防紫外線性能標準與澳洲和歐洲標準都不一樣，增加了樣品模擬實際應用的預處理和濕態(tài)測試內(nèi)容，整個標準體系由預處理、測試和分級標簽三個標準組成。

紡織品預處理標準“ASTM D 6544 紫外線傳輸測試前紡織品制備規(guī)程”(Standard Practice for Preparation of Textiles Prior to Ultraviolet Transmission Testing) ，適用于標注為日光或紫外線防護織物或服裝，在進行紫外線傳輸測試前，模擬日常使用過程對紡織品試樣進行洗滌（根據(jù)服裝護理標簽分別進行40次手洗、機洗或干洗）、日曬（進行100AFU的光照）和氯池水洗滌（按照AATCC 162標準 ）預處理，該預處理過程相當于產(chǎn)品正常使用約兩年。然后按照AATCC 183進行防紫外線性能測試，則可得到紡織品使用兩年后的殘留紫外線防護水平。

防紫外線性能測試方法標準“ AATCC 183 紡織品透過或阻礙紫外線的性能測試”(Transmittance or Blocking of Erythemally Weighted Ultraviolet Radiation through Fabrics)，用于測試防紫外線織物的阻隔或透過紫外線輻射的能力，測試的樣品分為干態(tài)（樣品平衡4h，21℃，RH 65％）、濕態(tài)（軋液率150％，塑料膜包裹）兩種，分別按不同要求準備樣品后進行測試，在織物樣品上紫外線投射率最大的區(qū)域測試三次，得到平均紫外線透射率，據(jù)此計算UPF值、UV-A和UV-B的平均透射率，以及UV-A和UV-B的紫外線阻隔率。

分級標簽標準“ASTM D 6603 紫外線防護紡織品標簽指南”(Standard Guide for Labeling of UV-Protective Textiles) 規(guī)定了UVA和UVB紫外線防護紡織品標簽的要求。紡織品在按照AATCC 183進行紫外線防護測試前，樣品可以是三種狀態(tài)，即原樣（未經(jīng)預處理的樣品）、一次水洗樣品和預處理（按標準ASTM D 6544標準要求）樣品。根據(jù)實際需要對不同狀態(tài)的樣品測定UPF值，然后根據(jù)三種狀態(tài)

表2  ASTM D 6603的UPF數(shù)值及防護等級

UPF范圍   防護分級

＜ 15  不能標為防曬或防紫外線產(chǎn)品

15－24 良好的防紫外線性能

25－39 非常好的防紫外線性能

≥ 40  非常優(yōu)異的防紫外線性能

中最低的UPF值來確定服裝的紫外線防護等級，并進行標識。標準規(guī)定紫外線防護等級分為四級（見表2），UPF值低于15時不能標注為防紫外線產(chǎn)品。

2.4   2.4防紫外線中國標準

中國國家標準分別吸收了澳洲和歐洲標準的特點，于2002年制定了“GB/T 18830 紡織品－防紫外線性能的評定”標準，規(guī)定了織物的防日光紫外線性能的試驗方法、防護水平的表示、評定和標識，與澳洲標準AS/NZS 4399 一樣是一個綜合標準，既對測試方法做了要求，也規(guī)定了織物紫外線防護性能的評定和標簽標注。該標準要求，測試時勻質(zhì)樣品每種需取四塊，非勻質(zhì)樣品按顏色或結構每種取2塊。按照測試的光譜透射比分別計算UV-A、UV-B平均透射比和平均UPF值，無論是均質(zhì)還是非均質(zhì)材料，以所測試樣中最低的UPF值作為試樣的UPF值，被測試的紡織品滿足下列條件時，才可標注為防紫外線產(chǎn)品：

UPF值     ＞ 30

T（UVA）AV ＜ 5%

UPF值大于50時，標識為為50＋。此標準適用于任何織物，但要求注明長期使用以及在拉伸狀態(tài)或潮濕態(tài)下使用會降低防紫外線性能。

2.5   2.5防紫外線國際測試協(xié)會標準

總部設在瑞士的國際測試協(xié)會（Institute of the International Testing Association）則針對澳洲標準AS/NZS 4399：1996的不足，制定了標準“UV-標準 801”(UV-Standard 801) ，該標準對UPF值的測試仍采用澳洲標準AS/NZS 4399，但對試樣卻有著很大不同，增加了磨擦處理、洗滌（水洗和干洗）、拉伸和濕態(tài)等試樣處理過程，模擬了產(chǎn)品在正常使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的一些情況或要求。對產(chǎn)品進行相應的測試認證后，可頒發(fā)有效期不超過一年的證書。

測試樣品可分為兩類，一是服裝和面料，需要對織物樣品在未處理、磨擦后、洗滌（水洗或干洗）后三種狀態(tài)下分別進行拉伸和濕態(tài)拉伸的UPF值測試，通常需要6－8個樣品；二是遮陽紡織品（如陽蓬、陽傘、窗簾等），需要對樣品在未處理、日曬處理兩種狀態(tài)下進行拉伸和濕態(tài)拉伸的UPF值測試，一般需要4個樣品。防紫外線性能測試和評定標準均參照AS/NZS 4399，測試后可選擇的標簽的UPF值有：

表3  UV標準801測試要求

試樣類型   1   2

負   荷    磨擦       ＋     －

    洗滌（水洗、干洗）       ＋     －

    日曬       －     ＋

UPF測試   未處理樣       ＋     ＋

    磨擦樣     ＋     －

    水洗樣     ＋     －

    干洗樣     ＋     －

    日曬樣     －     ＋

測試次數(shù)      3 或 4       2

注：試樣類型1為服裝和面料（如運動裝、休閑裝等）；2為遮陽紡織品

  （陽光防護紡織品，如遮陽篷、窗簾、陽傘等）。         

2，5，10，15，20，30，40，60，80。與AS/NZS 4399相比，采用UV-Standard 801測定的UPF值一般會有明顯的減小，因前者試樣的測試條件為未處理、干態(tài)和未經(jīng)拉伸。

UV 標準 801 將人類的皮膚根據(jù)膚色等特點分成了六類（表4），不同膚色對紫外線的防護能力有著一定的區(qū)別，膚色越淺越不利，皮膚類型I與II容易患皮膚類疾病，抵抗紫外線的能力較低，其對抗紫外線產(chǎn)品性能的要求較高。

表4  皮膚分類

皮膚類型   特征   6月陽光無防護照射30分鐘后的皮膚反應  皮膚自身防護時間  示例

I   膚色亮白；

有雀斑；

金發(fā)或紅發(fā)；

眼睛綠色或藍色    容易曬傷

不會曬黑   5-10分鐘 

II  膚色亮白；

金發(fā)；

眼睛綠色或藍色    容易曬傷

稍有曬黑   10-20分鐘

III 深色頭發(fā)

棕色眼睛   輕度曬傷

明顯曬黑   20-30分鐘

IV  深色皮膚

深色或黑色頭發(fā)

棕色眼睛   無曬傷

容易曬黑   約45分鐘 

V   深色皮膚

黑色頭發(fā)

深色眼睛   無曬傷 約60分鐘 

VI  黑色皮膚

黑色頭發(fā)

黑色眼睛   無曬傷 約90分鐘 

3  3各標準間的差異點

各國進行防紫外線性能評定的標準都是以UPF值為主，適當考慮UVA或UVB的平均透射率。美歐和中國標準參照了美國的太陽光譜輻照度，澳洲和UV Standard 801標準參照了澳大利亞的太陽光譜輻照度。美國和歐洲按測試（試樣預處理）和分級標簽分別制定標準，中國和澳洲將測試和分級標簽歸于一個標準，UV Standard 801則要求對產(chǎn)品進行測試認證。在防紫外線性能測試標準體系中，美國強化了織物試樣的預處理（模擬實際應用二年，對試樣進行40次洗滌、日曬和氯池水處理）標準要求，UV Standard 801也在澳洲標準的基礎上增加了模擬實際應用的預處理內(nèi)容（磨擦、洗滌、干濕態(tài)拉伸）。而歐洲和中國標準則未對試樣預處理做出規(guī)定，側重于測試和分級標簽，在考慮實際應用后的產(chǎn)品性能方面略顯欠缺。

表5  各國抗紫外線測試方法標準間的差異

    美國標準   歐洲標準   澳洲標準   中國標準

適用范圍   干、濕態(tài)和拉伸狀態(tài)的織物 服裝面料   干態(tài)且非拉伸態(tài)的未處理紡織品   所有紡織品

樣品數(shù)量   2（一干一濕） 4   2經(jīng)2緯   4

非勻質(zhì)樣品 每種顏色和結構至少1個樣品  每種顏色和結構至少2個樣品  每種顏色至少1個樣品 每種顏色和結構至少2個樣品

調(diào)濕   需要   需要   不需要 需要

試驗環(huán)境   干態(tài)試樣，溫度21oC±1oC相對濕度65%±2%   溫度20oC±2oC相對濕度65%±2%  溫度20oC±5oC相對濕度50%±20%   溫度20oC±2oC相對濕度65%±2%

參照的日光光譜輻照度 美國新墨西哥州Albuquerque市7月3日夏季中午  美國新墨西哥州Albuquerque市7月3日夏季中午   澳大利亞墨爾本市1月1日冬季中午   美國新墨西哥州Albuquerque市7月3日夏季中午

修正標準偏差  否  是  是  否

抗紫外線要求  UPF≧15, 分三類防護等級  UPF>40，勻質(zhì)試樣UV-A平均透射率<5%UPF≧15，分三類防護等級  UPF>30，UV-A平均透射率<5%

對于如何判斷紡織品是否具有防紫外線性能，美國和澳洲標準確定為UPF≥15， 歐洲標準為UPF＞40（UVA透射率＜5%），中國標準為UPF＞30（UVA透射率＜5%），UV Standard 801則未作要求。美國和澳洲標準雖然都將防紫外線產(chǎn)品的最小UPF值定為15，但其所測試的樣品卻因是否進行過預處理而有著很大不同，故二者沒有可比性。世界各國對防紫外線紡織產(chǎn)品的判定標準有著較大不同，測試方法也不盡相同（見表5）。

4   歐美客戶對防紫外線產(chǎn)品的要求

歐美買家對防紫外線紡織產(chǎn)品（如沙灘裝、泳裝、遮陽紡織品等）有著不同的要求，也會采用不同的標準。歐美客戶對防紫外線紡織品的采購要求都是以最終產(chǎn)品用途為依據(jù)，而多不是根據(jù)織物類型和整理工藝而定。就防紫外線紡織產(chǎn)品而言，美國客戶一般都要求對產(chǎn)品進行相應的預處理，按AATCC183標準測試后，再以ASTM D 6603標準來評定產(chǎn)品的防紫外線能力，根據(jù)產(chǎn)品用途確定所需要的產(chǎn)品防紫外線等級和不同的UPF值（見表6）。而歐洲客戶則以EN 13758.2標準為評判產(chǎn)品的防紫外線性能，要求抗紫外線產(chǎn)品的UPF值在40以上，但也有少數(shù)歐洲客戶要求采用BS 7914標準來測定產(chǎn)品的防紫外線性能。

表6   國際買家采購要求

公司名稱   測試標準   紡織品類型 預處理 最低要求

加拿大著名服裝公司   AATCC 183  防紫外線織物和服裝   原樣、水洗20次   UPF值35

世界著名童裝公司  AATCC 183  泳帽     織物原樣、干態(tài)  UPF值25

美國大型倉儲零售公司 AATCC 183  防紫外線功能性面料   洗滌40次、100AFU日曬、氯池水洗    實測結果

       防紫外線整理面料、成人外衣  原樣、三次水洗    UPF值30

5   結語

目前尚無全球統(tǒng)一的防紫外線紡織品的檢測標準，各國根據(jù)各自的實際情況制定了不同的預處理、測試和分級標簽標準。各種標準全部采用了儀器測試法來測定樣品的防紫外線性能，UPF值和一定波段的紫外線透射率是表征紡織產(chǎn)品防紫外線性能的基本參數(shù)。紡織品防紫外線性能的標準體系大致由試樣預處理、性能測試和分級標簽三部分組成，如美國和UV Standard 801標準，但歐洲、澳洲和中國標準是由性能測試和分級標簽二部分組成。試樣預處理以美國標準最為劇烈，國際檢測協(xié)會的UV Standard 801標準次之。各國標準在紫外線性能測試方法上基本相同，但在試樣準備和分級標簽方面卻有著較大不同。人類六種不同的皮膚類型對防紫外線產(chǎn)品的要求不同，歐美買家對防紫外線紡織產(chǎn)品的檢測標準和性能要求也會因最終用途而不同。

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