紡織品防紫外線性能檢測標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，各國制定的各種標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系大致由試樣預(yù)處理、性能測試和分級標(biāo)簽三部分組成，如美國和UV Standard 801標(biāo)準(zhǔn)，但歐洲、澳洲和中國標(biāo)準(zhǔn)是由性能測試和分級標(biāo)簽二部分組成。試樣預(yù)處理以美國標(biāo)準(zhǔn)最為劇烈，國際檢測協(xié)會的UV Standard 801標(biāo)準(zhǔn)次之。各國標(biāo)準(zhǔn)在紫外線性能測試方法上基本相同，但在試樣準(zhǔn)備和分級標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)“日光防護服評定和分級” （AS／NZS4399），隨后陸續(xù)有中國國家標(biāo)準(zhǔn)“紡織品–防紫外線性能的評定”（GB/T 18830）、 歐洲標(biāo)準(zhǔn)“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(biāo)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)801標(biāo)簽的消費品的一般和特殊條件”（UV-Standard 801）等標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)“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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)、澳大利亞/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)、英國標(biāo)準(zhǔn)、美國AATCC標(biāo)準(zhǔn)和中國標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)與皮膚有織物防護時計算出的紫外線輻射平均效應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)

2.1   澳大利亞和新西蘭標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)簽的要求，是測試方法與標(biāo)簽要求結(jié)合為一體的標(biāo)準(zhǔn)�？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(yù)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(biāo)準(zhǔn)涉及如何去除織物熒光性對測試結(jié)果的影響，提出了對紡織品防護等級的分類及標(biāo)簽的標(biāo)注等要求。

表1  澳大利亞/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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    ≤2.540，45，50，50＋

2.2   2.2防紫外線歐洲標(biāo)準(zhǔn)

與澳洲標(biāo)準(zhǔn)不同，歐洲紡織品的防紫外線標(biāo)準(zhǔn)是由測試和分級標(biāo)簽兩部分標(biāo)準(zhǔn)

組成的�？椢餃y試標(biāo)準(zhǔn)“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(biāo)準(zhǔn)BS 7914:1998由英國和北愛爾蘭于2006年聯(lián)合修訂的，該標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)“EN13758.2：2003+A1：2006 紡織品－日光紫外線防護

性能－服裝的標(biāo)記和分級”(Textiles-Solar UV protective properties-Part 2 : Classification and marking of apparel)是根據(jù)英國標(biāo)準(zhǔn)BS 7949:1999制定的，適用于防紫外線服裝。該標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)

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

紡織品預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)“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(biāo)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn) ）預(yù)處理，該預(yù)處理過程相當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)“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(zhǔn)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(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)“ASTM D 6603 紫外線防護紡織品標(biāo)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(biāo)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(yù)處理的樣品）、一次水洗樣品和預(yù)處理（按標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 6544標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)識。標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)注為防紫外線產(chǎn)品。

2.4   2.4防紫外線中國標(biāo)準(zhǔn)

中國國家標(biāo)準(zhǔn)分別吸收了澳洲和歐洲標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)識，與澳洲標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS 4399 一樣是一個綜合標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)簽標(biāo)注。該標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(biāo)注為防紫外線產(chǎn)品：

UPF值     ＞30

T（UVA）AV ＜5%

UPF值大于50時，標(biāo)識為為50＋。此標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)

總部設(shè)在瑞士的國際測試協(xié)會（Institute of the International Testing Association）則針對澳洲標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS 4399：1996的不足，制定了標(biāo)準(zhǔn)“UV-標(biāo)準(zhǔn)801”(UV-Standard 801) ，該標(biāo)準(zhǔn)對UPF值的測試仍采用澳洲標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)均參照AS/NZS 4399，測試后可選擇的標(biāo)簽的UPF值有：

表3  UV標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)  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(biāo)準(zhǔn)間的差異點

各國進行防紫外線性能評定的標(biāo)準(zhǔn)都是以UPF值為主，適當(dāng)考慮UVA或UVB的平均透射率。美歐和中國標(biāo)準(zhǔn)參照了美國的太陽光譜輻照度，澳洲和UV Standard 801標(biāo)準(zhǔn)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(yù)處理）和分級標(biāo)簽分別制定標(biāo)準(zhǔn)，中國和澳洲將測試和分級標(biāo)簽歸于一個標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)體系中，美國強化了織物試樣的預(yù)處理（模擬實際應(yīng)用二年，對試樣進行40次洗滌、日曬和氯池水處理）標(biāo)準(zhǔn)要求，UV Standard 801也在澳洲標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加了模擬實際應(yīng)用的預(yù)處理內(nèi)容（磨擦、洗滌、干濕態(tài)拉伸）。而歐洲和中國標(biāo)準(zhǔn)則未對試樣預(yù)處理做出規(guī)定，側(cè)重于測試和分級標(biāo)簽，在考慮實際應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)間的差異

    美國標(biāo)準(zhǔn)   歐洲標(biāo)準(zhǔn)   澳洲標(biāo)準(zhǔn)   中國標(biāo)準(zhǔn)

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(jié)構(gòu)至少1個樣品  每種顏色和結(jié)構(gòu)至少2個樣品  每種顏色至少1個樣品每種顏色和結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)確定為UPF≥15， 歐洲標(biāo)準(zhǔn)為UPF＞40（UVA透射率＜5%），中國標(biāo)準(zhǔn)為UPF＞30（UVA透射率＜5%），UV Standard 801則未作要求。美國和澳洲標(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。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(yīng)的預(yù)處理，按AATCC183標(biāo)準(zhǔn)測試后，再以ASTM D 6603標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)   紡織品類型預(yù)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(jié)果

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

5   結(jié)語

目前尚無全球統(tǒng)一的防紫外線紡織品的檢測標(biāo)準(zhǔn)，各國根據(jù)各自的實際情況制定了不同的預(yù)處理、測試和分級標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)。各種標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系大致由試樣預(yù)處理、性能測試和分級標(biāo)簽三部分組成，如美國和UV Standard 801標(biāo)準(zhǔn)，但歐洲、澳洲和中國標(biāo)準(zhǔn)是由性能測試和分級標(biāo)簽二部分組成。試樣預(yù)處理以美國標(biāo)準(zhǔn)最為劇烈，國際檢測協(xié)會的UV Standard 801標(biāo)準(zhǔn)次之。各國標(biāo)準(zhǔn)在紫外線性能測試方法上基本相同，但在試樣準(zhǔn)備和分級標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)和性能要求也會因最終用途而不同。

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