纺织导报-纺织品抗紫外线性能与评价.pdf
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1、T e s t i 滴要:阐述了紫外线的外用及其对人类的影响;论述了 防萦外线的机 理 并详细介绍了日前杭紫外线性能指标及评价标准以及纷织品紫外线 防护效果的侧量方法 关键词: 抗紫外线; 标准;测试;坊织品 中图分类号: T S 1 0 1 . 9 2 3文献标识码: A 文章编号:1 0 0 3一 3 0 2 5 (2 0 0 3 ) 0 5一 0 1 4 1 一 0 4 东华大学纺织学院 朱航艳于伟东 纺织品抗紫外线性能与评价 圈(3)(#)图闲 0 弓 言 紫外线是波长范围在1 0 0一4 0 0 n m之间的电磁波, 根据波长 的不同分为长波紫外线 ( U V一 A, 3 2 0一4
2、 0 0 n m ) 、中波紫外线 ( U V一 B, 2 9 0一3 2 0 n m) 、 短波紫外 线 ( U V一 C , 2 0 0一2 9 0 n m)和真空紫外线 ( 1 0 0一2 0 0 n m ) 。 适量的紫外线辐照有益人类, 但过量辐照会使皮肤 过早老化, 产生黑色素, 长时间辐照则会诱发皮肤癌, 井 引起人体D N A 损坏。 普通夏季服装的紫外线遮挡率约为 7 0 %, 这很难满足对紫外线遮蔽的要求。 2 0 1 11 纪9 0 年代 开始, 杭紫外线纺织品兴起:日 本可乐11 N 的E S MO纤维; 东丽的A lo ft f ie l d s e n s e r
3、; 帝人的P h y s io s e n s e r 以及我国的 华普镀银抗菌抗紫外线复合功能棉布等。 纺织品抗紫外线的机理主要是分 子振动吸收、分 r 断裂化学反应吸收、高原子序数材料与高密度材料的反 射以及晶格振动吸收等。而从宏观途径来看主要可以通 过提高织物对紫外线的反射、散射及吸收能力来达到所 需防护效果。抗紫外线纺织品上要通过纤维改性、浸渍 、 涂层和改变织物的组织结构获得。抗紫外线纺织品的发 展同时也带动了抗紫外线性能测试评价休系的发展。 1 织物抗紫外线性能指标与评价标准 1 . 1 评价指标 目前,评价纺织品抗紫外线效果的指标主要有:防 晒因子 ( S P F ) ,紫外线防
4、护系数 ( U P F ) ,紫外线A , B 的 平均 透过率 ( T ( U V一 A ) 、 、 、 T ( U V - B ) A V ) , 紫外 线阻断率C( %) , 紫外线防晒因子F S P F , 加工效果K( %) 等。其中,透过率又分为光谱透过率 ( 即从透明物体透 射出波长入的光通量中1 0 . )与人射于该物休的光通量 中 0 ( 劝 之比) 和光度总透过率 即从透明物体透射出的 光通量中 透与入射 于 该物体的光通量中 总之比) 两种。 各 项指标的定义式分别为: u 二 一 (L E ,x S , x 、 ) , (4(X)(_ E a X S , x T , x
5、 A X ) (1) (U V 一 A ) 、 、 = (票 T x x A A ) / ( (U V 一 $ ) .av = ( 翼 T x X 4 ? ,) , ( arxE o ff )120 22D 八 、 ) F S P F = 1 0 0 / ( 1 0 0一。 ) C =( 1 一兀/ T ) X 1 0 0 % K=( ( 几一T 。 ) / T o ) X 1 0 0 % 式中 , F 7_ : 相对 红斑的紫 外线光1A 效能 S A ; 太阳 光 谱辐射能; T ) . : 波 长为入 时的 紫外线 透过 率; 入 :紫外线光波长度间趴 ; 入:紫外线光波波长 ; :织物
6、的覆盖系数; T , : 分光 光度 计测 得无 试样时 透射曲 线所围的 而积; T: 分 光光度计测 得经 过防紫 外线整 理的织 物的透 射曲线所围的面积; T b : 分 光 光 度 计 侧 得 未 经 防 紫 外 线 整 理 的 织 物 的 透 射曲线所围的面积。 在日本的评价方式中,紫外线透过率的确定方法 为: 因 为夏日 紫 外线辐射 量为1 4 。 一2 6 0 k J / 97 2 h , 取平均值2 0 0 k J / 972 “ h ,高尔夫球场人体脊背的曝晒 量为照射量的5 0 % 一7 0 %, 取6 0 , 使人产生红斑效 应的最小的照射量平均为7 0 k J 1
7、97 2 h,则: U V R的极 限透过 率 = 沐均 最 小 照射 量x 安 全系 数 夏 日 紫 外 线照 射 量x 部 位曝 晒 量x 晒 时间 X 1 0 0 作者简介:朱航艳,女,1 979 年生,硕士在读上海,2 0 0 0 5 1 7 0 X 0 . 8 2 0 0 火 0 . 6 0 洲 s x1 00 7,q 3 % 省 搏窗 纺织 导 报Ch in a T e x t ile L e a d e r 2 0 0 3 N o .5 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to rem
8、ove the watermark T e s tin g . U V R的透过 率 竺 平 均 照射 星x 安 全系 数 夏日 紫外 线 照 射龟x 部位 曝 晒量x 曝 晒时 间 x i o n , ( 8 ) 所以, 一般来说紫外线的透过率为1 0 %以下的可称 为伉紫外线织物。 S P F 一般用干表T防晒霜的等级。 U P F 表T了织物抗 紫外线的能力,其期望值是3 0一5 0 。山上可以看出最 关键参数为紫外线透过率,织物抗紫外线性能宜用此参 数表征。日前常用于 检测织物抗紫外线作用的方法一般 为测紫外线反射率或透过率。 , . 2 评价标准 织物抗紫外线性能的测量有许多标准,如
9、澳大利亚 和新西兰的A S / N Z S 4 3 9 9 ,我国的G B / T 1 8 8 3 0 一 2 0 0 2 , 美国的A A T C C 1 8 3 一 1 9 9 8 , A S T M草案D 1 3 . 6 5 , 英国的 BS 7 9 1 4一1 9 9 8 ,英国的 B S 7 9 4 9一 9 9 9以及 P r E N 1 3 7 5 8 等均是近几年制定的标准。 较主要的几个标准的比较见表1 , 显然各自的条件以 及评 价要求 存在 差异。 其中, A A T C C 1 8 3 和B S 7 9 1 4 是试 验方法标准,没有规定指标要求; A S / N Z
10、S 4 3 9 9 和P r E N 1 3 7 5 8 以及I S O提案均有指标要求和标识要求。在P r E N 1 3 7 5 8 和I S O提案中规定, U P F 应大于3 0 , U V A透射比 不大于5 %。A S / N Z S 4 3 9 9 将U P F 防护分类如 卜 : U V R防护良好: U P F为1 .5一2 4 , U V R透射比为 6 .7%一4 .2 %, U P F 级数为 1 5 , 2 0 ; UVR防护很好 :UP F为 2 5一 3 9, UVR透射比为 4 . 1% 一2 .6 %, U P F级数为2 5 , 3 0 , 3 5 ; U
11、V R防护极好:UP F为4 0一4 5 , 5 0 +, UVR透射 比 ( 2 .5%, UP F级数为 4 0 , 4 5 , 5 0 , 5 0 + a 我国标准中,评定指标规定U P F 3 0 , U V A透射比 ( 5%。 2 紫外线防护效果的测试方法 用于紫外线防护效果的测试方法有许多,但最为上 要的方法有以下几种。 2 . 1 紫外线分光光度计法 ( 1 ) U V R波r.区域平均法。即通过紫外线分光光度 计测定紫外线波长区域内试样紫外线透过率的平均值, 后求出遮蔽率。 遮蔽率=( 1 一透过率)X I ( lo %( 9 ) ( 2 ) U V R特定波长平均法。即通过
12、紫外线分光光度 计测定试样在若干有代表的特定波长内的紫外线透过率。 然后计 算出上述测定值的平均透过率,再求出遮蔽率。 用紫外线分光光度计或者紫外线强度计测定各种防 紫外线试样的分光透过率曲线,可以判断各波长的透过 率, 并可用面积比求出某一紫外线区域的平均透过率, 评 价防护效果,该方法精度较高。因此,在研究过程中较 多采用分光光度计来测试。该法也有不完善之处,因为 大多数织物呈半透明状 ,表面凹凸不平 ,因此光在织物 中透过情况较复杂。除部分光被吸收外,还有光的折散 和反射。折散、反射量与单纤维的表面形态、织物组织 结构和厚度密切相关,因而侧出的透过率偏低。只有较 表 1 不 同国家 的抗
13、紫外 线性能标 准 比较 1r kr+ C#+1 GBI T 1 88 3 04ATCC 1 9 3 -1 99 9B S7 9 1 4 -1 99 9 确定 纺织品 的U V R 透射 比, 适川丁各 类织 物 。 用于 测试织 物阻隔 或透过紫 外 线的 能力也可测 试湿的 或可 伸 长的 织 物口 杆品规格及尺 寸大小 满足 仪器 数量的要 求 。匀 质材 料 半 少取 4块 ,避 开 边缘 5 c m 以 上。 测样 数 量4 测试 条 件标 准 大气 A S / 5 1 Z S 4 3 9 9 - 1 9 9 6 紫 贴丁皮 肤的防I v R 纺织 品. 服装 和其它防 护用品 的
14、紫 外线 透射率。 除防晒 霜、 建 筑及 遮阳用蓬 布、太阳 镜、 伞 及非太 阳光紫 外线照射 源 至 少 4 块样品 。为 保证样品 的 代表 性离 边部 5 撒 的样 品 不耍: 样品 十 燥,不 扭曲 至 少测 试 5 0 X 5 0 . - 或 中 5 0 价 阴的样品2 块。样 品干 燥 、 不 扭曲。 每次测 量的最与 卜 一 次相 交 4 5 0 ,每样 9 1 3次 紧贴 于皮肤 织物的呵 造成皮 肤灼 伤的紫 外线透过 率。不 包 括优紫外 线产品的 设计、 防晒 粗.太 阳镜、 遮阳蓬 布 和伞用 织物 对干 均匀的 样品, 每样至少 测试刁 次。对于 非均匀 样 品,
15、 对每一 种颜色和 组织测 试 2次 预 处理,每 一样品 在(2 ( 士) 、6 5% 士 2% 下 至 少 4 h , 样品 的选择“ 均匀 样品对 每 - 种颜色和 组织 卒少 取 2 块 溯试 波 长 17 5 隔 /nm UV R波 长范2 8 0一 4 W 围 M. ( 2 0士 5 ) C . 5 0 % 上 2 % 相 对 湿度测试 环境样品不 需预 调 湿 。 非均匀 样品需轰 较多取 样 (如颜色、印 花、纤 维含 量 , 组织衬里和面 料等) 测试 每一 可 能 测 的颜 色 或结 构 ( 面 积尽 可能覆 盖 有孔 径 的地 方 ) 预处理每一样品在2 0 土 2 )
16、C, 6 5 i.上2 %下至少 1 6h 测 试每一颇 色和结 构 2 90 一 4W2 9 0 一 4 0 02 9 眨 】 4 咬 r 结果 U P FU V R7V R , Na7 n +靡 U V A ,和U V 气的 平U P F 的 平 均 值, T ( U V 八 ) 标准偏 差, U P F 级敌。 T ( U V B ) 最高 的 P值 完善的测试手段,如 使 用积分球捕 集装置 或乳自玻璃扩散法, 以及用 e n d - o n型光电 倍增管的分光光度计, 将所有方向的光加以 捕集,才有可能获得 准确值。而且仪 器价 格比较高,因此不利 于抗紫外线测试评价 体系的发展。
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