紡織品防紫外線性能檢測標準發展近況

【摘要】目前尚無全球統一的紡織品的檢測標準，各國製定的各種標準全部采用了儀(yi) 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(chan) 品防紫外線性能的基本參數。紡織品防紫外線性能的標準體(ti) 係大致由試樣預處理、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(wei) 劇烈，國際檢測協會(hui) 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麵卻有著較大不同。人類六種不同的皮膚類型對防紫外線產(chan) 品的要求不同，歐美買(mai) 家對防紫外線紡織產(chan) 品的檢測標準和性能要求也會(hui) 因最終用途而不同。

0 前言

    上世紀90年代，日本首先生產(chan) 了織物。目前，提高紡織品防紫外線性能的途徑大致有四個(ge) ，一是直接選用具有較好抗紫外線性能的纖維為(wei) 原料來生產(chan) 紡織品，如亞(ya) 麻、滌綸纖維等；二是改變麵料的組織結構，如增加麵料的厚度、密度等；三是在紡織纖維紡絲(si) 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後整理，如將織物浸染紫外線吸收劑或阻斷劑，或在織物表麵進行防紫外線塗層整理等。

紫外線輻射根據其生物效應分為(wei) 三個(ge) 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，有利於(yu) 鈣的吸收，但過量會(hui) 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(hui) 引起細胞內(nei) 的DNA改變，細胞的自身修複功能減弱，免疫機製減退，引起皮膚紅腫和灼傷(shang) ，甚至可能引起皮膚癌和白內(nei) 障。短波紫外線輻射（UV-C，200－280 nm），其危害甚於(yu) UV-B，但由於(yu) 大氣層的吸收很少到達地麵。UV-B是人體(ti) 產(chan) 生紅斑、致癌的主要波段。

防紫外線紡織產(chan) 品出現以後，澳大利亞(ya) 和新西蘭(lan) 兩(liang) 國於(yu) 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），隨後陸續有中國國家標準“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–服裝麵料試驗方法”（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(chuan) 輸測試前紡織品製備規程”（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）、國際測試協會(hui) 的“授為(wei) UV標準801標簽的消費品的一般和特殊條件”（UV-Standard 801）等標準出台，中國國家質量監督檢驗檢疫總局近期又起草了出入境檢驗檢疫行業(ye) 標準“進出口紡織品防紫外線性能檢驗規範”，大大完善了防紫外紡織產(chan) 品的性能評價(jia) 和檢測標準化。

1. 防紫外線的測試方法

    目前國際上尚無統一的防紫外線測試標準。防紫外線的測試方法大致分為(wei) 直接測試法和儀(yi) 器測試法。

直接測試法包括人體(ti) 測試法和變色褪色法，具有簡便、快速、重現性差等特點，人體(ti) 測試法受人體(ti) 間的皮膚差異存在較大的係統偏差，且測試對人體(ti) 有害。

儀(yi) 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(ya) /新西蘭(lan) 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。該法主要是通過穩定的UV光源產(chan) 生波長為(wei) 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，並計算試樣的紫外線透射率和防護係數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(yu) 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(wei) 是紡織品被采用後，紫外線輻射使皮膚達到某一損傷(shang) （如紅斑、眼損傷(shang) 、致癌臨(lin) 界劑量）所需時間闞值和不用紡織品時達到同樣傷(shang) 害程度的時間闞值之比。因此，根據著眼點不同，以及人體(ti) 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(wei) 代表。

2 紡織品性能檢測標準

2.1   澳大利亞(ya) 和新西蘭(lan) 標準

澳大利亞(ya) 和新西蘭(lan) 率先製訂了“日光防護服評定和分級（AS/NZS 4399，Sun protective clothing-Evaluation and classification）”標準，主要用於(yu) 確定緊貼於(yu) 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(yu) 標簽要求結合為(wei) 一體(ti) 的標準。織物樣品必須在幹態及鬆弛的狀態下進行測試，每種樣品要求測四塊，兩(liang) 經兩(liang) 緯，試樣不需預調濕，但對測試環境有著與(yu) 眾(zhong) 不同的要求（相對濕度50%±20%）。測試得到的各個(ge) 波長下的紫外線透射率可按波長分別計算出UV-A與(yu) UV-B的平均透射率以及樣品的UPF值，然後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(ya) /新西蘭(lan) 標準確定的UPF數值及防護等級

UPF範圍   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(you) 異的防護    ≤ 2.5 40，45，50，50＋

2.2   2.2歐洲標準

與(yu) 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(liang) 部分標準

組成的。織物測試標準“EN13758.1 紡織品－日光紫外線防護性能－服裝麵料試驗方法”(Textiles-Solar UV protective properties-Part 1: Method of test for apparel fabrics)是根據英國標準BS 7914:1998由英國和北愛爾蘭(lan) 於(yu) 2006年聯合修訂的，該標準主要是針對服裝麵料紫外線防護性能的測試，不適用於(yu) 那些提供遠距離防紫外線保護的產(chan) 品如雨傘(san) 、遮陽物等。測試的樣品分為(wei) 勻質和非勻質兩(liang) 類，勻質麵料需要測試四塊，非勻質麵料則根據顏色或結構的不同分別測試兩(liang) 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，拉伸狀態以及濕態下會(hui) 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)是根據英國標準BS 7949:1999製定的，適用於(yu) 防紫外線服裝。該標準對測試的服裝的款式作了要求，服裝麵料在按照EN 13758.1的要求進行防紫外線測試後，隻有滿足了如下條件後，才認可服裝產(chan) 品具有防紫外線性能，可使用規定的紫外線防護標誌（表5）。

UPF值（各麵料的最小UPF值）         ＞ 40 

UVA透射率                          ＜ 5%

2.3   2.3美國標準

美國紡織品防紫外線性能標準與(yu) 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測試內(nei) 容，整個(ge) 標準體(ti) 係由預處理、測試和分級標簽三個(ge) 標準組成。

紡織品預處理標準“ASTM D 6544 紫外線傳(chuan) 輸測試前紡織品製備規程”(Standard Practice for Preparation of Textiles Prior to Ultraviolet Transmission Testing) ，適用於(yu) 標注為(wei) 日光或紫外線防護織物或服裝，在進行紫外線傳(chuan) 輸測試前，模擬日常使用過程對紡織品試樣進行洗滌（根據服裝護理標簽分別進行40次手洗、機洗或幹洗）、日曬（進行100AFU的光照）和氯池水洗滌（按照AATCC 162標準 ）預處理，該預處理過程相當於(yu) 產(chan) 品正常使用約兩(liang) 年。然後按照AATCC 183進行防紫外線性能測試，則可得到紡織品使用兩(liang) 年後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)，用於(yu) 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(wei) 幹態（樣品平衡4h，21℃，RH 65％）、濕態（軋液率150％，塑料膜包裹）兩(liang) 種，分別按不同要求準備樣品後進行測試，在織物樣品上紫外線投射率最大的區域測試三次，得到平均紫外線透射率，據此計算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，即原樣（未經預處理的樣品）、一次水洗樣品和預處理（按標準ASTM D 6544標準要求）樣品。根據實際需要對不同狀態的樣品測定UPF值，然後根據三種狀態

表2  ASTM D 6603的UPF數值及防護等級

UPF範圍   防護分級

＜ 15  不能標為(wei) 防曬或防紫外線產(chan) 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(you) 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，並進行標識。標準規定紫外線防護等級分為(wei) 四級（見表2），UPF值低於(yu) 15時不能標注為(wei) 防紫外線產(chan) 品。

2.4   2.4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，於(yu) 2002年製定了“GB/T 18830 紡織品－防紫外線性能的評定”標準，規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(yu) 澳洲標準AS/NZS 4399 一樣是一個(ge) 綜合標準，既對測試方法做了要求，也規定了織物紫外線防護性能的評定和標簽標注。該標準要求，測試時勻質樣品每種需取四塊，非勻質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，無論是均質還是非均質材料，以所測試樣中最低的UPF值作為(wei) 試樣的UPF值，被測試的紡織品滿足下列條件時，才可標注為(wei) 防紫外線產(chan) 品：

UPF值     ＞ 30

T（UVA）AV ＜ 5%

UPF值大於(yu) 50時，標識為(wei) 為(wei) 50＋。此標準適用於(yu) 任何織物，但要求注明長期使用以及在拉伸狀態或潮濕態下使用會(hui) 降低防紫外線性能。

2.5   2.5國際測試協會(hui) 標準

總部設在瑞士的國際測試協會(hui) （Institute of the International Testing Association）則針對澳洲標準AS/NZS 4399：1996的不足，製定了標準“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（水洗和幹洗）、拉伸和濕態等試樣處理過程，模擬了產(chan) 品在正常使用過程中經常會(hui) 出現的一些情況或要求。對產(chan) 品進行相應的測試認證後，可頒發有效期不超過一年的證書(shu) 。

測試樣品可分為(wei) 兩(liang) 類，一是服裝和麵料，需要對織物樣品在未處理、磨擦後、洗滌（水洗或幹洗）後三種狀態下分別進行拉伸和濕態拉伸的UPF值測試，通常需要6－8個(ge) 樣品；二是遮陽紡織品（如陽蓬、陽傘(san) 、窗簾等），需要對樣品在未處理、日曬處理兩(liang) 種狀態下進行拉伸和濕態拉伸的UPF值測試，一般需要4個(ge) 樣品。防紫外線性能測試和評定標準均參照AS/NZS 4399，測試後可選擇的標簽的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、幹洗）       ＋     －

    日曬       －     ＋

UPF測試   未處理樣       ＋     ＋

    磨擦樣     ＋     －

    水洗樣     ＋     －

    幹洗樣     ＋     －

    日曬樣     －     ＋

測試次數      3 或 4       2

注：試樣類型1為(wei) 服裝和麵料（如運動裝、休閑裝等）；2為(wei) 遮陽紡織品

  （陽光防護紡織品，如遮陽篷、窗簾、陽傘(san) 等）。         

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

UV 標準 801 將人類的皮膚根據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別，膚色越淺越不利，皮膚類型I與(yu) 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(chan) 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分鍾後的皮膚反應  皮膚自身防護時間  示例

I   膚色亮白；

有雀斑；

金發或紅發；

眼睛綠色或藍色    容易曬傷(shang)

不會(hui) 曬黑   5-10分鍾 

II  膚色亮白；

金發；

眼睛綠色或藍色    容易曬傷(shang)

稍有曬黑   10-20分鍾

III 深色頭發

棕色眼睛   輕度曬傷(shang)

明顯曬黑   20-30分鍾

IV  深色皮膚

深色或黑色頭發

棕色眼睛   無曬傷(shang)

容易曬黑   約45分鍾 

V   深色皮膚

黑色頭發

深色眼睛   無曬傷(shang)  約60分鍾 

VI  黑色皮膚

黑色頭發

黑色眼睛   無曬傷(shang)  約90分鍾 

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(wei) 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(ya) 的太陽光譜輻照度。美國和歐洲按測試（試樣預處理）和分級標簽分別製定標準，中國和澳洲將測試和分級標簽歸於(yu) 一個(ge) 標準，UV Standard 801則要求對產(chan) 品進行測試認證。在防紫外線性能測試標準體(ti) 係中，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(nei) 容（磨擦、洗滌、幹濕態拉伸）。而歐洲和中國標準則未對試樣預處理做出規定，側(ce) 重於(yu) 測試和分級標簽，在考慮實際應用後的產(chan) 品性能方麵略顯欠缺。

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

適用範圍   幹、濕態和拉伸狀態的織物 服裝麵料   幹態且非拉伸態的未處理紡織品   所有紡織品

樣品數量   2（一幹一濕） 4   2經2緯   4

非勻質樣品 每種顏色和結構至少1個(ge) 樣品  每種顏色和結構至少2個(ge) 樣品  每種顏色至少1個(ge) 樣品 每種顏色和結構至少2個(ge) 樣品

調濕   需要   需要   不需要 需要

試驗環境   幹態試樣，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(ya) 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%

對於(yu) 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(wei) UPF≥15， 歐洲標準為(wei) UPF＞40（UVA透射率＜5%），中國標準為(wei) 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(chan) 品的最小UPF值定為(wei) 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(chan) 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(chan) 品的要求

歐美買(mai) 家對防紫外線紡織產(chan) 品（如沙灘裝、泳裝、遮陽紡織品等）有著不同的要求，也會(hui) 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(chan) 品用途為(wei) 依據，而多不是根據織物類型和整理工藝而定。就防紫外線紡織產(chan) 品而言，美國客戶一般都要求對產(chan) 品進行相應的預處理，按AATCC183標準測試後，再以ASTM D 6603標準來評定產(chan) 品的防紫外線能力，根據產(chan) 品用途確定所需要的產(chan) 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(wei) 評判產(chan) 品的防紫外線性能，要求抗紫外線產(chan) 品的UPF值在40以上，但也有少數歐洲客戶要求采用BS 7914標準來測定產(chan) 品的防紫外線性能。

表6   國際買(mai) 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、幹態  UPF值25

美國大型倉(cang) 儲(chu) 零售公司 AATCC 183  防紫外線功能性麵料   洗滌40次、100AFU日曬、氯池水洗    實測結果

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

5   結語

目前尚無全球統一的防紫外線紡織品的檢測標準，各國根據各自的實際情況製定了不同的預處理、測試和分級標簽標準。各種標準全部采用了儀(yi) 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(chan) 品防紫外線性能的基本參數。紡織品防紫外線性能的標準體(ti) 係大致由試樣預處理、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(wei) 劇烈，國際檢測協會(hui) 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麵卻有著較大不同。人類六種不同的皮膚類型對防紫外線產(chan) 品的要求不同，歐美買(mai) 家對防紫外線紡織產(chan) 品的檢測標準和性能要求也會(hui) 因最終用途而不同。

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