前言从20世纪20年代以来,由于碳氟系溶剂和氟利昂的大量使用,地球大气层中臭氧层遭到严重破坏,使到达地球表面的紫外线不断增加。适量的紫外辐射具有杀菌作用,并能促进维生素D的合成,有益于人体健康,但是遭受过量的紫外线辐射对人体是有害的。近紫外线UVA能深深穿透真皮,使皮肤过早老化,失去弹性,出现皱纹,同时引起黑色素母体的转变;远紫外线UVB能穿透至皮肤数毫米,使皮肤产生黑色素,出现晒斑,造成灼伤;过量的紫外线照射还会诱发皮肤病。因此,近年来抗紫外线纺织产品得到了迅速的发展,广泛应用于遮阳伞和服装领域。抗紫外线纺织品不仅应具有良好的抗紫外线辐射功能,而且应具有良好的耐久性,在日常使用过程中即使受到各种物理或化学作用后仍然能保持其性能,以保证在有效使用期内真正起到保护皮肤、减少紫外线照射引起的伤害。因此,对纺织品抗紫外线性能保持性测试方法的研究已经刻不容缓。本研究选择遮阳伞、夏季服装和泳装三大类主要的抗紫外线性能纺织产品作为研究对象,针对三类产品在服用过程中的实际使用状况,模拟日晒、光/汗复合、光/海水复合和反复洗涤等作用,研究以上产品在受到不同作用后抗紫外线性能变化的规律,从中找出产品既能承受一定的物理或化学作用,又能保持抗紫外线性能的极限,最终确定抗紫外线性能保持性的测试方法。1　试验方案设计1.1　遮阳伞类产品遮阳伞类产品在使用过程中主要受到太阳光照射,故在一定的温度和湿度条件下,对试样进行连续一定时间的模拟日光曝晒,测定其处理前后抗紫外线性能指标的变化,分析曝晒时间对产品抗紫外线性能的影响。试验方法　GB/T8427—2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度:氙弧》试验仪器　ATLASS3000XenonWeather-Omete水冷式氙弧耐气候试验机曝晒条件　中等有效湿度,湿度控制标样5级,最高标准黑板温度为50℃。试验步骤　取一块70mm×12

0mm试样,在预定的条件下对试样和蓝色羊毛标准同时进行规定时间的曝晒。1.2　夏季服装夏季穿着服装类产品在使用过程中既受到太阳光照射和汗水浸渍作用,又要承受家庭洗衣机的反复洗涤,故首先对试样进行人造汗液(酸、碱)浸渍作用,同时对试样进行连续一定时间的模拟日光曝晒,再选择合适的洗涤程序,对试样进行一定次数的连续洗涤,分别测定光汗复合曝晒、连续洗涤、光汗复合曝晒和连续洗涤三种不同的方法处理前后试样抗紫外线性能指标的变化,分析以上作用对试样抗紫外线性能的影响。1.2.1　光/汗复合色牢度试验试验方法　GB/T14576—2009《纺织品耐光、汗复合色牢度试验方法》。试验仪器　ATLASS3000XenonWeather-Ometer水冷式氙弧耐气候试验机。汗液配制:(1)人造酸液/(g/L)L-组氨酸盐酸盐一水合物 0.5氯化钠5.0磷酸二氢钠二水化合物2.2用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至5.5±0.2。(2)人造碱液/(g/L)L-组氨酸盐酸盐一水合物0.5氯化钠5.0磷酸氢二钠十二水化合物5.0或磷酸二氢钠二水化合物2.5用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至8.0±0.2。试验步骤　取2块试样,尺寸不小于45mm×10mm,每块试样下面放6层棉标准贴衬,制成2个组合试样,分别置于50mL酸、碱汗液中,使试样完全浸没于汗液中(30±2)min,对试样稍加揿压和搅动,以保证试样完全润湿。取出组合试样,放在小轧辊上挤压,带液率为(100±5)%。将试样固定在白板上后,装在试样架上,置于试验机内,按照规定的曝晒条件进行一定时间的曝晒。1.2.2　洗涤试验试验方法　GB/T8629—2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》。试验仪器　WascatorFOM71CLS全自动洗

衣机。试验条件　夏季服装多为棉、亚麻、粘胶等天然纤维制成,宜采用2A洗涤程序,如表1所示。1.3　泳装类产品泳装类产品使用过程中既会受到太阳光照射和海水(氯化水)的作用,又要经常承受家庭洗衣机的反复洗涤作用,故首先对样品进行氯化水的浸渍作用,同时对试样进行连续一定时间的模拟日光曝晒,再选择合适的洗涤程序,对试样进行一定次数的连续洗涤,测定其试验前后抗紫外线性能指标的变化,分析光/海水复合和反复洗涤的组合作用对产品抗紫外线性能的影响。1.3.1　光/海水复合色牢度试验试验方法　GB/T5714—1997《纺织品色牢度试验耐海水色牢度》,GB/T8427—1998《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度:氙弧》。试验仪器　ATLASS3000XenonWeather-Ometer水冷式氙弧耐气候试验机。人造海水　三级水制备的30g/L氯化钠溶液。试验步骤　取一块40mm×100mm试样,在试样下面放6层棉标准贴衬,制成组合试样。将组合试样在室温下置于氯化钠溶液中完全浸湿,取出组合试样,放在小轧辊上挤压,使其带液率为(100±5)%。将试样放入试验机内,按照规定的曝晒条件进行一定时间的曝晒。1.3.2　洗涤试验试验方法和仪器同1.2.2节。试验条件　泳衣产品大多为染色锦纶和氨纶混纺面料制成,宜采用4A洗涤程序,如表2所示。2　抗紫外线性能测试和效果评定2.1　测试方法、原理和仪器目前抗紫外线性能测试方法主要有澳大利亚/新西兰、美国、英国、欧盟和中国5个国家标准,这些方法测试原理基本相同,仅在测试步骤和结果表述上略有区别。本文中对抗紫外线性能的测定采用GB/T18830—2009《纺织品防紫外线性能的评定》。测试原理　用单色或多色的UV射线辐射试样,通过单色仪将紫外线辐射能量色散,积分球收集所有透过试样的反射和漫反射紫外光辐射通

量,由探测器接收,并转换成电信号,传送给计算机处理,得出各项特征值。试验仪器M284UV紫外线投射和防护测试仪。2.2　试样选取纺织品抗紫外线的能力,主要取决于其屏蔽紫外线的能力。纺织品是一种表面比较复杂的多孔性材料,它们除了吸收光线之外,还有散射和漫反射光线的作用。而散射和漫反射作用则会由于抗紫外线性能、加工方式、单纤维表面形态、织物组织规格和色泽深浅等差异而有显著的变化。因此,在选取试样时,需综合考虑抗紫外线产品加工方式、产品的纤维种类、织物的组织结构和产品颜色深浅等因素。(1)遮阳伞类产品试样1#　100%涤纶、210T防水涂层珠光布为面料的遮阳伞,黑色;试样2#　100%锦纶、190T防水涂层珠光布为面料的遮阳伞,浅紫色。(2)夏季服装试样1#　9.84tex×9.84tex全棉机织物为面料的男式短袖衬衫,蓝色;试样2#　9.84tex×9.84tex全棉机织物为面料的男式短袖衬衫,白色;试样3#　14.76tex×14.76tex全棉针织物为面料的男式T恤,黑色;试样4#　14.76tex×14.76tex全棉针织物为面料的男式T恤,米白色。以上试样均经过免烫和抗紫外线整理。(3)泳装类产品试样1#　95%锦纶和5%氨纶混纺针织泳衣,红色;试样2#　95%锦纶和5%氨纶混纺针织泳衣,浅灰色;以上试样均经过抗紫外线整理。2.3　操作步骤取尺寸为50mm×50mm的代表性试样2块,在标准大气条件下平衡至少4h,仪器校正后,将试样置于仪器测试位置。对同一试样连续测试3次,每次测试之前将试样旋转45°。2.4　效果评定本研究中采用紫外线防护系数UPF值和紫外线平均透射率T(UVA)AV和T(UVB)AV两项指标来表示试样的抗紫外线性能。目前对纺织品抗紫外线性能效果的评定只有澳洲出台了相关强制性规定,如表3

所示。此外,欧洲标准草案规定只有UPF值大于30的纺织产品可以称为具有抗紫外线功能的产品。我国GB/T18830—2009标准中规定,UPF值>30,透射率≤5%的纺织产品才可称为具有抗紫外线功能的产品。3　结果和分析3.1　遮阳伞类产品遮阳伞试样经不同时间段曝晒后,UPF值和透射率T(UVA)和T(UVB)的变化见表4。由以上试验结果可以看出,当两种试样的纤维组分、密度和颜色不同时,其抗紫外线性能的效果也随之不同。但是两种试样的抗紫外性能指标随曝晒时间增加的变化规律基本一致,即随着曝晒时间的增加,UPF值递减,透射率递增,说明抗紫外线性能效果逐渐变差。曝晒前期变化速率较快,后期逐渐减缓,曝晒时间达到40h后,变化速率减至1%左右,基本趋向稳定。根据这一变化规律,对于遮阳伞类产品,可以在一定温湿度条件下采用人造光源(氙灯)连续曝晒40h,考察其抗紫外性能指标能否满足UPF值>30,透射率T(UVA)和T(UVB)≤5%的要求,作为抗紫外性能保持性的测试方法。3.2　夏季服装类产品3.2.1　光/汗复合曝晒后抗紫外线性能变化夏季服装试样经不同时间段光汗(包括酸汗、碱汗)复合曝晒作用后,抗紫外线性能指标UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)的变化见图1~6。3.2.2　经连续洗涤后抗紫外线性能变化夏季服装试样经不同次数的连续家庭洗涤作用后,抗紫外线性能指标UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)的变化见图7~9。3.2.3　光汗(酸碱)复合曝晒和连续洗涤后性能变化夏季服装试样经光汗(酸碱)复合曝晒40h,再经连续家庭洗涤后,其抗紫外线性能见表5。3.2.4　结果分析服装试样无论是单独受到光汗(酸、碱)复合曝晒作用或连续洗涤作用,还是受到光汗(酸、碱)复合曝晒和连续洗涤的组合作用,其抗紫外线性能都有不同程度的变化。总体上来看,四种试样的抗

紫外线性能指标UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)均产生了10%~20%的衰变。其中,深色试样的UPF值高于浅色试样,机织物试样的UPF值高于针织物试样,而透射率T(UVA)和T(UVB)无明显规律。这主要是由于织物结构(密度、紧度、覆盖系数等)、表面状态(表面平整度、表面各向反射性能等)、抗紫外线整理屏蔽性能等因素受到光、汗和洗涤的物理化学综合作用所致。服装试样经光汗(酸、碱)复合曝晒40h,或经连续洗涤20次,或受到光汗(酸、碱)复合曝晒40h和连续洗涤20次的组合作用后,其UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)值都基本趋向稳定。因此,对于夏季服装类产品,可以采用光汗(酸、碱)复合曝晒40h和连续洗涤20次的组合方法,考察作为服装试样其抗紫外性能指标能否满足服用要求。3.3　泳装类产品3.3.1　泳装经海水复合曝晒后抗紫外线性能变化泳装试样经不同时间段光/海水复合曝晒后,抗紫外线性能指标UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)试验结果见表6。3.3.2　经连续洗涤后抗紫外线性能变化泳装试样经连续洗涤后抗紫外线性能指标UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)试验结果见表7。3.3.3　光/海水复合曝晒和洗涤后抗紫外线性能变化泳装试样经光/海水复合曝晒40h后经连续洗涤,抗紫外线性能指标UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)的变化见表8。3.3.4　结果分析泳装试样不论是单独受到光/海水复合曝晒或连续洗涤作用,还是受到光/海水复合曝晒和连续洗涤的组合作用,其抗紫外线性能指标UPF值、透射率T(UVA)和T(UVB)都呈现出类似服装试样的变化趋势。只是由于织物种类不同,以及汗(酸、碱)和海水的化学组分不同,使得抗紫外线性能指标变化的程度略有差异。因此,对于泳装类产品,同样可以采用光/海水复合曝晒和连续洗涤的组合试验方法作为抗紫外线性能保持性的测试方法,曝晒时

间为40h,连续洗涤次数为20次。4　结论(1)经抗紫外线整理的纺织品其抗紫外线性能在使用过程中,由于受到各种物理或化学作用后会产生一定程度的衰变,其程度除与织物本身的表面特征和组织结构有关外,主要取决于受到的物理或化学作用的性质及其强弱。因此,可以模拟这些物理或化学作用测定试样抗紫外线性能的保持性。(2)对于遮阳伞类产品,按照GB/T8427—2008《纺织品色牢度试验:耐人造光试验氙弧》的规定,对其进行模拟日光的连续曝晒40h,然后按照AATCC183—2004《紫外线透过织物的透射率或阻隔率》方法测定抗紫外线性能。(3)对于夏季服装类产品,按照GB/T14576—2009《纺织品耐光、汗复合色牢度试验方法》的规定,使试样在人造汗液(酸、碱)浸渍后,对其进行模拟日光的连续曝晒40h,按照GB/T8629—2001《纺织品试验时采用的家庭洗涤和干燥程序》选择合适的洗涤程序,连续洗涤试样20次,然后用AATCC183方法测定抗紫外线性能,根据抗紫外线性能指标试验前后的变化来评判其抗紫外线性能的保持性。(4)对于泳装类产品,可以参照GB/T5714—1997《纺织品色牢度试验:耐海水色牢度》和GB/T8427—2008方法,使试样在人造海水浸渍后,对其进行模拟日光的连续曝晒40h,再按照GB/T8629—2001选择合适的洗涤程序,连续洗涤试样20次,然后用AATCC183—2004方法测定抗紫外线性能。(5)经大量试验验证,本研究建立的抗紫外线性能保持性的测定方法合理可行,较之国内外现有的文献,具有一定的新颖性,可应用于实际检验工作中,为抗紫外线功能性产品的界定和相关产品标准的制定提供有效依据,并可为抗紫外线功能性产品的研究开发提供一定的指导作用,具有重要的现实意义。参考文献:[

1]　GB/T8427—2008.纺织品色牢度试验耐人造光色牢度:氙弧[S].中国标准出版社.[2]　GB/T14576—2009.纺织品耐光、汗复合色牢度试验方法[S].中国标准出版社.[3]　GB/T8629—2001.纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序[S].中国标准出版社.[4]　GB/T5714—1997.纺织品色牢度试验耐海水色牢度[S].中国标准出版社.