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纺织品的抗紫外线辐射性能各标准测试的对比研究

来源:中国纺机网编辑部 发布时间:2013年09月25日

紫外线及对人体的影响

太阳光线中的紫外线,过去很长时间以来,人们只知对人体是有益的,如可促进维生素D合成的作用,促进骨骼组织发育的作用;成长期的儿童多晒太阳,多在户外活动,有利于防止佝偻病,有益于身体健康,皮肤晒得又黑又红是健康的象征等等。但是,现代科学研究表明,紫外线对人体的有害影响要远大于它的有利作用。过多地遭受紫外线辐射是有害的。它主要影响眼睛和皮肤,引起急性角膜炎和结膜炎,慢性白内障等眼疾,诱发皮肤癌。

在大气上部25-30公里处有臭氧层圈,可吸收来自太阳的过量的紫外线,保护地球上的一切生物和我们人类免受紫外线的侵害。然而近年来,由于人类生产和生活活动,大量地排放氟利昂之类的氯氟烃化合物,使地球环境和平流层臭氧都遭到日趋严重的破坏,南极、北极地区上空臭氧空洞的出现,地球的保护圈臭氧层变薄变稀,其后果就是使到达地面的紫外线辐射量增多。

紫外线按照其辐射波长的不同,可以划分成紫外A(波长为315—400nm)、紫外B(波长为280—315),以及紫外C(波长在280cm以下)三个波段。由于大气臭氧层对紫外A的吸收很少,所以紫外A可以到达地面,其辐射量的变化基本上同臭氧层的变化没有关系;而紫外C则同紫外A完全相反,它几乎完全被臭氧层所吸收,所以它基本上不到达地面;而紫外B的辐射量同臭氧层的变化有着密切的关系,对人类也有较大的影响。紫外线的分布及对人体的影响可归纳如表1。

近年来,防紫外线织物也越来越多,一般采用在织物中增加紫外线整理剂,由防紫外线纤维加工织物等防止紫外线对人体的危害。各种防紫外线织物也开始在市场上销售。

对于经加工的防紫外线织物,如何测试其紫外线透过率,目前国内和国际上有什么测试方法,其异同点如何,是人们一直关注的问题。本文就此作了些比较。

表1紫外线及对人体的影响

1.纺织品抗紫外线辐射性能的测试方法和产品标准

由于澳大利亚和新西兰受紫外线的辐射更为强烈,人们对紫外线辐

射造成的危害更为关注。1990年和1993年,澳大利亚和新西兰提出了太阳镜[1]和防晒霜[2]的相关标准。1996年澳大利亚和新西兰推出织物抗紫外线测试标准AS/NZS4399[3]。我国在1997年制定了织物抗紫外线测试方法GB/T17032—1997[4]。美国和英国也相继于1998年提出了纺织品的紫外线透过率方法标准,即AATCC183—1998[5]、BS7914—1998[6]。1997年由德国的霍恩斯坦研究所(Hohenstein

Institute)提出UV801标准(The UV-Standard801),以评估纺织品的抗紫外线性能,提供测试结果并给合格的纺织品挂有抗紫外线辐射标签。1999年英国制定了BS7949:1999[7]《儿童服装抗紫外线辐射性能的产品标准》,规定儿童的上衣、短裤和全身衣服的紫外线透过率不超过2.5%。我国有关抗紫外线纺织品的标准制定计划也已列入2000年的制标计划,2001年完成。

表2澳大利亚、美国和英国对抗紫外线JZ产品的强制要求和程度

2.测试结果表示方法

2.1紫外线防护系数(UPF)和紫外线透过率(T(UV-A)AV,T(UV-B)AV)

由AS/NZS4399:1996可知,紫外线防护系数UPF(Ultraviolet Protection Factor)(又称紫外线遮挡系数)是表示织物防护紫外线的能力。它是紫外线对未防护的皮肤的平均辐射量与要经测试的织物遮挡后紫外线辐射量的比值。UPF的数值及防护等级见表3。

表3UPF的数值及防护等级[3]

UPF、T(UV-A)AV、T(UV-B)AV的计算如式(1)~(4)。

其中ZK()Eλ:形成红斑的紫外线光谱能量(CIE J.6:17—22,1987)

Sλ:太阳光谱辐射能(W.M-2.nm-1)

Tλ:波长为λ时的紫外线透过率

△λ:紫外线光波长度间距(nm)

λ:紫外线光波波长(nm)

N:样

品数量。

T(UV-A)AV:UV-A波段的紫外线透过率

T(UV-B)AV:UV-B波段的紫外线透过率

2.2测试原理

2.2.1测试原理图

AS/NZS4399、AATCC183、BS7914测试原理简图如图1。

图1测试装置原理简图TS)

紫外线辐射源为测试提供充足且稳定的紫外线辐射能量。单色仪将辐射源的紫外线辐射能量色散,以便进行光谱测量。积分球可计算出由样品出射的所有方向(直射和漫射)的光谱辐射通量。探测器为光电倍增管组成,将信号经放大和处理后,输入计算机,进行信号的最后处理。


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