防紫外线测试方法和产品标准

野渡孤舟

防紫外线测试方法和产品标准

防紫外线性能评价方法 5.1.1直观法 即分别使用防紫外线织物和相同材质的非防紫外线织物覆盖皮肤，通过照射紫外线进行直接的对比观察。
4 r. S4 n: C- m/ I$ @9 f& w7 I分光光度计法 该方法应用积分球式分光光度计，通过测定各种布料试样的分光透过率曲线，可以判定各波长的透过率。也可以用面积比求出某一紫外线区域的平均紫外线透过率。
( C" j; X: R8 k+ v# b6 |  ^' v这种方法又分为全波长域平均法和特定波长平均法，前者是选取全部紫外线区域，求其透过率平均值；后者则是选取指定波长进行测量，比如在红斑效应最大的305nm、360nm处进行测量，再取平均值。
用这种方法测试时，对于有荧光的试样，测量时受光前部要安装荧光过滤片。
变色褪色法 简易变色法是用来比较不同织物防紫外线性能的、定性的测试方法。是在不同的织物试样下面垫着相同的感光纸，然后放在太阳光下（或人造光源下）暴露15-30s，再把感光纸定影处理后比较其颜色浓淡。感光纸色淡的，显然感光少，其上的织物防紫外线性能高。要提高可比性，这种方法和测试人体防晒系数一样最好采用紫外灯代替变化较大的太阳光源，以便于交流试验结果。采用耐晒牢度标准卡还可使测试结果具有定量性。把被测织物覆盖在耐晒牢度标准卡上，用紫外线灯在距试样50cm处照射，分别测出标准卡达到一级变色的时间，可进行定量分析。
紫外线强度累计法 紫外线透过有一个累计问题，紫外线少时延长测量时间和紫外线多时缩短测量时间，测得的累计量几乎相同。为此，采用紫外线强度累计法测量更有实用意义。其方法是用阳光式紫外线灯照射放在紫外线强度累计仪上的织物，按给定时间照射，测定出通过布料的紫外线累计量（Q）。并在未放布料的状态下，测定相同给定时间的紫外线累计量（Q0）。然后进行计算：
紫外线透过率＝（Q/ Q0）×100％
紫外线遮蔽率=（1-Q/ Q0）×100％
/ v) K$ q6 b9 `1 {在这一测量中，所谓给定时间是使Q0不超过10J/cm2的时间。
分光光度计法和紫外线强度累计法都属于UV仪器测试法。
对于测量方法，由于测量仪器不同而使测量值不同。通过比较不同测量方法对相同防紫外线织物屏蔽率测定平均值之差，发现分光光度计全波长域平均法最小，为1.9％；分光光度计特定波长平均法最大，为10.9％；紫外线强度累计法为6.6％。
3 l4 R6 P7 R4 P0 U' S% i8 n1 Z由此可以认为，采用分光光度计全波长域平均法比较准确，宜作为统一的测试方法。
影响紫外线性能测试结果的因素 5.2.1产品的荧光效果 在测试过程中，纺织品上的染料或白度剂可能会发荧光，这样将影响测试结果的准确性。因此，应当采取措施，如考虑增加滤片等手段，减小荧光的影响。
2 M+ \' q2 _# s, j  e0 b不同类型织物组成的产品，如不同原材料，也应分别测试。这是因为不同纤维对UPR的吸收性能不同。
1 m/ l: j. w# ~6 L' U3 j试样的前处理 对试样是否需经水洗会对如棉、丝和粘胶等织物产生收缩，使纱线间的孔隙变得更小。
试样状态 应规定在试样干态下测定。当样品润湿时，如汗或水（海水、淡水、游泳池的水等），一般UPF都会降低。当水充满织物的孔隙时，使光的散射比孔隙中为空气时少，由于折射指数的不同，因此织物会透过更多的紫外线。
2 _$ z- m) R/ N4 ~4 u防紫外线效果评定指标 防晒品大多标有SPF或PA:SPF（Sun Protection Factor）是显示防止UVB伤害的防晒效果数值，PA（Protection UVA）则是指防止UVA到何种程度的指标。
试样的均匀性 由于纺织产品的不均匀性，选择试样时应加以注意：
不同染料和不同颜色有不同的光谱区中的消光系数将决定它增加织物UPF的能力。一般来说，对于相同织物和染料，色泽越深，织物的UPF越大。因此对不同颜色构成的织物，每种颜色都应试验。并且应以最低值报告。
织物的覆盖系数影响UPR的透过率，因此当同一样品上有不同结构时，应当取覆盖系数最小（如最松散结构）的区域作为样品。
* v% H3 ]: a5 r" q/ m  _一般人对SPF较熟悉，不过由于皮肤医学专家不断提出警告，强调UVA虽然不易晒伤皮肤，但会引起肌肤老化及病变，所以PA标识也越来越受到重视。
抵御UVB） 防晒系数或防晒倍数SPF（Sun Protection Factor），用于评估防晒产品抵御UVB的效果。SPF值的高低从客观上反映了防晒产品对紫外线UVB防护能力的大小。测定SPF值时，在选定的一块皮肤上涂抹防晒品，另一块皮肤则不涂任何产品。然后用UVB分别照射直至两块皮肤都出现红斑，并记录两种条件下不同的紫外线照射时间，其比值就是该防晒品的SPF值。
可以看出SPF值越大，抵御UVB的能力越强。一个SPF值为15的防晒产品，可理解为能使皮肤的抗晒红、也就是抵御UVB的能力提高了15倍。
棉质衣服的SPF值约为15-40；聚酯浅色衣服的SPF值约为7-10针织浅色衣服的SPF值约为4-9。
) j, z7 P( W* r' X抵御UVA） 对于UVA防护效果的评价，目前国际上还没有一个比较统一的测定方法。有些国家参照SPF值的测定方法使用“人体斑贴实验”测定PFA（Protection Factor of UVA）值，然后转换成PA分级方法来表示防晒品对UVA的防护效果。测定时使用UVA光源，分别照射皮肤直至出现黑化或色素沉着，记录并对比时间。
防晒系数的数值适用于每一个人，其计算方法是：假设紫外线的强度不会因时间改变，一个没有任何防晒措施的人如果待在阳光下20分钟后皮肤会变红，当他使用SPF15的防晒品时，表示可延长15倍的时间，也就是在300分钟后皮肤才会被晒红。
6 {  U* e, K& W7 y, n  n5 `3 \值计算公式
) P0 z8 C1 Q' [- W. h& q* e涂抹防晒品皮肤的MED/未涂抹防晒品皮肤的
6 Z2 v1 }; p+ r% i  w＊MED（Minimal Erythema Dose）最小红斑量，指引起最轻微可见红斑（泛红）所需的紫外线最低剂量（J/m2）或最短照射时间。
值计算公式
6 \! V% e. n" M+ i" t( Q与SPF的定义类似，一个PFA值为5 的防晒产品，可理解为能使皮肤的抗晒黑、也就是抵御UVA的能力提高5倍。
但通常来讲，抗UVA的防晒系数会以PA来表示，这是一种分级式的表示方法。它将测定出的PFA值按照一定的对应关系，转换成PA。PA后面紧跟+号，+号越多，代表抵御UVA的能力越强。
* D; N2 T) o# D  g则是1996年日本化妆品工业联合会公布的「UVA防止效果测定法标准」，是目前日系商品中最广被采用的标准，防御效果被区分为三级，即PA+、PA++、PA+++。PA+表示有效、PA++表示相当有效、PA+++表示非常有效。
涂抹防晒品皮肤的MPPD值/未涂抹防晒品皮肤的MPPD值
8 ]* s' o6 F/ j9 ^　　* MPPD（Minimal Persistent Pigmentation Dose），黑化或色素沉着量。MPPD指引起可见黑化或色素沉着量所需的紫外线最低剂量（J/m2）或最短照射时间。
表12 PA和防护等级分类表
. E4 {4 N* S& ~2 P* R" }% J  Z值
6 _2 @: W" Z  n* }% U$ W防晒系数
抵御UVA能力
, {2 h+ p7 t1 b) {0 ^7 K: ?' O8 r～
低效防护
～
中效防护
以上
高效防护
式中：
λ－光波波长；
λ一紫外辐射在各波长段的致红斑效应；
λ一紫外辐射在各波长段的强度；
λ一紫外辐射在各波长段的透过率；
/ K; \* ]: h7 F- E7 m4 J  H% ~紫外线防护系数UPF（UV Protection Factor）是皮肤无防护时计算出的紫外线平均效应与试验织物保护皮肤时计算出的平均效应的比值。UPF值越大，表明防紫外线性能越好。
2 g: {8 q" f. ]' A+ z/ X国际防辐射协会（IRPA）颁布了日晒剂量限值准。日晒剂量限值可换算成日晒时间限值。以澳大利亚最大的城市悉尼为例，1月份（夏季）超过IRPA规定限值的时间约为12min。例如一个人穿着UPF为20的服装，其持续日晒时间为12min×20=240min（4hr）。人的皮肤无论使未加防护露晒12min，还是在保护状态下晒240min，其皮肤接受的UVR（紫外线辐射）总剂量相同。
一般采用以下公式计算：
∑SλEλ/∑SλEλTλ
4 s6 z) c. e9 |λ和Eλ由测定资料提供，因此测定防辐射织物时，UPF值与Tλ为双曲线函数关系。
新出台的国家标准规定：只有当UPF＞30时，并且UVR的透过率小于5%时，才能称为防紫外线产品，防护等级标识为UPF30＋；而当UPF＞50时，则表明该产品的紫外线防护性能极佳，防护等级标识为UPF50＋。
表13  UPF值及防护等级分类表
等级
防护等级
% W) C) b4 ^3 I: Y* D  t防紫外线百分率
  H* `# u6 e6 t* ^5 s较好防护
～
8 L$ h: z, E! E* R很好的防护
～
3 W5 C6 h" v% M1 ]# w) e极佳的防护
8 [" U; G6 R$ ~+ g一般SPF和PA用于化妆品行业，而UPF用于纺织行业。
2 @5 R/ R- _1 ?% H0 u透过率       有试样时的UVR透过辐射强度与无试样时的UVR透过辐射强度之比。该指标为采用紫外线强度计改造的仪器测试采用指标。
透过率平均值 测得的试样对不同波段光谱透过率TUVA和TUVB的算术平均值。
& e( y6 a8 D; T' N1 k( D1 t：波长315～400nm时的透过百分率
% p# s  `) B: p, `. e# D' k2 H：波长290～315nm时的透过百分率
遮挡率（或阻断率） 计算公式为：（%）
（%）
# U% u. C1 i/ D+ b年，日本通产省生活产业局组织市场调研，分别选取24件防紫外线织物制品和23件相同材料的非防紫外线织物，测试紫外线屏蔽率。结果是，在标明防紫外线的织物制品中，遮蔽率为38.2～95.2%，参差不齐；而对于非防紫外线的传统制品中，遮蔽率竟然也达到28.8~81.9%。
分析这一结果后认为，仅凭遮蔽率还不能评价防紫外线功能的附加效果，应该引入紫外线透过量减少率的概念。
紫外线透过量减少率等于传统制品透过量与防紫外线织物透过量的差值与传统制品透过量的百分比。
透过量减少率 该指标可作为工艺研究或工艺调试过程中评价防紫外整理的加工效果的指标，即未经整理和经过整理的织物紫外线透过率差值与未经整理织物的紫外线透过率的比值。
: F8 o% N1 c0 y- [9 c' |4 l按照这一计算方法，实测防紫外线织物透过量的减少率在50％以上者为11件。
9 a/ _: M) N& }4 K4 d& w这种调研和规范，对统一防紫外线织物的行业管理提供了具体的指导。
1
通过分析实测样品的遮蔽率和透过量减少率的测试结果，日本人提出了评价防紫外线织物性能的标准。这一标准包括两个方面，首先是要满足紫外线透过量减少率达到50％的要求，然后再根据绝对遮蔽率进行等级划分。一般分为三类：
4 E" U) s: g4 @) z  U遮蔽率在90％以上者为A级；
% q& Y8 T1 C0 N+ e遮蔽率在80～90％者为B级；
" Q& D- b# Q7 J# q9 C* T遮蔽率在50～80％者为C级。
4 L' l- u8 i, I目前国内外的相关标准有：
  L8 }$ a+ [/ L- G1 ?* G# `& q8 w. N澳大利亚/新西兰标准AS/NZS 4399-1996日光防护服 评定和分级
美国标准AATCC183－1998紫外线透过织物的透射比和阻截率试验方法
5 Y# E9 J' ^7 t5 p, }美国在同年（1998年）还提出了相关的ASTM草案
英国标准BS7914－1998紫外线透过织物的穿透性试验方法
欧盟标准prEN 13758-2001 纺织品 日光紫外线防护性能
. G/ T0 y% k) g. @* E2 a% }3 U$ h中国标准GB/T 17032-1997 纺织品 织物紫外线透过率的试验方法
中国标准GB/T 18830-2002 纺织品 防紫外线性能的评定
3 s( v1 M5 N9 [8 q3 `, b年德国的霍恩斯坦（Hohenstein Institute）提出UV 801标准，以评估纺织品的抗紫外线性能；授予合格的纺织品以防紫外线辐射标签。
年英国又制定了BS7949：1999儿童服装抗紫外线辐射性能的产品标准，规定儿童的上衣、内裤和全身衣服的紫外线透过率不超过2.5％。
! N2 r& _7 F4 l, k8 G5 M0 ]表14 国外对抗紫外线产品控制要求的程度
项目
! c, b2 p3 d; O9 r5 a, H澳大利亚                美国                英国
4 K! M% k0 t  A' L强制程度
) W& M4 r: U, p- M! n2 b+ ^标牌
法定标签
0 U& G4 t# O  w% P- x对抗紫外产品控制        可选          对儿童服装制定方针
有                      无                   无
( K& S9 O, k7 F. u7 \* a有                      无               对儿童服装有
表15 不同国家测试方法的比较
项目
样品规格及数量
尺寸和大小满足仪器的要求。可不剪裁，或剪裁后大于Φ20mm。
! H' X8 `. W6 N* x9 n/ d至少4块样品。为保证样品的代表性，离边部5cm的样品不要；样品干燥、不扭曲。
至少测试50×50mm或Φ50mm的样品2块。样品干燥；、不扭曲。每次测量的量与上一次相交450，每样测试3次。
, }" H( n/ H# a2 z# A5 M对于均匀的样品，每样至少测试4次。对于非均匀样品，对每一种颜色和组织测试2次。
. M" S6 o% H$ x( l2 F范围
/ h& {% ]) G9 E( y该标准测定纺织品的紫外线透过率。适用于各类织物。
该标准用于确定紧贴于皮肤的防护纺织品、服装和其他防护用品（如帽子）的紫外线透射率，也提出了对紫外线辐射标签的要求。不包括防晒霜、建筑及遮阳用蓬布、太阳镜、伞等；也不用于非太阳光紫外线辐射源。
该标准用于测试织物阻隔或透过紫外线的能力。该方法也可用于测试湿的和/或可伸长的织物，但不是本标准的内容。
2 k) r9 n, s2 |  ^" E该标准用于测试紧贴于皮肤灼伤的紫外线透过率，不包括抗紫外线产品的设计、防晒霜、太阳镜、遮阳棚布和伞用织物。
7 x1 S1 |2 m6 o% h* i9 p  U样品测试数量
测试条件
. h- B0 s. C5 K+ _( P6 w三级大气
测试需在20±5℃，50±20％相对湿度的测试环境下进行，样品不需预调湿。
预处理每一个样品在21±1℃，50±20％下至少
# e1 c- x* |& M* O预处理每一个样品在20±2℃，50±20％下至少
样品的选择
避开边缘10cm以上
# M) c' U' }! Q+ x7 J如果样品不均匀，需要较多取样（如不同颜色、印花和纤维含量）1如果一件衣服有多种颜色，应测试不同颜色，报告最低的测试值；2如果一件衣服有不同的组织，取最小的覆盖系数的部位（如最敞开的结构）；3有衬里的衣服，衬里与面料一起测试。
测试每一个可能的颜色或结构（面积尽可能覆盖有孔径的地方）
测试每一个颜色和组织
) H" [9 X$ ~, b- i# o9 Z1 h2 h5 Q测试波长间隔
, R# e0 p% \2 o7 w4 ?－
波长范围
～
各国标准相比较：
对不同测试方法的比较可以看出，纺织品抗紫外性能测试原理基本相同。GB/T17032为UVB波段（主峰波长297nm）的透过率；BS 7914测试结果为三个波段的紫外线透过率；BS 7914测试结果为三个波段的紫外线透过率；AS/NZS 4399和AATCC 183测得平均值及TUVA,TUVB。
- @4 `8 j! S: j2 D5 M* F! b不同方法对测试的温、湿度环境要求有差异，其差异对同一织物的测试结果的影响程度有待进一步研究。AS/NZS 4399、AATCC 183、BS 7914测试样品要求均为干燥、不扭曲，且为皮肤紧密接触的织物。
% K, L# ^4 n" s; v- T( s、AATCC 183 、BS 7914对试样测试应视颜色、组织等因素而进行选择。GB/T17032适合于任何织物。
结果
1 E9 ]3 {' V, ?. O6 Y透过率T，变异系数
: p! \3 g8 ~. h9 K，UVA和UVB，标准偏差，UPF的级数
最高的P值
6 j* }3 Z9 S, i- m: j  S/ B来源：中国功能性面料网

天边

~~~~(>_<)~~~~ 能写得容易懂一点吗？