文/黃彪杰 廖燕芳

（作者單位：廣州檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證集團(tuán)有限公司）

1 引言

紫外線（ultraviolet rays簡(jiǎn)稱UV）分為長(zhǎng)波紫外線UVA（315nm～400nm）、中波紫外線UVB（280nm～315nm）和短波紫外線UVC（200nm～280nm），UVR：是波長(zhǎng)280nm～400nm的電磁輻射，UPF為皮膚無(wú)防護(hù)時(shí)計(jì)算出的紫外線輻射平均效應(yīng)與皮膚有織物防護(hù)時(shí)計(jì)算出的紫外線輻射平均效應(yīng)的比值，為紫外線防護(hù)系數(shù)[1]。據(jù)研究表明，適當(dāng)?shù)淖贤饩€對(duì)人體是有益的，它能促進(jìn)維生素D的合成，對(duì)佝僂病有抑制作用，并具有消毒殺菌作用。但過(guò)量的紫外線對(duì)人體是十分有害的。它不僅能使人體黑色素增多，使皮膚老化，嚴(yán)重的還會(huì)使皮膚起水泡、紅斑，甚至還會(huì)引起皮膚癌。UVB的作用是UVA的1000倍，皮下血管吸收過(guò)量的UVB后會(huì)引起擴(kuò)張，使皮膚變紅，產(chǎn)生紅斑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生炎癥；它同時(shí)也可以影響到皮下彈性纖維，使皮膚失去彈性，形成粗糙的皺紋。UVC作為一種更強(qiáng)的紫外線，有一定的殺菌作用，但也對(duì)人體有害；一般地講，UVC不能抵達(dá)地面，但由于近年來(lái)空氣中含氟量的提高，到達(dá)地面的UVB和UVC也隨之增加。服裝是人們防紫外線輻射的重要屏障，普通服裝對(duì)紫外線遮擋率一般在50%，達(dá)不到對(duì)人體安全防護(hù)的要求，因此紡織產(chǎn)品抗紫外線效果對(duì)人體影響就顯得尤為重要，隨之而來(lái)的是各類“抗紫外線紡織產(chǎn)品”，紡織產(chǎn)品抗紫外線研究已成為行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，人們要知道紡織產(chǎn)品抗紫外線的效果如何，就必須對(duì)其檢測(cè)和評(píng)定。直至目前，包括我國(guó)在內(nèi)的很多國(guó)家已經(jīng)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)用于紡織品防紫外功能的規(guī)范。澳大利亞和新西蘭制定了由測(cè)試和標(biāo)注合一的標(biāo)準(zhǔn)[2]：AS/NZS4399—1996《日光防護(hù)服評(píng)定和分級(jí)》。美國(guó)制定了由預(yù)處理、測(cè)試、標(biāo)注三部分組成的系列標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D 6544《紫外線傳輸測(cè)試前紡織品制備規(guī)程》、AATCC 183—2010《紫外輻射通過(guò)織物的透過(guò)或阻擋性能》和ASTM D 6033《防紫外線紡織品標(biāo)識(shí)指南》。英國(guó)制定了由測(cè)試和標(biāo)注兩部分組成的系列標(biāo)準(zhǔn)：BSEN 13758.1—2001《紡織品太陽(yáng)紫外線防護(hù)性能 第1部分：外衣織物試驗(yàn)方法》和BSEN13758.2—2003《紡織品太陽(yáng)紫外線防護(hù)性能 第2部分：服裝的分類和標(biāo)識(shí)》。我國(guó)制定了由測(cè)試和標(biāo)注合一的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18830—2009《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》。

織物抗紫外性能通常以紫外線防護(hù)系數(shù)（UPF）和平均透射比（UVA）兩個(gè)參數(shù)來(lái)綜合評(píng)定。UPF是英文Ultraviolet Protection Factor的簡(jiǎn)稱，指的是皮膚無(wú)防護(hù)時(shí)計(jì)算出的紫外線輻射平均效應(yīng)與皮膚有織物防護(hù)時(shí)計(jì)算出的紫外線輻射平均效應(yīng)的比值。UPF值越大，就說(shuō)明紫外線的防護(hù)效果越好。但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中紡織品的UPF值最高的標(biāo)識(shí)是50+，也就是UPF＞50。UVA指的是有試樣時(shí)長(zhǎng)波紫外線平均透射的輻射通量與無(wú)試樣時(shí)長(zhǎng)波紫外線平均透射的輻射通量之比。UVA值越小，就說(shuō)明紫外線的防護(hù)效果越好。

2 試驗(yàn)

2.1 儀器

測(cè)試原理:用單色或多色的UV射線輻射試樣，收集總的光譜透射射線，測(cè)定出總的光譜透射比，并計(jì)算試樣的紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值。可采用平行光束照射試樣，用一個(gè)積分球收集所有透射光線；也可采用光線半球照射試樣，收集平行的投射光線（如圖2所示） 。

圖2 紫外線測(cè)試原理圖

2.2 樣品

在試驗(yàn)的同等條件下，通過(guò)比對(duì)試驗(yàn)，以確定某一織物的特性為原則，測(cè)試織物的紫外線的防護(hù)系數(shù)，一般以輕薄型織物為主。

表1 樣品信息

2.3 試驗(yàn)內(nèi)容

采用防紫外（UV）透過(guò)防曬測(cè)試儀，對(duì)同一顏色（1#～4#）樣品，不同成分及不同組織結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行測(cè)試，分析纖維成分及織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)抗紫外性能的影響。對(duì)同一成分、不同顏色及不同織物密度的樣品進(jìn)行測(cè)試，分析不同顏色及不同織物密度對(duì)抗紫外線性能的影響。[3]

3 結(jié)果及討論

3.1 不同成分影響

對(duì)同一顏色（1#～4#），不同成分及不同組織結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2所示。

表2 同一顏色不同成分及不同組織結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行測(cè)試結(jié)果

由以上試驗(yàn)結(jié)果可知，不同類型的纖維對(duì)于紫外線的吸收能力不同，因而其紫外線透射能力也不同，棉織物的紫外防護(hù)能力相對(duì)較差，而滌綸是因分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)紫外線有較高的吸收能力，具有一定的防護(hù)作用。

3.2 不同組織結(jié)構(gòu)影響

對(duì)相同成分（5#～7#），不同織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)抗紫外線性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表3所示。

表3 同一成分不同組織結(jié)構(gòu)的防紫外線性能

由以上試驗(yàn)結(jié)果可知，同一成分不同的織物組織結(jié)構(gòu)，防護(hù)能力也有差異，滌綸羅紋組織緊密，滌綸提花組織中空隙較多，因此兩者對(duì)紫外線透過(guò)率有顯著差異。由于織物結(jié)構(gòu)決定了織物的幾何形態(tài)和它的多孔結(jié)構(gòu)。織物結(jié)構(gòu)包括厚度、緊密度（覆蓋系數(shù)或空隙率）等。緊密的結(jié)構(gòu)需要大量的經(jīng)緯紗，覆蓋系數(shù)大，UV透射率低，防護(hù)作用大。稀松織物的覆蓋系數(shù)低，光線不易受到遮蔽，其防護(hù)作用小，且同一織物組織，紫外線防護(hù)性能隨著織物的厚度和質(zhì)量的增加而增加，一般，厚度和質(zhì)量增加，孔隙越小，防紫外效果越好。

3.3 不同顏色的影響

對(duì)相同成分滌綸（8#～12#），不同顏色織物對(duì)抗紫外線性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表4所示。

表4 不同顏色的防紫外線性能（滌綸布）

由以上試驗(yàn)結(jié)果可知，在同等條件下，織物色澤不同，紫外線性能也會(huì)發(fā)生明顯的變化。相比之下，黑色、深綠色較玫紅色、淺藍(lán)色的防紫外效果好，即色澤越深，紫外線透過(guò)率越小，紫外線防護(hù)性能越好。這是因?yàn)橛行┤玖铣嗽诳梢?jiàn)光譜區(qū)有強(qiáng)吸收外，在紫外光譜區(qū)也有部分吸收，從而降低紫外線的透射率。

3.4 干濕狀態(tài)的影響

對(duì)同一滌綸布，在干態(tài)和濕態(tài)條件下測(cè)量其防紫外線性能，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表5所示。

表5 滌綸布干態(tài)和濕態(tài)的防紫外線性能

由以上試驗(yàn)結(jié)果可知，織物在濕潤(rùn)的情況下較干的情況下，紫外線防護(hù)性能較低。分析原因，水分對(duì)紫外線有減弱的影響，所以濕態(tài)對(duì)抗紫外線防護(hù)系數(shù)較小。

3.5 織物張力的影響

對(duì)同一滌綸布（3#），在自然狀態(tài)和伸長(zhǎng)狀態(tài)（張力或者伸長(zhǎng)量）下的抗紫外線性能進(jìn)行測(cè)試，隨著張力的變化織物的空隙[4]也隨著變化，結(jié)果見(jiàn)表6所示。

表6 滌綸布在自然狀態(tài)下和伸長(zhǎng)狀態(tài)下的防紫外線性能

由以上試驗(yàn)結(jié)果可知，織物在伸長(zhǎng)的情況下，紫外防護(hù)效果較差。由于伸長(zhǎng)孔隙加大，透過(guò)率增加，防護(hù)系數(shù)減??；織物防紫外線的能力因纖維種類、織物組織結(jié)構(gòu)、緊密程度、厚度、克重、顏色不同而有顯著的變化。因此，研究紡織品防紫外輻射性能時(shí)，要綜合考慮各種因素。

5 結(jié)論

織物的纖維成分、顏色、干濕狀態(tài)、緊度等對(duì)抗紫外線性能具有明顯影響，經(jīng)試驗(yàn)，得到以下結(jié)論：

（1）棉織物的紫外防護(hù)能力相對(duì)較差，而滌綸是因分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)紫外線有較高的吸收能力，具有一定的防護(hù)作用。

（2）黑色、深綠色等較淺色織物的紫外線防護(hù)性能較好，即色澤越深，紫外線透過(guò)率越小。

（3）水分對(duì)紫外線有減弱的影響，所以濕態(tài)織物對(duì)抗紫外線防護(hù)系數(shù)較小。

（4）織物在伸長(zhǎng)的情況下，紫外防護(hù)效果較差。