纺织品防紫外线性能测试标准的比较

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摘要本文从范围、原理、制样等7个不同方面,比较分析了目前国内外4个纺织品防紫外线性能测试标准的差异,并对这些差异提出了一些建议。

关键词:纺织品;防紫外线性能;日光辐照度;测试方法准确度

Abstract: This paper analyzed the difference of the UV protection test methods including GB/T18830-2009, EN 13758-1:2001, AATCC 183-2004 and AS/NZS 4399:1996 in scope, principle, preparation, conditioning, procedure, calculation, report, accuracy, etc. And some suggestims for the differences were given.

Key words: Textile; Ultraviolet radiation protective properties; Solar irradiance; Accuracy

随着社会的进步、人们生活水平的提高和纺织生产加工技术的发展,人们对纺织品防护性能的需求也越来越多。尤其是在特定的季节和场合,人们对所穿着衣物的紫外线防护能力愈加重视。我国最新的相关标准是GB/T 18830―2009《纺织品 防紫外线性能的评定》,国外同类的测试标准有EN 13758―1:2001、AATCC 183―2004、AS/NZS 4399:1996,虽然都是对纺织品防紫外线性能的评定,但是各个标准略有不同,本文从以下几个方面对标准间的差异进行探讨。

1范围

AATCC 183―2004可适用于样品的干态和湿态的测试,甚至样品处于伸展状态时的防护性能也可测试;其余各标准则是针对样品的干态测试,AS/NZS 4399:1996更是明确了适用于干态样品。值得一提的是EN 13758―1:2001明确指出其方法不适用于对使用时有一定距离的纺织品的评定,如伞面用纺织品;而在国家标准GB/T 23147―2008《晴雨伞》中对伞面防紫外线性能的考核是按GB/T 18830中规定的方法执行的,国家标准GB/T 18830―2009虽没有提及其对该类纺织品不适用,也没有明确其与EN 13758―1:2001的关系,但从标准的技术内容来看,GB/T 18830―2009应是修改采用EN 13758―1:2001及EN 13758―2:2003的。因此依据GB/T 18830―2009得出的测试结果应也不适合用于伞面用纺织品防紫外线性能的评定,该做法值得商榷。

2原理

各标准的原理都是通过测试纺织品对紫外线UVR的通过性能(透过率)来导出紫外线防护系数UPF。所不同的是AATCC 183―2004中UVR波长范围是280nm～400nm,其余各标准则是290nm～400nm。

3制样

因为是有限次数的测量,所以测试样品的选择、制取对测试结果影响非常大。试样有没有代表性,在制样过程中有没有被扭曲、折边等都是在测试中要特别注意的事项。各标准在制样方面的要求见表1。

除此之外,各标准在测试样品的代表性方面也有明确规定。如匀质材料距布边5cm以内的织物应舍去;具有不同色泽或结构的非匀质材料,每种颜色和结构都要覆盖到。

4调湿方面

各标准在试样调湿方面的不同要求见表2。

AS/NZS 4399:1996在调湿的大气条件要求方面明显不同于其他三个标准,有其鲜明的技术要求,这与澳大利亚所处的地理位置有着密切的联系。澳大利亚位于南半球,大部分国土属于干旱或半干旱地带,降雨量小,且变化幅度大,分布极不均匀。所以其在测试标准中规范大气条件时,相对湿度明显比其他三者要低,允许偏离的范围也显著地比其他三者要大。

5测试过程

各标准有关试样测试过程的不同见表3。

各标准均要求测试前校准仪器,然后按仪器的使用规定正确操作进行测试。GB/T 18830―2009、EN 13758―1:2001、AS/NZS 4399:1996均是每个试样测量一次,至少测量4个试样。AATCC 183―2004则是对同一个试样在同一平面内从三个不同角度测得三个观测值,至少测量一个试样。对单个试样来说,由于AATCC 183―2004从不同角度取三个观测值,其平均值要比其他三个标准测量一次的数值准确些,但从整个测试过程来说,AATCC 183―2004测量的试样数量少于其他三个标准,其最后结果的准确性会相对差些。

6计算和表达方面

计算和表达方面的不同见表4。

日光辐照度E(λ)为在地球表面所接收到的太阳发出的单位面积和单位波长的能量,在上述各标准的UPF计算公式中均引入了该参数。不同的是GB/T 18830―2009、EN 13758―1:2001、AATCC 183―2004所引用的日光辐照度E(λ)数据为阿尔伯克基参数(在美国新墨西哥州的阿尔伯克基于7月3日晴朗天气的中午测得),而AS/NZS 4399:1996所引用的日光辐照度E(λ)数据为墨尔本参数(在澳大利亚的墨尔本于1990年1月17日的中午测得)。可见澳大利亚和新西兰根据自己独特的气候条件选择了适合自身情况的日光辐照度E(λ)参数,保障了其消费者的利益需求。

再者,以上各标准都要求计算样品对UVA和UVB的平均通过率以及平均防护系数UPF,唯独AATCC 183―2004还要求计算样品对UVA和UVB的平均阻隔率。此外,AATCC 183―2004对平均防护系数UPF未作修正,其他三个标准对质地均匀的样品都要求计算修正后的UPF。修正的方法是采用UPF AV减去一个标准差,而对此标准差的计算各标准又各有不同,GB/T 18830―2009、EN 13758―1:2001修正公式为:

AS/NZS 4399:1996修正公式为:

上述各标准进行的检测均是有限次的数据检测,其测试值的随机误差分布服从t分布。GB/T 18830―2009、EN 13758―1:2001均是取置信度水平为97.5%时检测数据平均值的置信区间的下限值为最终结果;AS/NZS 4399:1996则是取置信度水平为99%时检测数据平均值的置信区间的下限值为最终结果,由此可见AS/NZS 4399:1996对UPF的修正更为严格。

7准确度

测试方法准确度的区别见表5。

准确度是测试结果与接受参照值间的一致程度,由随机误差分量和系统误差即偏倚分量组成[1],它是评价一个测试方法优劣的重要指标,也是使用某测试方法时要重点关注的参数。它体现了测试方法的再现性限和重复性限,对人们正确使用测试方法及结果提供了数学统计方面的数据。在上述测试方法中,GB/T 18830―2009、AS/NZS 4399:1996均无该内容,这就给正确使用该标准带来一定的隐患;AATCC 183―2004明确指出没有系统误差(偏倚)数学统计意义上的评估;仅在测试精密度方面给出了一些简略的参数;EN 13758―1:2001则在测试精密度方面给出重复性限为1.36及再现性限的评定方法sR,有利于对该测试方法的正确使用。

8总结

从上述分析可知,GB/T 18830―2009与EN 13758―1:2001在内容上基本一致;AATCC 183―2004在试样的选择、数据的处理上明显有别于其他三个标准;而AS/NZS 4399:1996尽管在测试原理、制样、测试过程、数据处理上与EN 13758―1:2001很相近,但其在调湿条件、日光辐照度E(λ)等参数的选择上有其鲜明的特点,反映了符合其利益的技术要求。参考AS/NZS 4399:1996制定试验参数的原则,我们国家也应该结合我国的实际情况,在GB/T 18830―2009中修订相关参数的标准,以适合我国的气候条件,维护消费者利益。

参考文献:

[1] GB/T 6379.1―2004测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分:总则与定义[S].

(作者单位:深圳市计量质量检测研究院)