紡織品防紫外性能測量設(shè)備穩(wěn)定性探討

劉曉鑫，管永娟，楊 麗

[東麗酒伊織染（南通）有限公司，江蘇 南通 226009]

紫外線對人體皮膚的傷害較大，過量的紫外線照射會使皮膚曬傷、變黑甚至病變，因此市場上開發(fā)了許多防紫外性能的服裝產(chǎn)品，但其是否真的具有防紫外線功能，需要對產(chǎn)品進(jìn)行檢測。目前，國內(nèi)市場主要是依據(jù)GB/T 18830——2009《紡織品防紫外線性能的評定》的方法，而國外有AATCC 183：2014，AS/NZ 4399：1996，EN 13758-1：2001等方法。主要原理為用單色或多色的UV射線輻照試樣，收集總的光譜透射射線（290～400 nm），測定總的光譜透射比T（UVA）AV，并計算出試樣的紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值。國內(nèi)銷售的產(chǎn)品，當(dāng)UPF值＞40同時T（UVA）AV＜5%時，可稱為防紫外線產(chǎn)品。目前市場上的設(shè)備品牌較多，但是是否準(zhǔn)確，能否反映織物的真實防紫外線性能，需要進(jìn)一步分析。

1 設(shè)備分類

目前，生產(chǎn)的設(shè)備有兩種類型：一種是單色UV光照射型，通過單色儀產(chǎn)生不同波長的射線照射試樣，使用積分球在試樣后分別收集不同波長時的透射比，然后計算其透射比平均值及防護(hù)系數(shù)；另一種設(shè)備是多色UV照射型，通過積分球收集所有的光線，分析出290～400 nm的透射比，并計算出對應(yīng)的紫外防護(hù)系數(shù)UPF值。兩類設(shè)備示意如圖1所示。

2 實驗

選取4塊試樣送不同檢測機(jī)構(gòu)，涉及3個品牌的設(shè)備，共7家檢測機(jī)構(gòu)。其中，品牌1為多色UV照射型，品牌2及3為單色UV照射型，結(jié)果如表1所示。

圖1 兩類設(shè)備示意

通過比較后發(fā)現(xiàn)，不同檢測機(jī)構(gòu)間存在差異，其中品牌2及品牌3同一類設(shè)備在不同檢測機(jī)構(gòu)間也存在較大差異；品牌1設(shè)備在不同機(jī)構(gòu)間數(shù)據(jù)較為接近，僅存在微弱差異，設(shè)備之間的差異較小；而其他兩個品牌設(shè)備之間的差異較大，不能作為一個穩(wěn)定的設(shè)備進(jìn)行分析。

從原理來看，使用單色UV光照射型設(shè)備時，單波長照射時積分球收集所有的光線，但不能區(qū)分是否為該波長透射過來的射線，如樣布發(fā)生熒光反應(yīng)產(chǎn)生的可見光或者因設(shè)備避光效果不良而泄露的光線均會計入計算，從而影響最終的結(jié)果；而使用多色UV光照射型時，積分球收集到不同波長的光線后，會單獨分析290～400 nm波長的透射光線，這樣就排除了其他光線的影響。因此從檢測原理來看，多色光照射的設(shè)備更加準(zhǔn)確，受外界及樣品的影響較小。因此在分析時，篩選出多色UV光照射型設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步分析。

3 設(shè)備MSA分析

影響檢測結(jié)果重復(fù)性及再現(xiàn)性的主要因素有測量儀器和環(huán)境的變動性、人員操作、樣品不均勻等因素。為了驗證差異原因，首先確認(rèn)測量系統(tǒng)是否有能力分析出產(chǎn)品參數(shù)的變化，對多色UV光照射型的設(shè)備進(jìn)行MSA分析，具體步驟如下。

選取10點樣品，3名檢測員，每名檢測員檢測5次，5次分開檢測，檢測結(jié)果如表2所示。

將結(jié)果放入Mintab進(jìn)行計算，結(jié)果如圖2所示。

表1 檢測結(jié)果

表2 3名檢測員測的UPF值

3.1 UPF值的量具R&R

UPF值的量具R&R如圖2——3所示。

從結(jié)果來看，UPF值研究變異（8.06%）＜10%，可區(qū)分的類別數(shù)（17）＞5，結(jié)果可信任。

3.2 T（UVA）AV值

選取10點樣品，3名檢測員，每名檢測員檢測5次，5次分開檢測，檢測T（UVA）AV值結(jié)果如表3所示。

將結(jié)果放入Mintab進(jìn)行計算，結(jié)果如圖3所示。

圖2 UPF值的量具R&R分析

圖3 T（UVA）AV的量具R&R

表3 3名檢測員測的T（UVA）AV值

從結(jié)果來看，T（UVA）AV研究變異（2.23）＜10%，可區(qū)分的類別數(shù)（63）＞5，結(jié)果可信任。從MSA確認(rèn)結(jié)果來看，該型設(shè)備的重復(fù)性及再現(xiàn)性均比較優(yōu)秀，可以用來檢測。

4 進(jìn)一步分析

從MSA分析來看，單臺多色UV光照射型設(shè)備穩(wěn)定性較高，但不同檢測機(jī)構(gòu)結(jié)果間還是存在微弱的差異，對比如表4所示。

表4 檢測所得的UPF與T（UVA）AV值對比

因此對設(shè)備進(jìn)行了再次確認(rèn)，可以發(fā)現(xiàn)，該型設(shè)備發(fā)光頭的高度是可以調(diào)整的，不同的高度，檢測結(jié)果可能產(chǎn)生差異。為了驗證高度是否對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，使用同一塊樣布的同一點對不同高度進(jìn)行了驗證測試，結(jié)果如表5和圖4所示。

從檢測結(jié)果來看，隨著發(fā)光頭高度的增加，UPF逐漸變大，而T（UVA）AV逐漸減小。因此，發(fā)光頭的高度對檢測結(jié)果造成影響，因設(shè)備本身發(fā)光頭高度的調(diào)整范圍有限，因此對檢測結(jié)果雖然存在影響，但影響有限。

表5 不同高度的測量結(jié)果

圖4 UPF，T（UVA）AV 與測試頭高度（mm）的散點圖

5 結(jié)語

多色UV照射型設(shè)備重復(fù)性及再現(xiàn)性較好，可以作為一款較為穩(wěn)定的設(shè)備使用，能夠反映樣品真實的UPF值。但是該型設(shè)備的檢測結(jié)果受到發(fā)光頭高度的影響，因此測試的時候需要關(guān)注發(fā)光頭的測試高度，按照說明書的要求進(jìn)行調(diào)整。