紡織品防紫外性能測量設備穩定性探討

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，因此市場上開發了許多防紫外性能的服裝產品，但其是否真的具有防紫外線功能，需要對產品進行檢測。目前，國內市場主要是依據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系數UPF值。國內銷售的產品，當UPF值＞40同時T（UVA）AV＜5%時，可稱為防紫外線產品。目前市場上的設備品牌較多，但是是否準確，能否反映織物的真實防紫外線性能，需要進一步分析。

1 設備分類

目前，生產的設備有兩種類型：一種是單色UV光照射型，通過單色儀產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系數；另一種設備是多色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，并計算出對應的紫外防護系數UPF值。兩類設備示意如圖1所示。

2 實驗

選取4塊試樣送不同檢測機構，涉及3個品牌的設備，共7家檢測機構。其中，品牌1為多色UV照射型，品牌2及3為單色UV照射型，結果如表1所示。

圖1 兩類設備示意

通過比較后發現，不同檢測機構間存在差異，其中品牌2及品牌3同一類設備在不同檢測機構間也存在較大差異；品牌1設備在不同機構間數據較為接近，僅存在微弱差異，設備之間的差異較小；而其他兩個品牌設備之間的差異較大，不能作為一個穩定的設備進行分析。

從原理來看，使用單色UV光照射型設備時，單波長照射時積分球收集所有的光線，但不能區分是否為該波長透射過來的射線，如樣布發生熒光反應產生的可見光或者因設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，多色光照射的設備更加準確，受外界及樣品的影響較小。因此在分析時，篩選出多色UV光照射型設備進行進一步分析。

3 設備MSA分析

影響檢測結果重復性及再現性的主要因素有測量儀器和環境的變動性、人員操作、樣品不均勻等因素。為了驗證差異原因，首先確認測量系統是否有能力分析出產品參數的變化，對多色UV光照射型的設備進行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，檢測結果如表2所示。

將結果放入Mintab進行計算，結果如圖2所示。

表1 檢測結果

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。

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

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值結果如表3所示。

將結果放入Mintab進行計算，結果如圖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

從結果來看，T（UVA）AV研究變異（2.23）＜10%，可區分的類別數（63）＞5，結果可信任。從MSA確認結果來看，該型設備的重復性及再現性均比較優秀，可以用來檢測。

4 進一步分析

從MSA分析來看，單臺多色UV光照射型設備穩定性較高，但不同檢測機構結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

因此對設備進行了再次確認，可以發現，該型設備發光頭的高度是可以調整的，不同的高度，檢測結果可能產生差異。為了驗證高度是否對檢測結果產生影響，使用同一塊樣布的同一點對不同高度進行了驗證測試，結果如表5和圖4所示。

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

表5 不同高度的測量結果

圖4 UPF，T（UVA）AV 與測試頭高度（mm）的散點圖

5 結語

多色UV照射型設備重復性及再現性較好，可以作為一款較為穩定的設備使用，能夠反映樣品真實的UPF值。但是該型設備的檢測結果受到發光頭高度的影響，因此測試的時候需要關注發光頭的測試高度，按照說明書的要求進行調整。