窗簾遮光性能新測試技術(shù)探討

文/朱懷球 張惠芳 錢勤芬 吳鮮鮮 陳煒 葉翔宇 王悅中

1 引言

消費者對窗簾的要求，已經(jīng)不再簡單地停留在視覺的遮擋上，對于窗飾的面料、款式等也有更多的功能性要求，比如遮光性。紡織品的遮光性是指光線投射到織物表面上時，織物阻擋光線穿透的能力。為了使窗簾面料有更好的遮光效果，窗簾類面料企業(yè)想了許多辦法，例如，在普通窗簾面料上附加涂層、在紡織面料織造過程中加入黑色纖維，利用黑色化學(xué)纖維吸收入射光的效應(yīng)達到遮光效果等。針對面料的遮光性能，國內(nèi)外都有相關(guān)測試方法，本文對這些測試方法進行了比較研究，并在現(xiàn)有檢測方法的基礎(chǔ)上，進行新方法的研究。

2 現(xiàn)有紡織品遮光性測試方法

2.1 國內(nèi)窗簾遮光性測試方法

目前，國內(nèi)紡織品遮光性測試方法為FZ/T 01009—2008《紡織品 織物透光性的測定》[1]。其測試原理為：當可見光透過試樣時，測定一定波長間隔的單色光譜透射比，并計算試樣的總光通透射比。儀器采用平行光束照射試樣，用一個積分球收集所有透射光線。以某一波段的光譜能量和該波段的光譜光視效率的乘積作為光通量。

其測試儀器應(yīng)符合下列要求：（a）具有測定光譜透射比的功能；（b）可見光光源：提供波長在380nm～780nm范圍內(nèi)穩(wěn)定的可見光射線，適合的光源有氙燈或鎢燈；（c）單色儀：適合于在波長380nm～780nm范圍內(nèi)，以10nm或更小的光譜帶寬的測定，具有通口和光電探測器的積分小球；（d）能產(chǎn)生雙光束的光學(xué)裝置：通過單色儀能發(fā)射出兩束波長相同、輻射通量近似相等的平行單色光（即樣品光束與參比光束）；（e）兩束平行光束的入射光線與其光束軸偏轉(zhuǎn)角不超過5°；（f）儀器應(yīng)具有在波長為380nm～780nm范圍內(nèi)按所需波長間隔進行掃描的功能；（g）試樣夾：使試樣在無張力狀態(tài)下保持平整。該裝置不應(yīng)遮擋測試孔。

其結(jié)果的計算和表達方式如式（1）所示。

2.2 國外窗簾遮光性測試方法

現(xiàn)有國外窗簾遮光性測試方法為AATCC 203—2014《紡織品的遮光效果：光譜分析法》[2]，該方法通過對入射光和光線透射過紡織材料后的光線進行比較，來評價紡織材料的遮光性能。原理是用透射過織物的光線與無織物遮擋時的總透射光線（總透射量）的百分比來表示。用未透射織物的光線量占總透射量的百分比來表示織物的遮光性。其內(nèi)容如下：（a）分光光度計，能精確測量透過夾持在夾持架上的織物的光線總量。（b）用白色標準物來覆蓋反射部分或外部端口部分來確定分光光度計光線100%透過的標準，同時形成光電探測積分球，進而可以據(jù)此來計算出在進行測試時的光線透過量。（c）可以通過遮擋后的光線透過量來確定分光光度計光線0透過的標準。計算方法如公式（2）所示，計算5個試樣測試結(jié)果的平均值。

式中：A值為試樣光線透過率百分比，%。

2.3 國外窗簾遮光性測試方法的對比

國內(nèi)外兩種測試方法的原理基本一致，用透射過織物的光線與無織物遮擋時的總透射光線（總透射量）來表示，只是表達的方法不一樣。但是它們對波長的限制不一樣，國內(nèi)標準對測試波長的限制在380nm～780nm，國外測試方法對波長沒有做具體的限制。

國外測試方法采用的是分光光度計，國內(nèi)測試方法沒有具體指定什么儀器，只需滿足2.1中條件即可，儀器的可選擇性大，沒有局限。另外，國內(nèi)外遮光性的測試方法的結(jié)果的計算和表達方式稍有不同，國內(nèi)測試方法是采用總光通量透射比來表示，國外測試方法是采用未透過量來表示，最終體現(xiàn)的結(jié)果是一樣的，但是表示形式有區(qū)別。

3 新的遮光性能檢測方法的研究

日常生活中，除了可見光外，遠紅外等對人體有害的光線也應(yīng)該被窗簾織物擋掉，可衍生為“遮光防紫外窗簾”，所以遮光的概念不應(yīng)僅僅局限于可見光，還應(yīng)該包括遠紅外等對人體有害的光線，國內(nèi)標準把波段限制在380nm～780nm，不能滿足防紫外線的范圍。如果需要測試防紫外功能，就需要將波長擴大到300nm～830nm來計算遮光性能，從而滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。因此本文研究了以下的測試方法。

3.1 設(shè)備與方法

3.1.1 儀器設(shè)備

Lambda950紫外/可見/近紅外分光光度計：雙光束、雙單色器、比例記錄并由計算機控制的紫外/可見（/近紅外）分光光度計，波長范圍寬：Lambda950：175nm～3300nm（185nm以下需氮氣吹掃）。

3.1.2 試驗方法

采用Lambda950紫外/可見/近紅外分光光度計對8塊100%聚酯纖維的涂層面料進行遮光性的測試，試驗步驟同F(xiàn)Z/T 01009—2008《紡織品 織物透光性的測定》，但把波長范圍擴大到300nm～830nm，并按如下公式進行計算。

式中：Y為遮光指數(shù)；Tt為每束光線透過率百分比（300nm～830nm波段），%；i表示多少束光。

3.2 結(jié)果與分析

取8塊涂層面料在Lambda950紫外/可見/近紅外分光光度計進行遮光性能的測試，分別應(yīng)用現(xiàn)有方法和新方法進行計算，測試結(jié)果如圖1所示。

圖1 兩種方法計算所得的遮光率

從圖1可以發(fā)現(xiàn)，8塊面料擴大波長進行遮光率的計算，結(jié)果基本趨勢是一致的，計算結(jié)果的差距不大，有兩塊面料計算結(jié)果存在異常，初步推算是因為波長擴大對面料的影響比較大。

可見光投射到窗簾的同時，其他波段的光也會投射過來，所以結(jié)合國內(nèi)外測試標準的特點，將遮光性能的概念擴大化，衍生為遮光指數(shù)，把對人體有害的波段也置于其中進行遮光率的計算。結(jié)果趨勢雖然一致，但從圖1可以看出，兩者數(shù)據(jù)還存在一定的差距，后續(xù)還應(yīng)該進行多數(shù)據(jù)驗證新測試方法的可靠性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

本文通過對國內(nèi)外遮光測試方法標準的比較，結(jié)合兩者的特點，研究新的更成熟更穩(wěn)定的測試方法，使其測試后的表征指標更有說服力更可靠。為企業(yè)和消費提供更加可靠的檢測數(shù)據(jù)，同時為方法標準的完善提供扎實的基礎(chǔ)。