紡織品抗紫外線整理的研究

SPF(UPF)值也可采用下面二種數學式進行測示：

式中：λ——光波波長(nm)；

E(λ)——紫外輻射在各波長段的強度；

ε(λ)——紫外線輻射在各波長段的致紅斑效應；

E(λ)·ε(λ)——表示在不用防護品時，各波長段直接損害人體的強度密度值；

T(λ)——紫外線輻射在某波段的透過率(吸收率，反射率，透過率之和可視為1)
 

式中：S(λ)——相當于ε(λ)。

其中E(λ)和ε(λ)是客觀存在的，已有測定資料可查閱。因此對某一防紫外線輻射材料的效果評定，其SPF(UPF)值的著眼點可簡化為考核其紫外線輻射透過率T(λ)。實際上簡化后，SPF(UPF)值和T的關系為雙曲線函數。

紡織品中最常用的棉和滌/棉混紡織物的SPF(UPF)值更低，甚至下降至5。因此必須在紡織品上賦予防紫外線輻射的整理劑，使織物的SPF(UPF)值大大提高。去年(2000年)悉尼奧運會上規定運動員，裁判員和政府官員的出場制服其防曬系數SPF值不能低于40。該規定已經對各國家對防曬服裝引起更大關注，澳大利亞和新西蘭已對防曬服裝進行了明確的法律規定。

   3.紡織品對紫外線輻射的各種性能

研究紡織品對紫外線輻射的性能，要考慮各種因素：纖維因素，織物結構因素(厚度，重量、緊密度)，織物表面因素和其它因素等等。在實際使用過程中，還有洗滌、雨淋、磨擦、風吹等各種因素，都影響著紡織品抗紫外線輻射的實效。

   3.1纖維的不同對抗紫外線輻射的影響

各種不同的纖維對紫外線的吸收能力完全不同，其紫外輻射的透過率也不同；而且同一種纖維對不同波長的紫外輻射有不同的透過率。例如聚酯纖維的透過率經測試如圖2。

從圖2中可以看出，聚酯纖維在各個波長段對紫外輻射有不同的透過率。其中波長在301～320nm和355～375nm二個波段的透過率有急劇增大的趨勢。這種透過率有增大現象的特性，對不同纖維有不同的情況。圖3為各種纖維在各個波長段對紫外線輻射透過率的特性曲線圖。

從圖3中可以看出，聚酯纖維和羊毛纖維對紫外輻射的透過率較低，則其SPF(UPF)值較高。棉纖維和粘膠纖維對紫外輻射的透過率較高，則其SPF(UPF)值較低。埃斯摩(ESMO)纖維是經特種紫外防護處理過，因此其透過率很低。

   3.2織物的厚度對抗紫外線輻射的影響

同一種纖維，織物越厚，其抗紫外線輻射的性能越好，圖4為純棉織物不同厚度，經抗紫外線整理劑處理前后的不同SPF(UPF)值，從圖4中可以看出，未經處理的織物其厚度和SPF(UPF)值關系很密切，即隨織物厚度的增加，其防曬系數SPF值也隨之增加。而經過抗紫外線整理劑處理后，織物在很薄時，其SPF(UPF)值已大大提高，如再增加織物度測SPF(UPF)值增大就不太明顯。

   3.3織物的緊密度對抗紫外線輻射的影響

織物的緊密度可以用覆蓋系數或孔隙率來表示，兩者基本上為互補關系，即覆蓋系數(C)=1-孔隙率(P)。覆蓋系數可用緊密度理論值來表示。如果纖維的抗紫外輻射性能特別好，織物又相當厚，則SPF(UPF)值的假想極大值可看作是1/P。圖5為純棉織物，不同孔隙率P，厚度為0.2mm。抗紫外線整理劑處理前和后的不同SPF(UPF)值。從圖5中可以看出棉纖維未經抗紫外線整理劑處理，織物的各種孔隙率P其SPF(UPF)值都很低，經處理后，孔隙率P值如由10%減小為2%，則SPF(UPF)值可提高5倍左右(UVA-2整理劑)。

   3.4織物的重量對抗紫外線輻射的影響

織物的重量是厚度和緊密度的綜合反映，不僅比較直觀，而且容易獲得正確的數值。因此研究織物的重量與SPF(UPF)值的關系，也有實用之處，經研究統計各種纖維的織物重與SPF(UPF)值，都有明顯的正相關系。見表3。

   3.5織物的色澤對抗紫外線輻射的影響

同一種纖維的同一種織物，其色澤越深，紫外線輻射透過率T越小，SPF(UPF)值越大，即防紫外線輻射性能越大，例如滌綸織物，各種不同色澤的紫外線輻身透過率T為表2

表2  滌綸織物的各種色澤的不同透過率