楊隴峰,魏文鋒,李 煬

(杭州老爸評(píng)測(cè)互動(dòng)科技有限公司,浙江 杭州310051)

紫外線由波長315～400 nm 的UVA 區(qū)段、中波280～315 nm 的UVB 區(qū) 段 和 波 長 小 于280nm 的UVC區(qū)段組成。UVC因絕大部分受到臭氧層和空氣介質(zhì)的阻隔,難以到達(dá)地面,對(duì)人類的影響不大。過量的UVB照射會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)DNA 的改變,細(xì)胞自身修復(fù)功能減弱,是紫外線中曬傷區(qū)。UVA 是真正到達(dá)地面,對(duì)皮膚造成傷害最多的波段,是紫外線中曬黑區(qū)[1-4]。隨著人們防曬意識(shí)不斷的提高,防曬衣也成了夏季外出的必備單品之一。

防曬衣在使用時(shí)隨著使用時(shí)長的增加,防曬性能也會(huì)下降。目前關(guān)于對(duì)實(shí)際使用階段(消費(fèi)者實(shí)際穿著環(huán)境下)其防曬性能如何的研究相對(duì)較少。防曬衣基本是夏季使用,防曬衣初始防曬性能、高溫環(huán)境穿著、多次出汗浸濕、頻繁洗滌以及日常服用磨損等不可量化的因素,都會(huì)影響舊防曬衣的防曬性能。因此,通過探討舊防曬衣在使用時(shí)長、洗滌次數(shù)、面料表面完整度、面料成分、顏色變化等方面對(duì)紫外線防護(hù)性能的影響,可為消費(fèi)者提供科學(xué)的防曬衣更新建議。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

通過分析消費(fèi)者對(duì)舊防曬衣在實(shí)際使用時(shí)的需求,以及線上征集的方式,選擇了20款比較知名品牌的舊防曬衣進(jìn)行防紫外線性能的研究。樣品詳情見表1。

表1 樣品詳情

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

設(shè)備名稱:紡織品防紫外線測(cè)試儀;型號(hào):HB902A;生產(chǎn)商:杭州贊成機(jī)電科技開發(fā)中心。另外,所有樣品在環(huán)境溫度為20.0 ℃,相對(duì)濕度為65%的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下調(diào)濕和測(cè)試。

1.3 測(cè)試指標(biāo)及方法

舊防曬衣的防曬性能主要用 UPF 值和T(UVA)AV值來表示。GB/T 18830-2009《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》中規(guī)定:按照本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定,當(dāng)產(chǎn)品的UPF大于40,T(UVA)AV小于5%時(shí),可稱為“防紫外線產(chǎn)品”[5]。

UPF為紫外線防護(hù)系數(shù)(Ultraviolet Protection Factor),是皮膚無防護(hù)時(shí)紫外線輻射平均效應(yīng)與有防護(hù)時(shí)紫外線輻射平均效應(yīng)的比值。UPF 值越大,防曬衣的防曬能力就越好。其計(jì)算公式如下:

式中:E(λ)——日光光譜輻照度(W·m-2·nm-1);ε(λ)——波 譜 相 關(guān) 的 紅 斑 輻 射 效 應(yīng);T(λ)——波長為λ 時(shí),透射輻通量與入射輻通量之比;Δλ——波長間隔(nm)。

T (UVA)AV是波長在315～400 nm 的日光紫外線輻射UVA 的透射比的算術(shù)平均值;

T (UVB)AV是波長在280～315 nm 的日光紫外線輻射UVB 的透射比的算術(shù)平均值。數(shù)值越小,UVA 和UVB 透過的越少,防曬衣防護(hù)能力就越好。

2 結(jié)果與討論

為了保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性,每個(gè)樣品在大身部位取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行UPF值、T(UVA)AV值和T(UVB)AV值測(cè)定并取平均值。結(jié)果見表2。

防曬衣的防曬原理主要是面料在生產(chǎn)時(shí),在其纖維、織物組織和后整理上做了相應(yīng)的改善[6]。常見的是將具有紫外線吸收、反射性能的添加劑摻加到涂層內(nèi),再將該涂層整理到織物上。所以,影響舊防曬衣的防曬性能主要因素有以下幾方面。

表2 樣品防曬性能測(cè)試結(jié)果

2.1 使用時(shí)長的影響

通過分析表2的測(cè)試結(jié)果,再結(jié)合表1的樣品詳情可知,使用了3年的5款防曬衣,在不考慮材質(zhì)、顏色、清洗頻率等因素下,都達(dá)不到有效防曬的標(biāo)準(zhǔn)要求,不達(dá)標(biāo)率100%;使用了2年的5款防曬衣中有3款達(dá)不到有效防曬的標(biāo)準(zhǔn)要求,不達(dá)標(biāo)率60%;使用了1年的防曬衣10款,其中1款達(dá)不到有效防曬的標(biāo)準(zhǔn)要求,不達(dá)標(biāo)率10%。分析原因?yàn)?隨著實(shí)際使用時(shí)長的增加,以及長期太陽暴曬下的纖維老化、衣物穿著時(shí)反復(fù)折疊拉伸及汗熱等條件作用,面料、涂層逐漸受損,防曬性能隨之減弱。

2.2 清洗次數(shù)的影響

使用3年的舊防曬衣主要受使用時(shí)長的因素影響,清洗次數(shù)很難表征對(duì)其防曬性能的影響。重點(diǎn)分析使用2 年和1 年的舊防曬衣測(cè)試數(shù)據(jù)可知,6#、7#、20#樣品在使用時(shí)每月的清洗頻率不少于2次,實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)表明均達(dá)不到有效防曬的要求。分析原因?yàn)?水洗過程衣物面料受到水洗機(jī)械力的作用,面料表面的防紫外線整理劑發(fā)生脫離,使得防曬涂層的后整理效果變差,從而防紫外線性能也隨著變?nèi)酢?/p>

另一方面,防曬衣前面幾次水洗會(huì)使得面料產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力,使得組織變得更緊密,紗線上的毛羽有所增加,防紫外線性能受水洗的影響較小,所以不必要擔(dān)心前面幾次水洗后出現(xiàn)不防曬的問題。建議消費(fèi)者新買來的防曬衣先用清水洗一下,可避免一些潛在的助劑殘留風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 表面完整程度的影響

防曬衣面料比較薄,穿著時(shí)表面容易受到磨損。分析達(dá)不到有效防曬的9款舊防曬衣,其中有8款樣品面料表面有不同程度的磨損,7#衣物后片處部位已經(jīng)有明顯松散現(xiàn)象(圖1)。余下7款比較輕微,表面僅微微起毛。

圖1 樣品7#面料表面(松散現(xiàn)象)

分析原因?yàn)?面料表面磨損嚴(yán)重,紗線有明顯的松散,導(dǎo)致紗線之間的空隙變大,增加了直接從空隙中透過的紫外線量,所以這兩款舊防曬衣的防紫外線性能明顯較差。分析表1數(shù)據(jù),表面較完整的有9款,其中8款能達(dá)到有效防曬的標(biāo)準(zhǔn)要求,說明保持衣物表面的完整程度對(duì)保證舊防曬衣的抗紫外線性能有很大的影響。另外,隨著使用者自身體型發(fā)生改變,使得往年舊防曬衣變窄變小,再繼續(xù)穿著時(shí),面料會(huì)被拉伸,這樣也會(huì)增大紗線之間的空隙,防曬效果從而變差。

2.4 其它因素的影響

2.4.1 面料成分

分析使用1年的舊防曬衣測(cè)試數(shù)據(jù),其中11#、15#、18#、19#的面料成分是100%聚酯纖維,12#、14#、16#、20#的面料成分是100%錦綸。通過紫外線透射性能的比較可得出,衣物面料成分對(duì)紫外線防護(hù)性能也會(huì)有一些影響,聚酯纖維整體上會(huì)略好于錦綸。這是因?yàn)榫埘ダw維中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu),具有較強(qiáng)的紫外線吸收能力[7]。

2.4.2 面料顏色

不同染料的性能和結(jié)構(gòu),對(duì)于光的吸收能力也不同。分析使用1年的舊防曬衣測(cè)試數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)相比于彩色系的織物,無色系(16#米白色和20#白色)的抗紫外線性能較弱。

分析原因?yàn)?白色飽和度接近為0%,明度100%的顏色,樣品的防曬性能更多的取決于織物自身的性能。相對(duì)于其他顏色的織物,由于都含有一定的染料分子,而染料分子會(huì)增加對(duì)紫外線的吸收,所以同一顏色,色相純度越高,阻隔紫外線性能越好。

3 結(jié)論

影響舊防曬衣的防紫外線性能的因素很多,該次20款樣品的測(cè)試結(jié)果表明:使用了3年的5款舊防曬衣,都達(dá)不到有效防曬的標(biāo)準(zhǔn)要求;使用了2年的舊防曬衣,不達(dá)標(biāo)率60%;使用了1年的防曬衣,不達(dá)標(biāo)率10%。使用了2年及以上的舊防曬衣,防曬性能已開始明顯降低,可考慮更換新的。使用了2年以內(nèi)的舊防曬衣,使用時(shí)每月的清洗頻率建議不要多于2次,另外,新買的防曬衣先用清水洗一下,可避免一些潛在的助劑殘留風(fēng)險(xiǎn)。表面完整程度對(duì)保證面料抗紫外線性能影響較大;分析了使用1年的舊防曬衣,面料成分為100%聚酯纖維的抗紫外線性能整體上略好于100%錦綸;經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn),有顏色的防曬衣抗紫外線性能也會(huì)好于白色系列。通過對(duì)舊防曬衣的防曬性能影響因素的分析,可為消費(fèi)者更新、購買合適的防曬衣提供幫助。