纺织品抗紫外线整理的研究

SPF(UPF)值也可采用下面二种数学式进行测示：

式中：λ——光波波长(nm)；

E(λ)——紫外辐射在各波长段的强度；

ε(λ)——紫外线辐射在各波长段的致红斑效应；

E(λ)·ε(λ)——表示在不用防护品时，各波长段直接损害人体的强度密度值；

T(λ)——紫外线辐射在某波段的透过率(吸收率，反射率，透过率之和可视为1)
 

式中：S(λ)——相当于ε(λ)。

其中E(λ)和ε(λ)是客观存在的，已有测定资料可查阅。因此对某一防紫外线辐射材料的效果评定，其SPF(UPF)值的着眼点可简化为考核其紫外线辐射透过率T(λ)。实际上简化后，SPF(UPF)值和T的关系为双曲线函数。

纺织品中最常用的棉和涤/棉混纺织物的SPF(UPF)值更低，甚至下降至5。因此必须在纺织品上赋予防紫外线辐射的整理剂，使织物的SPF(UPF)值大大提高。去年(2000年)悉尼奥运会上规定运动员，裁判员和政府官员的出场制服其防晒系数SPF值不能低于40。该规定已经对各国家对防晒服装引起更大关注，澳大利亚和新西兰已对防晒服装进行了明确的法律规定。

   3.纺织品对紫外线辐射的各种性能

研究纺织品对紫外线辐射的性能，要考虑各种因素：纤维因素，织物结构因素(厚度，重量、紧密度)，织物表面因素和其它因素等等。在实际使用过程中，还有洗涤、雨淋、磨擦、风吹等各种因素，都影响着纺织品抗紫外线辐射的实效。

   3.1纤维的不同对抗紫外线辐射的影响

各种不同的纤维对紫外线的吸收能力完全不同，其紫外辐射的透过率也不同；而且同一种纤维对不同波长的紫外辐射有不同的透过率。例如聚酯纤维的透过率经测试如图2。

从图2中可以看出，聚酯纤维在各个波长段对紫外辐射有不同的透过率。其中波长在301～320nm和355～375nm二个波段的透过率有急剧增大的趋势。这种透过率有增大现象的特性，对不同纤维有不同的情况。图3为各种纤维在各个波长段对紫外线辐射透过率的特性曲线图。

从图3中可以看出，聚酯纤维和羊毛纤维对紫外辐射的透过率较低，则其SPF(UPF)值较高。棉纤维和粘胶纤维对紫外辐射的透过率较高，则其SPF(UPF)值较低。埃斯摩(ESMO)纤维是经特种紫外防护处理过，因此其透过率很低。

   3.2织物的厚度对抗紫外线辐射的影响

同一种纤维，织物越厚，其抗紫外线辐射的性能越好，图4为纯棉织物不同厚度，经抗紫外线整理剂处理前后的不同SPF(UPF)值，从图4中可以看出，未经处理的织物其厚度和SPF(UPF)值关系很密切，即随织物厚度的增加，其防晒系数SPF值也随之增加。而经过抗紫外线整理剂处理后，织物在很薄时，其SPF(UPF)值已大大提高，如再增加织物度测SPF(UPF)值增大就不太明显。

   3.3织物的紧密度对抗紫外线辐射的影响

织物的紧密度可以用覆盖系数或孔隙率来表示，两者基本上为互补关系，即覆盖系数(C)=1-孔隙率(P)。覆盖系数可用紧密度理论值来表示。如果纤维的抗紫外辐射性能特别好，织物又相当厚，则SPF(UPF)值的假想极大值可看作是1/P。图5为纯棉织物，不同孔隙率P，厚度为0.2mm。抗紫外线整理剂处理前和后的不同SPF(UPF)值。从图5中可以看出棉纤维未经抗紫外线整理剂处理，织物的各种孔隙率P其SPF(UPF)值都很低，经处理后，孔隙率P值如由10%减小为2%，则SPF(UPF)值可提高5倍左右(UVA-2整理剂)。

   3.4织物的重量对抗紫外线辐射的影响

织物的重量是厚度和紧密度的综合反映，不仅比较直观，而且容易获得正确的数值。因此研究织物的重量与SPF(UPF)值的关系，也有实用之处，经研究统计各种纤维的织物重与SPF(UPF)值，都有明显的正相关系。见表3。

   3.5织物的色泽对抗紫外线辐射的影响

同一种纤维的同一种织物，其色泽越深，紫外线辐射透过率T越小，SPF(UPF)值越大，即防紫外线辐射性能越大，例如涤纶织物，各种不同色泽的紫外线辐身透过率T为表2

表2  涤纶织物的各种色泽的不同透过率