旧防晒衣的防晒性能影响因素研究

杨陇峰,魏文锋,李 炀

(杭州老爸评测互动科技有限公司,浙江 杭州310051)

紫外线由波长315～400 nm 的UVA 区段、中波280～315 nm 的UVB 区 段 和 波 长 小 于280nm 的UVC区段组成。UVC因绝大部分受到臭氧层和空气介质的阻隔,难以到达地面,对人类的影响不大。过量的UVB照射会引起细胞内DNA 的改变,细胞自身修复功能减弱,是紫外线中晒伤区。UVA 是真正到达地面,对皮肤造成伤害最多的波段,是紫外线中晒黑区[1-4]。随着人们防晒意识不断的提高,防晒衣也成了夏季外出的必备单品之一。

防晒衣在使用时随着使用时长的增加,防晒性能也会下降。目前关于对实际使用阶段(消费者实际穿着环境下)其防晒性能如何的研究相对较少。防晒衣基本是夏季使用,防晒衣初始防晒性能、高温环境穿着、多次出汗浸湿、频繁洗涤以及日常服用磨损等不可量化的因素,都会影响旧防晒衣的防晒性能。因此,通过探讨旧防晒衣在使用时长、洗涤次数、面料表面完整度、面料成分、颜色变化等方面对紫外线防护性能的影响,可为消费者提供科学的防晒衣更新建议。

1 试验部分

1.1 试验材料

通过分析消费者对旧防晒衣在实际使用时的需求,以及线上征集的方式,选择了20款比较知名品牌的旧防晒衣进行防紫外线性能的研究。样品详情见表1。

表1 样品详情

1.2 试验设备

设备名称:纺织品防紫外线测试仪;型号:HB902A;生产商:杭州赞成机电科技开发中心。另外,所有样品在环境温度为20.0 ℃,相对湿度为65%的实验室环境下调湿和测试。

1.3 测试指标及方法

旧防晒衣的防晒性能主要用 UPF 值和T(UVA)AV值来表示。GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》中规定:按照本标准测定,当产品的UPF大于40,T(UVA)AV小于5%时,可称为“防紫外线产品”[5]。

UPF为紫外线防护系数(Ultraviolet Protection Factor),是皮肤无防护时紫外线辐射平均效应与有防护时紫外线辐射平均效应的比值。UPF 值越大,防晒衣的防晒能力就越好。其计算公式如下:

式中:E(λ)——日光光谱辐照度(W·m-2·nm-1);ε(λ)——波 谱 相 关 的 红 斑 辐 射 效 应;T(λ)——波长为λ 时,透射辐通量与入射辐通量之比;Δλ——波长间隔(nm)。

T (UVA)AV是波长在315～400 nm 的日光紫外线辐射UVA 的透射比的算术平均值;

T (UVB)AV是波长在280～315 nm 的日光紫外线辐射UVB 的透射比的算术平均值。数值越小,UVA 和UVB 透过的越少,防晒衣防护能力就越好。

2 结果与讨论

为了保证试验数据的可靠性,每个样品在大身部位取5个点进行UPF值、T(UVA)AV值和T(UVB)AV值测定并取平均值。结果见表2。

防晒衣的防晒原理主要是面料在生产时,在其纤维、织物组织和后整理上做了相应的改善[6]。常见的是将具有紫外线吸收、反射性能的添加剂掺加到涂层内,再将该涂层整理到织物上。所以,影响旧防晒衣的防晒性能主要因素有以下几方面。

表2 样品防晒性能测试结果

2.1 使用时长的影响

通过分析表2的测试结果,再结合表1的样品详情可知,使用了3年的5款防晒衣,在不考虑材质、颜色、清洗频率等因素下,都达不到有效防晒的标准要求,不达标率100%;使用了2年的5款防晒衣中有3款达不到有效防晒的标准要求,不达标率60%;使用了1年的防晒衣10款,其中1款达不到有效防晒的标准要求,不达标率10%。分析原因为:随着实际使用时长的增加,以及长期太阳暴晒下的纤维老化、衣物穿着时反复折叠拉伸及汗热等条件作用,面料、涂层逐渐受损,防晒性能随之减弱。

2.2 清洗次数的影响

使用3年的旧防晒衣主要受使用时长的因素影响,清洗次数很难表征对其防晒性能的影响。重点分析使用2 年和1 年的旧防晒衣测试数据可知,6#、7#、20#样品在使用时每月的清洗频率不少于2次,实际检测数据表明均达不到有效防晒的要求。分析原因为:水洗过程衣物面料受到水洗机械力的作用,面料表面的防紫外线整理剂发生脱离,使得防晒涂层的后整理效果变差,从而防紫外线性能也随着变弱。

另一方面,防晒衣前面几次水洗会使得面料产生一定的内应力,使得组织变得更紧密,纱线上的毛羽有所增加,防紫外线性能受水洗的影响较小,所以不必要担心前面几次水洗后出现不防晒的问题。建议消费者新买来的防晒衣先用清水洗一下,可避免一些潜在的助剂残留风险。

2.3 表面完整程度的影响

防晒衣面料比较薄,穿着时表面容易受到磨损。分析达不到有效防晒的9款旧防晒衣,其中有8款样品面料表面有不同程度的磨损,7#衣物后片处部位已经有明显松散现象(图1)。余下7款比较轻微,表面仅微微起毛。

图1 样品7#面料表面(松散现象)

分析原因为:面料表面磨损严重,纱线有明显的松散,导致纱线之间的空隙变大,增加了直接从空隙中透过的紫外线量,所以这两款旧防晒衣的防紫外线性能明显较差。分析表1数据,表面较完整的有9款,其中8款能达到有效防晒的标准要求,说明保持衣物表面的完整程度对保证旧防晒衣的抗紫外线性能有很大的影响。另外,随着使用者自身体型发生改变,使得往年旧防晒衣变窄变小,再继续穿着时,面料会被拉伸,这样也会增大纱线之间的空隙,防晒效果从而变差。

2.4 其它因素的影响

2.4.1 面料成分

分析使用1年的旧防晒衣测试数据,其中11#、15#、18#、19#的面料成分是100%聚酯纤维,12#、14#、16#、20#的面料成分是100%锦纶。通过紫外线透射性能的比较可得出,衣物面料成分对紫外线防护性能也会有一些影响,聚酯纤维整体上会略好于锦纶。这是因为聚酯纤维中含有苯环结构,具有较强的紫外线吸收能力[7]。

2.4.2 面料颜色

不同染料的性能和结构,对于光的吸收能力也不同。分析使用1年的旧防晒衣测试数据,发现相比于彩色系的织物,无色系(16#米白色和20#白色)的抗紫外线性能较弱。

分析原因为:白色饱和度接近为0%,明度100%的颜色,样品的防晒性能更多的取决于织物自身的性能。相对于其他颜色的织物,由于都含有一定的染料分子,而染料分子会增加对紫外线的吸收,所以同一颜色,色相纯度越高,阻隔紫外线性能越好。

3 结论

影响旧防晒衣的防紫外线性能的因素很多,该次20款样品的测试结果表明:使用了3年的5款旧防晒衣,都达不到有效防晒的标准要求;使用了2年的旧防晒衣,不达标率60%;使用了1年的防晒衣,不达标率10%。使用了2年及以上的旧防晒衣,防晒性能已开始明显降低,可考虑更换新的。使用了2年以内的旧防晒衣,使用时每月的清洗频率建议不要多于2次,另外,新买的防晒衣先用清水洗一下,可避免一些潜在的助剂残留风险。表面完整程度对保证面料抗紫外线性能影响较大;分析了使用1年的旧防晒衣,面料成分为100%聚酯纤维的抗紫外线性能整体上略好于100%锦纶;经对比发现,有颜色的防晒衣抗紫外线性能也会好于白色系列。通过对旧防晒衣的防晒性能影响因素的分析,可为消费者更新、购买合适的防晒衣提供帮助。