日曬、洗滌以及摩擦對紡織品防紫外線性能的影響

眾所周知，適量的紫外線照射對身體有許多益處，例如：能夠促使人體合成維生素D，進(jìn)而預(yù)防佝僂病。此外，紫外線還具有殺菌消毒的作用，醫(yī)院、微生物實驗室等很多地方就是利用紫外線的這一功能來進(jìn)行消毒。但是當(dāng)人體受到過量的紫外線照射，會曬紅、曬傷甚至引發(fā)皮膚炎癥等疾病。一些研究表明：紫外線是造成皮膚產(chǎn)生皺紋、老化、松弛及黑斑的主要元兇[1]。隨著生活水平的不斷提高，很多戶外活動的人們都會注意防曬。除了在皮膚上涂抹防曬霜、打遮陽傘、戴遮陽帽等傳統(tǒng)防曬方式外，很多人也會選擇穿一件質(zhì)地輕薄、顏色亮麗的“防曬衣”或者“皮膚衣”。因此，防曬衣幾乎成為購物網(wǎng)站以及各大商超里夏季熱銷單品。

目前，提高紡織品的紫外線防護(hù)性能主要通過兩個方面，一是依靠纖維織物自身的特質(zhì)對紫外線產(chǎn)生吸收屏蔽的作用；二是人為地在紡織品織造過程中添加屏蔽劑，增強(qiáng)其對紫外線的吸收和反射作用。研究表明，增加屏蔽劑的方法確實能夠使紡織品獲得非常好的抗紫外線性能。目前有兩種加入屏蔽劑的技術(shù)，一種是在纖維成形時加入適當(dāng)?shù)钠帘蝿苯又谱鞒删哂蟹雷贤饩€功能的纖維。但這樣的處理技術(shù)成本比較高，并且難以應(yīng)用在天然纖維當(dāng)中，大多是在聚酯和聚丙烯等化學(xué)纖維中有一定的效果。還有一種是將織物浸漬在紫外線屏蔽劑當(dāng)中或在織物表面添加紫外線屏蔽劑涂層[2]。但這樣處理后的紡織品也存在一些問題，比如防曬衣在太陽下暴曬、日常洗滌，以及與其他衣物摩擦后，防曬效果是否會有影響？本文將通過測試不同材質(zhì)不同顏色的防曬衣經(jīng)過日曬、摩擦以及不同洗滌程序之后防曬衣防曬性能的變化。

1 試驗

1.1 測試儀器

UV-2000型紫外線透過率分析儀(美國Labsphere公司)、B02型日曬氣候色牢度試驗儀 （美國Q-SUN ）、M223CLS型國際標(biāo)準(zhǔn)縮水率試驗機(jī)（SDL）、M235/9A型馬丁代爾耐磨性及起球性測試儀（SDL）。

1.2 試樣準(zhǔn)備

選取材質(zhì)、顏色不同的防曬衣樣品共6件，樣品信息見表1。

表1 樣品信息

1.3 測試

1.3.1 測試未經(jīng)過處理的樣品

按照GB/T 18830—2009[3]測試6個樣品的UPF值。

1.3.2 測試日曬程度對UPF值的影響

裁取合適大小的樣品放入日曬氣候色牢度試驗儀中，按照GB/T 8427—2019[4]中暴曬條件A1設(shè)置儀器參數(shù)，并設(shè)定測試時間為12h，每隔12h將樣品取出，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下調(diào)濕24h后測試每個樣品的UPF值。

1.3.3 測試洗滌程序?qū)PF值的影響

按照GB/T 8629—2017[5]測試6個樣品在不同洗滌程序下UPF值的變化，分別選擇洗滌程序7N、程序4N，以及仿手洗程序4H進(jìn)行洗滌，洗滌次數(shù)依次為：4、8、12、16、20。洗滌完成后采用干燥程序A懸掛晾干，晾干后在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下調(diào)濕24h后測試其UPF值。

1.3.4 測試摩擦程度對UPF值的影響

按照GB/T 21196.4—2007[6]，在馬丁代爾耐磨性及起球性測試儀上對試樣進(jìn)行摩擦，設(shè)置摩擦次數(shù)為500，每摩擦500次后對6個樣品的UPF值進(jìn)行測試。

2 測試結(jié)果及分析

2.1 處理前樣品的防紫外線性能

未經(jīng)過處理的樣品UPF值見表2。

表2 樣品UPF值與T（UVA）

由表2的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：面料相同的防曬衣，顏色越深防曬效果越好；顏色相近的防曬服，克重越大防紫外線能力越強(qiáng)。織物染色后其紫外線防護(hù)性能會有明顯的變化，這是因為有些染料使得織物對于光的吸收能力可以延伸到紫外線波長范圍內(nèi)，從而起到紫外線吸收劑的作用。越厚重的面料防曬效果越好，是由于單位面積質(zhì)量增加，對紫外線的反射量也相應(yīng)增加，因此防紫外線能力也隨之增加。

2.2 日曬時間對UPF值的影響

每個樣品日曬時間與UPF值的關(guān)系見圖1。

圖1 日曬時間與UPF值的關(guān)系

由圖1的曲線變化中可以看出，隨著日曬時間的增加，所有樣品的UPF值呈下降趨勢；其中樣品6的下降速度最大，樣品3次之，其他樣品呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢。對照表1中各樣品的信息不難發(fā)現(xiàn)：樣品6為藏青色，樣品3為湖藍(lán)色，這兩個樣品的顏色較其他樣品顏色深，顯然同一面料顏色越深，防曬系數(shù)越大，有顏色的面料對光照的敏感性更強(qiáng)，因此UPF值的下降速度更快。

2.3 洗滌程序?qū)PF值的影響

不同的洗滌程序?qū)悠?的UPF值的影響見圖2。

圖2 樣品1洗滌程序與UPF值的關(guān)系

不同的洗滌程序?qū)悠?的UPF值的影響見圖3。

圖3 樣品2洗滌程序與UPF值的關(guān)系

不同的洗滌程序?qū)悠?的UPF值的影響見圖4。

圖4 樣品3洗滌程序與UPF值的關(guān)系

不同的洗滌程序?qū)悠?的UPF值的影響見圖5。

圖5 樣品4洗滌程序與UPF值的關(guān)系

不同的洗滌程序?qū)悠?的UPF值的影響見圖6。

圖6 樣品5洗滌程序與UPF值的關(guān)系

不同的洗滌程序?qū)悠?的UPF值的影響見圖7。

圖7 樣品6洗滌程序與UPF值的關(guān)系

從圖2至圖7的曲線走勢可知，6個樣品在經(jīng)過多次洗滌之后，UPF值均隨之下降，并且經(jīng)過不同的洗滌程序洗滌后下降的趨勢也不同。下降速度的大小關(guān)系基本為：7N＞4N＞4H。7N與4N相比，攪拌模式均為正常，只是溫度不同，一個70℃，一個40℃。4N與4H相比，溫度都為40℃，主要區(qū)別在于4H的攪拌模式是柔和。比較這3種洗滌程序的不同，就可以發(fā)現(xiàn)：溫度越高，UPF值下降速度越快；攪拌模式越輕柔對UPF值的影響越小。

2.4 摩擦次數(shù)對UPF值的影響

摩擦次數(shù)與UPF值的關(guān)系見圖8。

圖8 摩擦次數(shù)與UPF值的關(guān)系

對比圖8的曲線走勢不難發(fā)現(xiàn)，所有試樣的防紫外線性能隨著摩擦次數(shù)的增加而降低，當(dāng)摩擦次數(shù)達(dá)到2000次左右時，UPF值下降了幾乎一半。其中樣品1、樣品2以及樣品3的UPF值下降更明顯，樣品4、樣品5以及樣品6的UPF值下降更為緩慢。對比表1中各樣品的信息，樣品1、樣品2、樣品3是錦綸機(jī)織面料，樣品4、樣品5、樣品6為聚酯+氨綸的針織面料，由于面料材質(zhì)不同，防曬后整理的工藝也各有不同，因此防紫外線能力的保持力也各有不同。

3 結(jié)論

3.1 通過試驗不難發(fā)現(xiàn)，顏色越深防紫外線性能越好，一般來說彩色的織物防紫外線能力優(yōu)于白色織物，防曬衣在材質(zhì)相同、顏色相近時，面料克重越大，防曬效果越好。

3.2 光照、水洗、摩擦都會造成織物的防紫外線性能下降，雖然防曬衣就是穿來防止曬傷的，但洗后晾干即可，不宜在陽光下長時間暴曬，以免削弱其防紫外線性能。防曬衣應(yīng)盡量少洗滌，必須洗滌的話應(yīng)盡可能選擇手洗，水溫也不宜過高。手洗時也不可大力揉搓，過度摩擦?xí)茐姆罆褚卤砻娼Y(jié)構(gòu)，影響其防曬效果。

3.3 生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行防曬衣等產(chǎn)品設(shè)計時，要綜合考慮各種穿著因素，在降低成本的同時保證產(chǎn)品防紫外線能力的保持力。希望能夠探索出更優(yōu)的抗紫外線屏蔽劑和整理劑處理方法，以延長防曬服裝的使用壽命。