Measuring the UV protection factor (UPF) of fabrics and clothing

Význam tématu

Působení UV záření na pokožku je spojeno s rizikem erytému a karcinogeneze. Úbytek ozonové vrstvy vede ke zvýšení UVB dopadu na zemský povrch, což zvyšuje výskyt kožních onemocnění. Ochrana prostřednictvím vhodného oděvu je klíčová. Pro kvantitativní hodnocení ochrany textilií slouží faktor UPF, který vyjadřuje poměr biologicky účinné dávky UV záření dopadající pod látku k dávce bez látky.

Cíle a přehled studie / článku

Tento dokument popisuje aplikaci spektrofotometrické metody pro stanovení UPF u šesti referenčních textilií různé konstrukce a vláken. Cílem bylo měřit spektrální transmitanci v rozsahu 280–390 nm a vypočítat UPF pomocí integrující koule a speciálního softwaru.

Použitá metodika a instrumentace

Pro měření byly použity:

• Spektrofotometr Cary 3E UV-Vis
• Difuzní reflektanční příslušenství Cary 1/3E (integrující koule)
• Držák textilu
• Filtr Schott UG11
• Softwarový balík UPF Easy Menu

Textilní vzorky se umístily těsně u vstupu integrující koule, aby se zachytily přímé i difuzní složky přenosu. Spektrální měření se prováděla v krocích 1 nm při rozsahu 280–390 nm, včetně UVA a UVB zón. Pro každý textil se měřilo osm sub-vzorků (4 ve směru splétání, 4 napříč) a výsledky se zprůměrovaly.

Hlavní výsledky a diskuse

Naměřené UPF se pohybovaly od hodnot pod 10 u bavlněných tkanin až po více než 50 u polyesterových a vlněných referencí. Přenos UV záření (280–390 nm) se lišil mezi vzorky:

• Bavlna tkaná: UPF ~9,4 (špatná ochrana)
• Polyester (kreš): UPF ~119 (maximální ochrana)
• Vlněná tkanina: UPF ~136 (maximální ochrana)
• Polyester tkaný: UPF ~19,9 (střední ochrana)
• Bavlna pletená: UPF ~41,6 (velmi vysoká ochrana)
• Nylon pletený: UPF ~11,1 (střední ochrana)

Spektrální křivky ukázaly značné kolísání přenosu v závislosti na vlnové délce, přičemž UVB byla nejvíce blokována.

Přínosy a praktické využití metody

Spektrofotometrické stanovení UPF nabízí bezpečnou alternativu k testům na lidské kůži, umožňuje detailní spektrální analýzu a přesné rozlišení účinku UVA a UVB. Metoda je rychlá, reprodukovatelná a softwarově automatizovaná.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření standardizace UPF testů v průmyslu, integrace s on-line kontrolou kvality textilií a vývoj lehčích a funkčních vláken s vysokou UV ochranou. Dále se předpokládá využití pokročilých integrujících příslušenství a vylepšení softwaru pro automatizaci a validaci výsledků.

Závěr

Sestava Cary 3E UV-Vis, difuzní reflektanční integrující koule a softwarový balík UPF Easy Menu představuje uživatelsky přívětivé a vysoce produktivní řešení pro stanovení ochranného faktoru textilií. Automatizované výpočty a validace zaručují přesnost a opakovatelnost i pro méně zkušené operátory.

Reference

1. Gies P. a Roy C. Ultrafialové záření, úbytek ozónu, prostředí a testování UPF. Proceedings SDCANZ Textiles and Sun Protection Conference, UNSW, 1993, s. 6–24.
2. United Nations Environment Programme (UNEP). Environmental Effects of Ozone Depletion. 1991 Update, Nairobi 1991.
3. Welsh C. a Diffey B. The protection against solar actinic radiation afforded by common clothing fabrics. Clinical and Experimental Dermatology, 1981, 6, s. 77–82.
4. CIE Research Note. A reference action spectrum for ultraviolet induced erythema in human skin. CIE Journal, 1987, 6, s. 17–22.
5. Menzies S. a kol. A comparative study of fabric protection against ultraviolet-induced erythema determined by spectrophotometric and human skin measurements. Journal of Photodermatology, Photoimmunology and Photomedicine, 1992, 8(4), s. 157–163.