日晒、洗涤以及摩擦对纺织品防紫外线性能的影响

众所周知，适量的紫外线照射对身体有许多益处，例如：能够促使人体合成维生素D，进而预防佝偻病。此外，紫外线还具有杀菌消毒的作用，医院、微生物实验室等很多地方就是利用紫外线的这一功能来进行消毒。但是当人体受到过量的紫外线照射，会晒红、晒伤甚至引发皮肤炎症等疾病。一些研究表明：紫外线是造成皮肤产生皱纹、老化、松弛及黑斑的主要元凶[1]。随着生活水平的不断提高，很多户外活动的人们都会注意防晒。除了在皮肤上涂抹防晒霜、打遮阳伞、戴遮阳帽等传统防晒方式外，很多人也会选择穿一件质地轻薄、颜色亮丽的“防晒衣”或者“皮肤衣”。因此，防晒衣几乎成为购物网站以及各大商超里夏季热销单品。

目前，提高纺织品的紫外线防护性能主要通过两个方面，一是依靠纤维织物自身的特质对紫外线产生吸收屏蔽的作用；二是人为地在纺织品织造过程中添加屏蔽剂，增强其对紫外线的吸收和反射作用。研究表明，增加屏蔽剂的方法确实能够使纺织品获得非常好的抗紫外线性能。目前有两种加入屏蔽剂的技术，一种是在纤维成形时加入适当的屏蔽剂，直接制作成具有防紫外线功能的纤维。但这样的处理技术成本比较高，并且难以应用在天然纤维当中，大多是在聚酯和聚丙烯等化学纤维中有一定的效果。还有一种是将织物浸渍在紫外线屏蔽剂当中或在织物表面添加紫外线屏蔽剂涂层[2]。但这样处理后的纺织品也存在一些问题，比如防晒衣在太阳下暴晒、日常洗涤，以及与其他衣物摩擦后，防晒效果是否会有影响？本文将通过测试不同材质不同颜色的防晒衣经过日晒、摩擦以及不同洗涤程序之后防晒衣防晒性能的变化。

1 试验

1.1 测试仪器

UV-2000型紫外线透过率分析仪(美国Labsphere公司)、B02型日晒气候色牢度试验仪 （美国Q-SUN ）、M223CLS型国际标准缩水率试验机（SDL）、M235/9A型马丁代尔耐磨性及起球性测试仪（SDL）。

1.2 试样准备

选取材质、颜色不同的防晒衣样品共6件，样品信息见表1。

表1 样品信息

1.3 测试

1.3.1 测试未经过处理的样品

按照GB/T 18830—2009[3]测试6个样品的UPF值。

1.3.2 测试日晒程度对UPF值的影响

裁取合适大小的样品放入日晒气候色牢度试验仪中，按照GB/T 8427—2019[4]中暴晒条件A1设置仪器参数，并设定测试时间为12h，每隔12h将样品取出，在标准大气压下调湿24h后测试每个样品的UPF值。

1.3.3 测试洗涤程序对UPF值的影响

按照GB/T 8629—2017[5]测试6个样品在不同洗涤程序下UPF值的变化，分别选择洗涤程序7N、程序4N，以及仿手洗程序4H进行洗涤，洗涤次数依次为：4、8、12、16、20。洗涤完成后采用干燥程序A悬挂晾干，晾干后在标准大气压下调湿24h后测试其UPF值。

1.3.4 测试摩擦程度对UPF值的影响

按照GB/T 21196.4—2007[6]，在马丁代尔耐磨性及起球性测试仪上对试样进行摩擦，设置摩擦次数为500，每摩擦500次后对6个样品的UPF值进行测试。

2 测试结果及分析

2.1 处理前样品的防紫外线性能

未经过处理的样品UPF值见表2。

表2 样品UPF值与T（UVA）

由表2的数据可以发现：面料相同的防晒衣，颜色越深防晒效果越好；颜色相近的防晒服，克重越大防紫外线能力越强。织物染色后其紫外线防护性能会有明显的变化，这是因为有些染料使得织物对于光的吸收能力可以延伸到紫外线波长范围内，从而起到紫外线吸收剂的作用。越厚重的面料防晒效果越好，是由于单位面积质量增加，对紫外线的反射量也相应增加，因此防紫外线能力也随之增加。

2.2 日晒时间对UPF值的影响

每个样品日晒时间与UPF值的关系见图1。

图1 日晒时间与UPF值的关系

由图1的曲线变化中可以看出，随着日晒时间的增加，所有样品的UPF值呈下降趋势；其中样品6的下降速度最大，样品3次之，其他样品呈现缓慢下降的趋势。对照表1中各样品的信息不难发现：样品6为藏青色，样品3为湖蓝色，这两个样品的颜色较其他样品颜色深，显然同一面料颜色越深，防晒系数越大，有颜色的面料对光照的敏感性更强，因此UPF值的下降速度更快。

2.3 洗涤程序对UPF值的影响

不同的洗涤程序对样品1的UPF值的影响见图2。

图2 样品1洗涤程序与UPF值的关系

不同的洗涤程序对样品2的UPF值的影响见图3。

图3 样品2洗涤程序与UPF值的关系

不同的洗涤程序对样品3的UPF值的影响见图4。

图4 样品3洗涤程序与UPF值的关系

不同的洗涤程序对样品4的UPF值的影响见图5。

图5 样品4洗涤程序与UPF值的关系

不同的洗涤程序对样品5的UPF值的影响见图6。

图6 样品5洗涤程序与UPF值的关系

不同的洗涤程序对样品6的UPF值的影响见图7。

图7 样品6洗涤程序与UPF值的关系

从图2至图7的曲线走势可知，6个样品在经过多次洗涤之后，UPF值均随之下降，并且经过不同的洗涤程序洗涤后下降的趋势也不同。下降速度的大小关系基本为：7N＞4N＞4H。7N与4N相比，搅拌模式均为正常，只是温度不同，一个70℃，一个40℃。4N与4H相比，温度都为40℃，主要区别在于4H的搅拌模式是柔和。比较这3种洗涤程序的不同，就可以发现：温度越高，UPF值下降速度越快；搅拌模式越轻柔对UPF值的影响越小。

2.4 摩擦次数对UPF值的影响

摩擦次数与UPF值的关系见图8。

图8 摩擦次数与UPF值的关系

对比图8的曲线走势不难发现，所有试样的防紫外线性能随着摩擦次数的增加而降低，当摩擦次数达到2000次左右时，UPF值下降了几乎一半。其中样品1、样品2以及样品3的UPF值下降更明显，样品4、样品5以及样品6的UPF值下降更为缓慢。对比表1中各样品的信息，样品1、样品2、样品3是锦纶机织面料，样品4、样品5、样品6为聚酯+氨纶的针织面料，由于面料材质不同，防晒后整理的工艺也各有不同，因此防紫外线能力的保持力也各有不同。

3 结论

3.1 通过试验不难发现，颜色越深防紫外线性能越好，一般来说彩色的织物防紫外线能力优于白色织物，防晒衣在材质相同、颜色相近时，面料克重越大，防晒效果越好。

3.2 光照、水洗、摩擦都会造成织物的防紫外线性能下降，虽然防晒衣就是穿来防止晒伤的，但洗后晾干即可，不宜在阳光下长时间暴晒，以免削弱其防紫外线性能。防晒衣应尽量少洗涤，必须洗涤的话应尽可能选择手洗，水温也不宜过高。手洗时也不可大力揉搓，过度摩擦会破坏防晒衣表面结构，影响其防晒效果。

3.3 生产企业在进行防晒衣等产品设计时，要综合考虑各种穿着因素，在降低成本的同时保证产品防紫外线能力的保持力。希望能够探索出更优的抗紫外线屏蔽剂和整理剂处理方法，以延长防晒服装的使用寿命。