TEKSTILNI MATERIJALI I UV ZAŠTITA

TEKSTILNI MATERIJALI I UV ZAŠTITA

 Priroda vlakana

U tekstilu, UV zaštitni faktor itekako zavisi od hemijske strukture vlakana. Priroda vlakana ima uticaj na UV faktor koji varira. Prirodna vlakna kao što su pamuk, svila i vuna imaju manji stepen UV apsorpcije, u odnosu na sintetička vlakna kao što je PET. Pamučno vlakno u nebeljenom stanju, obezbeđuje veću zaštitu zbog prirodnih pigmenata, pektina, i voska koji se ponašaju kao UV apsorberi, dok beljena vlakna imaju visoku UV poroznost.

Sirova prirodna vlakna poput lana i konoplje poseduju UV zaštitu 20, odnosno 10-15, ali i pored prisustva lignina nemaju dobru zaštitu. Međutim, prisustvo lignina je zaslužno za jaku apsorpciju jute koji se ponaša kao prirodni apsorber. Proteinska vlakna imaju pomešane efekte u propuštaju UV zaštite.

Bojeni pamuk pokazuje bolju UV zaštitu, dok nebojeni, beljeni pamuk pokazuje jako malu, skoro nikakvu UV zaštitu. Vuna apsorbuje veoma dobro UV zrake, od 280 do 400nm, a nekad čak i preko 400nm. Izloženost Sunčevoj svetlosti oštećuje kvalitet sviline boje, snagu i otpornost i u suvim i u vlažnim uslovima. Dudova svila (sirova) je više oštećena od muga (zlatne) svile. Beljena svila i beljen PAN pokazuju veoma malu UV rezistenciju, od 9,4 odnosno 3,9. Poliesterska vlakna apsorbuju više UV-A i UV-B zračenja od alifatičnih polimernih vlakana.

 Konstrukcioni faktori vlakana

Kada ultravioletni zraci dođu u dodir sa tekstilnim materijalima, različite interakcije se dešavaju u zavisnosti od podloge i njenih uslova. UV zaštita tekstilnih materijala i odeće zavisi od hemijskih karakteristika, hemijskog tipa vlakana, prisustvo UV apsorbera, konstrukcije tkanine, debljine, poroznosti, rastegljivosti vlakna / tkanine, sadržaja vlage, boje i završne obrade koja je urađena na vlaknu. Deo zračenja se ogleda prema tekstilnoj površini. UV zraci se prenose putem tekstilnih proizvoda, od nepromenljivih talasa koji prolaze kroz pukotine na tkanini, do rasutih talasa koji su u interakciji sa tkaninom. Drugi deo se apsorbuje prilikom prodiranja i pretvara se u drugi energetski oblik. Deo zračenja koji prodre preko tkanine i dođe do kože se naziva “prenosna komponenta”.

UV faktor se povećava sa gustinom i debljinom tkanine sličnih konstrukcija, i zavisan je od poroznosti (UV = 100 / poroznost). Visoka korelacija između UV faktora i poroznosti tkanine je takođe pod uticajem vrste vlakana.

Relativni redosled važnosti za UV zaštitu je dat kao: % pokrivanja > vlakna > debljina tkanine. Pokrivnost tkanine ne podrazumeva ravnost prediva, zato što pokrivnost može biti veća od računate vrednosti. UV zaštita teže i deblje tkanine pokazuje bolju korelaciju sa faktorom pokrivanja. Stoga tkanine sa maksimalnim brojem prediva u osnovi i potki, daju visoke UV zaštite. UV vrednosti od 200, 40, 20 i 10 mogu biti ostvarene sa procentima faktora pokrivanja od 99,5; 97,5; 95 i 90. Procenat UV prenosa tkanine se odnosi na faktor pokrivnosti tkanine (100 – faktor pokrivanja) i UV faktor je dat kao UV = 100 / (100-CF (kompaktna fluoroscencija)). Da bi se postigao minim UV faktora od 15, pokrivni faktor tkanine mora biti veći od 93%, sa veoma malim porastom u kompaktnoj fluoroscenciji, dolazimo do 95% pokrivnog faktora. U slučaju frotira visoka varijabilnost UV faktora postoji zbog kontrukcije tkanine. Tkane tkanine obično imaju veći pokrivni faktor u odnosu na pletene, jer se razlikuju u kontrukciji.

Debela rebrasta struktura konopljinog i lanenog vlakna može da dozvoli 10.52 – 12.70% i 9.03 – 11.47%, UV-A i UV-B zraka. Međutim, pletene tkanine napravljene od mešavina sintetičkih vlakana sa likrom, pružaju najbolju zaštitu od solarnih zraka, dok deformisane pletene tkanine mogu da podnesu do 80% solarnih zraka. Istezanje reducira UV faktor prilikom nošenja tkanine, kao što je reduciran i pokrivni faktor. Međutim, pokrivni faktor može biti modifikovan, a samim tim i poboljšan protiv UV zraka prilikom suvih završnih procesa, kroz stenter u kome možemo poboljšati (pothraniti) vlakno, obrađivanjem kompresivnim skupljanjem kao i nabiranjem, koje se obično koristi radi postizanja dimenzionisane stabilnosti. Nežno mlevenje vunenih vlakana može dovesti do povećanja UV faktora na površini.

  Bojenje i dorada (završna obrada)

U zavisnosti od tipa pigmenta koji se boji, apsorcionih grupa koje su prisutne, dužine bojenja i aditiva, zavisi i sposobnost UV zaštite. Viši prenos UV zračenja je prisutniji u svetlijim tkaninama (viskoza), nego u tamnim. Zaštitni efekat se može postići bojenjem ili stampanjem, što je bolje nego da se upotrebljavaju tkanine koje su jako teške i neudobne za letnju klimu.

Tamnije boje (crna, maslinasto zelena, tamno crvena) na istom tipu tkanine, apsorbuju mnogo više UV zraka, od svetlih pastelnih boja, u rangu od 18 do 37, odnosno 19-34 za pamuk i poliester. Neke direktne, reaktivne i redukcione (indigo) boje su sposobne da “daju” UV index i do 50+. Neke od direktnih boja će značajno povećati svoj UV faktor nakon beljenja, koje zavisi od relativne prozračnosti boja u UV-B regionu. U mnogim slučajevima, koristeći rešenje direktnih boja, UV faktor će biti veći posle bojenja, primarno zbog toga što je koncentracija manja nego u teoriji. Boja koja se dobija iz različitih prirodnih resursa takođe pokazuje UV index između 15-45, u zavisnosti od izvora koji je korišćen.

Celulozne tkanine prenose UV-A i UV-B podjednakom transmisijom (T_A/T_B) od 0.9. Kada se boji reaktivnim bojama, UV faktor se povećava od 4.7 do 5.0 – 14.0, u zavisnosti od koncentracije, koja nekad nije dovoljna da se zadovolje minimalni zahtevi. Neke od vinil sulfonih boja i monohlortriazinovih boja poseduju bolje UV apsorbere, koji takođe zavise od koncentracije koja je nanesena.

24.6% na 10-20% za UV-A i sa 27.8% na 8-22% za UV-B. Kada se koriste mešavine ovih boja, UV faktor se povećava sinergistički. Neke kombinacije rastera reaktivnih mešavina mogu dati produženu UV zaštitu do 50+ za poli / pamuk mešavine.

Optički agensi za beljenje tkanina su korišćeni u završnoj obradi, kao i u pranju, i njihov efekat UV zaštite je u prošlosti detaljno prikazan. Optički agensi za beljenje se često primenjuju za poboljšanje beline tekstila pobuđivajući UV faktor i vidljivu plavu emisiju. Fenomen ekscitacije i emisije je uzrokovan tranzicijom elektrona uključujući p-orbitale iz konjugovanih ili aromatičnih jedinjenja. Većina optičkih agenasa imaju ekscitaciju maksimalnog raspona od 340 do 400nm. OBA (Optical brightener – optički izbeljivač) može da poboljša UV faktor kod pamuka i pamučnih mešavina, ali ne i kod tkanina koje su 100% PES ili najlon. Prisustvo OBA u poli / pamučnim mešavinama (67/33), do 0,5% može da poboljša UV faktor od 16.3 do 32.2, što je manje / više blizu dobijanja UV apsorbera od 0.2% (UV faktor 35.5). Pranje tkanina dovodi do gubitka UV faktora u slučaju tretiranja sa OBA, tj. posle 10 pranja dolazimo do nivoa netretirane tkanine, što pokazuje

Celulozna vlakna bojena ovim bojama pokazuju smanjenu UV transmisiju sa

polu – trajnu prirodu završne obrade i zaštite.

Drugo ograničenje prilikom korišćenja OBA je da se oni uglavnom apsorbuju UV-A u delu spektra dnevne svetlosti (93%), i da slabo apsorbuju UV oko 308nm (92%), koji ima važnu ulogu u bolestima kože.

    Merni sistemi UV faktora

Mere predostrožnosti koje se primenjuju prilikom obavljanja merenja, trebale bi da budu dovoljne da prikupe sva rasuta i preneta svetla kroz integrisane sfere, da obuhvate sve talasne dužine (UV-A i UV-B zraka), kao i spektralna merenja bez ikakvog uticaja fluoroscencije iz FWA (Fluorescent whitening agent – fluoroscentni agens beljenja), ukoliko je prisutan u tkanini. Trenutno postoji 12 stanica u Australiji i na Antarktiku, u kojima su instalirani širokopojasni UV detektori, koji mere ukupnu energiju koja je primljena u opsegu talasnih dužina u UV regionu uključujući, direktno i difuzno zračenje. Polisulfon filmovi su bili široko korišćeni u izgradnji ličnih dozometara koji snažno apsorbuju UV-B zračenja.

Instrumenti za merenje transmisije na tkanini uključuju širokopojasna zračenja, spektro-radiometre ili spektro-fotometre, i Ksenon lampe. Filteri su integrisani pored testiranih uzoraka kako bi se sprečile posledice fluoroscencije koja se integriše u sferu. Spektralni odziv detektora je takođe bitan u određivanju performansi sistema, on mora da bude u stanju da detektuje UV zračenje tačno i linearno preko velikog dometa intenziteta eliminišući signal sa detektora tamne struje (solarne ploče).

Mnogi komercijalni sistemi imaju poteškoća u merenju UV zračenja iznad 100 usled dinamičkog opsega, jer tamna struja diskriminiše na niže talasne dužine <300nm, i fluoroscencije na talasnim dužinama  >380nm.

Niži svetlosni nivoi korišćeni iz izvora UV zračenja za merenje, takođe mogu da dovedu do teškoća u razlikovanju emitovanih UV zraka i prirodnog izvora tamne detektovane struje.

Merenje UV zračenja, na odevnom predmetu se može vršiti pomoću merenja difuznih spektralnih prozračnosti, in vitro, ili merenjem na većoj izloženosti za vreme koje je potrebno da se podstakne eritem (crvenilo) ili opekotina od Sunca, in vivo.

Priprema materijala za test na UV prozračnost obuhvata pranje uzorka, simulirano Sunce, ili hlorisana voda bazena, kao i simulirane uslove kako bi uzorak bio u stanju dvogodišnjeg sezonskog korišćenja, tako da  nivo UV zaštite

koje se navodi, procenjuje maksimalnu prozračnost od odeće tokom dvogodišnjeg životnog ciklusa.

      Nega i obeležavanje UV zaštite

Inicijative koje se odnose na razvoj standarda za UV zaštitu, započete su 1990., kao i standardi u vezi sa pripremom materijala, testiranjem i smernicama koje vode ka UV zaštiti, počele su da se označavaju i formulišu od strane različitih agencija.

 Etiketiranje tkanina i odeće za UV zaštitu su razvijene, kao i standardne procedure koje su uspostavljene za merenje, obračunavanje, i upoređivanje tekstilnih proizvoda.

Od 1981., Fondacija za rak kože je ponudila preporuke za foto – zaštitne proizvode, koji uključuju naočare, neke filmove i aditive za deterdžente za pranje veša, u skladu sa standardima AATCC TM 183 ili AS/NZS 4399.

Tabela 3. Razredi i klasifikacija UV faktora

UV faktor	Transmisija (%)	Klasifikacija	Razred
> 40	< 2.5	Odlična zaštita	III
30 - 40	3.3 - 2.5	Vrlo dobra zaštita	II
20 - 29	5.0 - 2.4	Dobra zaštita	I

Obeležavanje UV faktora je dodatni zahtev, pored obeležavanja odeće, uključujući stalne oznake održavanja i sadržaja vlakana. Pored UV etikete, blok

broj takođe može da se koristi na osnovu vrednosti UV prozračnosti, u svom UV opsegu.

Tabela 3. pokazuje različite ocene i slične faktore za zaštitu tekstilnih materijala. Vrednost UV faktora mora da bude stavljen na nalepnici uzorka, umanjen standardnom greškom UV vrednosti, a zatim da se zaokruži na najbliži umnožak, veći od 5, a manji od 50. UV od 20 znači 1/20, tj. 5% od biološkog efektivnog UV zračenja koje se probije kroz površinu tkanine, i prođe kroz nju.