织物、面料对紫外线屏蔽率及紫外、日晒防护系数计算

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随着地球高空臭氧层变薄，南极出现冬季臭氧层空洞及中国南方臭氧低槽的出现，地球表面紫外线辐照强度增大，其中特别是中紫外（ＵＶＢ，波长为２８０～３２０ｎｍ的紫外线）辐照强度的增加，导致皮肤癌发病率１９８３年以来以每年１０％的速率递增。这对服用织物的紫外线屏蔽率提出了日益紧迫的要求。
5 U/ |* O. u8 q& I3 H' R' o  z天然纤维中的木质素（ｌｉｇｎｉｎ）具有较强的紫外吸收功能，因此保留部分木质素的韧皮纤维和叶纤维的织物具有一定的紫外屏蔽功能。其他织物可以用织物整理的方法渗入、吸附或涂敷紫外线吸收剂以增加紫外线屏蔽功能。常用的紫外线吸收剂有纳米级的金属氧化物粉末，如纳米氧化锌在化学纤维纺丝时混入，混纺后均匀分布时织物只要达到５０ｍｇ／ｍ２，即可吸收紫外线（特别是中紫外）９９％以上。
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织物紫外线屏蔽的测试一般由紫外区吸收光谱与紫外线对人类皮肤的致变影响因子积分计算。中紫外（ＵＶＢ）区段（波长为２８０～３２０ｎｍ）紫外线屏蔽效率（以分贝ｄＢ为单位）称为日晒防护系数ＳＰＦ，织物ＳＰＦ最高可达５０甚至更高。近紫外（ＵＶＡ，波长为３２０～４００ｎｍ）及中紫外区段的综合屏蔽效率［以分贝（ｄＢ）为单位］，称为紫外防护系数ＵＰＦ。
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式中：ＵＰＦ———紫外防护系数（ｕｌｔｒａｖｉｏｌａｔｐｒｏｔｅｃｙｉｏｎｆａｃｔｏｒ）；
λ　———紫外线波长，ｎｍ；
Ｅ（λ）———各波长处紫外线的透射率；
ξ（λ）———各波长紫外线引起人表皮肤红斑辐射效应系数（ｅｒｙｔｈｅｍａａｃｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ）。

式中：ＳＰＦ———日晒防护系数（ｓｏｌａｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ）。

近紫外辐射对人类皮肤辐照常引起表皮底层色素细胞中色素分解酶的破坏而导致皮肤颜色变深（黄、红、褐色），在当今流行希望白皙的趋势下，许多人（特别是女性）也希望屏蔽近紫外辐射，但是近紫外辐射不应该过多屏蔽，这是因为人类体表有害细菌在一定程度上需要依靠ＵＶＡ辐射杀灭，特别是ＵＶＡ辐照到达皮肤下微毛细血管时有利于将血液中从食物内获得的胡萝卜素转变成维生素Ｄ，而后者又是很难从自然界中直接摄取的。

紫外各波段辐射导致人体皮肤红斑效应的系数ξ（λ）见表。

北欧日光光谱辐射度与红斑效应系数表

λ组中值（ｎｍ）	ξ（λ）［Ｗ／（ｍ２·ｎｍ）］	ξ（λ）	λ组中值（ｎｍ）	ξ（λ）［Ｗ／（ｍ２·ｎｍ）］	ξ（λ）
２９０	３．０９０×１０－６	１．０００	３５０	５．５９０×１０－１	０．６８４×１０－５
２９５	７．８６０×１０－４	１．０００	３５５	６．０８０×１０－１	０．５７５×１０－５
３００	８．６４０×１０－３	０．６４０	３６０	５．６４０×１０－１	０．４８４×１０－５
３０５	５．７７０×１０－２	０．２２０	３６５	６．８３０×１０－１	０．４０７×１０－５
３１０	１．３４０×１０－１	０．７４５×１０－１	３７０	７．６６０×１０－１	０．３４８×１０－５
３１５	２．２８０×１０－１	０．２６２×１０－２	３７５	６．６３５×１０－１	０．２１８×１０－５
３２０	３．１４×１０－１	０．８３５×１０－３	３８０	７．５４０×１０－１	０．２４３×１０－５
３２５	４．０３０×１０－１	０．２９０×１０－４	３８５	６．０５５×１０－１	０．２０４×１０－５
３３０	５．３２０×１０－１	０．１３６×１０－４	３９０	７．５７０×１０－１	０．１７２×１０－５
３３５	５．１３５×１０－１	０．１１５×１０－４	３９５	６．６８０×１０－１	０．１４５×１０－５
３４０	５．３９０×１０－１	０．９６５×１０－５	４００	１．０１０	０．１２２×１０－５
３４５	５．３４５×１０－１	０．８６０×１０－５