قياس عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF)

قياس عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF)

لطالما كان استنفاد طبقة الأوزون في الغلاف الجوي للأرض موضوعًا شائعًا في الأخبار، ومعظم الناس يدركون هذه المشكلة الخطيرة. يشمل الطيف الشمسي الخارجي الأشعة فوق البنفسجية (UVC) (من 100 إلى 280 نانومتر)، والأشعة فوق البنفسجية (UVB) (من 290 إلى 315 نانومتر)، والأشعة فوق البنفسجية (UVA) (من 315 إلى 380 نانومتر). ومع ذلك، نظرًا لامتصاص طبقة الأوزون في الغلاف الجوي العلوي للأشعة فوق البنفسجية، لا يصل أيٌّ منها إلى سطح الأرض، بل يصل جزءٌ ضئيلٌ فقط منها إلى سطح الأرض. لذلك، فإن أي استنفاد لطبقة الأوزون قد يؤدي إلى زيادة مستويات الأشعة فوق البنفسجية (UVB) الشمسية على سطح الأرض.

قياس عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF)

يُعزى جزء كبير من هذا الاستنزاف للأوزون إلى إطلاق الفلوروكربونات الصناعية، التي تتفاعل مع الأوزون، لا سيما في طبقة الستراتوسفير، مما يُقلل من كمية الأوزون المتاحة للحماية من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية الواردة. ويمكن أن يؤدي انخفاض طبقة الأوزون بنسبة 1% إلى زيادة الأشعة فوق البنفسجية الشمسية على سطح الأرض، مما قد يؤدي في نهاية المطاف إلى زيادة الإصابة بسرطان الجلد.

يحتوي ضوء الشمس على أنواع مختلفة من الأشعة. تُسمى الأشعة فوق البنفسجية (UV) الأكثر ضررًا ببشرة الإنسان. هناك نوعان رئيسيان من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض: UVB وUVA. تُسبب أشعة UVB حروق الشمس، كما تلعب دورًا رئيسيًا في الإصابة بسرطان الجلد. أما أشعة UVA فتلعب دورًا أيضًا في الإصابة بسرطان الجلد. بالإضافة إلى ذلك، تخترق أشعة UVA الجلد بعمق أكبر، وتلعب دورًا أكبر في شيخوخة الجلد المبكرة.

تحتوي أشعة الشمس على أشعة فوق بنفسجية (UVA) أكثر بحوالي 500 مرة من أشعة UVB. لذلك، تُعد حماية بشرتك من الآثار الضارة لأشعة UVB وUVA أمرًا بالغ الأهمية. وقد أثبتت واقيات الشمس الكيميائية التقليدية فعاليتها في حجب أشعة UVB مقارنةً بأشعة UVA.

عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) هو مقياس قياسي يُستخدم لقياس فعالية المنسوجات في حماية البشرة من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. ومع تزايد الوعي بالمخاطر الصحية المرتبطة بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية، مثل سرطان الجلد والشيخوخة المبكرة وحروق الشمس، يتزايد الطلب على الملابس الواقية من الأشعة فوق البنفسجية.

يشير عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) إلى مقدار الأشعة فوق البنفسجية التي يسمح القماش بمرورها إلى الجلد. على سبيل المثال، يسمح القماش ذو عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية 50 بنفاذ 2% فقط من الأشعة فوق البنفسجية. هذا يعني أنه يحجب 98% من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (315-400 نانومتر) والأشعة فوق البنفسجية المتوسطة (280-315 نانومتر). تشير قيم عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية العالية إلى حماية أكبر. بخلاف عامل الحماية من الشمس (SPF) الذي ينطبق على واقيات الشمس، يُستخدم عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) خصيصًا للمنسوجات، ويمثل كلا النوعين من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (A) والمتوسطة (UVB).

تُعد الأشعة فوق البنفسجية من الشمس سببًا رئيسيًا لتلف الجلد، بما في ذلك أخطر أنواع سرطان الجلد. تعمل المنسوجات ذات معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) المرتفع كحاجز فعال، مما يقلل الحاجة إلى إعادة وضع واقي الشمس بشكل متكرر، ويوفر حماية مستمرة أثناء التعرض الخارجي لفترات طويلة. يفيد اختبار معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) المستهلكين والمصنعين والجهات التنظيمية، إذ يضمن استيفاء الأقمشة لمعايير السلامة وأدائها الموثوق في ظروف التشغيل العادية.

يُقاس عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) باستخدام تقنياتٍ مختبرية، تتضمن أساسًا تحليلاتٍ طيفيةً ضوئيةً مخبرية. تحسب هذه الطرق خصائصَ الحماية للقماش من خلال تقييم نفاذية الأشعة فوق البنفسجية التي تمر عبر عينةٍ منه.

الطريقة الأكثر شيوعًا لقياس معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية هي القياس الطيفي الضوئي. يتضمن هذا التحليل تحليل كمية الأشعة فوق البنفسجية المنتقلة عبر القماش، سواءً UVB (280-315 نانومتر) أو UVA (315-400 نانومتر)، ضمن نطاق الطول الموجي 280-400 نانومتر. يقيس جهاز القياس الطيفي النفاذية الطيفية للقماش، وتُستخدم هذه القيمة لحساب معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية. تُعدّل النتيجة باستخراج فاصل ثقة بنسبة 95% وتقريبها إلى أقرب مضاعف للرقم خمسة للحصول على تقييمات دقيقة.

ولضمان الدقة، يتم اختبار الأقمشة في ظل ظروف قياسية:

  • تحضير العينات: تُؤخذ عينات تمثيلية من دفعات مختلفة لمراعاة التباين. تُهيأ العينات لتثبيت الرطوبة ودرجة الحرارة.
  • التعرض للأشعة فوق البنفسجية: تتعرض الأقمشة لإشعاعات فوق بنفسجية يتم التحكم فيها باستخدام مصابيح قوس الزينون أو مصادر أخرى للأشعة فوق البنفسجية تحاكي ضوء الشمس.
  • محاكاة العالم الحقيقي: تقوم بعض الاختبارات بتقييم عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية في ظل ظروف مثل التمدد أو البلل أو الشيخوخة المتسارعة (على سبيل المثال، بعد الغسيل أو التعرض لأشعة الشمس لفترات طويلة) لمحاكاة الاستخدام في الحياة الواقعية.

على الرغم من أن قياس الطيف الضوئي في المختبر هو المعيار، إلا أن هناك طرق أخرى تستخدم لتحديد عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية:

  • الاختبار الحيوي: يقيس الحد الأدنى من جرعة الاحمرار لجلد الإنسان المحمي وغير المحمي بقماش، باستخدام محاكاة الإشعاع الشمسي. هذه الطريقة أقل شيوعًا بسبب القيود الأخلاقية والعملية.
  • قياس الجرعات: يستخدم مقاييس جرعات كيميائية أو بيولوجية (مثل أفلام البولي سلفون) لقياس نفاذية الأشعة فوق البنفسجية في ظروف واقعية. تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار الإشعاع المتناثر، مما قد يؤدي إلى قيم أعلى لمعامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية مقارنةً بالاختبارات المعملية.

تؤثر العديد من خصائص النسيج على عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، مما يجعل قياسه عملية معقدة. تشمل العوامل المؤثرة على عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ما يلي:

  • نوع الألياف: توفر الألياف الصناعية مثل البوليستر عمومًا حماية أفضل من الأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالألياف الطبيعية مثل القطن، وذلك بفضل إضافاتها الطبيعية التي تعمل على حجب الأشعة فوق البنفسجية.
  • بنية القماش: تعمل النسج الأكثر إحكامًا (على سبيل المثال، الساتان) وكثافة القماش الأعلى على تقليل انتقال الأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالأقمشة المنسوجة أو المحبوكة بشكل فضفاض.
  • الصباغة والتشطيب: تعمل الصبغات الداكنة والتشطيبات التي تحجب الأشعة فوق البنفسجية (مثل طلاءات الجسيمات النانوية) على زيادة عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية عن طريق زيادة امتصاص أو انعكاس الأشعة فوق البنفسجية.
  • شروط الاستخدام: عادةً ما تكون معامل حماية الأقمشة المبللة أو المشدودة من الأشعة فوق البنفسجية أقل بسبب زيادة مساميتها. كما أن التقدم في السن الناتج عن الغسيل أو التعرض لأشعة الشمس قد يُضعف من قدرتها على الحماية من الأشعة فوق البنفسجية. قد تفقد الأقمشة المهترئة أو المشدودة أو المبللة قدرتها على الحماية من الأشعة فوق البنفسجية.

لضمان الاتساق، وُضعت عدة معايير دولية لقياس عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية. على سبيل المثال،

  • من هذه المعايير "AS/NZS 4399 ملابس واقية من الشمس - التقييم والتصنيف". يقيس هذا المعيار عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية في نطاقي UVA وUVB (290-400 نانومتر). ويتطلب الاختبار في الظروف الجافة والرطبة.
  • المعيار هو "طريقة اختبار AATCC TM183 لانتقال أو حجب الأشعة فوق البنفسجية المُوزَّعة بالحمامي بواسطة الأقمشة". يقيس هذا المعيار نفاذية الأشعة فوق البنفسجية للمنسوجات باستخدام مطياف ضوئي (280-400 نانومتر). ويشمل حساب نسب حجب الأشعة فوق البنفسجية (UPF) والأشعة فوق البنفسجية (UVA) والأشعة فوق البنفسجية (UVB).
  • توفر المواصفة القياسية "EN 13758-1 المنسوجات - خصائص الحماية من الأشعة فوق البنفسجية للأقمشة - الجزء 1: طريقة اختبار أقمشة الملابس" طرق اختبار لتحديد عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية للأقمشة.
  • معيار "GB/T 18830 المنسوجات - تقييم خصائص الحماية من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية" مشابه للمعيار EN 13758، ولكن مع الترجيح الطيفي الشمسي الصيني. ويُعرّف "عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية الذي لا يقل عن 40" بأنه حماية مؤهلة.

وبالتالي، يُعد قياس معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) أداةً أساسيةً لتقييم قدرات المنسوجات على الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، مما يضمن سلامة المستهلك وموثوقية المنتج. ومن خلال أساليب دقيقة، مثل القياس الطيفي الضوئي، والالتزام بالمعايير العالمية، يُطوّر المصنعون ملابس عالية الجودة واقية من الأشعة فوق البنفسجية تُلبي الطلب المتزايد على الحماية من أشعة الشمس. ومع ظهور ابتكارات مثل إضافات حجب الأشعة فوق البنفسجية والأقمشة الذكية، يستمر اختبار معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية في التطور، مما يوفر حمايةً مُعززةً من أشعة الشمس الضارة.

مؤسستنا، التي تخدم الشركات منذ سنوات عديدة وتتابع بدقة التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، توظف فريقًا من المتخصصين ذوي الخبرة وبنية تحتية واسعة لإجراء الاختبارات والقياسات والتحليلات في مجموعة واسعة من المجالات للشركات في جميع القطاعات. كما نقدم خدمات قياس عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF).

واتس اب