اندازه‌گیری ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UPF)

تخریب لایه ازن در جو زمین بارها در اخبار بوده است و اکثر مردم از این مشکل جدی آگاه هستند. طیف خورشیدی فرازمینی شامل تابش UVC (100 تا 280 نانومتر)، UVB (290 تا 315 نانومتر) و UVA (315 تا 380 نانومتر) است. با این حال، به دلیل جذب توسط لایه ازن در جو فوقانی، هیچ UVC و تنها کسری از UVB به سطح زمین نمی‌رسد. بنابراین، هرگونه تخریب لایه ازن می‌تواند منجر به افزایش سطح UVB خورشیدی در سطح زمین شود.

بخش زیادی از این تخریب لایه ازن به انتشار فلوروکربن‌های ساخته دست بشر نسبت داده شده است که با ازن، به ویژه در لایه‌های بالای استراتوسفر، واکنش نشان می‌دهند و میزان ازن موجود برای محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشیدی (UVR) را کاهش می‌دهند. کاهش ۱ درصدی در لایه ازن می‌تواند منجر به افزایش اشعه ماوراء بنفش خورشیدی در سطح زمین و در نهایت افزایش سرطان پوست شود.

نور خورشید حاوی انواع مختلفی از اشعه‌ها است. اشعه‌هایی که بیشترین آسیب را به پوست انسان وارد می‌کنند، اشعه فرابنفش (UV) نامیده می‌شوند. دو نوع اصلی از اشعه فرابنفش وجود دارد که به سطح زمین می‌رسند: UVB و UVA. اشعه‌های UVB باعث آفتاب سوختگی می‌شوند و همچنین نقش عمده‌ای در ایجاد سرطان پوست دارند. اشعه‌های UVA نیز در ایجاد سرطان پوست نقش دارند. علاوه بر این، اشعه‌های UVA به عمق بیشتری از پوست نفوذ می‌کنند و نقش بیشتری در پیری زودرس پوست دارند.

نور خورشید تقریباً ۵۰۰ برابر بیشتر از اشعه UVA نسبت به اشعه UVB اشعه UVA دارد. بنابراین، محافظت از پوست در برابر اثرات مضر هر دو اشعه UVB و UVA بسیار مهم است. کرم‌های ضد آفتاب شیمیایی سنتی در مسدود کردن اشعه UVB نسبت به اشعه UVA مؤثرتر بوده‌اند.

فاکتور محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UPF) یک معیار استاندارد برای سنجش اثربخشی منسوجات در محافظت از پوست در برابر اشعه مضر ماوراء بنفش (UV) است. با افزایش آگاهی از خطرات سلامتی مرتبط با قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، مانند سرطان پوست، پیری زودرس و آفتاب سوختگی، تقاضا برای لباس‌های محافظ در برابر اشعه ماوراء بنفش نیز افزایش یافته است.

ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UPF) نشان می‌دهد که یک پارچه چه مقدار از اشعه ماوراء بنفش را اجازه عبور به پوست می‌دهد. به عنوان مثال، پارچه‌ای با UPF 50 تنها به 1/50 (2 درصد) از اشعه ماوراء بنفش اجازه نفوذ می‌دهد. این بدان معناست که 98 درصد از اشعه‌های UVA (315-400 نانومتر) و UVB (280-315 نانومتر) را مسدود می‌کند. مقادیر بالاتر UPF نشان دهنده محافظت بیشتر است. برخلاف ضریب محافظت در برابر آفتاب (SPF) که در مورد کرم‌های ضد آفتاب اعمال می‌شود، ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UPF) به طور خاص برای منسوجات استفاده می‌شود و هم اشعه UVA و هم اشعه UVB را در نظر می‌گیرد.

تابش فرابنفش خورشید یکی از علل اصلی آسیب‌های پوستی، از جمله کشنده‌ترین نوع سرطان پوست است. منسوجات با ضریب محافظت در برابر فرابنفش (UPF) بالا به عنوان یک مانع مؤثر عمل می‌کنند و نیاز به استفاده مکرر از کرم ضد آفتاب را کاهش می‌دهند و در طول مدت طولانی قرار گرفتن در معرض نور خورشید در فضای باز، محافظت مداومی را فراهم می‌کنند. آزمایش ضریب محافظت در برابر فرابنفش (UPF) با اطمینان از مطابقت پارچه‌ها با استانداردهای ایمنی و عملکرد قابل اعتماد در شرایط واقعی، به نفع مصرف‌کنندگان، تولیدکنندگان و تنظیم‌کنندگان است.

ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UPF) با استفاده از تکنیک‌های آزمایشگاهی، که عمدتاً شامل آنالیزهای اسپکتروفتومتری آزمایشگاهی است، اندازه‌گیری می‌شود. این روش‌ها با ارزیابی میزان عبور اشعه ماوراء بنفش از یک نمونه پارچه، خواص محافظتی پارچه را محاسبه می‌کنند.

رایج‌ترین روش برای اندازه‌گیری ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش، اسپکتروفتومتری است. این روش شامل تجزیه و تحلیل میزان اشعه ماوراء بنفش عبوری از پارچه، چه UVB (280-315 نانومتر) و چه UVA (315-400 نانومتر)، در محدوده طول موج 280-400 نانومتر است. یک اسپکتروفتومتر، میزان عبور طیفی پارچه را اندازه‌گیری می‌کند و این مقدار برای محاسبه ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش استفاده می‌شود. نتیجه با استخراج یک فاصله اطمینان 95 درصدی و گرد کردن به نزدیکترین مضرب پنج برای ارائه رتبه‌بندی‌های محافظه‌کارانه تنظیم می‌شود.

برای اطمینان از دقت، پارچه‌ها تحت شرایط استاندارد آزمایش می‌شوند:

• آماده‌سازی نمونه: نمونه‌های نماینده از دسته‌های مختلف برش داده می‌شوند تا تنوع در نظر گرفته شود. نمونه‌ها برای تثبیت رطوبت و دما آماده می‌شوند.
• قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش: پارچه‌ها با استفاده از لامپ‌های قوس زنون یا سایر منابع UV که نور خورشید را شبیه‌سازی می‌کنند، در معرض تابش کنترل‌شده اشعه ماوراء بنفش قرار می‌گیرند.
• شبیه‌سازی‌های دنیای واقعی: برخی آزمایش‌ها، ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش را در شرایطی مانند کشش، خیس شدن یا پیری تسریع‌شده (مثلاً پس از شستشو یا قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آفتاب) ارزیابی می‌کنند تا استفاده واقعی را شبیه‌سازی کنند.

اگرچه اسپکتروفتومتری آزمایشگاهی روش استاندارد است، روش‌های دیگری نیز برای تعیین ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش وجود دارد:

• آزمایش درون‌تنی: حداقل دوز اریتم را برای پوست انسان محافظت‌شده با پارچه و بدون محافظ با استفاده از تابش خورشیدی شبیه‌سازی‌شده اندازه‌گیری می‌کند. این روش به دلیل محدودیت‌های اخلاقی و عملی کمتر رایج است.
• دزیمتری: از دزیمترهای شیمیایی یا بیولوژیکی (مثلاً فیلم‌های پلی سولفون) برای اندازه‌گیری انتقال UV در شرایط واقعی استفاده می‌کند. این روش تابش پراکنده را در نظر می‌گیرد که می‌تواند منجر به مقادیر بالاتر UPF در مقایسه با آزمایش‌های آزمایشگاهی شود.

بسیاری از خواص پارچه بر ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش تأثیر می‌گذارند و اندازه‌گیری آن را به فرآیندی پیچیده تبدیل می‌کنند. عواملی که بر ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش تأثیر می‌گذارند عبارتند از:

• نوع الیاف: الیاف مصنوعی مانند پلی‌استر به دلیل افزودنی‌های طبیعی مسدودکننده اشعه ماوراء بنفش، عموماً محافظت بهتری در برابر اشعه ماوراء بنفش نسبت به الیاف طبیعی مانند پنبه ارائه می‌دهند.
• ساختار پارچه: بافت‌های محکم‌تر (مثلاً پارچه‌های جناغی) و تراکم بالاتر پارچه، در مقایسه با پارچه‌های شل‌باف یا کشباف، انتقال اشعه ماوراء بنفش را کاهش می‌دهند.
• رنگرزی و تکمیل: رنگ‌های تیره‌تر و تکمیل‌های مسدودکننده اشعه ماوراء بنفش (مثلاً پوشش‌های نانوذرات) با افزایش جذب یا انعکاس اشعه ماوراء بنفش، ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش را افزایش می‌دهند.
• شرایط استفاده: پارچه‌های مرطوب یا کشیده شده معمولاً به دلیل افزایش تخلخل، ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش کمتری دارند. کهنه شدن ناشی از شستشو یا قرار گرفتن در معرض آفتاب نیز می‌تواند محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش را کاهش دهد. پارچه‌های فرسوده، کشیده شده یا مرطوب ممکن است محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش را از دست بدهند.

برای اطمینان از ثبات، چندین استاندارد بین‌المللی برای اندازه‌گیری ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش تدوین شده است. به عنوان مثال،

• یکی از این استانداردها «لباس‌های محافظ در برابر آفتاب AS/NZS 4399 - ارزیابی و طبقه‌بندی» است. این استاندارد ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش را در محدوده UVA و UVB (290-400 نانومتر) اندازه‌گیری می‌کند. این استاندارد نیاز به آزمایش در شرایط خشک و مرطوب دارد.
• استاندارد «روش آزمایش AATCC TM183 برای انتقال یا انسداد تابش فرابنفش با وزن اریتما توسط پارچه‌ها» است. این استاندارد، میزان عبور اشعه ماوراء بنفش از پارچه را با استفاده از اسپکتروفتومتر (280-400 نانومتر) اندازه‌گیری می‌کند. این استاندارد شامل محاسبه درصدهای مسدودکننده UPF، UVA و UVB است.
• استاندارد «EN 13758-1 منسوجات - خواص محافظتی در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید - بخش 1: روش آزمون پارچه‌های پوشاک» روش‌های آزمونی را برای تعیین ضریب محافظتی پارچه‌ها در برابر اشعه ماوراء بنفش ارائه می‌دهد.
• استاندارد "GB/T 18830 Textiles - ارزیابی خواص محافظتی در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشیدی" مشابه استاندارد EN 13758 است، اما با وزن‌دهی طیفی خورشیدی چینی. "ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش حداقل 40" به عنوان محافظت واجد شرایط تعریف می‌شود.

در نتیجه، اندازه‌گیری ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UPF) ابزاری حیاتی برای ارزیابی قابلیت‌های محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش منسوجات است که ایمنی مصرف‌کننده و قابلیت اطمینان محصول را تضمین می‌کند. تولیدکنندگان از طریق روش‌های دقیقی مانند اسپکتروفتومتری و رعایت استانداردهای جهانی، در حال توسعه لباس‌های محافظ در برابر اشعه ماوراء بنفش با کیفیت بالا هستند که تقاضای رو به رشد برای ایمنی در برابر آفتاب را برآورده می‌کند. با ظهور نوآوری‌هایی مانند افزودنی‌های مسدودکننده اشعه ماوراء بنفش و پارچه‌های هوشمند، آزمایش UVF همچنان در حال تکامل است و محافظت بیشتری در برابر اشعه‌های مضر خورشید ارائه می‌دهد.

سازمان ما که سال‌هاست به کسب‌وکارها خدمت‌رسانی می‌کند و با دقت پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کند، تیمی از متخصصان باتجربه و زیرساخت گسترده‌ای را برای انجام آزمایش، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل در طیف وسیعی از زمینه‌ها برای کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها به کار می‌گیرد. ما همچنین خدمات اندازه‌گیری ضریب محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UPF) را ارائه می‌دهیم.