섬유의 UV 저항성에 영향을 미치는 요인 및 개선 방안
December 12, 2025
태양 복사에는 적외선(IR), 자외선(UV), 가시광선 및 기타 복사가 포함됩니다. 자외선은 전자기 스펙트럼에서 0.01 nm ~ 0.40 nm 범위의 파장을 갖는 방사선의 일반적인 용어입니다. 자외선은 "자외선"이라고도 알려져 있으며 장파 자외선(UVA), 중파 자외선(UVB), 단파 자외선(UVC) 및 진공 자외선으로 나눌 수 있습니다.
자외선이란 파장 290~400 nm의 태양복사를 말하며, 중파장 및 장파장 자외선(UVA, UVB)과 단파장 자외선(UVC)을 포함한다. UVC는 오존층에 흡수되므로 인체에 주로 영향을 미치는 자외선은 UVA와 UVB입니다.
섬유 자외선 차단제는 주로 UVA + UVB를 대상으로 합니다. 따라서 국제 표준에서는 평가 스펙트럼으로 280~400nm 범위를 일률적으로 선택합니다.
직물의 자외선 저항에 영향을 미치는 요인
자외선은 직물에도 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 직물의 UV 저항성에 영향을 미치는 주요 요인으로는 섬유 유형, 원사 구조, 직물 다공성, 직물 구조 매개변수, 색상, 무게 및 두께, 화학 첨가물 등이 있습니다. 일상적인 사용 조건에서 발생할 수 있는 스트레칭, 젖음 및 세탁도 UV 저항성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
자외선 차단 직물
지표 및 표준 요구 사항
자외선 차단 지표는 주로 제품의 자외선 차단 능력을 측정하는 데 사용됩니다. 일반적인 자외선 차단 지표는 다음과 같습니다.
1. UPF(자외선 보호 지수)
정의: 피부를 보호하지 않았을 때 계산된 자외선의 평균 효과와 옷감으로 피부를 보호했을 때 계산된 자외선 효과의 비율입니다. 수치적 의의: UPF 값이 높을수록 제품의 자외선 차단 능력이 더 강해집니다. 일반적으로 UPF50+는 해당 제품이 자외선을 98% 이상 차단할 수 있음을 의미합니다. 용도: 자외선 차단 의류, 양산 및 기타 제품 라벨링에 일반적으로 사용됩니다.
2. UVA 투과율
정의: 제품을 투과하는 자외선 A 대역(파장 315nm~400nm)의 비율. 수치적 의미: 투과율이 낮을수록 UVA 차단 효과가 좋아집니다. 용도: UPF와 함께 자외선 차단 제품의 성능을 평가하는 중요한 지표입니다.
3. UVB 투과율정의: 제품을 통해 투과되는 자외선 B 대역(파장 280nm - 315nm)의 비율입니다. 수치적 의의: 투과율이 낮을수록 UVB에 대한 차단 효과가 더 좋습니다. 용도: 실외 장비 및 광학 렌즈와 같이 UV 보호에 대한 요구 사항이 높은 일부 분야에 관련됩니다.
자외선 차단 성능 테스트 방법
1. 분광광도계 방법
시료에 단색 또는 다색 자외선을 조사하여 총 스펙트럼 투과광선을 수집하여 총 분광 투과율을 결정하고 시료의 자외선 차단 계수(UPF)를 계산합니다.
2. 평행 광선으로 샘플 조사 적분구를 사용하여 모든 투과광을 수집하는 방법을 사용하면 모든 방향에서 투과광을 수집하여 측정 결과를 더욱 포괄적이고 정확하게 만들 수 있습니다. 적분구는 빛을 효과적으로 균질화하고 고르지 못한 빛으로 인한 측정 오류를 줄일 수 있습니다.
3. 반구형 빛으로 시료 조사 특정 방향의 투과광 측정에 중점을 두고 평행 투과광을 수집하여 특정 방향의 시료의 광학적 특성을 구체적으로 연구할 수 있습니다.
다양한 국가의 직물에 대한 자외선 차단 성능 테스트 표준
국가 표준 GB/T 18830-2009 "직물 자외선 차단 성능 평가"에 따르면 자외선 차단 직물은 UPF > 40 및 UVA 투과율 < 5%를 충족해야 자외선 차단 제품이라고 불립니다.
자외선 차단 지수(UPF)는 피부를 보호하지 않았을 때 계산된 자외선의 평균 효과와 직물로 피부를 보호했을 때 계산된 자외선의 평균 효과의 비율을 나타냅니다. UPF 값이 높을수록 직물의 자외선 차단 성능이 향상됩니다. UVA는 자외선 중 파장이 가장 긴 부분으로 침투력이 강해 피부의 진피층까지 도달해 탄력섬유와 콜라겐 섬유를 손상시킬 수 있다. UVA 투과율이 작을수록 직물의 자외선 차단 성능이 향상됩니다.
직물의 자외선 차단 성능을 개선하기 위한 접근 방식
1. 아조 염료는 자외선을 흡수하고 폴리머의 광분해를 방지할 수 있습니다.
2. UV 차단 계수가 높은 섬유를 사용하여 직물을 짜십시오.
3. 직물을 짜는 동안 UV 보호 기능이 있는 입자를 추가합니다.
4. 직물의 두께와 밀도를 높이는 등 직물 구조를 변경합니다.
5. 자외선 차단 및 자외선 차단 기능을 달성하려면 원단에 적절한 양의 UV 가공제를 첨가하십시오.
직물 섬유 및 직물의 UV 저항 메커니즘
자외선이 직물 표면에 조사되면 자외선의 일부가 직물에 투과, 흡수 및 반사됩니다. 다음 그림은 직물 구조와 직물 표면의 다양한 자외선 전파 경로를 보여줍니다. 직물 표면의 섬유는 자외선의 높은 에너지 중 일부를 흡수하여 다른 형태의 에너지로 변환하고, 나머지 부분은 섬유 자체에 의해 반사되거나 산란되어 자외선이 인간 피부에 미치는 피해를 줄입니다.
따라서 자외선 차단제는 섬유나 직물의 특정 화학적 처리에 사용될 수 있습니다. 주요 작용 메커니즘은 대부분의 자외선을 반사하거나 선택적으로 흡수하여 이러한 높은 에너지를 낮은 에너지로 변환하여 방출함으로써 자외선 차단 효과를 얻는 것입니다. 이 효과를 달성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
이 기사에서는 주로 마감재를 통한 보호 달성을 소개합니다.
UV 저항성 마감제
자외선 방지 가공제는 야외 스포츠웨어 및 야외 작업용으로 착용하는 모든 의류와 같은 다양한 섬유 유형의 직물의 자외선 방지 가공에 적합합니다. UV 복사를 효과적으로 방지하고 직물의 자외선 차단 성능을 향상시킬 수 있습니다. 폴리에스터염색과 동일욕조에서 사용시 색상변화가 적습니다.
성능
• ✓ 자외선에 대한 흡수 효과가 있으며, 자외선 투과율을 크게 감소시키고, 자외선(UVA, UVB)을 효과적으로 차단하며, 원단의 자외선 차단 지수가 높습니다.
• ✓ 세탁 저항성이 우수하고 수지, 유연제, 형광 증백제와의 상용성이 우수합니다.
• ✓ 일반적으로 모든 섬유 소재에 적합하지만, 섬유 소광제를 사용하거나 직물 구조가 너무 느슨할 경우 마무리 효과가 감소합니다.
• ✓ 직물의 촉감에 영향을 주지 않으며 직물의 색상에도 거의 영향을 미치지 않습니다.
• ✗ 다른 후가공 제품과 호환되지 않을 수 있습니다. 호환성과 효과를 사전에 테스트해 보시는 것이 좋습니다.
애플리케이션
최상의 효과를 얻으려면 사용하기 전에 잘 흔들어주십시오.
권장 복용량: 패딩 방법의 경우 20~50g/L
권장 공정: 작업 용액을 희석 → (패드 건조, 픽업율 70~80%) → 건조 → 경화
실제 필요에 따라 복용량을 적절하게 늘리거나 줄일 수 있습니다.
직물의 초기 UPF 값이 매우 낮거나 필요한 UPF 값이 매우 높을 경우 투입량을 50~80g/L로 늘리는 것이 좋습니다.