繊維の耐紫外線性に影響を与える要因と改善策
December 12, 2025
太陽光線には、赤外線（IR）、紫外線（UV）、可視光線、その他の放射線が含まれます。紫外線は、電磁スペクトルにおいて0.01 nmから0.40 nmの波長を持つ放射線の総称です。「紫外線」とも呼ばれ、長波長紫外線（UVA）、中波長紫外線（UVB）、短波長紫外線（UVC）、真空紫外線に分けられます。
紫外線放射とは、290～400 nmの波長を持つ太陽放射を指し、中波長および長波長紫外線（UVAおよびUVB）と短波長紫外線（UVC）を含みます。UVCはオゾン層に吸収されるため、人体に主に影響を与える紫外線はUVAとUVBです。
テキスタイルの日焼け止めは主にUVA + UVBを対象としています。したがって、国際規格では、評価スペクトルとして280〜400 nmの範囲が統一的に選択されています。
テキスタイルのUV耐性に影響を与える要因
紫外線放射は、生地にも悪影響を及ぼす可能性があります。生地のUV耐性に影響を与える主な要因には、繊維の種類、糸の構造、生地の多孔性、生地の構造パラメータ、色、重量と厚さ、および化学添加剤が含まれます。日常的な使用条件下で発生する可能性のあるストレッチ、湿潤、洗濯も、UV耐性に大きな影響を与える可能性があります。
UV保護テキスタイル
指標と標準要件
UV保護指標は、製品の紫外線遮断能力を測定するために主に用いられます。一般的なUV保護指標には以下が含まれます。
1. UPF（紫外線保護指数）
定義：皮膚が無防備な状態で計算された紫外線放射の平均効果と、生地で保護された状態で計算された平均効果の比率。数値的意義：UPF値が高いほど、製品のUV保護能力は高くなります。一般的に、UPF50+は、製品が98％以上の紫外線を遮断できることを意味します。用途：日焼け止め衣料、日傘などの製品の表示によく使用されます。
2. UVA透過率
定義：製品を透過する紫外線A波（波長315nm～400nm）の割合。数値的意義：透過率が低いほど、UVAに対する遮断効果は高くなります。用途：UPFとともに、日焼け止め製品の性能を評価するための重要な指標です。
3. UVB透過率定義：製品を透過する紫外線B波（波長280nm～315nm）の割合。数値的意義：透過率が低いほど、UVBに対する遮断効果は高くなります。用途：屋外機器や光学レンズなど、UV保護に対する要求が高い一部の分野で重視されます。
UV保護性能の試験方法
1. 分光光度計法
単色または多色UV線をサンプルに照射し、全スペクトル透過線を収集し、全スペクトル透過率を決定し、サンプルの紫外線保護指数（UPF）を計算します。
2. 平行光線によるサンプル照射積分球を使用してすべての透過光を収集する方法は、すべての方向からの透過光が収集されることを保証し、測定結果をより包括的かつ正確にします。積分球は光を効果的に均質化し、光の不均一性によって生じる測定誤差を低減できます。
3. 半球光によるサンプル照射平行透過光を収集し、特定の方向の透過光の測定に焦点を当て、特定の方向におけるサンプルの光学特性を具体的に研究できます。
さまざまな国におけるテキスタイルのUV保護性能試験基準
国家標準GB/T 18830-2009「テキスタイルのUV保護性能の評価」によると、UV保護テキスタイルは、UPF > 40かつUVA透過率 < 5%を満たす必要があります。これはUV保護製品と呼ばれます。紫外線保護指数（UPF）は、皮膚が無防備な状態で計算された紫外線放射の平均効果と、生地で保護された状態で計算された平均効果の比率を指します。UPF値が高いほど、テキスタイルのUV保護性能は向上します。UVAは紫外線の中で最も波長の長い部分であり、強い浸透力があり、皮膚の真皮層に到達して弾性繊維やコラーゲン繊維を損傷する可能性があります。UVA透過率が小さいほど、テキスタイルのUV保護性能は向上します。
テキスタイルのUV保護性能を向上させるアプローチ
1. アゾ染料は紫外線放射を吸収し、ポリマーの光分解を防ぐことができます。
2. UV保護係数の高い繊維を使用して生地を織る。
3. 生地織りの際にUV保護機能を持つ粒子を添加する。
4. 生地構造を変更する（生地の厚さや密度を増やすなど）。
5. UV耐性と日焼け止め機能を達成するために、適切な量のUV仕上げ剤を生地に添加する。
生地繊維と生地のUV耐性メカニズム
紫外線が生地表面に照射されると、紫外線の一部は生地によって透過、吸収、反射されます。以下の図は、生地表面におけるテキスタイル構造と紫外線のさまざまな伝播経路を示しています。生地表面の繊維は、紫外線の高エネルギーの一部を吸収して他の形態のエネルギーに変換することにより、紫外線放射による人体への害を軽減し、一方、放射線の他の部分は繊維自体によって反射または散乱されます。
したがって、紫外線スクリーニング剤を繊維または生地の特定の化学処理に使用できます。その主な作用メカニズムは、紫外線のほとんどを反射または選択的に吸収し、これらの高エネルギーを低エネルギーに変換して放出することにより、紫外線保護の効果を達成することです。この効果を達成する方法はたくさんあります。
この記事では、主に仕上げ剤による保護の実現について紹介します。
UV耐性仕上げ剤
UV耐性仕上げ剤は、屋外スポーツウェアや屋外作業用のすべての衣類など、さまざまな繊維タイプのテキスタイルのUV耐性仕上げに適しています。紫外線放射を効果的に防ぎ、生地の日焼け止め性能を向上させることができます。ポリエステル染色と同じ浴で使用すると、色の変化はわずかです。
性能
• ✓ 紫外線に対する吸収効果があり、紫外線の透過率を大幅に低減し、UV放射（UVA、UVB）を効果的に防ぎ、生地は高い日焼け止め指数を持っています。
• ✓ 洗濯耐性が高く、樹脂、柔軟剤、蛍光増白剤との相性が優れています。
• ✓ 通常、すべての繊維材料に適していますが、繊維艶消し剤を使用したり、生地構造が緩すぎる場合、仕上げ効果は低下します。
• ✓ 生地の手触りに影響を与えず、生地の色合いへの影響もわずかです。
• ✗ 他の仕上げ製品との互換性がない場合があります。互換性と効果を事前にテストすることをお勧めします。
用途
使用前に振って、最良の効果を確保してください。
推奨用量：パッド法の場合20～50g/L
推奨プロセス：作業液を希釈→（パッド乾燥、ピックアップ率70～80％）→乾燥→セット
実際のニーズに応じて、用量を適切に増減できます。
生地の初期UPF値が非常に低い場合、または必要なUPF値が非常に高い場合は、用量を50～80g/Lに増やすことをお勧めします。
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