Berichtsblatt (Kurzfassung) - Cleaner Production Germany

Transcription

Berichtsblatt (Kurzfassung)
2. Berichtsart
Abschlussbericht
3a. Titel des Berichts
UV-Tex/Erforschung der UV-Durchlässigkeit von Textilien und Entwicklung
Von Bekleidung mit definiertem Schutzfaktor gegen UV-Strahlung
3b. Titel der Publikation
4a. Autoren des Berichts (Name, Vorname(n))
Gambichler Thilo, Schmidt Roger, Hoffmann Klaus
5. Abschlussdatum des Vorhabens
12.2001
6. Veröffentlichungsdatum
4b. Autoren der Publikation (Name, Vorname(n))
7. Form der Publikation
8. Durchführende Institution(en) (Name, Adresse)
Dermatologische Klinik der Ruhr-Universität Bochum,
Gudrunstr. 56, D-44791 Bochum
Klaus Steilmann Institut für Innovation und Umwelt,
Lyrenstr. 13, D-44866 Bochum
9. Ber. Nr. Durchführende Institution
10. Förderkennzeichen
*)
11a. Seitenzahl Bericht
11b. Seitenzahl Publikation
13. Fördernde Institution (Name, Adresse)
12. Literaturangaben
Bundesministerium für
Bildung und Forschung (BMBF)
14. Tabellen
53170 Bonn
15. Abbildungen
16. Zusätzliche Angaben
17. Vorgelegt bei (Titel, Ort, Datum)
18. Kurzfassung
Ziel des hier vorliegenden Vorhabens war die Erprobung und Untersuchung der verschiedenen Meßmethoden des „Ultraviolet
Protection Factor“ (UPF) und der Parameter, die den UV-Schutz von Textilien beeinflussen. Die spektralphotometrische
Bestimmung des UPF-Wertes ist ein präzises Verfahren, mit dem aufgrund seines Messprinzips (worst-case-scenario) sichere
und gut reproduzierbare Schutzfaktoren berechnet werden. Die zeit- und kostenaufwendigen In-vivo-Methoden bringen keinen
Vorteil – lediglich die Testung des UPFs mittels biologischer Dosimetrie stellt eine gute Alternative zur spektralphotometrischen
Testung dar. Wir konnten zeigen, dass über 30% der auf dem deutschen Markt befindlichen Sommertextilien unzureichende
UPF-Werte (<15) aufweisen. Nur 43% der getesteten Textilien entsprachen dem gemäß des Europäischen Standards
empfohlenen UPF-Richtwert von 40+. Außerdem zeigte sich, dass die UVA-Transmission in der Regel größer als die UVBTransmission ist und teilweise sogar mehr als das Doppelte betragen kann – bei nassen Textilien tritt dieser Effekt noch stärker
auf. Die wichtigsten textilen Parameter, die einen entscheidenden Einfluss auf die UV-protektiven Eigenschaften eines Textils
ausüben sind die Konstruktionsart, der Fasertyp und die Stofffarbe. Die zusätzliche Ausrüstung mit UV-Absorbern (z.B.
Titandioxid) erhöht signifikant den UV-Schutz des Textils. Sowohl die Dehnung eines Bekleidungsstückes als auch sein
Feuchtigkeitszustand haben einen signifikanten Einfluss auf den UPF-Wert. Die chronische UV-Belastung eines
Kleidungsstückes kann eine ausgeprägte Photodegradation der Textilfarbe bewirken und so zu einem Abfall des UPFs führen.
Die Ergebnisse, die anhand der eigens für die Studie entwickelten Textilien gewonnen, wurden zeigten, dass auch relativ leichte
Textilien mit hohen Schutzfaktoren hergestellt werden können. Bei physikalischen und chemischen Belastungstests zeigten sich
keine dramatischen Beeinträchtigungen des UPFs. Bei der Erstellung einer Kollektion mit „UV-Schutzkleidung“ ist einerseits auf
modische Aspekte und Tragekomfort wertgelegt, andererseits aber auch an die Integration der Anforderungen des Europäischen
Standards geachtet worden. In Zusammenarbeit mit den Mitgliedern der Europäischen Normierungskommission (CEN) sind
basierend auf den Ergebnissen des UV-Tex-Projektes Anforderungen für die Messung und Auszeichnung von UVSchutzkleidung definiert worden. Neben dem UPF-Richtwert von 40+ und der maximal zulässigen UVA-Transmission von 5%
sind insbesondere auch strenge Anforderungen an das Design der Bekleidungsstücke gestellt worden.
19. Schlagwörter
Clothing, fabrics, textile material, ultraviolet protection factor (UPF), spectrophotometry, UV transmission, skin cancer prevention, sun
protection
20. Verlag
*)
21. Preis
Auf das Förderkennzeichen des BMBF soll auch in der Veröffentlichung hingewiesen werden.
BMBF-Vordr. 3831/03.99
Berichtsblatt
ISSN
0909-752X
2. Berichtsart
Abschlussbericht
Repeatability of in vitro measurements of the ultraviolet protection factor (UPF) by spectrophotometry with
automatic sampling.
12.2001
.05.2001
Hoffmann Klaus, Kesners Peter, Bader Armin, Avermaete Annelies,
Altmeyer Peter, Gambichler Thilo
Fachzeitschrift
Klaus Steilmann Institut für Innovation und Umwelt GmbH,
*)
77
4
11
14. Tabellen
1
53170 Bonn
15. Abbildungen
1
18. Kurzfassung
BACKGROUND/AIMS: Spectrophotometric assessment (in vitro) is the most established method for determining the ultraviolet protection
factor (UPF) of textiles. Apart from stringent requirements for measurement precision, practical methods are required for the routine
determination of the UPF. We report here spectrophotometric measurements of textiles using a newly developed autosampler. Measurement
precision was evaluated under repeatable conditions. METHODS: Fifteen different textiles were spectrophotometrically assessed for the
determination of the UPF. Sample handling inside the spectrophotometer was performed with a computer-controlled sampling device, capable
of loading and unloading a textile sample from a magazine as well as rotating the sample perpendicular to the spectrometer beam. In order to
evaluate the repeatability of measurements, one sample of each textile was assessed eight times under the same conditions in the same
laboratory. RESULTS: A mean percentage of the standard error of 1% [E(UPF)] was calculated for the UPF measurements. For UPFs >30, a
significantly higher E(UPF) was found (r=0.78; P<0.001). E(UV) (3.9%) of ultraviolet A (UVA) transmission differed significantly from
E(UV) (1.1 %) of ultraviolet B (UVB) transmission (P<0.05). CONCLUSIONS: Though a slight decrease of repeatability was observed for
UVA transmission measurements and UPFs higher than 30, our data indicate a high measurement precision under repeatable conditions. In
conclusion, spectrophotometric measurements of textiles with the aid of the autosampler presented have been shown to be highly practical,
time saving and precise
19. Schlagwörter
Clothing, fabrics, textile material, ultraviolet protection factor (UPF), spectrophotometry, UV transmission, skin
cancer prevention, sun protection
20. Verlag
Munksgaard, Copenhagen.
*)
21. Preis
31 Euro
Document Control Sheet
ISSN
0909-752X
2. Type of Report
Final report
3a. Report Title
3b. Title of Publication
Repeatability of in vitro measurements of the ultraviolet protection factor (UPF) by spectrophotometry with
automatic sampling.
4a. Author(s) of the Report (Family Name, First Name(s))
5.End of Project
12.2001
4b. Author(s) of the Publication (Family Name, First Name(s))
6. Publication
05.2002
Hoffmann Klaus, Kesners Peter, Bader Armin, Avermaete Annelies,
Altmeyer Peter, Gambichler Thilo
7. Form of Publication
Journal
8. Performing Organization(s) (Name, Address)
9. Originator’s Report No.
10. Reference No.
07UVB60A/2 u. 07UVB60B/5
11a. No. of Pages Report
77
11b. No. of Pages Publication
4
13. Sponsoring Agency (Name, Address)
12. No. of References
13
14. No. of Tables
1
53170 Bonn
2
16. Supplementary Notes
17. Presented at (Title, Place, Date)
18. Abstract
BACKGROUND/AIMS: Spectrophotometric assessment (in vitro) is the most established method for determining the ultraviolet protection
factor (UPF) of textiles. Apart from stringent requirements for measurement precision, practical methods are required for the routine
determination of the UPF. We report here spectrophotometric measurements of textiles using a newly developed autosampler. Measurement
precision was evaluated under repeatable conditions. METHODS: Fifteen different textiles were spectrophotometrically assessed for the
determination of the UPF. Sample handling inside the spectrophotometer was performed with a computer-controlled sampling device, capable
of loading and unloading a textile sample from a magazine as well as rotating the sample perpendicular to the spectrometer beam. In order to
evaluate the repeatability of measurements, one sample of each textile was assessed eight times under the same conditions in the same
laboratory. RESULTS: A mean percentage of the standard error of 1% [E(UPF)] was calculated for the UPF measurements. For UPFs >30, a
significantly higher E(UPF) was found (r=0.78; P<0.001). E(UV) (3.9%) of ultraviolet A (UVA) transmission differed significantly from
E(UV) (1.1 %) of ultraviolet B (UVB) transmission (P<0.05). CONCLUSIONS: Though a slight decrease of repeatability was observed for
UVA transmission measurements and UPFs higher than 30, our data indicate a high measurement precision under repeatable conditions. In
conclusion, spectrophotometric measurements of textiles with the aid of the autosampler presented have been shown to be highly practical,
time saving and precise
19.Keywords
20. Publisher
21. Price
31 Euro
Berichtsblatt
ISSN
0080-0015
2. Berichtsart
Abschlussbericht
Comparison of methods: determination of UV protection of clothing
Gambichler Thilo, Altmeyer Peter, Hoffmann Klaus
12.2001
5.2002
Fachzeitschrift
*)
77
7
25
14. Tabellen
1
53170 Bonn
15. Abbildungen
1
18. Kurzfassung
Based on spectrophotometric measurements and mathematical calculations, the ultraviolet (UV) protection factor of a textile is
determined in vitro. This technique is the most established test method for the determination of UV protection of a garment.
However, the validity and practicality of the in vitro UV protection factor (UPF) determined in the laboratory has been a
controversial issue with regard to its significance in the field. Several studies have verified the in vitro UPF by comparing it with
various in vivo test protocols using solar-simulated radiation for the determination of the minimal erythema dose. The data
inconsistency between these studies is certainly due to different methodology. Furthermore, UV dosimetry is a suitable method
for quantifying UV transmission through a garment. Chemical dosimeters (e.g. polysulfone films) and biological UV detector films
have been used in in vivo-simulated studies in the form of small portable badges monitoring solar UV transmittance through
garments on manikins and mobile subjects. As sunlight consists to a considerable extent of diffuse radiation, which is more
scattered and absorbed by the fabric than direct radiation, UPF values obtained by measurements in real exposure situations are
usually higher than those obtained by conventional in vitro and in vivo testing with collimated radiation beams. Thus the
discrepancy between laboratory-based testing and field-based measurements may be due to different radiation geometry of UV
sources. Taken together, the in vitro method is the most practicable and inexpensive method for routine measurements of UPF,
but dosimetry seems to be a highly useful method for determining the UPF in real exposure situations.
19. Schlagwörter
Clothing, fabrics, textile material, ultraviolet protection factor (UPF), spectrophotometry, UV
transmission, skin cancer prevention
20. Verlag
Springer-Verlag
*)
21. Preis
114 Euro
ISSN
0080-0015
3a. Report Title
2. Type of Report
Final report
5.End of Project
12.2001
6. Publication Date
5.2002
Journal
10. Reference No.
07UVB60A/2 u. 07UVB60B/5
77
7
25
14. No. of Tables
1
53170 Bonn
15. No. of Figures
1
18. Abstract
Based on spectrophotometric measurements and mathematical calculations, the ultraviolet (UV) protection factor of a textile is
determined in vitro. This technique is the most established test method for the determination of UV protection of a garment.
However, the validity and practicality of the in vitro UV protection factor (UPF) determined in the laboratory has been a
controversial issue with regard to its significance in the field. Several studies have verified the in vitro UPF by comparing it with
various in vivo test protocols using solar-simulated radiation for the determination of the minimal erythema dose. The data
inconsistency between these studies is certainly due to different methodology. Furthermore, UV dosimetry is a suitable method
for quantifying UV transmission through a garment. Chemical dosimeters (e.g. polysulfone films) and biological UV detector films
have been used in in vivo-simulated studies in the form of small portable badges monitoring solar UV transmittance through
garments on manikins and mobile subjects. As sunlight consists to a considerable extent of diffuse radiation, which is more
scattered and absorbed by the fabric than direct radiation, UPF values obtained by measurements in real exposure situations are
usually higher than those obtained by conventional in vitro and in vivo testing with collimated radiation beams. Thus the
discrepancy between laboratory-based testing and field-based measurements may be due to different radiation geometry of UV
sources. Taken together, the in vitro method is the most practicable and inexpensive method for routine measurements of UPF,
but dosimetry seems to be a highly useful method for determining the UPF in real exposure situations.
19.Keywords
Clothing, fabrics, textile material, ultraviolet protection factor (UPF), spectrophotometry, UV
transmission, skin cancer prevention
20. Publisher
Springer-Verlag, Berlin-New York
21. Price
114 Euro
Berichtsblatt
ISSN
0080-0015
2. Berichtsart
Abschlussbericht
Role of clothes in sun protection
12.2001
5.2002
Fachzeitschrift
*)
77
10
46
14. Tabellen
53170 Bonn
15. Abbildungen
3
18. Kurzfassung
Ultraviolet (UV) radiation is the carcinogenic factor in sunlight. Damage to skin cells from repeated UV exposure can lead to the development
of skin cancer. Apart from avoidance of the sun, the most frequently used form of UV protection has been the application of sunscreens. The
use of textiles as a means of sun protection has been underrated in previous educational campaigns, even though suitable clothing offers
usually simple and effective broadband protection against the sun. Apart from skin cancer formation, exacerbation of photosensitive disorders
and premature skin aging could be prevented by suitable UV-protective clothing. Nevertheless, several studies have recently shown that,
contrary to popular opinion, some textiles provide only limited UV protection. It has been found that one-third of commercial summer
clothing items provide a UV protection factor (UPF) less than 15. Given the increasing interest in sun protection, recreationally and
occupationally, test methods and a rating scheme for clothing were needed that would ensure sufficient UV protection. Various textile
parameters have an influence on the UPF of a finished garment. Important parameters are the fabric porosity, type, color, weight and
thickness. The application of UV absorbers into the yarns significantly improves the UPF of a garment. Under the conditions of wear and use
several factors can alter the UV-protective properties of a textile, e.g., stretch, wetness and laundering. The use of UV-blocking cloths can
provide excellent protection against the hazards of sunlight; this is especially true for garments manufactured as UV-protective clothing.
However, further educational efforts are necessary to change people's sun behavior and raise awareness for the use of adequate sun-protective
clothing.
19. Schlagwörter
Clothing, fabrics, textile material, ultraviolet protection factor (UPF), spectrophotometry, UV transmission, skin cancer prevention
20. Verlag
Springer-Verlag
*)
21. Preis
114 Euro
ISSN
0080-0015
3a. Report Title
2. Type of Report
Final report
Role of clothes in sun protection
5.End of Project
12.2001
6. Publication Date
5.2002
Journal
10. Reference No.
07UVB60A/2 u. 07UVB60B/5
77
10
46
14. No. of Tables
53170 Bonn
15. No. of Figures
3
18. Abstract
Ultraviolet (UV) radiation is the carcinogenic factor in sunlight. Damage to skin cells from repeated UV exposure can lead to the development
of skin cancer. Apart from avoidance of the sun, the most frequently used form of UV protection has been the application of sunscreens. The
use of textiles as a means of sun protection has been underrated in previous educational campaigns, even though suitable clothing offers
usually simple and effective broadband protection against the sun. Apart from skin cancer formation, exacerbation of photosensitive disorders
and premature skin aging could be prevented by suitable UV-protective clothing. Nevertheless, several studies have recently shown that,
contrary to popular opinion, some textiles provide only limited UV protection. It has been found that one-third of commercial summer
clothing items provide a UV protection factor (UPF) less than 15. Given the increasing interest in sun protection, recreationally and
occupationally, test methods and a rating scheme for clothing were needed that would ensure sufficient UV protection. Various textile
parameters have an influence on the UPF of a finished garment. Important parameters are the fabric porosity, type, color, weight and
thickness. The application of UV absorbers into the yarns significantly improves the UPF of a garment. Under the conditions of wear and use
several factors can alter the UV-protective properties of a textile, e.g., stretch, wetness and laundering. The use of UV-blocking cloths can
provide excellent protection against the hazards of sunlight; this is especially true for garments manufactured as UV-protective clothing.
However, further educational efforts are necessary to change people's sun behavior and raise awareness for the use of adequate sun-protective
clothing
19.Keywords
Clothing, fabrics, textile material, ultraviolet protection factor (UPF), spectrophotometry, UV transmission, skin cancer prevention
20. Publisher
Springer-Verlag, Berlin-New York
21. Price
114 Euro
Berichtsblatt
ISSN
0905-4383
2. Berichtsart
Abschlussbericht
Ultraviolet protection by summer textiles. Ultraviolet transmission measurements verified by determination of the
minimal erythema dose with solar-simulated radiation.
12.2001
.03.2001
Gambichler Thilo, Avermaete Annelies, Bader Armin, Altmeyer Peter,
Hoffmann Klaus.
Fachzeitschrift
*)
77
6
27
14. Tabellen
1
53170 Bonn
15. Abbildungen
3
18. Kurzfassung
BACKGROUND: Apart from sunscreen lotions, clothing provides protection from acute and chronic sun damage. Therefore, it is very
important to know the ultraviolet (UV) protection factor (UPF) of textiles, in particular of lightweight summer clothing. Usually, the UPF of a
textile is determined by spectrophotometric assessment of the UV transmission (in vitro method). OBJECTIVES: To compare the relationship
between in vitro tests and in vivo tests of UPF using solar simulators for determination of the minimal erythema dose (MED), applied to 30
different summer textiles. METHODS: Thirty summer textiles were spectrophotometrically assessed, and UPFs were calculated with respect
to the International Commission on Illumination (CIE) erythemal action spectrum.1 Based on the in vitro UPFs 'on skin' and 'off skin', in vivo
testing was performed using a solar simulator for the determination of the MEDunprotected and MEDprotected. RESULTS: The UPFs
obtained from in vivo 'on skin' testing were significantly (r = 0.95; P < 0.001) lower than the predicted in vitro UPFs. This disparity was also
confirmed by chromometric assessment of the MED testing; the erythemal responses measured after textile protection were significantly (P <
0.001) higher than those obtained without protection. However, the in vivo 'off skin' UPFs did not significantly (r = 0.98; P > 0.05) differ
from the in vitro UPFs; comparison of the chromometrically assessed erythemal responses was also insignificant (P > 0.05).
CONCLUSIONS: The different correlation between in vitro and in vivo measurements of the UPF may be due to the optical-geometrical
properties of textiles and the different amount of direct and diffuse radiation passing through the spaces between the yarns. As
spectrophotometric measurements of a textile may generally yield lower UPFs than those obtained under average field conditions, the in vitro
test method provides 'safe' UPF values representing a 'worst-case scenario'. In contrast to in vitro testing, in vivo methods are much more
expensive and time-consuming. Thus, with respect to practicality, spectrophotometric measurements seem to be most suitable for the
evaluation of UV protection of textiles.
19. Schlagwörter
protection
20. Verlag
Blackwell, Oxford
*)
21. Preis
43 Euro
ISSN
0905-4383
2. Type of Report
Final report
3a. Report Title
Ultraviolet protection by summer textiles. Ultraviolet transmission measurements verified by determination of the
minimal erythema dose with solar-simulated radiation.
5.End of Project
12.2001
6. Publication
03.2001
Gambichler Thilo, Avermaete Annelies, Bader Armin, Altmeyer Peter,
Hoffmann Klaus.
Journal
10. Reference No.
07UVB60A/2 u. 07UVB60B/5
77
6
27
14. No. of Tables
1
53170 Bonn
15. No. of figures
3
18. Abstract
BACKGROUND: Apart from sunscreen lotions, clothing provides protection from acute and chronic sun damage. Therefore, it is very
important to know the ultraviolet (UV) protection factor (UPF) of textiles, in particular of lightweight summer clothing. Usually, the UPF of a
textile is determined by spectrophotometric assessment of the UV transmission (in vitro method). OBJECTIVES: To compare the relationship
between in vitro tests and in vivo tests of UPF using solar simulators for determination of the minimal erythema dose (MED), applied to 30
different summer textiles. METHODS: Thirty summer textiles were spectrophotometrically assessed, and UPFs were calculated with respect
to the International Commission on Illumination (CIE) erythemal action spectrum.1 Based on the in vitro UPFs 'on skin' and 'off skin', in vivo
testing was performed using a solar simulator for the determination of the MEDunprotected and MEDprotected. RESULTS: The UPFs
obtained from in vivo 'on skin' testing were significantly (r = 0.95; P < 0.001) lower than the predicted in vitro UPFs. This disparity was also
confirmed by chromometric assessment of the MED testing; the erythemal responses measured after textile protection were significantly (P <
0.001) higher than those obtained without protection. However, the in vivo 'off skin' UPFs did not significantly (r = 0.98; P > 0.05) differ
from the in vitro UPFs; comparison of the chromometrically assessed erythemal responses was also insignificant (P > 0.05).
CONCLUSIONS: The different correlation between in vitro and in vivo measurements of the UPF may be due to the optical-geometrical
properties of textiles and the different amount of direct and diffuse radiation passing through the spaces between the yarns. As
spectrophotometric measurements of a textile may generally yield lower UPFs than those obtained under average field conditions, the in vitro
test method provides 'safe' UPF values representing a 'worst-case scenario'. In contrast to in vitro testing, in vivo methods are much more
expensive and time-consuming. Thus, with respect to practicality, spectrophotometric measurements seem to be most suitable for the
evaluation of UV protection of textiles.
19.Keywords
protection
20. Publisher
Blackwell, Oxford.
21. Price
43 Euro
Berichtsblatt
ISSN
0003-987
2. Berichtsart
Abschlussbericht
Defined UV protection by apparel textiles
12.2001
8.2001
Hoffmann Klaus, Laperre Jan, Avermaete Annelies, Altmeyer Peter,
Gambichler Thilo
Fachzeitschrift
*)
77
6
48
14. Tabellen
2
53170 Bonn
15. Abbildungen
18. Kurzfassung
This article was written to update information on test methods and standards for determining the UV protection of
apparel textiles and on factors affecting UV protective properties of fabrics, from dermatological and textile
technological viewpoints. Articles from dermatological and textile technological journals published from 1990 to
2001 were identified from MEDLINE, Excerpta Medica/EMBASE, World Textiles, and Textile Technology
Digest. Peer-reviewed dermatological articles, textile technological research articles, and normative publications
were selected. Independent data extraction was performed by several observers. Spectrophotometry is the
preferred method for determining UV protection factor of textile materials. Various textile qualities affect the UV
protection factor of a finished garment; important elements are the fabric porosity, type, color, weight, and
thickness. The application of UV absorbers in the yarns significantly improves the UV protection factor of a
garment. With wear and use, several factors can alter the UV protective properties of a textile, including stretch,
wetness, and degradation due to laundering. Standards in the field exist in Australia and Great Britain, and
organizations such as the European Standardization Commission in Europe and the American Association of
Textile Chemists and Colorists and the American Society for Testing and Materials in the United States are also
establishing standards for the determination and labeling of sun protective clothing. Various textile qualities and
conditions of wear and use affect UV protective properties of apparel textiles. The use of UV blocking fabrics can
provide excellent protection against the hazards of sunlight; this is especially true for garments manufactured as
UV protective clothing.
19. Schlagwörter
20. Verlag
American Medical Association
*)
21. Preis
42 Euro
ISSN
0003-987
2. Type of Report
Final report
3a. Report Title
5.End of Project
12.2001
6. Publication Date
08.2002
Hoffmann Klaus, Laperre Jan, Avermaete Annelies, Altmeyer Peter,
Gambichler Thilo
Journal
10. Reference No.
07UVB60A/2 u. 07UVB60B/5
77
6
46
14. No. of Tables
2
53170 Bonn
15. No. of Figures
18. Abstract
This article was written to update information on test methods and standards for determining the UV protection of
apparel textiles and on factors affecting UV protective properties of fabrics, from dermatological and textile
technological viewpoints. Articles from dermatological and textile technological journals published from 1990 to
2001 were identified from MEDLINE, Excerpta Medica/EMBASE, World Textiles, and Textile Technology
Digest. Peer-reviewed dermatological articles, textile technological research articles, and normative publications
were selected. Independent data extraction was performed by several observers. Spectrophotometry is the
preferred method for determining UV protection factor of textile materials. Various textile qualities affect the UV
protection factor of a finished garment; important elements are the fabric porosity, type, color, weight, and
thickness. The application of UV absorbers in the yarns significantly improves the UV protection factor of a
garment. With wear and use, several factors can alter the UV protective properties of a textile, including stretch,
wetness, and degradation due to laundering. Standards in the field exist in Australia and Great Britain, and
organizations such as the European Standardization Commission in Europe and the American Association of
Textile Chemists and Colorists and the American Society for Testing and Materials in the United States are also
establishing standards for the determination and labeling of sun protective clothing. Various textile qualities and
conditions of wear and use affect UV protective properties of apparel textiles. The use of UV blocking fabrics can
provide excellent protection against the hazards of sunlight; this is especially true for garments manufactured as
UV protective clothing.
19.Keywords
20. Publisher
American Medical Association
21. Price
42 Euro
Berichtsblatt
ISSN
(online-journal)
2. Berichtsart
Abschlussbericht
Protection against ultraviolet radiation by commercial summer clothing: need for standardised testing and
labelling.
12.2001
.10.2001
Gambichler Thilo, Rotterdam Sebastian, Altmeyer Peter, Hoffmann Klaus
Fachzeitschrift
*)
77
4
13
14. Tabellen
1
53170 Bonn
15. Abbildungen
2
18. Kurzfassung
BACKGROUND: The use of clothing as a means of sun protection has been recommended in recent education
campaigns. Contrary to popular opinion, however, some fabrics provide insufficient ultraviolet (UV) protection.
MATERIAL AND METHODS: We investigated 236 apparel textiles of the spring/summer collections 2000 and
2001. In accordance with the forthcoming European standard the UV protection factor (UPF) of the fabrics was
determined spectrophotometrically. RESULTS: Seventy-eight (33%) fabrics had UPF < 15, 45 (19%) had UPF =
or > 15 and < 30, and 113 (48%) had UPF = or > 30 (30+). More than 70% of the wool, polyester, and fabric
blends, and only less than 30% of the cotton, linen, and viscose fabrics had UPF values of 30+. Fabrics with
black, navy-blue, white, green, or beige colours provided most frequently UPF values of 30+. CONCLUSIONS:
It is difficult for the sun-aware consumer to choose the 'right' garment, with a third of summer clothing providing
insufficient UV protection and only half of the fabrics having UPF 30+, the UPF recommended by the European
standard. Therefore, apparel summer fabrics should be measured and labelled in accordance with a standard
document.
19. Schlagwörter
20. Verlag
BioMed Central Ltd.
*)
21. Preis
free access
ISSN
(online-journal)
2. Type of Report
Final report
3a. Report Title
Protection against ultraviolet radiation by commercial summer clothing: need for standardised testing and
labelling.
5.End of Project
12.2001
6. Publication Date
10.2002
Gambichler Thilo, Rotterdam Sebastian, Altmeyer Peter, Hoffmann Klaus
Journal
10. Reference No.
07UVB60A/2 u. 07UVB60B/5
77
4
13
14. No. of Tables
1
53170 Bonn
2
18. Abstract
BACKGROUND: The use of clothing as a means of sun protection has been recommended in recent education
campaigns. Contrary to popular opinion, however, some fabrics provide insufficient ultraviolet (UV) protection.
MATERIAL AND METHODS: We investigated 236 apparel textiles of the spring/summer collections 2000 and
2001. In accordance with the forthcoming European standard the UV protection factor (UPF) of the fabrics was
determined spectrophotometrically. RESULTS: Seventy-eight (33%) fabrics had UPF < 15, 45 (19%) had UPF =
or > 15 and < 30, and 113 (48%) had UPF = or > 30 (30+). More than 70% of the wool, polyester, and fabric
blends, and only less than 30% of the cotton, linen, and viscose fabrics had UPF values of 30+. Fabrics with
black, navy-blue, white, green, or beige colours provided most frequently UPF values of 30+. CONCLUSIONS:
It is difficult for the sun-aware consumer to choose the 'right' garment, with a third of summer clothing providing
insufficient UV protection and only half of the fabrics having UPF 30+, the UPF recommended by the European
standard. Therefore, apparel summer fabrics should be measured and labelled in accordance with a standard
document.
19.Keywords
20. Publisher
BioMed Central Ltd.
21. Price
free accessi
Berichtsblatt
ISSN
0905-4383
2. Berichtsart
Abschlussbericht
Influence of wetness on the ultraviolet protection factor (UPF) of textiles: in vitro and in vivo measurements.
12.2001
.02.2002
Gambichler Thilo, Hatch Kathryn, Avermaete Annelies, Altmeyer Peter,
Hoffmann Klaus.
Fachzeitschrift
*)
77
7
22
14. Tabellen
6
53170 Bonn
15. Abbildungen
18. Kurzfassung
BACKGROUND/PURPOSE: Clothing is an important product for sunburn protection and skin cancer prevention. The moisture content of a
fabric, which can increase during its wearing, may decrease the fabric's capability of protecting the skin from solar UV radiation, that is,
lower its UPF (ultraviolet protection factor). Due to limited data about the effect of fabric wetness on UPF, this study was undertaken to
investigate the following: (a) the effect of saturating a variety of fabrics with tap water and with salt water on fabric UPF and (b) whether
wetted-fabric UPF values reflect only the fact that the fabric is wet during testing or the fact that the skin is hydrated and the fabric is wet.
METHODS: For objective a, 69 summer fabrics were spectrophotometrically (in vitro) assessed when "dry" and when saturated with tap and
salt water. In vitro UPFs, percent UVA transmission and percent UVB transmission values were calculated from the transmission data. For
objective b, 100% cotton and 100% polyester fabrics were tested in vivo to determine in vivo UPF values. The minimal erythema dose (MED)
was determined for each of the 12 subjects on unprotected "dry" skin and on "hydrated" unprotected skin. MEDprotected was determined
when the subject's skin was covered with "dry" and with saturated fabric. In vivo UPFs were calculated using this data. Student's paired t-tests
were used to determine the effect of wetting. RESULTS: With one exception, in vitro UPF values were the same when the fabrics were
saturated with tap water and when they were saturated with salt water. However, saturating the fabrics with water had different effects on the
UPF, UVA transmission, and UVB transmission values. For linen, viscose and polyester fabrics, UPF significantly increased. For the cotton
fabrics and the polyester + TiO2 fabrics, UPF significantly decreased. For the modal + TiO2 fabrics and the polyester crepe + TiO2 fabrics,
UPF significantly increased. From the in vivo testing, the MED of the "hydrated unprotected" skin was not different than the MED of "dry
unprotected skin." Values obtained from subtracting dry-fabric in vivo UPF values from dry-fabric in vitro values and subtracting wet-fabric
in vivo UPF values from wet-fabric in vitro values are not different. CONCLUSION: Fabrics do not need to be tested when saturated with tap
and with salt water. Testing fabrics wet and dry should be done, as the effect of saturating fabric on UPF value varies. Fortunately, UPF
values for wetted fabrics reveal only the effect of increased moisture content in the fabric and have nothing to do with wetting of the skin by
the fabric.
19. Schlagwörter
protection
20. Verlag
*)
21. Preis
31 Euro
ISSN
0905-4383
2. Type of Report
Final report
3a. Report Title
Influence of wetness on the ultraviolet protection factor (UPF) of textiles: in vitro and in vivo measurements.
5.End of Project
12.2001
6. Publication
02.2002
Gambichler Thilo, Hatch Kathryn, Avermaete Annelies, Altmeyer Peter,
Hoffmann Klaus.
Journal
10. Reference No.
07UVB60A/2 u. 07UVB60B/5
77
7
22
14. No. of Tables
6
53170 Bonn
18. Abstract
BACKGROUND/PURPOSE: Clothing is an important product for sunburn protection and skin cancer prevention. The moisture content of a
fabric, which can increase during its wearing, may decrease the fabric's capability of protecting the skin from solar UV radiation, that is,
lower its UPF (ultraviolet protection factor). Due to limited data about the effect of fabric wetness on UPF, this study was undertaken to
investigate the following: (a) the effect of saturating a variety of fabrics with tap water and with salt water on fabric UPF and (b) whether
wetted-fabric UPF values reflect only the fact that the fabric is wet during testing or the fact that the skin is hydrated and the fabric is wet.
METHODS: For objective a, 69 summer fabrics were spectrophotometrically (in vitro) assessed when "dry" and when saturated with tap and
salt water. In vitro UPFs, percent UVA transmission and percent UVB transmission values were calculated from the transmission data. For
objective b, 100% cotton and 100% polyester fabrics were tested in vivo to determine in vivo UPF values. The minimal erythema dose (MED)
was determined for each of the 12 subjects on unprotected "dry" skin and on "hydrated" unprotected skin. MEDprotected was determined
when the subject's skin was covered with "dry" and with saturated fabric. In vivo UPFs were calculated using this data. Student's paired t-tests
were used to determine the effect of wetting. RESULTS: With one exception, in vitro UPF values were the same when the fabrics were
saturated with tap water and when they were saturated with salt water. However, saturating the fabrics with water had different effects on the
UPF, UVA transmission, and UVB transmission values. For linen, viscose and polyester fabrics, UPF significantly increased. For the cotton
fabrics and the polyester + TiO2 fabrics, UPF significantly decreased. For the modal + TiO2 fabrics and the polyester crepe + TiO2 fabrics,
UPF significantly increased. From the in vivo testing, the MED of the "hydrated unprotected" skin was not different than the MED of "dry
unprotected skin." Values obtained from subtracting dry-fabric in vivo UPF values from dry-fabric in vitro values and subtracting wet-fabric
in vivo UPF values from wet-fabric in vitro values are not different. CONCLUSION: Fabrics do not need to be tested when saturated with tap
and with salt water. Testing fabrics wet and dry should be done, as the effect of saturating fabric on UPF value varies. Fortunately, UPF
values for wetted fabrics reveal only the effect of increased moisture content in the fabric and have nothing to do with wetting of the skin by
the fabric.
19.Keywords
protection
20. Publisher
21. Price
31 Euro
Verbundprojekt:
“UV-Tex/Erforschung der Durchlässigkeit von Textilien und
Entwicklung von Bekleidung mit definiertem Schutzfaktor
gegen UV-Strahlung“
Förderkennzeichen 07UVB60A/2 und 07UVB60B/5
Abschlussbericht
Sachbericht - Zeitraum 1999 - 2001
(Wissenschaftlich - technische Ergebnisse)
Datum vom: 01.07.99 bis 31.12.01
GSF - Projektträger des BMBF für Umwelt- und Klimaforschung
UV-Tex-Abschlussbericht (S. 1)
Projektpartner:
•
1
Dermatologische Klinik der Ruhr-Universität Bochum im St. Josef Hospital,
Projektleiter:
Dr.
med.
Klaus
nachfolgend: RUB
Hoffmann,
Leitender
Oberarzt
der
Dermatologischen Klinik der Ruhr-Universität Bochum
•
2
KSI Klaus Steilmann Institut für Innovation und Umwelt GmbH,
nachfolgend: KSI
Zusammensetzung der Arbeitsgruppe:
Dr. K. Hoffmann (Dermatologe)1, Dr. T. Gambichler (Dermatologe)1,
Prof. Dr. W.-D. Hartmann (Innovationswissenschaftler)2, R. Schmidt (DiplomPhysiker)2, D. Hartmann (Produktentwicklung)2 I. Esser (MTA)1, E. Piwek
(MTA)1
Inhaltsverzeichnis
Seite
1.
Zusammenfassung ----------------------------------------------------------------------------------- 4
2.
Wissenschaftlicher und technischer Stand vor Projektbeginn 7
3.
Ziele und Aufgabenstellungen ------------------------------------------------------------- 9
4.
Projektdurchführung, Ergebnisse und Diskussion -------------------- 10
4.1.
Markt für UV-Schutzkleidung: Akzeptanz in der Bevölkerung ---------------------------------- 10
4.2.
Beschaffung und Auswahl von Textilien für die Bestimmung des UPFs ------------------- 11
4.3.
UPF-Messmethoden ------------------------------------------------------------------------------------------ 13
4.4.
UPF-Rating von kommerziellen Sommertextilien --------------------------------------------------- 34
4.5.
Untersuchungen zur UVB/UVA-Transmission von Textilien------------------------------------- 36
4.6.
Einfluss von Konstruktion, Färbung und UV-Absorbern auf den UPF von Textilien ---- 42
4.7.
Durchführung von Belastungstests ausgewählter Textilien ------------------------------------ 46
4.8.
Einfluss von Feuchtigkeit und Nässe auf den UPF von Textilien------------------------------ 50
4.9.
Entwicklung und Herstellung von UV-dichten Textilien ------------------------------------------ 59
4.10.
Herstellung einer UV-Schutz-Kollektion---------------------------------------------------------------- 63
5.
Zusammenarbeit mit anderen Stellen---------------------------------------------- 69
6.
Literatur ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 71
7.
Verzeichnisse ------------------------------------------------------------------------------------------- 75
7.1
Abbildungen----------------------------------------------------------------------------------------------------- 75
7.2.
Tabellen------------------------------------------------------------------------------------------------------------75
1. Zusammenfassung
Weltweit ist ein besorgniserregender Anstieg der Hautkrebsraten zu verzeichnen. Ein
Zusammenhang von bösartigen Hauttumoren und UV-Strahlung gilt heute als
gesichert. Deshalb sind geeignete Schutzmaßnahmen vor UV-Strahlung ein
wichtiger Beitrag zur primären Hautkrebsprävention. Neben dem Meiden der Sonne
und der Verwendung von Sonnenschutzmitteln ist die Bekleidung als wichtigstes
Werkzeug zum UV-Schutz anzusehen. Ziel des hier vorliegenden Vorhabens war
insbesondere die Erprobung und Untersuchung der verschiedenen Meßmethoden
des „Ultraviolet Protection Factor“ (UPF) und der Parameter, die den UV-Schutz von
Textilien beeinflussen. Daraus abgeleitet sollten Textilien mit einem definierten UVSchutzfaktor entwickelt werden. Die spektralphotometrische Bestimmung des UPFWertes – die sogenannte In-vitro-Methode – ist ein präzises Verfahren, mit dem
aufgrund seines Messprinzips (worst-case-scenario) sichere und gut reproduzierbare
Schutzfaktoren berechnet werden, die in der Regel unter natürlichen Bedingungen
kaum überschritten werden. Die zeit- und kostenaufwendigen In-vivo-Methoden mit
Probanden bringen keinen Vorteil – lediglich die Testung des UPFs mittels
biologischer Dosimetrie stellt eine gute Alternative zur spektralphotometrischen
Testung dar, weil mit dieser Methode auch Messungen im Freien unter normalen
Expositionsbedingungen gemacht werden können und der Kostenaufwand relativ
gering ist.
Wir konnten zeigen, dass über 30% der auf dem deutschen Markt
befindlichen Sommertextilien unzureichende UPF-Werte (<15) aufweisen. Nur 43%
der getesteten Textilien entsprachen dem gemäß des Europäischen Standards
empfohlenen UPF-Richtwert von 40+. Neben der UVB-Transmission, die im
wesentlichen durch den UPF-Wert eines Textils charakterisiert wird, wurde auch die
UVA-Transmission näher untersucht. Es zeigte sich, dass die UVA-Transmission in
der Regel größer als die UVB-Transmission ist und teilweise sogar mehr als das
Doppelte betragen kann – bei nassen Textilien tritt dieser Effekt noch stärker auf.
Die wichtigsten textilen Parameter, die einen entscheidenden Einfluss auf die UVprotektiven Eigenschaften eines Textils ausüben sind die Konstruktionsart, der
Fasertyp und die Stofffarbe. Die in der Regel besten Schutzeigenschaften bieten
gewebte Polyester- und Polyesterverbindungen. Textilien aus Baumwolle, Viskose
und Leinen haben meist niedrige UPF-Werte. Die zusätzliche Ausrüstung mit UVUV-Tex-Abschlussbericht (S. 4)
Absorbern (z.B. Titandioxid) erhöht signifikant den UV-Schutz des Textils und kann
insbesondere bei Fasern eingesetzt werden, die sonst einen eher geringen Schutz
gewährleisten. Sowohl die Dehnung eines Bekleidungsstückes als auch sein
Feuchtigkeitszustand haben einen signifikanten Einfluss auf den UPF-Wert.
Während es unter Dehnung eines Textils in zwei Ebenen regelmäßig zu einem Abfall
des UPFs kommt sind die Veränderungen des UPFs unter Nässe komplexer und
scheinen im wesentlichen vom Fasertyp abzuhängen. Baumwolltextilien verlieren im
nassen Zustand deutlich ihre UV-Schutzwirkung. Demgegenüber findet man bei
nassen Textilien aus Modal eine signifikante Zunahme des UPFs. Die chronische
UV-Belastung eines Kleidungsstückes kann eine ausgeprägte Photodegration der
Textilfarbe bewirken und so zu einem Abfall des UPFs führen. Bei anderen
physikalischen (z.B. Dämpfen) und chemischen Belastungstests zeigten sich keine
dramatischen Beeinträchtigungen des UPFs - die Messungen zeigten im Vergleich,
unbenutzter Stoff und penetrierter Stoff, eher eine Zunahme des UPFs, als eine
Abnahme. Signifikant höher liegt der UPF des getrockneten Stoffes insbesondere
nach Anwendung der chemischen Verfahren (z.B. Waschschrumpf oder der
Scheißechtheit, sauer bzw. alkalisch).
Bei der Erstellung einer Kollektion mit „UV-Schutzkleidung“ ist einerseits auf
modische Aspekte und Tragekomfort wertgelegt, andererseits aber auch an die
Integration der Anforderungen des Europäischen Standards geachtet worden. In
Zusammenarbeit mit den Mitgliedern der Europäischen Normierungskommission
(CEN)
sind
u.a.
basierend
auf
den
Ergebnissen
des
UV-Tex-Projektes
Anforderungen für die Messung und Auszeichnung von UV-Schutzkleidung definiert
worden. Neben dem UPF-Richtwert von 40+ und der maximal zulässigen UVATransmission von 5% sind insbesondere auch strenge Anforderungen an das Design
der Bekleidungsstücke gestellt worden. Mit der voraussichtlichen Verabschiedung
des zweiten Teils des Europäischen Standards Anfang 2003 wird die normierte
Messung und Auszeichnung UV-protektiver Bekleidung Europaweit möglich sein.
Anhand der dort beschriebenen Testprozeduren besteht die Möglichkeit für
Textilhersteller, geeignete Stoffe zu selektieren und für den UV-Schutzsektor unter
Berücksichtigung
der
Design-Anforderungen
weiterzuverarbeiten.
Insgesamt
sprechen die Signale sowohl aus dem wissenschaftlichen Bereich als auch auf
Verbraucherseite dafür, dass die große Bedeutung der Bekleidungsartikeln für den
Sonnenschutz erkannt worden ist und ein gewisses Umdenken im Sonnenverhalten
und bei der Verwendung von Sonnenschutzartikeln eintreten wird.
2. Wissenschaftlicher und technischer Stand vor Projektbeginn
Weltweit ist ein besorgniserregender Anstieg der Hautkrebsraten zu verzeichnen. In
Mitteleuropa
liegen
die
Inzidenzen
für
das
Basalzellkarzinom
bei
100
Neuerkrankungen, für das Plattenepithelkarzinom bei 25 Neuerkrankungen und für
das maligne Melanom bei 15 Neuerkrankungen pro 100.000 Einwohner jährlich. In
Australien werden sogar noch deutlich höhere Inzidenzen beobachtet. Die große
Bedeutung der ultravioletten (UV) Strahlung bei der Entstehung von epithelialen
Hauttumoren
(z.B.
Basalzellkarzinom,
Plattenepithelkarzinom)
ist
in
vielen
epidemiologischen Untersuchungen eindeutig belegt worden. Die Inzidenz dieser
Hauttumore korreliert positiv mit steigender kumulativer UV-Dosis und höherem
Lebensalter.
Einige
epidemiologische
Studien
und
tierexperimentelle
Untersuchungen scheinen zu belegen, dass auch die Entwicklung des malignen
Melanoms durch natürliche und artifizielle UV-Strahlung begünstigt wird (1).
Neben dem Meiden der Sonne ist die Verwendung von Sonnencremes die am
besten untersuchte und etablierteste Methode für den Schutz vor ultravioletter (UV)
Sonnenstrahlung. Die Empfehlung von Textilien zu diesem Zweck ist bisher eher
vernachlässigt worden. Ein verstärktes Augenmerk auf den textilen UV-Schutz wurde
zuerst in australischen Präventionskampagnen gelegt. Es wurde einerseits ein
Bewusstsein dafür geschaffen, dass Textilien für den UV-Schutz genutzt werden
sollten und andererseits, dass ein beträchtlicher Teil der Sommerkleidung nur
unzureichenden UV-Schutz bietet (2-4). Im Tiermodel konnten photoprotektive
Wirkungen und geringeres Auftreten von Hautkrebs durch geeigneten textilen Schutz
nachgewiesen werden (5). Der direkte Zusammenhang zwischen dem Auftreten von
Hautkrebs und UV-Exposition durch ein Kleidungsstück wurde bei einem Patient mit
Xeroderma pigmentosum dokumentiert (6). Abgesehen von der Entstehung maligner
Tumoren ist der UV-Schutz durch Textilien auch von Bedeutung für die Prävention
photosensitiver Dermatosen, z.B. Lupus erythematodes, polymorphe Lichtreaktion,
solare Urtikaria. Durch das eher steigende Interesse am Sonnenschutz allgemein
und speziell an den UV-schützenden Eigenschaften von Textilien wurden Methoden
und Klassifizierungsschemata entwickelt, die einen optimalen UV-Schutz garantieren
sollten. Da der UV-Schutz eines Textils nicht durch bloße Inspektion eingeschätzt
werden kann, wurden spezielle Messmethoden entwickelt (7-13). In früheren Studien
wurde die Messung der UV-Transmission mit Hilfe von Spektralphotometern am
häufigsten eingesetzt. Aus den Transmissionsdaten kann der „Ultraviolet Protection
Factor“ (UPF) berechnet werden, der analog zum „Sun Protection Factor“ (SPF) von
Sonnencremes angibt, um welchen Faktor die Aufenthaltsdauer in der Sonne
verlängert werden kann, ohne dass es zu einem Erythem der Haut kommt. Dieser
biologische Endpunkt gilt allgemein als Maß für eine akute aktinische Schädigung,
die
der
Photokarzinogenese
vorauszugehen
scheint.
Zur Überprüfung der
spektralphotometrischen Methode in vitro wurden in wenigen Studien in vivo
Methoden eingesetzt werden. Diese Tests wurden mit menschlichen Probanden und
unterschiedlichen
Strahlungsquellen
(Sonnensimulator,
natürliche
Sonne)
durchgeführt (14-20). Die Ergebnisse dieser Studien waren allerdings kontrovers.
Neben den Testmethoden waren vor allem die verschiedenen Textilparameter
von Interesse, die einen Einfluss auf die UV-Transmission ausüben. Gemäß früherer
Studien sind die wichtigsten Faktoren wie folgt: Fasertyp, Konstruktionsart,
Fasergewicht und Dicke des Textils, Farbe und spezielle Ausstattung mit UVAbsorbern. Aber auch beim Gebrauch der Textilien kann unter bestimmten
Bedingungen (z.B. Dehnung, Nässe) eine Veränderung des UPFs auftreten (21-42).
Ein Nachteil dieser früherer Studien war, dass in der Regel nur kleine
Probenanzahlen untersucht wurden, und die einzelnen Parameter in der Regel nicht
unabhängig voneinander ausgewertet werden konnten.
3. Ziele und Aufgabenstellungen
In Kurzform waren wurden folgende Ziele angestrebt: Erforschung der UVDurchlässigkeit von Textilien und Entwicklung von Bekleidung mit definiertem
Schutzfaktor gegen UV-Strahlung. Zunächst war die Prüfung und Validation
verschiedener Testmethoden zur Bestimmung des UPFs vorgesehen. Hierzu sollten
hochmoderne Messgeräte (Spektralphotometer) und Solar-Simulatoren eingesetzt
und sowohl der UVB- als auch UVA-Schutz der Textilien untersucht werden. Die
Evaluation der verschiedenen in vivo Techniken sollte erfolgen, um die Vor- und
Nachteile der einzelnen Methoden beurteilen zu können. Neben den in vitro
(Spektralphotometrie) und in vivo Methoden (MED-Bestimmung am Menschen)
sollten insbesondere auch Vergleichsuntersuchungen mit biologischen Dosimetern
und natürlicher Sonnenstrahlung im Feldversuch vorgenommen werden, um die
Validität UPF-Bestimmung der zuvor genannten Methoden besser abschätzen zu
können. Anhand umfangreicher Datenmengen sollte ein Anforderungskatalog (z.B.
Textilparameter, Design) entwickelt werden, der die Kriterien für effektive UVSchutzkleidung festlegt. Aus diesen Anforderungen sollte die Herstellung UVdefinierter Textilien für die verschiedenen Bekleidungssegmenten ermöglicht
werden. Schließlich sollten aus den Ergebnissen Anforderungskriterien entwickelt
und optimale Vermarktungsmöglichkeiten konzipiert werden.
4. Projektdurchführung, Ergebnisse und Diskussion
4.1. Markt für UV-Schutzkleidung: Akzeptanz in der Bevölkerung
Um die UV-Schutz-Akzeptanz in der Bevölkerung zu ermitteln, wurde von den
Projektpartnern ein Fragenkatalog entwickelt, der beginnend mit allgemeinen
Fragen, nach Alter und Geschlecht, die Anzahl von Muttermalen bzw. Leberflecken,
die Häufigkeit des Aufenthalts in der Sonne, die schwere von Sonnenbränden, die
Einschätzung des Sonnenschutzes durch Kleidung, die bevorzugten Textilien etc.
abfragt.
In die von der Dermatologischen Klinik durchgeführten Befragung wurden 248
Personen einbezogen. 74% der Befragten, äußerten, dass sie sich gelegentlich bis
häufig in der Sonne aufhalten. Schwere Sonnenbrände, überwiegend im Schulter
und Rückenbereich, gaben 77% der Personen an. Zweidrittel der Befragten haben
noch nichts von Kleidung mit definiertem UV-Schutzfaktor gehört, wobei 41% den
Sonnenschutz von Kleidung sehr gut einschätzten. Der überwiegende Teil der
Personen betreibt Sonnenschutz mit Sonnencremes und Kleidung – nur 5% meiden
die Sonne gänzlich. Fünfundsiebzig Prozent der Befragten würden Kleidung mit
ausgewiesenem Sonnenschutz vorziehen – 10% auch wenn diese teurer ist. Die
wichtigsten angegebenen Eigenschaften von Sommerbekleidung waren: leicht, luftig,
atmungsaktiv und modisch. Über 90% der Befragten begrüßten Kleidung mit
definierten Sonnenschutz im Baby- und Kinderbekleidungssegment. Ein Drittel der
Personen begrüßten dies auch im Sport- und Fun-Bekleidungssegment. Am meisten
bevorzugt wurden folgende Stoffarten für den Gebrauch im Sommer: Baumwolle (>
90%), Leinen (> 40%) und Viskose (> 25%). Synthetische Fasern wie z.B. Polyester,
Polyamid und Polyacryl wurden von weniger als 10% der Personen favorisiert.
Bei einer vom KSI durchgeführten Online-Befragung im Bereich High-TechFashion wurde auch eine Frage zum UV-Schutz von Bekleidung gestellt. Dort wurde
die Zusatzfunktion von Bekleidung, der UV-Schutz, bzgl. seiner Nützlichkeit
abgefragt. Von den 1071 Teilnehmern fanden 54% den UV-Schutz von Bekleidung
als sehr nützlich, 34% als nützlich, 10% weniger nützlich und 2 % überhaupt nicht
nützlich.
4.2. Beschaffung und Auswahl von Textilien für die Bestimmung des UPFs
Vom KSI wurden im Verlauf des Projekts diverse Textilien kontinuierlich akquiriert.
Dabei wurden sowohl gemusterte und unifarbene voll ausgerüstete Stoffe
(Produktionsware) als auch Rohware (direkt vom Webstuhl, unbehandelt bzw.
entschlichtet und gebleicht) sowie UV-Schutzstoffe angefordert. Darüber hinaus
wurden auch von anderen Firmen Textilien zur Verfügung gestellt, insbesondere
spezielle Textilien wie z.B. Arbeitskleidung, Textilien mit UV-Schutzfasern (Fa.
Lenzing AG, Fa. Acordis AG, Fa. Händel + Diller GmbH, Fa. Robert Streich GmbH
etc.).
Das Gros der Proben (Produktionsware) wurde nach dem vom KSI in der
Abteilung Oberstoffkontrolle der Klaus Steilmann GmbH & Co. KG 1999
eingerichteten System aus deren für die Produktion bestimmten Stoffen der
Frühjahr/Sommerkollektionen 2000 und 2001 entnommen. Darüber hinaus erfolgte
die Stoff-Akquise auf Messen (Herren-Mode-Messe, CPD, CPD-Fabrics, A+A 2001
etc.) und direkt bei den Herstellern.
Für die Rohwaren-Akquise wurde ein Artikelpass ausgearbeitet, um bei
unterschiedlichen Herstellern vergleichbare Datensätze zu erhalten. Abgefragt
wurden
beginnend
mit
firmenspezifischen
Angaben
wie
Adresse
und
Ansprechpartner, ob es sich um Stuhlrohware handelt, die Stoffe entschlichtet und
gebleicht sind, chemische Vorbehandlungen stattgefunden haben, es sich um
Gewebe oder Gewirke handelt, welche Materialzusammensetzung in Kette und
Schuss vorliegen, die Faserfeinheit, wie hoch die Fadenzahl in Kette und Schuss ist,
welche Bindungsart gewählt wurde, welches Flächengewicht vorliegt und für welche
vollausgerüsteten Stoffartikel die Rohware die Basis bildet.
Die Stoffauswahl hinsichtlich Faserart und Materialzusammensetzung erfolgte
nach einer vom KSI entwickelten Systematisierung in Anlehnung an die DIN 60.001,
unter Berücksichtigung der weltweit prozentual am häufigsten produzierten Fasern,
der Materialpräferenzen von Konsumenten und der Inlandsverfügbarkeit von textilen
Endprodukten in Deutschland im Jahre 1995.
Folgende Faserarten, bevorzugt zu 100% und in Mischung, wurden so vorrangig als
Gewebe für die Tests verwendet:
•
Baumwolle (Pflanzliche Faser – Samenfaser)
•
Leinen (Pflanzliche Faser – Bastfaser)
•
Polyester (synthetisches Polymer – Polykondensation)
•
Polyamid (synthetisches Polymer – Polykondensation/Polymerisation)
•
Polyacryl (synthetisches Polymer – Polymerisation)
•
Elastan (synthetisches Polymer – Polyaddition) mit geringen Prozentanteilen
in Mischung mit anderen Fasern
•
Viskose (zellulosische Faser)
In die in-vitro-Tests wurden im Berichtszeitraum 165 unterschiedliche Stoffe der
Klaus Steilmann GmbH & Co. KG (georderte Produktionsware verschiedener
Hersteller mit unterschiedlicher Faserzusammensetzung und Bindungsart, nicht mit
gezählt die unterschiedlichen Muster und Färbungen sowie Behandlungszustände
durch Waschen und Dämpfen), 17 Stoffe (Produktionsware, nicht mit gezählt die
unterschiedlichen Farben) direkt vom Hersteller, 34 Rohwarenstoffe (stuhlroh oder
entschlichtet) direkt vom Hersteller, 55 UV-Schutzstoffe direkt vom Hersteller, 29
Stoffe aus dem Bereich Arbeitsschutz (Fa. UVEX) sowie 12 speziell vom
Textiltechnischen Institut (TTI) der Acordis AG für das Projekt angefertigte Stoffe (mit
unterschiedlichen Bindungsarten und Faserzusammensetzungen, nicht mit gezählt
die unterschiedlichen Farben und Ausrüstungen) einbezogen. Insgesamt wurden
etwa 3500 textile Proben spektralphotometrisch vermessen.
Für die in-vivo-Tests wurde zudem eine UPF-abhängige Stoffauswahl getroffen,
indem mit dem Spektralphotometer des KSI, einem CARY 3 Bio UV/Vis (Varian
GmbH), Auswahl-Messungen zur UPF-Bestimmung durchgeführt wurden. Stoffe mit
einem UPF <10 bzw. >30 konnten so nach Anforderung der Dermatologie definiert
bereitgestellt werden.
4.3. UPF-Messmethoden
4.3.1. Präzision der UPF-Messung mit Spektralphotometer und Autosampler
Die spektralphotometrische Messung der UV-Transmission ist eine etablierte
Methode, die zur Bestimmung UV-schützender Eigenschaften von Textilien
eingesetzt
wird.
Einerseits
werden
dabei
hohe
Anforderungen
an
die
Geräteausrüstung und Durchführung der Messung gestellt, andererseits werden
kostengünstige und zeitsparende Methoden benötigt. Präzision ist ein allgemeiner
Begriff für die Variabilität zwischen wiederholten Messungen. Unter Gleichhaltung
der wichtigsten Einflussfaktoren (z.B. Untersucher, Equipment, Kalibrierung, Umwelt)
kann die Variabilität von wiederholten Messungen in einem bestimmten Labor
evaluiert werden. Die Wiederholbarkeit der Ergebnisse entspricht in diesem Fall der
minimalen Variabilität. Demgegenüber ist die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen in
verschiedenen Labors ein Maß für die maximale Variabilität von Messdaten. Im
folgenden wurde die Wiederholbarkeit von Transmissionsmessungen an Textilien mit
einem Spektralphotometer und automatischem Probengeber in unserem Labor
evaluiert.
Textilien
Fünfzehn unterschiedliche Sommertextilien mit einheitlicher Farbe und Konstruktion
wurden untersucht. Das durchschnittliche Gewicht der Textilien betrug 145 g/m²
(Gewichtsspannweite: 85-216 g/m²). Weitere Daten zu den Stoffen sind in Tabelle 1
aufgelistet.
Spekralphotometrie mit automatischem Probengeber (Autosampler)
Die Spektroskopie wurde mit dem Cary 500 UV/Vis/NIR (Varian GmbH, Darmstadt,
Deutschland) durchgeführt, dessen Probenraum speziell für die Integration eines
Autosamplers erweitert wurde (Abbildung 1). Neben der direkten Transmission wurde
mit Hilfe einer Integrationssphäre auch die diffuse Transmission der Stoffprobe
gemessen. Um Fluoreszenz-Effekte zu vermeiden, wurde die Öffnung der
Integrationssphäre
mit
einem
UG
11
Filter
(Schott,
Mainz,
Deutschland)
ausgestattet. Die Messung erfolgte im Wellenlängenbereich von 280-400 nm in 1 nm
Schritten. Das Spektralphotometer verfügte über einen Doppelmonochromator, der
Störeffekte durch Streustrahlung optimal reduzierte.
Tabelle 1: Charakteristika der verschiedenen Textilien (n=15). Mittelwerte (±s)* und prozentualer
Standardfehler des Mittelwertes [E%] der UPFs und der Transmssionsmessungen
Textil
Faser-
Farbe
UPF* [E%]
Transmission (%)* [E%]
Nr.
typ
1
VI
Weiß
3.3±0.21 [0.1]
30.2±3.07 [5]
31.7±1.9 [2.1]
2
CO
Weiß
3.5±0.03 [0.4]
26.1±0.68 [0.9]
27±0.05 [0.1]
3
VI*
Weiß
3.6±0.19 [0.1]
31.4±1.93 [2.2]
28.3±1.66 [2.1]
4
CO
Beige
8.5±0.09 [0.4]
16.1±0.21 [0.5]
9.4±0.12 [0.5]
5
CO
Grau
9.7±0.05 [0.2]
13.9±0.11 [0.3]
8±0.06 [0.3]
6
PL*
Weiß
19.1±0.05 [0.2]
8.3±0.04 [0.2]
3.9±0.04 [0.3]
7
VI*
Oliv
19.3±0.22 [0.4]
8.4±1.3 [5.5]
5.2±0.05 [0.3]
8
CO
Beige
20.8±0.09 [0.2]
7.7±0.03 [0.2]
3.6±0.04 [0.4]
9
VI*
Weiß
34.3±0.53 [0.6]
5.9±1.16 [7]
2.8±0.04 [0.5]
10
PL
Grau
37.6±0.94 [0.9]
5.4±1.08 [7]
2.6±0.05 [0.7]
11
PL
Blau
43.9±5.86 [3.6]
5.8±1.2 [2.9]
2.3±0.73 [4.8]
12
PL
Grün
54.1±3.69 [1.4]
5.9±1.35 [4.7]
1.6±0.25 [0.1
13
PL*
Weiß
54.9±2.16 [1.4]
6.6±1.4 [7.6]
1.4±0.05 [0.1]
14
PL*
Weiß
55.8±5.44 [3.4]
4.8±0.91 [6.7]
1.7±0.32 [4.5]
15
PL
Grün
57.5±1.98 [1.2]
5.7±1.36 [8.4]
1.49±0.04 [0.1]
UVA
UVB
VI = Viskose; CO = Baumwolle; PL = Polyester; (alle Textilien waren einfach gewebt) *Fasern mit
optischen Aufhellern
1
4
5
2
3
Abbildung 1: Konstruktionsskizze des Autosamplers (1 = Probenmagazin, 2 = Integrationssphäre, 3 =
Messposition mit rotierbarem Probenhalter, 4 = Schrittmotoren, 5 = Strahl des Spektralphotometers)
Eine Probe (3 × 4 cm) von jedem Textil wurde in einem handelsüblichen Diarahmen
befestigt. Es wurde darauf geachtet, dass der Stoff dabei nicht gedehnt wurde. Vor
der Messung wurden die 15 gerahmten Stoffproben einem Normprüfklima (relative
Luftfeuchtigkeit: 65±2%; Temperatur: 20±2° C) für 24 Stunden ausgesetzt. Für die
Messung wurden die Stoffproben in ein Diamagazin gesteckt, das im Autosampler
eingesetzt wurde. Die Proben wurden mit Hilfe den fünf mikroprozessorgesteuerten
Schrittmotoren des Autosamplers aus dem Magazin in den Strahlengang des
Spektralphotometers vor die Integrationssphäre transportiert. In dieser Position
wurden die Textilien viermal gemessen, indem die Probe jeweils um 90°
vollautomatisch gedreht wurde. Dadurch wurde die zweimalige Messung in Kett- und
Schussrichtung ermöglicht. Da die Strahlung des Spektralphotometers leicht
dezentriert auf die Probe projiziert wurde, konnten die Textilien durch mehrmalige
Rotationen in unterschiedlichen Gebieten gemessen werden, entsprechend einer
Fläche von 0,5 cm² (13).
Nach der Messung und Berechnung des UPFs der vier Scans wurden die
Proben aus dem Diamagazine genommen. Daraufhin wurden die Stoffproben auf
gleiche Weise wieder in das Magazine gesteckt und gemessen. Jede Stoffprobe
wurde
so
achtmal
gemessen
(32
Einzel-Scans).
Alle
Systemfunktionen,
einschließlich der Steuerung des Spektralphotometers und des Autosamplers wie
auch die Berechnung der Transmissionsdaten basierten auf einer Windows-Software
(Abbildung 2). Von den Transmissionsdaten und UPFs wurden die Mittelwerte mit
Standardabweichung (±s) und der prozentuale Standardfehler des Mittelwerts (E%)
berechnet.
Statistik
Die Daten wurden Untersucht mittels Varianzanalyse, Pearson-Korrelation und dem
zweiseitigen gepaarten t-Test. Ein P-Wert <0,05 wurde als statistisch signifikant
betrachtet.
400
Σ Eλ × Sλ × ∆λ
290
UPF = 
400
Σ Eλ × Sλ × Tλ ∆λ
290
Abbildung 2: Berechnung des “Ultraviolet Protection Factor” (UPF) von Textilien [Eλ =
-2
-1
Erythemwirkungsfunktion der CIE (14); Sλ = spektrale Verteilung der Sonnenstrahlung in Wm nm ; Tλ
= Transmission der Probe; ∆λ = Bandbreite in nm; λ = Wellenlänge in nm]
Ergebnisse
Die Mittelwerte (±s) und prozentualen Standardfehler des Mittelwertes der UPFs und
UV-Transmissionsdaten sind in Tabelle 1 im einzelnen aufgeführt. Bei Stoffen mit
einem UPF>30 wurden signifikant (r=0,78; P<0,001) höhere E% beobachtet. Im
Vergleich zur UVB-Transmission (E%=1,1; Spanne: 0,1-4,8) war E% der UVATransmission (E%=3,9; Spanne: 0,2-8,4) signifikant höher (P<0,05). Ebenso war die
prozentuale
UVA-Transmission
signifikant
(r=0,98;
P<0,001) höher als die
prozentuale UVB-Transmission. Die Mittelwerte (±s) der UVA/UVB-Quotienten der
Transmissionsmessungen lagen für Polyester (n=7) bei 2,9±1,2 und für Baumwolle
und Viskose bei 1,5±0,5 (P<0,05). Ein Messdurchgang mit 15 Textilien benötigte 45
Minuten (Totale Messdauer: 6 Stunden).
Diskussion
Im Jahre 1997 berichtete Gies et al. (9) von einem Vergleich spektralphotometrischer
Daten aus 5 unabhängigen Labors, in denen nach standardisierten Methoden
dieselben Textilproben gemessen wurden. Dabei erwies sich die Messungen in 1nm
Schritten
oder
kleiner
als
günstigster
Messbereich.
Die
Verwendung
unterschiedlicher Referenz-Sonnenspektren wirkte sich nicht signifikant auf die
Berechnung des UPFs aus. Obwohl unterschiedliche Spektralphotometer in dieser
Studie benutzt wurden, stimmten die Messergebnisse der einzelnen Labors gut
miteinander überein mit Unterschieden von 10-15%. Sowohl intraindividuelle als
auch interindividuelle Unterschiede bis zu 20% können bei der Messung einer
Textilprobe beobachtet werden.
In der vorliegenden Studie wurde von jedem Textil nur eine Probe untersucht.
Insbesondere bei Polyester beobachteten wir relativ hohe UPFs und signifikant
erhöhte UVA/UVB-Quotienten. Diese Befunde bestätigen die Ergebnisse aus
früheren Studien. Sowohl Gies et al. (9) als auch unsere Untersuchungen in
Zusammenarbeit mit Jan Laperre zeigten, dass die Reproduzierbarkeit von
Messergebnissen aus verschiedenen Labors mit dem Anstieg des UPFs abnimmt.
Im Gegensatz zu diesen Untersuchungen wiesen wir in der vorliegenden
Projektstudie innerhalb eines Labors eine Abnahme der Wiederholbarkeit von
Messergebnissen bei ansteigenden UPF nach. Dennoch wies der prozentuale
Standardfehler von 1% eine insgesamt hohe Präzision der Messung aus. Die
Diskrepanz zwischen beiden Untersuchen ist wahrscheinlich auf unterschiedliche
Auswertungsmethoden zurückzuführen.
Die unterschiedlichen Standardfehler der UVB-Transmission (1,1%) und UVATransmission (3,9%) ist auf die Verwendung des Fluoreszenz-Filters zurückzuführen,
da der UG 11 Filter im Wellenlängenbereich von 380-400 beträchtliches Rauschen
generiert, was zu einer Ungenauigkeit der Messungen führen kann. Bei der
Verwendung eines Messbereichs von 290-380 nm ist mit deutlich niedrigeren
Varianzen im UVA-Bereich zu rechnen. Die Genauigkeit der Messung im UVBBereich ist von zentraler Bedeutung, da dieser Wellenlängenbereich ein wesentlich
höheres erythematogenes Potential besitzt (13). Unsere spektralphotometrischen
Messungen wurden mit einem hochentwickelten Gerät durchgeführt, das mit einem
Doppelmonochromator
und
einem
hochempfindlichen
Photovervielfacher
ausgestattet ist. Dadurch wird eine optimale Reduktion von Streustrahlung und ein
großer dynamischer Messbereich gewährleistet. Darüber hinaus zeichnet sich das
Spekralphotometer durch eine hohe Wellenlängen-Reproduzierbarkeit aus, die nur in
Hundertstel eines Nanometers ausgedrückt werden kann. Durch die Messung der
um jeweils 90° rotierten Proben im leicht dezentralisierten Strahlengang konnte eine
größere Fläche des Textils untersucht werden, was eine Verbesserung der
Messgenauigkeit mit sich bringt. Mit der Verwendung eines Autosamplers können
nicht nur präzise sondern auch zeitsparende Transmissionsmessungen an Textilien
durchgeführt werden. Dies mag insbesondere für Labors von Bedeutung sein, die
routinemäßig eine große Anzahl von Stoffen testen.
Im Gegensatz zur automatisierten Probengebung bestehen bei dem
manuellen Einsetzen der Proben vor den Strahlengang einige Fehlerquellen. So ist
es z. B. schwierig, die Proben exakt reproduzierbar vor den Strahlengang zu
positionieren. Durch die Verwendung des automatischen Probengebers, der die
Proben präzise in vertikaler Stellung vor die Öffnung der Integrationssphäre
positioniert, wurde diese Fehlerquelle vermieden. Einerseits ist es aus klinischer
Sicht unwichtig, ob der UPF z.B. 31,4 oder 29,5 ist, andererseits können diese
kleinen Unterschiede der UPFs entscheidend dafür sein, ob und in welcher Klasse
ein Textil mit definierten UV-Schutz ausgezeichnet wird.
4.3.2. Spektralphotometrie versus MED-Testung mit Sonnensimulatoren
Die meisten Methoden zur Bestimmung des UPFs von Textilien basieren auf der
Messung der UV-Transmission durch das Textil. Bei radiometrischen Messungen
wird die totale UV-Transmission durch das Textil gemessen. Für eine korrekte
Messung müsste allerdings eine Bestrahlungsquelle verwendet werden, die dem
Sonnenspektrum
entspricht,
und
die
Detektoren
müssten
eine
identische
Empfindlichkeit wie die menschliche Haut aufweisen. Dennoch ist die Methode
geeignet zur Messung von relativen Veränderungen des UPFs (z.B. ungedehnter
Stoff/gedehnter Stoff). Neben dem Spektralradiometer liefert das Spektralphotometer
die genausten Messwerte und wird am häufigsten für die Bestimmung des UPFs
eingesetzt (9,11,13,).
Das Spektralphotometer ist mit einer Deuterium- oder Xenon-Lampe
ausgestattet, die ein sonnenähnliches Spektrum emittieren. Die diffuse und direkte
UV-Strahlung wird hinter der Textilprobe mit einer Integrationssphäre gemessen. Aus
den
Transmissionsdaten
lässt
sich
unter
Berücksichtigung
der
Erythemwirkungsfunktion der menschlichen Haut und der Intensitätsverteilung der
Sonneneinstrahlung (Referenzspektrum) auf der Erdoberfläche der UPF berechnen
(Abbildung 2). Sowohl der Australische/Neuseeländische Standard als auch der
Europäische Standard fordern die Verwendung eines Spektralradiometers bzw.
Spektralphotometers bei der Bestimmung des UPFs von Textilien (7,12). Dennoch
ist unklar, ob diese im Labor ermittelten UPFs unter natürlichen Bedingungen
tatsächlich gültig sind (21,22,37). Die Verifizierung der in vitro UPFs an Probanden
mit natürlicher Sonnenstrahlung wäre deshalb wünschenswert, aber diese Versuche
sind analog zur in vivo Testung des SPFs von Sonnencremes äußerst unpraktikabel.
Das Spektrum der natürlichem Sonne kann von vielen Sonnensimulatoren relativ
genau nachgeahmt werden (43). Darüber hinaus ist die Sonnenstrahlung auf der
Erde
zu
etwa
gleichen
zusammengesetzt.
Deshalb
Teilen
aus
wurden
im
einem
direkten
folgenden
und
diffusen
Anteil
Vergleichsuntersuchungen
zwischen spektralphotometrischen Messungen und der Bestimmung der minimalen
Erythemdosis (MED) mit Hilfe von Sonnensimulatoren mit diffuser oder direkter UVStrahlung durchgeführt.
Sonnensimulation mit diffuser UV-Strahlung
Textilien
Es wurden 5 kommerzielle Textilien aus der Frühjahr/Sommer Kollektion 1998 eines
führenden europäischen Bekleidungsherstellers (Klaus Steilmann GmbH & Co. KG,
Bochum, Deutschland) untersucht. Es handelte sich um unterschiedliche weiße,
nicht gemusterte, einfachgewebte Viskosestoffe mit einem Durchschnittsgewicht von
142 g/m² und einer Gewichtsspannweite von 100-170 g/m². Zwei der Stoffe (Nr. 4
und 5) waren speziell bearbeitet worden durch das Einbringen eines UV-Absorbers
(Titandioxid) in das Viskosegarn.
In vitro Methode
Es wurden in Übereinstimmung mit dem Australischen und Europäischen Standard
jeweils 4 Stoffproben (3 × 4 mm) aus der Mitte jedes Viskosestoffes ausgeschnitten,
spannungsfrei in einen Diarahmen eingelegt und im Normprüfklima (relative
Luftfeuchtigkeit : 65±2%; Temperatur: 20±2 C°) für 24 Stunden klimatisiert. Die
direkte und diffuse Transmission der Stoffproben wurde im Wellenlängenbereich von
280-400 nm mit dem Spektralphotometer Cary 3 Bio (Varian GmbH, Darmstadt,
Deutschland) bestimmt.
Zur Messung der diffusen Transmission wurde eine Cary 1/3 DRA
Integrationssphäre
(Ulbricht-Kugel)
eingesetzt.
Zur
Reduktion
von
Fluoreszenzeffekten, die durch optische Aufheller und Farben hervorgerufen werden
können, wurde ein UG 11 Filter (Schott, Mainz, Deutschland) vor der Öffnung der
Integrationssphäre
angebracht.
Die
gerahmten
Stoffproben
wurden
zur
Transmissionsmessung manuell so dicht wie möglich vor die Öffnung der
Integrationssphäre gebracht, um die gesamte transmittierte Strahlung zu erfassen.
Die Transmission jeder einzelnen Probe wurde 4 mal gemessen, indem die Probe
nach jedem Scan um 90° gedreht und neu gemessen wurde. Für jeden der
Viskosestoffe
wurden
16
Einzelmessungen
durchgeführt.
Aus
den
Transmissionsdaten wurde unter der Berücksichtigung der Erythemwirkungsfunktion
der CIE und der Intensitätsverteilung der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche der
UPF der Viskosestoffe berechnet (Abbildung 2).
In vivo Methode
Die hier beschriebene Methode basiert prinzipiell auf der Verifikation des in vitro
ermittelten UPFs durch Bestimmung der MED an Probanden. In Anlehnung an die
COLIPA-Kriterien (45) für die in vivo Tests von Sonnencremes wurde jeder
Viskosestoff an 10 gesunden Probanden (5 Männer; 5 Frauen) im Alter von 25 bis
60 Jahren (Mittelwert: 49 Jahre) mit einem Hauttyp II nach Fitzpatrick getestet. Als
Bestrahlungsquelle mit einem hohen Anteil an diffuser Strahlung diente der
Sonnensimulator Photomed 2000 (Photomed Medizintechnik GmbH, Wennigser
Mark, Deutschland). Das Spektrum der Halogenmetalldampflampe, die mit einem
Reflektor ausgestattet ist, kommt dem Spektrum der natürlichen Sonne sehr nahe
(Abb. 2). Bei einem Abstand der Lampe von 35 cm zur Haut betrug die UVB
Intensität 7,8 mW/cm². Zunächst wurde die MED der ungeschützten Haut am
Rücken bestimmt. Die UVB-Dosen reichten von 0,04 - 0,09 J/cm² bei einer
Steigerungsdosis von 0,01 J/cm². Die MED wurde 24 Stunden später abgelesen.
Danach wurden die Viskosestoffe direkt auf die Haut (“on skin”) des Rückens
aufgelegt und die MED für die geschützte Haut bestimmt. Die UVB-Dosen für die
geschützte Haut wurden aus dem Produkt der Dosen für die ungeschützte Haut und
dem in vitro UPF des jeweiligen Stoffes berechnet.
Statistik
Unterschiede zwischen den in vitro und in vivo UPFs wurden mit dem ungepaarten,
zweiseitigem t-Test untersucht. Ein P-Wert <0,05 wurde als statistisch signifikant
betrachtet.
Ergebnisse
Die UPFs der unbehandelten Viskose lagen im Durchschnitt niedriger als die mit
Titanoxid (TiO2) imprägnierten Stoffe Nr. 4 und Nr. 5. Die mittleren in vitro UPFs der
einzelnen Stoffe waren: 2,5 (Nr. 1), 14 (Nr. 2), 16 (Nr. 3), 33 (Nr. 4), 35 (Nr. 5). Die
entsprechenden in vivo UPFs waren: 2 (Nr. 1), 12 (Nr. 2), 13 (Nr. 3), 34 (Nr. 4), 36
(Nr. 5). Die zwar tendenziell niedrigeren in vivo UPFs der Stoffe Nr. 1-3 und die
tendenziell höheren in vivo UPFs der Stoffe Nr. 4 und 5 unterschieden sich nicht
signifikant von den jeweiligen in vitro UPFs.
Sonnensimulation mit direkter UV-Strahlung
Textilien
Es wurden 30 unterschiedliche Textilien aus der Frühjahr/Sommer Kollektion 1999
eines führenden europäischen Bekleidungsherstellers (Klaus Steilmann GmbH & Co.
KG, Bochum, Germany) untersucht, die nicht gemustert und einheitlich konstruiert
waren.
In vitro Methode
Von jedem Textil wurden vier Proben in gleicher Weise aufbereitet, wie in Absatz
1.1. dargestellt. Danach wurden von jedem Textil 16 Einzelscans mit dem in Absatz
1.1. beschriebenen Spektralphotometer (Cary 500 UV/Vis/NIR, Varian GmbH,
Darmstadt, Deutschland) mit Autosampler durchgeführt. Die Messung erfolgte im
Wellenlängenbereich von 280-400 nm in 1 nm Schritten. Die Formel aus Abb. 2
diente zur Berechnung des UPFs. Für alle vier Proben eines bestimmten Textils
wurde ein Mittelwert berechnet und der niedrigste Wert wurde als UPF des Textils
betrachtet (”worst-case principle”).
In vivo Methode
Es wurden 49 Probanden (26 Männer; 23 Frauen) im Alter von 20 bis 39 Jahren
(Durchschnittsalter: 29,6) mit Hauttyp II (n=29) und Hauttyp III (n=20) untersucht.
Verwendet wurde ein Sonnensimulator mit vorwiegend direkter UV-Strahlung, der
den COLIPA-Kriterien (45) entsprach. Das Gerät ist ausgestattet mit einer XenonBogenlampe
und
verschiedenen
Filtern
(WG-320,
UG-5;
Schott,
Mainz,
Deutschland), die ein sonnenähnliches UV-Spektrum im Wellenlängenbereich von
290-400 nm emittiert. Der infrarote und sichtbare Wellenlängenbereich wird
weitgehend herausgefiltert. Vor jeder Bestrahlung wurde die Intensität der Lampe mit
einem RM-11 Radiometer (Dr. Gröbel, Ettlingen, Deutschland) gemessen. Die
Bestrahlungsstärke
im
Hautniveau
betrug
3,5
mW/cm².
Mit
Hilfe
eines
computergesteuerten Feedback-Systems wurde die Intensität der Lampe während
der
Bestrahlung
konstant
gehalten.
Die
MED-Bestimmung
wurde
im
diskontinuierlichen Messmodus mit Bestrahlungsintervallen von 0,5 Sekunden und
einer maximalen Bestrahlungszeit pro Spot von 10 Sekunden durchgeführt.
Zunächst wurde die MED auf der ungeschützten Haut am Rücken getestet
(MEDungeschützt).
Die
UVB-Dosierung
betrug
für
Hauttyp
II
30-105
mJ/cm²
(Steigerungsdosis: 15 J/cm²) und für Hauttyp III 40-140 mJ/cm² (Steigerungsdosis:
20 mJ/cm²). Die MED wurde 24 Stunden nach der UV-Exposition abgelesen.
Zur Bestimmung der MED der geschützten Haut wurde eine Textilprobe (7 cm
Durchmesser) auf die Haut (“on skin”) kontralateral zur MEDungeschützt aufgelegt und
der Bestrahlungsaufsatz des Sonnensimulators senkrecht das Textil aufgesetzt.
Darüber hinaus wurden 8 Textilien auch in etwa 2-4 mm Abstand zur Haut (“off skin”)
getestet. Die UVB-Dosierung für die Bestimmung der MEDgeschützt und die
Berechnung des in vivo UPFs wurden wie in Absatz xx berechnet. In
Übereinstimmung mit dem Melanoma and Skin Cancer Research Institute (MASRI)
wurde jedes Textil bei 3 Probanden getestet, wobei der niedrigste UPF als der in vivo
UPF definiert wurde (19). Darüber hinaus wurden die Bestrahlungsareale mit der
höchsten UVB-Dosis, sowohl bei der Ablesung der MEDungeschützt wie auch bei der
Ablesung der MEDgeschützt, chromametrisch im L*, a*, b* Modus untersucht (Minolta
Chroma Meter CR-200, Osaka, Japan). Der a* Wert wurde als empfindlichster
Parameter für die Messung von Veränderungen der Erythemreaktion angesehen.
Statistik
Die statistische Auswertung der Daten wurde mit dem SPSS für Windows
vorgenommen. Unterschiede zwischen den in vitro und in vivo UPFs, Unterschiede
zwischen der UVB- und UVA-Transmission wie auch Differenzen zwischen den a*
Werten für die maximalen UVB-Dosen der MEDungeschütz und MEDgeschützt wurden mit
der Pearson-Korrelation und dem zweiseitigem gepaarten bzw. ungepaarten t-Test
durchgeführt. Ein P-Wert <0,05 wurde als statistisch signifikant betrachtet.
Ergebnisse
In Tabelle 2 sind die in vitro und in vivo UPFs der einzelnen Textilien (n=30)
dargestellt. Die in vivo “on skin” UPFs waren signifikant (r=0,95; P<0,001) niedriger
Tabelle 2: Vergleich in vitro und in vivo UPFs
Textil
Faser
Farbe
Nr.
Gewicht
In vitro UPF
(g/m²)
Transmission
In vivo UPF
Transmission
”on skin”
UVA
UVB
ratio
(”off skin”)
(%)
(%)
UVA/UVB
11,7
6.2
5.9
1
CO
Weiß
140
17.5
2
CO
Weiß
85
3.5
3.5 (3.5)
27.1
27.9
0.97
3
CO
Weiß
125
22.2
14,4
5.2
4.5
1.16
4
LI
Gelb
146
7.8
4.5
14.8
10.9
1.36
5
LI
Weiß
146
8.6
4.3 (11.5)
10.5
11
0.95
6
LI
Gelb
142
6.8
5.1
16
11.7
1.37
1.05
Textil
Faser
Farbe
Nr.
Gewicht
In vitro UPF
(g/m²)
Transmission
In vivo UPF
Transmission
”on skin”
UVA
UVB
ratio
(”off skin”)
(%)
(%)
UVA/UVB
7
LI
Hellgrün
148
17.3
11.5
5.6
5
1.12
8
LI
Khaki
140
11.9
11.9
7.8
7
1.11
9
LI
Weiß
146
9.1
9.1
12
9.6
1.25
10
LI
Hellgrün
140
17.1
13
5.9
5.1
1.16
11
VI
Hellblau
90
4.1
2.7
25.6
12
VI
Oliv
127
25.1
16.7
4.1
13
VI
Hellbeige
93
3.2
2,1
24.4
1.05
3.9
1.05
32.5
30.8
1.06
14
VI
Weiß
100
3.6
1.8 (5.9)
28.6
27.4
1.04
15
VI
Hellgrün
95
3.2
2.4
31.9
31
1.03
16
PL
Oliv
166
16.4
11 (16.4)
7.7
5.8
1.33
17
PL
Hellgrau
180
29.6
22.2
9.3
2.6
3.55
18
PL
Hellgrau
172
40.1
30
6.1
1.8
3.39
19
PL*
Weiß
172
36.7
14.6
4.5
2.6
1.73
20
PL*
Weiß
149
38.3
28.7
4.7
2.5
1.88
21
PL*
Weiß
125
30.3
24.3
5.4
3.1
1.74
22
PA
Weiß
25
1.3
1,3
75.8
72.7
1.04
23
PA
Weiß
220
12.5
8.3 (12.5)
9
24
VI 60%, PL 40%
Rosa
135
31
23.4 (38.8)
7
2.1
3.33
25
VI 60%, PL 40%
Gelb
135
16.4
12,3
16.6
3.2
5.19
26
VI 50%, LI 50%
Hellgrau
113
7.5
5 (5)
15.1
12.6
1.2
27
VI 85%, LI 15%
Gelb
200
11.3
9.1
11
6.8
1.62
28
VI 58%, CO 35%, LI Beige
227
9.7
7.3
13.6
8.9
1.53
230
9.9
7.4
10.5
7.8
1.35
230
11.4
5.7 (11.4)
13.2
8.7
1.52
7.5
1.2
7%
29
LI 48%, CO 37%, Beige
PU 10%, PL 5%
30
LI 48%, CO 37%, Grau
PU 10%, PL 5%
CO = Baumwolle, LI = Leinen, VI = Viskose, PL = Polyester, PL* = Polyester behandelt mit TiO2 (Partikelgröße: 200-300 nm),
PA = Polyamid; PU = Polyurethan. [Faserkonstruktion: einfach gestrickt (Baumwolle), ”Trikot” gestrickt (Polyamid), einfach
gewebt (alle anderen)]
als die spektralphotometrisch ermittelten UPFs. Die Mittelwerte (±s) der a* Werte bei
der in vivo “on skin” Testung waren 15,7±4,8 (MEDungeschützt) und 19,2±4,5
(MEDgeschützt); der Unterschied war statistisch signifikant (P<0,001). Kein signifikanter
(r=0,98; P<0,05) Unterschied wurde zwischen den in vivo “off skin” UPFs und den
spektralphotometrisch ermittelten UPFs gefunden. Die Mittelwerte der a* Werte bei
der in vivo “off skin” Testung waren 13,9±3,4 (MEDungeschützt) und 13,1±3,5
(MEDgeschützt); der Unterschied war nicht signifikant (P>0,05). Insgesamt wurde kein
signifikanter (P>0,05) Unterschied zwischen der UVA- und UVB-Transmission der
Textilien beobachtet, lediglich bei Polyester und Viskose60%/Polyester40% wurde
eine signifikant (P<0,01) höhere UVA-Transmission festgestellt.
Diskussion
In Einklang mit früheren Studien fanden wir Hinweise für faserabhängige
Transmissionseigenschaften, die insbesondere bei Polyester, Polyestermischungen
und TiO2-behandelten Stoffen beobachtet wurde. Obgleich Polyester wahrscheinlich
durch große konjugierte Systeme in den Polymerketten einen guten Schutz im UVBBereich bietet, ist die UVA-Transmission von Polyester deutlich höher als bei z.B.
Baumwolle, Viskose und Leinen. Durch die Einarbeitung von TiO2 kann die die UVATransmission bei Polyester verringert werden. Insbesondere bei Viskose und Leinen
wurden relativ niedrige UPFs und UVA/UVB-Quotienten von annähernd 1 gefunden
(25-31).
Bei der Verwendung des Sonnensimulators mit diffuser UV-Strahlung wurden
keine signifikanten Unterschiede zwischen der in vitro und in vivo “on skin”
Testmethode festgestellt, auch wenn bei den unbehandelten Viskosestoffen ein
tendenziell niedrigerer und bei den TiO2-behandelten Stoffen ein tendenziell höherer
in vivo “on skin” UPF zu beobachten war. Im Gegensatz dazu wurden signifikant
niedrigere in vivo “on skin” UPFs beobachtet, wenn die MED-Testungen mit einem
Sonnensimulator durchführt wurde, der vorwiegend direkte UV-Strahlung emittiert
(18,20). Andererseits zeigte der Vergleich zwischen in vitro und in vivo “off skin”
Tests keinen signifikanten Unterschied der UPFs. Diese Ergebnisse bestätigen die
Daten von Menzies et al. (15) sowie Greenoak und Pailthorpe (16), die in vitro und in
vivo “on skin” bzw. “off skin” Tests miteinander verglichen und dabei einen
Sonnensimulator mit direkter UV-Strahlung verwendeten. Lowe et al. (44) führten
ebenso eine vergleichende Studie durch, fanden aber keinen signifikanten
Unterschied zwischen in vitro und in vivo “on skin” Tests, obwohl sie einen
Sonnensimulator mit direkter UV-Strahlung einsetzten. Ein wichtiger Grund für die
uneinheitlichen Ergebnisse dieser Studien liegt sicher in der Verwendung
unterschiedlicher
Methoden.
Insbesondere
die
strahlengeometrischen
Charakteristika der verwendeten Lampen ist bei der Messung des UV-Schutzes von
Textilien von großer Bedeutung. Man kann davon ausgehen, dass der größte Anteil
der Strahlung die Zwischenräume der Textilfasern transmittiert. Das Textil als
dreidimensionales Fasergebilde mit seinen Faserzwischenräumen lässt demnach
vorwiegend senkrecht einfallende Strahlung passieren. Bei der Verwendung von
diffuser Strahlung wird in Abhängigkeit des Einfallswinkels ein großer Teil der
Strahlung vom Textil absorbiert oder reflektiert. Damit lässt sich einerseits erklären,
warum bei der Verwendung von Sonnensimulatoren mit diffuser Strahlung höhere
UPFs gefunden werden als bei Sonnensimulatoren mit direkter Strahlung.
Andererseits ist dadurch nicht zu erklären, warum bei der in vivo “on skin” Testung
im Vergleich zur in vitro Testung signifikant niedrigere UPFs gefunden werden, wenn
man einen Sonnensimulator mit direkter UV-Strahlung verwendet.
In der vorliegenden Studie wurde ein computergesteuerter Sonnensimulator
mit Power-Feedbacksystem eingesetzt, der mit einer Xenonbogenlampe bestückt ist.
Diese Lampen emittieren vorwiegend gebündelte, direkte UV-Strahlung. Obgleich
der infrarote Wellenlängenbereich weitgehend herausgefiltert wurde und der
diskontinuierliche Messmodus verwendet wurde, hatten einige der Probanden einen
leicht stechenden Schmerz im Bestrahlungsfeld bei längerer Bestrahlungszeiten, der
wahrscheinlich auf Hitzeeinwirkung zurückzuführen war. Das lässt die Frage
aufkommen, ob die Hitzeeinwirkung die Erythembildung verstärkte und deshalb
niedrigere UPFs gefunden wurden. Andererseits wurden auch signifikant niedrigere
UPFs bei Stoffen beobachtet, für die nur relativ kurze Bestrahlungszeiten benötigt
wurden. Darüber hinaus wird die Beeinträchtigung der MED durch Erwärmung der
Haut kontrovers diskutiert (45,46). Ausgeprägtes Schwitzen mit Hydrierung der
Hornschicht, was zu einer Erniedrigung der MED führen kann, trat wegen der relativ
kleinen Bestrahlungsfelder nicht bei den Probanden auf (47).
Wenn man davon ausgeht, dass die Faser eines Textils absolut lichtundurchlässig
ist, kann die UV-Transmission nur durch die Zwischenräume des Gewebes erfolgen der sogenannte “hole effect“ (15). Bei der in vivo “on skin” Testung mit direkter
Strahlung erhält die Haut im Bereich der “Löcher” des Stoffes die annährend
100%ige UV-Dosis, während auf die Haut direkt unter den Stofffasern keine UVStrahlung
einwirkt.
So
entsteht
eine
sehr
inhomogene
Verteilung
der
Strahlungsenergie, die eine stark ausgeprägte Überdosierung kleiner Hautareale
bewirkt. Die spektralphotometrischen Messungen wurden zwar mit direkter UVStrahlung (Xenonbogenlampe) durchgeführt, aber die Berechnung des UPFs erfolgte
durch die Integration der hinter dem Textil gemessenen direkten und diffusen
Transmission.
Bei
der
in
vivo
“off
skin”
Methode
wird
wie
bei
der
spektralphotometrischen Messung die Strahlung nach Passage des Textils stärker
gestreut, so dass ein homogene Verteilung der Strahlungsenergie ermöglicht wird.
Wahrscheinlich sind deshalb die in vivo “off skin” Tests gut in Übereinstimmung mit
den in vitro Tests (15,16). Der sogenannte “hole effect” kann allerdings nur teilweise
erklären, warum aus den in vivo “on skin” Tests deutlich niedrigere UPFs resultieren.
Nach Menzies et al. (15) tritt der “hole effect” nur bei einer Lochgröße von 0,2 mm
und größer auf. Das traf sicher nur für einen Teil der von uns untersuchten Textilien
zu. Eine andere Erklärung liegt darin, dass die Erythemwirkungsfunktion der CIE
ungenau ist. Die Daten zur Berechnung der Erythemwirkungsfunktion basieren auf
den
MED-Ergebnissen
aus
8
früherer
Studien.
Die
Kurve
der
Erythemwirkungsfunktion ist sehr steil im kritischen Wellenlängenbereich von 300320
nm,
so
dass
selbst
kleine
Abweichungen
eine
Überschätzung
des
spektralphotometrisch ermittelten UPFs bewirken können (13).
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die in vitro ermittelten
UPFs nur unter bestimmten Bedingungen mit den in vivo UPFs übereinstimmen.
Dabei spielen strahlengeometrische Parameter der verwendeten Lampen und
Textilien wie auch der Abstand der Textilprobe zur Haut während der Messung eine
große Rolle für die UPF-Bestimmung. Da mit spektralphotometrischen Messungen in
der Regel ein niedrigerer UPF ermittelt wird als unter natürlichen Bedingungen mit
diffuser Sonnenstrahlung, scheinen die im Labor bestimmten UPFs die UVprotektiven Eigenschaften des Textils eher zu unterschätzen, so dass ein
zusätzlicher Sicherheitsbereich für extreme Expositionsbedingungen besteht (“worstcase scenario”); dafür sprechen auch die Befunde aus neuen Untersuchungen
(21,22,37). Im Vergleich mit den in vitro Tests sind die in vivo Tests mit
menschlichen Probanden sehr zeit- und kostenaufwendig. Deshalb ist die
spektralphotometrische Messung der UV-Transmission die zur Zeit sicherste und
praktikabelste Methode zur Bestimmung des UPFs von Textilien zu sein.
20
Abbildung 3: Der von Sayre vorgeschlagene CTFA-Standard der spektralen Emissionsgrenzen von
Sonnensimulatoren (⋅⋅⋅). Solare spektrale Bestrahlungsstärke (000) und die spektrale
Bestrahlungsstärke des im Projekt verwendeten Sonnensimulators SU5000 ( ). Zu beachten ist die
gute Übereinstimmung der spektralen Bestrahlungsstärken.
4.3.3. Biologische Dosimetrie im Labor- und Feldversuch
Material und Methoden
Es wurden fünf gleichmäßig konstruierte Textilproben untersucht. Die in-vitro und invivo Messungen und Berechnungen des UPFs wurden in gleicher Weise
durchgeführt, wie in den Paragraphen 4.3.1 und 4.3.2 näher beschrieben wurde. Die
biologische Dosimetrie wurde mit zwei unterschiedlichen Biofilmen (VioSpor,
Biosense, Bornheim) vorgenommen (Typ I: dynamischer Bereich 0.2-9 MED; Typ II
dynamischer Bereich 0.4-16 MED). Der Typ II Dosimeter ist insbesondere für die
Referenzmessungen ohne textilen Schutz geeignet. Es handelt sich um Kosinuskorrigierte Dosimeter, die immobilisierte Sporen von B. Subtilis (mutanter Stamm)
enthalten. Die biologische effektive UV-Dosis jedes Dosimeters wird über eine
Kalibrierungskurve ermittelt (s.a. unten). Die UV-Wirkung auf den Sporenfilm ist
additiv und folgt dem Reziprokzitätsgesetz innerhalb des untersuchten UV-Bereichs.
Die
spektrale
Empfindlichkeit
des
Dosimeters
wurde
vom
Hersteller
spektroradiometrisch überprüft und entspricht fast genau der Erythemkurve der CIE.
Die gemessene UV-Dosis wird in biologisch gewichteten MEDs angegeben. Eine
MED entspricht 25 mJ/cm² normalisiert auf eine Wellenlänge von 298 nm.
Zunächst wurden die Dosimeter mit drei ansteigenden UVB-Dosen (90
mJ/cm², 180 mJ/cm², 360 mJ/cm²) auf den von uns verwendeten SU5000
Sonnensimulator kalibriert, der auch für die in-vivo Tests verwendet wurde. Die UPFWerte, die mittels biologischer Dosimetrie gemessen wurden, wurden aus dem
Verhältnis der MEDungeschützt und MEDgeschützt berechnet. Der Laborversuch wurde mit
den gleichen Stoffproben und dem Sonnensimulator durchgeführt, die auch in den
in-vitro bzw. in-vivo Untersuchungen verwendet wurden. Die Textilproben wurden
direkt auf den Dosimeter platziert. Die verwendeten UVB-Dosen waren abhängig von
dem zuvor ermittelten in-vitro UPF und lagen im dynamischen Bereich des VioSpor
Typ I Dosimeters. Für jede Textilprobe wurden vier Messungen (Typ I) mit
Textilschutz und eine Referenzmessung (Typ II) ohne Textilschutz vorgenommen.
Zur UPF-Berechnung wurden die MEDs der vier Einzelmessungen gemittelt.
Die Feldversuche wurde in Cordoba (Argentinien; 32ster Längengrad; 7-9
März 2001; von 10 bis 16 Uhr) und in Duisburg (51ster Längengrad; 22-24 Juni
2001; 9 bis 17 Uhr). In Cordoba wurde bei fünf Probanden (2 m/3 f;
Durchschnittsalter 27.1 Jahre) mobile Messungen durchgeführt. Hierzu wurden bei
den Probanden auf beiden Schultern jeweils zwei Dosimeter in horizontaler
Orientierung befestigt. Auf jeder Seite wurde ein Dosimeter (Typ I) mit einem leichten
Textil aus Polyester (Stoffprobe Nr. 3) bedeckt – als Referenzdosimeter wurde direkt
daneben ein Typ II Dosimeter angebracht. Die Probanden hielten sich an drei
aufeinander folgenden Tagen bei unbewölktem Himmel sechs Stunden im Freien
auf. Am dritten Tag wurde ein neues Set der gleichen Dosimeter eingesetzt, um nicht
den Messbereich der Biofilme zu überschreiten. Stationäre Messungen wurden in
Duisburg vorgenommen. Dabei wurden sechs textilgeschützte Dosimeter (Typ I) und
ein Referenzdosimeter (Typ II) auf ein Flachdach in horizontaler Ausrichtung
platziert. Die Dosimeter waren so an drei aufeinanderfolgenden Tagen acht Stunden
der Sonne exponiert. Wie auch bei der mobilen Messung wurden am dritten die
Dosimeter ausgetauscht. Die UPF-Werte der mobilen und stationären Messungen
wurden anhand der kumulativen MEDs der Typ I und Typ II Dosimeter berechnet.
Um die UPF-Werte der verschiedenen Methoden vergleichen zu können, wurden die
MANOVA, ANOVA und der 2-seitige Student’s t-Test für unabhängige Stichproben
angewendet.
Ergebnisse
Die Ergebnisse der verschiedenen Labormethoden (SP, IV, BD) sind in Tabelle 3
gelistet. Bei der mobilen BD-Testung wurde ein durchschnittlicher UPF von 4.4±0.4
gemessen, während bei der stationären Messung ein Wert von 3.5±0.2 erhoben
wurde. Die gemessenen UPFs (Stoffprobe 3), die mit den fünf verschiedenen
Verfahren getestet wurden, unterschieden sich signifikant (P<0.05). Im Vergleich zur
SP-Testung wurde bei der stationären BD-Methode ein signifikant niedrigerer (UPF
3.5) und bei der mobilen BD-Methode ein signifikant höherer UPF von 4.4 gemessen
(P<0.05). Die UPFs der mobilen und stationären BD-Messung differierten ebenso
signifikant (P<0.05).
Tabelle 3: Charakteristika der Textilien und Ergebnisse der verschiedenen Testmethoden.
Textil (100%)
Farbe
Nr.
Gewicht
UPF
UPF
UPF
(g/m²)
SP
IV
BD
1. Viskose #
grün
95
3.2±0.1 a
2. Baumwolle *
weiß
85
3.5±0.2 b
3. Polyester #,§
weiß
65
3.8±0.1 a
oliv
127
25.2±0.2 a,b
16.7±1.6 c
19.8±1.0
grau
180
29.6±0.4 a,b
22.2±2.6
22.3±3.2
4. Viskose
#
5. Polyester
#
#
einfach gewebt;
*
einfach gestrickt;
§
2.1±0.2
c
3.3±0.5
1.8±0.5
c
2.9±0.2
2.9±0.2
3.6±0.3
mittlere Lochgröße 0.15±0.04 mm (10 Lichtmikroskopische
Messungen); a = P < 0.05 für SP versus IV; b = P < 0.05 für SP versus BD; P < 0.05 für IV versus BD
Diskussion
Wie auch in vorherigen Untersuchungen ergab die IV Testung im Vergleich mit den
anderen Methoden deutlich niedrigere UPF-Werte. Wenn auch nur zu einem
geringerem Ausmaß als von Ravishankar und Diffey berichtet, beobachteten auch
wir signifikant höhere UPFs bei der mobilen BD-Messung. Es wurde kürzlich gezeigt,
dass Radsport-Shirts einen vergleichbaren UPF haben, wenn sie mit der
konventionellen in vitro Methode und der stationären BD-Testung mit natürlicher
Sonnenexposition getestet werden. Wie auch in unserer Untersuchung wurde in
dieser Studie ein deutlich höherer UPF unter natürlichen Bedingungen während der
Ausübung des Radsports ermittelt. Diese Befunde legen zumindest nahe, dass der
im Labor gemessene UPF in der Regel sicher ist und eher einem im „Worst-CaseScenario“ gemessenen Wert entspricht. Die Empfindlichkeitskurve der biologischen
Dosimeter VioSpor ist dem CIE Aktionsspektrum für das Erythem der menschlichen
Haut sehr ähnlich. Die in vitro Messungen und Labor-basierte Messungen mit
Sonnensimulatoren werden in der Regel mit orthogonaler Strahlung durchgeführt.
Bei der natürlichen Exposition ist das Textil einem relativ hohem diffusen
Strahlungsanteil ausgesetzt. Die diffuse Strahlung trifft auf das Textil in einem
Winkel unter 90 Grad und durchdringt das Textil meist in geringerem Ausmaß als die
direkte Strahlung. So ist der UPF eines Textils etwa dreifach größer, wenn er mit
Strahlung getestet wird, die im Winkel von 45 Grad auf das Textil trifft. Der UPF ist
demnach eindeutig vom Einfallswinkel der Strahlung abhängig. Die unterschiedlichen
Ergebnisse aus den Labor- und Feld-basierten Messungen sind durch die
komplexen optisch-geometrischen Eigenschaften der Textilien und die variable
Zusammensetzung aus diffuser und direkter UV-Strahlung zu erklären.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die spektralphotometrische
Testung im Labor im Vergleich zur IV-Messung wesentlich praktikabler und
kostensparender ist. Dennoch ist die BD-Testung eine vielversprechende Alternative
zur
Evaluation
des
UPFs
1)
die
Messung
ist
leicht
unter
natürlichen
Expositionsbedingungen durchzuführen 2) der Test ist relativ preiswert und 3) die
Messungen sind von Gültigkeit.
4.4. UPF-Rating von kommerziellen Sommertextilien
Es liegen relativ wenige Studien vor, die Aufschluss über die UV-Protektion von
kommerziellen Sommertextilien auf dem deutschen Markt geben. Dies ist von
Bedeutung, wenn man die Notwendigkeit für standardisierte Prüfverfahren zur
Auszeichnung von UV-Schutzkleidung in Deutschland untersuchen möchte.
In der folgenden Untersuchung wurden 236 typische Sommerstoffe verschiedener
Zusammensetzung, Konstruktion und Färbung auf ihren UPF-Wert überprüft und in
Relation zu den Auszeichnungskriterien des Europäischen Standards bewertet.
Textilien mit einem Gewicht 275 g/m² wurden nicht in die Studie eingeschlossen. Die
spektralphotometrischen Messungen wurde durchgeführt wie in Absatz 4.3.1
beschrieben.
Tabelle 4: UPF-Rating von 236 Sommertextilien
CO
(n=14)
WO
(n=11)
LI
(n=36)
VI
(n=64)
PA
(n=16)
PL
(n=43)
Mix*
(n=52)
1
3
2
2
3
1
11
10
8
6
1
26
7
6
12
4
2
6
1
3
1
2
1
2
8
1
1
1
6
2
2
2
2
3
2
1
1
4
3
4
2
3
33
3
7
24
UPFRating
0+
5+
10+
15+
20+
25+
30+
35+
40+
45+
50+
CO = Baumwolle; WO = Wolle; LI = Leinen; VI = Viskose; PA = Polyamid; PL = Polyester; *verschiedene Mixturen aus
Polyester, Leinen, Viskose und Baumwolle
Ergebnisse
Achtundsiebzig Textilien (33%) hatten einen UPF < 15, 57 (24%) einen UPF ≥ 15
und < 40, und 101 (43%) hatten einen UPF ≥ 40. Mehr als 65% der Woll-, und
Polyestertextilien und Fasermischungen und weniger als 35% der Baumwoll-,
Leinen- und Viskosetextilien hatten einen UPF von 40+. Fasern mit schwarzer,
dunkelblauer, grüner, und beige Farbe hatten häufig einen UPF von 40+. Dennoch
waren die UPFs von Textilien mit weißer Farbe nicht immer niedrig und die von
schwarzer Textilien nicht unbedingt hoch.
Diskussion
Ziel dieser Untersuchung war es, das UPF-Rating typischer Sommertextilien zu
prüfen, die zur Zweit auf dem deutschen Markt erhältlich sind. Auch wenn bei dieser
Untersuchung die einzelnen Parameter der UV-schützenden Eigenschaften von
Textilien untersucht werden konnten, war es dennoch möglich, allgemeine Aussagen
zum treffen. Die Untersuchung hat gezeigt, dass über 50% der Textilien nicht nach
den neusten Anforderungen des Europäischen Standards ausgezeichnet werden
könnten und dass immerhin 33% einen unzureichenden UV-Schutz bieten (UPF<15).
Der Trend zur höheren UV-Absorption bei dunkleren Farben und Polyester- und
Wollfasern konnte auch in dieser Studie belegt werden.
In Frage bleibt: Wie kann der sonnenbewusste Verbraucher unter den
üblichen Sommertextilien die richtige Ware herausfinden? Oder anders gesagt: Die
Gefahr aus dem Angebot ein Textil mit schlechtem UV-Schutz auszuwählen ist
relativ groß. Die Zahlen dieser Untersuchung belegen nochmals eindeutig, dass die
standardisierte UV-Testung und Auszeichnung von Sommertextilien notwendig ist,
um
interessierten
Verbrauchern
eine
Orientierungshilfe
„Sonnenschutzkleidung“ zu geben.
beim
Kauf
von
4.5. Untersuchungen zur UVB/UVA-Transmission von Textilien
Der UPF-Wert sagt insbesondere etwas über die UVB-protektiven Eigenschaften von
Textilien aus, da dieser Wellenlängenbereich maßgeblich ist für die Entstehung
eines UV-Erythems. Dennoch sind die UVA-protektiven Eigenschaften von Textilien
besonders wichtig für Patienten mit Photodermatosen, wie z.B. solare Urtikaria,
polymorphe Lichtdermatose, chronisch aktinische Dermatitis. Nur wenige Studien
haben sich bisher detailliert mit der UVA-Transmission von Textilien beschäftigt.
Deshalb haben wir in der folgenden Untersuch an einer großen Probenanzahl
untersucht, wie sich das Verhältnis von UVB- zu UVA-Transmission darstellt und
wovon eine erhöhte UVA-Transmission insbesondere abhängig ist. Berechnungen zu
den kritischen Wellenlängen wurden ebenfalls vorgenommen.
Von insgesamt 386 unterschiedlichen Textilproben wurden nach vorheriger UPFBestimmung alle Textilien selektiert die einen UPF kleiner als 70 hatten. Diese
Grenze wurde gewählt, da bei höheren UPFs die Transmissionsmessungen
zunehmend
ungenauer
werden.
Die
UV-Transmissionsmessungen
wurden
spektralphotometrisch vorgenommen wie zuvor schon beschrieben worden ist.
Prozentuale UVA-Transmission =
T315 + T 316 +T317 + ………+ T399 + T400
_____________________________________
86
Prozentuale UVB-Transmission =
T290 + T 291 + T292 +……….+T314 + T315
_____________________________________
26
[T = Spektrale Transmission bei Wellenlänge λ]
Berechnung der kritischen Wellenlängen
Die kritischen Wellenlängen (KW) können definiert werden auf der Basis der
Absorption
1)
oder der effektiven
400
∫
1) 0.9 log(T )dλ =
290
2)
Dosis (ED).
λc
∫ log(T )dλ
290
400
∫
2) 0.9 E (λ )ε (λ )T (λ )dλ =
290
λc
∫ E (λ )ε (λ )T (λ )dλ
290
Ergebnisse
Von den 386 Textilien hatten 196 Proben einen UPF < 70 und wurden hinsichtlich
Ihrer UV-Transmission näher untersucht. Fast 90% der Textilien hatten eine
UVB/UVA-Quotient kleiner 1, d.h. die durchschnittliche UVA-Transmission war in der
Regel größer als die durchschnittliche UVB-Transmission. Bei etwa 20% der
Textilien war die UVA-Transmission sogar doppelt so groß oder noch größer.
Transmission percentage UVA (%)
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
UPF
Abbildung 4: Prozentuale UVA-Transmission in Abhängigkeit des UPFs
80
1.0
% of fabrics
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
UVB/UVA
Abbildung 5: UVB/UVA-Quotient in Abhängigkeit vom prozentualen Anteil der Textilproben
Number of fabrics
70
60
30
20
10
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
UVB/UVA
Abbildung 6: UVB/UVA-Quotient in Abhängigkeit von der Anzahl der Textilproben
Critical wavelength based on absorbance
Number of samples
80
60
40
20
0
372
374
376
378
380
382
Critical wavelength (nm)
Abbildung 7: Kritische Wellenlänge basierend auf der Absorption
Critical wavelength based on effective dose
Number of samples
100
80
60
40
20
0
300
320
340
360
380
Critical wavelength (nm)
Abbildung 8: Kritische Wellenlänge basierend auf der effektiven Dosis
400
Critical wavelength base on effective dose (nm)
380
370
360
350
340
330
320
310
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
UVB/UVA
Abbildung 9: Kritische Wellenlänge versus UVB/UVA
KBC, Art. Lafetara, Gewebe, 85% VI 15% LI, ca. 200 g/qm, original
15
10
UVA
UVB
5
0
Farben
Abbildung 10: UVA- und UVB-Transmission bei einem Textil (Faserart, Konstruktion, Gewicht
konstant) mit unterschiedlichen Farben
Diskussion
Wir konnten mit dieser Untersuch an einer großen Anzahl von verschiedenen
Textilproben nachweisen, dass die UVA-Transmission von Textilien in der Regel
größer ist als die UVB-Transmission – in etwa 20% der Fälle kann die
durchschnittliche UVA-Transmission sogar doppelt so groß oder größer als die UVBTransmission sein. Die UVA-Transmission scheint noch mehr von der Farbe des
Textils abhängig zu sein als dies für die UVB-Transmission gilt (Abbildung 10).
Gemäß des kurz vor der Verabschiedung stehenden 2. Teil des Europäischen
Standards wird ein UPF von 40+ und eine UVA-Transmission kleiner als 5%
gefordert. Wie der Abbildung 4 zu entnehmen ist, scheinen nur wenige Textilien mit
UPF 40+ eine UVA-Transmission zu haben, die größer als 5% ist. Dennoch zeigt die
vorliegende Untersuchung, dass die UVA-Transmission relativ hoch ist und bei der
Provokation verschiedener Photodermatosen eine potenzielle Rolle spielen kann.
Die KW kann nicht ausreichend genau definiert werden bei Textilien, die mit
optischen Aufhellern bearbeitet werden. Deshalb wurde bei den Messungen ein UG11 Fluoreszenzfilter benutzt, um zu verhindern, dass längere Wellenlängen – erzeugt
durch die optischen Aufheller – in die Integrationssphäre geraten und zur
Verfälschung der Ergebnisse führen. Wenn die KW auf der Basis der Absorption der
Textilprobe berechnet wird, ist diese höher, als die, welche bei der Berechnung
resultiert, die basierend auf der ED kalkuliert wird. Bei der Berechnung der KW auf
der Grundlage der Absorption fanden wir, dass die KW in der Regel höher als 370
nm ist. Wenn die Berechnung auf der ED basiert, sind die KW im Vergleich zur
Absorptions-basierten Berechnung deutlich kleiner (Abbildung 8). In Abbildung 9 ist
dargestellt, dass bei Textilien der UVB/UVA-Quotient stark mit der KW korreliert, die
auf der Basis der ED berechnet wurde.
4.6. Einfluss von Konstruktion, Färbung und UV-Absorbern auf den UPF von
Textilien
Die UV-Transmission eines Textils wird vorwiegend durch die Transmission der
Faserzwischenräume und durch die Faserart bestimmt. Durch die Erhöhung der
Webdichte und der konsekutiven Erhöhung des Bedeckungsgrad der Haut kann die
UV-Durchlässigkeit eines Textils vermindert werden. Die Behandlung einer Faser mit
UV-Absorbern kann die UV-Transmission durch die Faser selbst vermindern. UVAbsorber sind Substanzen, die selektiv UV-Strahlung absorbieren und in Wärme
umwandeln. Um eine permanente Verbesserung des UV-Schutzes zu erreichen, ist
eine kovalente Bindung an die Faser notwendig. Bei den synthetischen Fasern
lassen sich Pigmente (z.B. TiO2) einarbeiten, welche die UV-Durchlässigkeit
herabsetzen. Die inkorporierten Pigmente bewirken eine permanente Verbesserung
des UPFs, da die Pigmente von der Faser umhüllt sind und nicht ausgewaschen
werden können. Ebenso haben diese inkorporierten Partikel eine geringere
allergologische Potenz. Farbstoffe, deren Absorptionsspektrum auch im UV-Bereich
liegt, können ebenso den UV-Schutz eines Textils verbessern. Diese sollten ebenso
wie die UV-Absorber eine feste Bindung mit der Faser eingehen (26-35).
Textilien
Um den Einfluss der Pigmentierung auf den UPF zu ermitteln, wurden 4 Gewebe
hergestellt und untersucht (Tabelle 5). In der Kette wurde jeweils Filamentviskose
(Standardcode = 110gr/10000m + 40 Einzelfilamente im Garn) 110f40 matt mit 40
Fäden pro cm verwendet (Din 53822). Auf der Grundlage des Stoffes mit der Nr. 2
wurde ein Gewebe mit optimierten Schutzeigenschaften entwickelt. Dazu wurden
speziell pigmentierte Garne gewählt und ein optimales Verhältnis der Fäden in Kette
und Schuss bestimmt. Die Kette bestand aus EnkaSun, einer speziell pigmentierten
Filamentviskose, 110f40 mit einer Anzahl von 50 Fäden/cm. Die Schussfäden
bestanden aus Lenzing Modal Nm60/1, mattiert, 1700 T/m, 2S:2Z (26-27
Schussfäden/cm, Gewicht: 120-125 g/m2). In weiteren Arbeitsschritten wurde ein
glänzendes
Viskosegewebe
(152
g/m2)
mit
einer
½
Körperbindung
in
unterschiedlichen Farbtönen nach dem “all-in-Verfahren” mit Solophenyl-Farbstoffen
(Ciba Geigy; Basel, Schweiz) bei 120° C gefärbt. Ein glänzendes Gewebe wurde
ausgewählt, um den Einfluss der Pigmentierung auszuschließen.
Tabelle 5: Charakteristika der Viskosestoffe mit unterschiedlich pigmentierten Schussmaterialien
Stoff-Nr.
Schuss
Schussfäden/c
Gewicht (g/m2) UPF
m
1
Nm50glänzend 22
105
9
2
Nm50mattiert
22
107
13
3
110f40mattiert
39
92
19
4
110f40glänzen
39
94
7
d
Spektralphotometrie
Vor der spektralphotometrischen Messung wurden die Textilproben zugeschnitten
und im Normklima für 24 Stunden klimatisiert (vgl. Absatz 4.3.1). Die direkte und
diffuse Transmission der Textilien wurde einem UV-Vis Spektralphotometer Cary 3
Bio (Varian GmbH, Darmstadt, Deutschland) und einem Spektralphotometer Lambda
14 (Perkin Elmer, Überlingen, Deutschland) ausgeführt. Beide Geräte waren mit
einer Integrationssphäre (Cary 1/3 DRA bzw. Labsphere RSA-PE-20) und einem
UG-11 Fluoreszenzfilter (Schott, Mainz, Deutschland) ausgestattet. Zur Kalibrierung
von zwei unterschiedlichen Spektralphotometer wurde die Transmission von 10
Metallschablonen mit beiden Geräten gemessen und der UPF bestimmt (Abbildung
1). Die Metallschablonen sind gute Modelle für Gewebe, dabei aber unter üblichen
Bedingungen nicht veränderbar.
Ergebnisse
Bei der Verwendung der unterschiedlichen Spektralphotometer traten nur sehr
geringe Abweichungen auf (r=0,93). Die Webdichte hatte entscheidenden Einfluss
auf den UPF. Bei geringer Webdichte wurden geringe UPFs gefunden. Der Stoff mit
der Nr. 3 wies die geringste UV-Durchlässigkeit auf (UPF=19). Bei den Stoffen Nr. 1
und 4 mit glänzenden Garnen im Schuss wurde die größte Transmission beobachtet
(UPF=9;UPF=7). Pigmentierte und dunkel gefärbte Garne reduzierten die UVDurchlässigkeit des Textils. Darüber hinaus wurde der UPF durch den Einsatz des
speziell pigmentierten Viskosegarn und einer dichten Webeinstellung beträchtlich
erhöht (UPF=58). Weitere Ergebnisse sind der Tabelle 3 und den Abbildungen zu
entnehmen.
70
60
UPF
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
Stoff.Nr.
Abbildung 11: Durch die Erhöhung der Gewebedichte und die Verwendung von mattierten (TiO2)
Garnen konnte der UPF der optimierten Viskose (Nr. 5) im Vergleich zu den Standard-Testgeweben
(Nr. 1-4) deutlich verbessert werden
120
100
UPF
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Stofffarben
Abbildung 12: Farbreihe auf glänzendem Viskosegewebe. Durch die Färbung mit bestimmten
Farbstoffen wird der UPF eines Textils deutlich verbessert (1 = weiß; 2 = gelb; 3 = orange; 4 = rot; 5 =
violett; 6 = blau; 7 = grün; 8 = braun; 9 = schwarz)
Diskussion
Nach Pailthorpe (8) kann die Webdichte vereinfacht auch mit dem “cover factor”
dargestellt werden. Dieser Faktor ist definiert für Textilien, deren Garne vollständig
opak für UV-Strahlung sind und bei denen die Faserzwischenräume klein genug
sind, um den “hole effect” zu vermeiden. Mit Hilfe von Bildanalysen lässt sich der
“cover factor” gut bestimmen. Es gilt die Beziehung: UPF = 100/100 – cover factor.
Somit benötigt man z.B. für die Konstruktion eines Textils mit einem UPF von 40
einen “cover factor” von 97,5. Neben der Faserkonstruktion beeinflussen auch das
Fasergewicht und die Dicke des Textils die UV-Transmission von Textilien. Die
Faserzwischenräume sind bei gestrickten Textilien in der Regel größer als bei
gewebten Artikeln. Im Vergleich zu anderen Webarten bietet die einfache Webart
den besten UV-Schutz (8,11,26). Dennoch sind Fasern gewöhnlich nicht vollständig
opak, so dass mit dem “cover factor” eher zu hohe UPFs berechnet werden (26). Die
Färbung der Fasern kann den UPF von Textilien signifikant erhöhen. Der Effekt ist
sowohl abhängig von der Position und Intensität der Absorptionsbanden als auch
von der Konzentration der Farben. Allgemein gilt die Faustregel: Je dunkler der Stoff,
desto größer die UV-Absorption und der UV-Schutz. Dennoch können Farbtöne
beträchtlich
in
ihrer
UV-Durchlässigkeit
aufgrund
individueller
Absorptionscharakteristika variieren. UV-Absorber sind farblose Substanzen, die im
Wellenlängenbereich von 280-400 nm absorbieren. Häufig werden TiO2-Partikel als
UV-Absorber eingesetzt. Allerdings ist die Absorptionsbreite von TiO2 abhängig von
der Größe und Geometrie des Partikels (29-35).
Durch die Konstruktion von speziell pigmentierte Garne und dem optimalen
Verhältnis der Fäden in Kette und Schuss konnte ein Textil mit optimierten UVSchutzeigenschaften entwickelt werden. Durch eine erhöhte Anzahl der Kett- und
Schussfäden (Zunahme der Webdichte) wird der UV-Schutz von Textilien deutlich
verbessert. Ähnliche Ergebnisse wurden ebenfalls von Pailthorpe und Crews et al.
beschrieben (8,26) Trotzdem zeigte sich, dass bei sehr dünnen Stoffen auf die
“innere Pigmentierung” der Garne nicht verzichtet werden kann. Mit dieser
Konstruktion und Faserausstattung erhält man einen UPF, der über 40 liegt und
dauerhaft ist. Durch Färben der Textilien wurde der UPF verbessert. Weiße Stoffe
hatten niedrigere UPFs als gleichartige gefärbte Stoffe. Interessanterweise wurde bei
dem schwarzgefärbten Textil nicht der höchste UPF gefunden (Abbildung 12).
Insgesamt konnte in dieser Studie gezeigt werden, dass bei leichten Viskosestoffe
mit einem hohen Tragekomfort durch die Erhöhung der Webdichte und mit einer
speziellen Faserbehandlung ein optimaler UV-Schutz erreicht werden.
4.7. Durchführung von Belastungstests ausgewählter Textilien
Um den Gebrauch von Bekleidung zu simulieren und die Auswirkungen auf den UVSchutz der Textilien zu ermitteln, wurden folgende im Qualitätsbereich von Textilund Bekleidungsunternehmen übliche Laborprüfverfahren angewandt: Reibechtheit
nach DIN 54021, Wasserechtheit nach DIN 54005, Schweißechtheit (sauer und
alkalisch) nach DIN 54020, Waschschrumpf nach DIN 53920 (vor und nach dem
Bügeln), Pillanfälligkeit und Scheuerfestigkeit nach Martindale, Reinigungsschrumpf
(Chemische Reinigung), Nahtschiebefestigkeit nach Marks & Spencer sowie
Dampfkrumpf nach DIN 53894.
Definitionen und Verfahren
•
Reibechtheit
Als textile Reibechtheit wird die Widerstandsfähigkeit der Farbe von Textilien (z.B.
Oberstoffen) jeglicher Art gegenüber einem Abreiben oder Anbluten (Abfärben) an
anderen Textilien bezeichnet. Die Reibechtheitsprüfungen beruhen auf Reibung von
textilen Flächengebilden gegeneinander. Die Prüfung beinhaltet die Reibung des
Materials gegen ein trockenes, ungefärbtes Baumwollgewebe. Die Beurteilung
erfolgt in 5 Stufen (Echtheitszahlen), wobei Stufe 5 eine sehr hohe Reibechtheit
bedeutet und Stufe 1 eine sehr geringe. Man unterscheidet zwischen Trocken- und
Nassreibechtheit. In der Regel erreichen helle und brillante Farben höhere
Reibechtheiten als dunkle Töne.Zur Durchführung der Reibechtheitsprüfung wird ein
Crockmeter, 100% Baumwolle und destilliertes Wasser benutzt.
•
Wasserechtheit
Bei der Wasserechtheit wird die Widerstandsfähigkeit der Farbe (bei Färbungen und
Drucken) gegen eine kurzzeitige Einwirkung von Wasser festgestellt und benotet.
Man unterscheidet hierbei leichte und schwere Beanspruchung (DIN 54 005 und 54
006). Die Prüfung dient zur Bestimmung des Anblutens, wenn sich Kleidungsstücke
im feuchten Zustand berühren. Der Prüfling wird sandwichartig in ein Begleitgewebe
gehüllt und ca. vier Stunden nass auf 37°C gehalten. Im Anschluss wird das
Anbluten mit Hilfe eines Graumaßstabs eingestuft.
•
Schweißechtheit, sauer und alkalisch
Bei der Schweißechtheit
wird
das Ausmaß der Farbänderung oder das
wechselseitige Anbluten eines Textils durch das Einwirken von Schweiß bestimmt.
Diese Prüfung wird wie bei der Wasserechtheit durchgeführt, jedoch einmal im
sauren und einmal im alkalischen Bereich.
•
Scheuerfestigkeit
Als Scheuerfestigkeit und wichtiges Kriterium für den Gebrauchswert von Textilien
wird die Widerstandsfähigkeit eines Stoffes gegen Abrieb (Verschleiß) bezeichnet.
Die Scheuerfestigkeit wird nach dem Martindale-Verfahren untersucht.
Bei diesem Verfahren werden auf Prüfstationen runde Prüflinge gegen ein StandardScheuermittel gerieben und die Widerstandskraft gegenüber Scheuern durch die
Anzahl der Reibungen bestimmt. Hierbei wird auch die Pillanfälligkeit geprüft. Pills
sind kleine Knötchen, die sich unter Umständen durch Aufrauhen des Gewebes
oberflächlich ausbilden können.
•
Waschschrumpf/Waschstabilität
Textile Fertigwaren insbesondere aus zellulosischen Fasern haben die Eigenschaft,
durch die Waschbehandlung ihre Form zu verändern, d.h. einzulaufen. Um das
Einlaufverhalten von Textilien zu überprüfen, werden die entsprechenden Textilien
unter definierten Bedingungen gewaschen und im Anschluss auf Längen- und
Breitenänderungen überprüft.
•
Reinigungsschrumpf
Analog zum Waschschrumpf wird beim Reinigungsschrumpf die Veränderung eines
Textils durch die Chemische Reinigung überprüft. Entsprechende Maßänderungen
werden ermittelt und bewertet.
•
Dampfkrumpf
Beim Krumpfen werden textile Flächengebilde mit Wasserdampf kurzzeitig
bedampft, um eventuell vorhandene Zugspannungen im Gewebe festzustellen.
Dabei werden Temperaturen von bis zu 180°C erreicht. Anschließend werden die
Gewebe ausgemessen und die Längen- bzw. Breitenänderungen prozentual
ermittelt.
•
Nahtschiebefestigkeit
Als Nahtschiebefestigkeit wird jene Kraft definiert, die erforderlich ist, in einer
festgelegten Geweberichtung eine spezifische Nahtöffnung zu erzeugen. Diese
Prüfung ist notwendig zur Gewährleistung einer Zugbelastungssicherheit im
Nahtbereich des Textils.
Ergebnisse und Diskussion
Es
wurden
11
verschiedenfarbige
Stoffe
mit
unterschiedlicher
Materialzusammensetzung den genannten Prüfverfahren unterzogen. Die UPFWerte, der so behandelten Stoffe und deren jeweiligen Originalstoffe (als Referenz),
wurden dann mit dem Cary 500 UV/Vis/NIR bestimmt (siehe Tabelle 6).
Die Messungen zeigen im Vergleich, unbenutzter Stoff und penetrierter Stoff,
eher eine Zunahme des UPFs, als eine Abnahme. Signifikant höher liegt der UPF
des getrockneten Stoffs insbesondere nach Anwendung der chemischen Verfahren
(z.B. Waschschrumpf oder der Scheißechtheit, sauer bzw. alkalisch). Bei den
physikalischen Verfahren waren keine signifikanten Veränderungen des UPFs zu
beobachten, lediglich nach der Nahtschiebefestigkeitsprüfung traten abhängig vom
Material zu erwartende geringere UPF-Werte auf.
Tabelle 6: UPF-Abhängigkeit von durchgeführten Belastungstests
84% VI 16% PL
166
84% VI 16% PL
166
100% LI
151
49% PA 41% VI 10% LI
154
80% VI 20% LI
164
85% VI 15% LI
215
100% PA
51
72% PA 28% EA
177
100% PA
99
30% PL 70% VI
197
UPF-Mittelwert
Zusammensetzung
U
Wäsche
SchweißNahtP original
30°C
chem.
echtheit
Wasser- schiebe- Reibg/m2 F (Referenz) gedämpft Persil
gereinigt Pilling sauer
alkalisch echtheit festigkeit echtheit
43,35 63,85 43,65 54,88 1)
58,00
51,20 72,55 51,83 63,09 1)
67,10
10,88 11,80 11,23 12,03
13,30
150,75 96,75 137,35 96,48 1)
146,80
19,13 18,83 18,83 18,83
28,40
78,25 92,20 146,05 58,98 73,13 158,90
26,28 27,05 28,53 25,88 1)
26,20
365,60 497,08 824,55 502,60 450,83 645,00
36,63 36,25 42,98 35,70 38,10 33,50
97,63 100,85 112,85 66,58 68,98 115,20
48,68 78,58 62,23 68,50 69,80 65,90
56,00 54,68
65,00 63,54
15,80 10,40
150,30 128,80
24,80 30,10
134,90 118,70
29,90 27,70
1135,80 861,10
36,50
143,20 98,20
80,10 65,80
11,25 11,98
95,50 119,20
17,95 22,55
69,18 2)
39,70
33,88 2)
81,40
1)
90% PL 10% VI 234
bei vorliegenden Materialzusammensetzungen ist kein Pilling zu erwarten und daher kein Test durchgeführt worden
2)
Reibechtheit durchgeführt, textile Probe ist jedoch auf Grund der geringen Größe (24x36 mm) verloren gegangen
Die beim Waschschrumpf erhaltenen höheren UPF-Werte spiegeln sich auch in den
Längen- und Breitenänderungen der Gewebe nach dem Waschen wieder. So liegen
die Einlaufwerte der betrachteten Gewebe bei 0 bis –15 Prozent. Eine Verbesserung
der UPF-Werte im Bezug zur Referenz ist somit auf Grund der dichter gewordenen
Gewebe keine Überraschung. Eine Verallgemeinerung kann jedoch von den hier
erhaltenen Ergebnissen nicht abgeleitet werden.
4.8. Einfluss von Feuchtigkeit und Nässe auf den UPF von Textilien
Neben
den
zuvor
erwähnten
Textileigenschaften
haben
auch
bestimmte
Gebrauchbedingungen einen unmittelbaren Einfluss auf die UV-Durchlässigkeit.
Neben der Dehnung eines Stoffes kann auch der Feuchtigkeitszustand eines Stoffes
einen signifikanten Einfluss auf den UPF ausüben, was insbesondere für spezielle
Bekleidung von großer Bedeutung sein kann (z.B. Bademode, Sportkleidung,
Berufskleidung). Da der Einfluss von Feuchtigkeit und Nässe auf die UVDurchlässigkeit von Textilien bisher kaum untersucht wurde, sind diese Faktoren in
der folgenden Studie anhand einer großen Anzahl von verschiedenen Stoffen
evaluiert worden (8,36,37,39,40).
Textilien
Neunundsechzig kommerzielle Textilien aus der Frühjahr/Sommerkollektion 2000
eines führenden europäischen Bekleidungsherstellers (Klaus Steilmann GmbH & Co.
KG, Bochum, Deutschland). Textilien mit uneinheitlicher Konstruktionsart oder Farbe
wurden nicht in die Untersuchung aufgenommen. Der überwiegende Teil der
Textilien war weiß oder von heller Farbe. Weitere Charakteristika der Textilien sind in
Tabelle 4 aufgeführt.
Spektralphotometrie
Die Aufbereitung der Textilproben wurde mit den in Absatz 4.3.1 beschriebenen
Methoden durchgeführt. Die spektralphotometrischen Messungen wurden mit dem
Cary
500
vorgenommen
UV/Vis/NR
(Absatz
Spektralphotometer
4.3.1).
Die
mit
integriertem
Transmissionsmessungen
Autosampler
wurden
im
Wellenlängenbereich von 290-400 nm in 1 nm Schritten ausgeführt. Für die UPFBestimmung von nassen Textilien wurden die gerahmten Stoffproben vor der
Messung 20 Minuten in Wasser oder in einer 3%igen NaCl-Lösung durchweicht (1822° C). Die UPFs wurden mit Hilfe der in Abbildung 2 dargestellten Formel
berechnet. Der niedrigste Messwert einer trockenen bzw. nassen Stoffprobe wurde
als UPF betrachtet.
Statistik
Die statistische Auswertung wurde mit dem SPSS für Windows vorgenommen.
Unterschiede zwischen den UPFs trockener und nasser Textilien wurden mit dem
zweiseitigem t-Test für gepaarte Stichproben untersucht. Als Signifikanzniveau
wurde P<0,05 angesetzt.
Tabelle 7: Charakteristika der verschiedenen untersuchten Sommertextilien
Fasertyp
Anzahl der
Konstruktion
Gewicht*
g/m2
Textilien
______________________________________________________
Baumwolle
9
A, B
155±72.4
Linen
10
A
142±19.6
Viscose
14
A, B
107±18.1
9
A
169±25.9
Polyester
11
A, B
134±44.5
Polyester
8
A, C
139±34.6
8
A
133±23.8
Modal
+ TiO2
+ TiO2
Polyester Krepp
+ TiO2
______________________________________________________
Mittelwerte (±s); A = einfach gewebt, B = einfach gestrickt, C = doppelt gewebt
Ergebnisse
Die Mittelwerte (±s) der UPFs von trockenen und nassen Textilien sind in den
Tabellen auf Seite 53-54 dargestellt. Für nasse Baumwolle wurde ein signifikanter
Abfall des UPFs und ein signifikanter Anstieg der UVA- und UVB-Transmission
beobachtet. Nasse Leinen, Viskose, Polyester und Polyester+TiO2 wiesen eine
signifikante
Erhöhung
der
UVA-Transmission
auf.
Jedoch
wurde
nur
bei
Polyester+TiO2 eine signifikante Erniedrigung des UPFs gesehen, obgleich die UVBTransmission keinen signifikanten Unterschied aufwies. Signifikant erhöhte UPFs
bzw. erniedrigte UVB-Transmisssionen hatten nasse modal+TiO2 und Polyester
Krepp+TiO2. Andererseits wiesen letztere eine signifikant erhöhte UVA-Transmission
auf. In der Regel wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Textilien
festgestellt, die mit Wasser oder 3%iger NaCl-Lösung behandelt wurden; nur bei
dem in 3%igem NaCl vorbehandelten Polyester+TiO2 wurde ein signifikant niedriger
UPF beobachtet.
Tabelle 8: Mittelwerte (±s) des UPFs und der UVA- bzw. UVB-Transmission (%) trockener und nasser
Baumwolle- und Leinenstoffe
Baumwolle
Trocken (t)
Wasser (w)
Salzwasser (s)
___________________________________________________________________________
UPF
11.9±4.9
5.1±2.4
5.1±2.3
___________________________________________________________________________
UVA
18.4±13.9
29.1±7.2
28.8±7.8
___________________________________________________________________________
UVB
8.6±7.2
22.5±11.2
22.6±11.2
___________________________________________________________________________
Unterschiede waren signifikant für: UPFt – UPFw (P<0.001); UPFt – UPFs (P<0.001);UVAt
– UVAw (P=0.007);UVAt – UVAs (P=0.008); UVBt – UVBw (P<0.001); UVBt – UVBs (P<0.001)
Leinen
Trocken (t)
Wasser (w)
Salzwasser (s)
___________________________________________________________________________
UPF
9.1±5.1
8.5±5.7
8±5.4
___________________________________________________________________________
UVA
15.9±7.4
21.9±10.1
21.2±11.1
____________________________________________________________________________
UVB
13,2±6.3
14,9±7.2
16±7.3
____________________________________________________________________________
Unterschiede waren signifikant für: UVAt – UVAw (P=0.005);UVAt– UVAs (P=0.02); UVBw – UVBs (P<0.024)
Tabelle 9: Mittelwerte (±s) des UPFs und der UVA- bzw. UVB-Transmission (%) trockener und nasser
Viskose- und Modal+TiO2-Stoffe
Viskose
Trocken (t)
Wasser (w)
Salzwasser (s)
___________________________________________________________________________
UPF
6±4.2
6.6±5.4
6.5±5.5
___________________________________________________________________________
UVA
28.4±13.4
31.1±14.3
29.9±14.5
__________________________________________________________________________
UVB
24.2±13.7
24.2±15.3
24.8±15.6
__________________________________________________________________________
Unterschiede waren signifikant für: UVAt – UVAw (P=0.011);UVAw – UVAs (P=0.007)
Modal + TiO2
Trocken (t)
Wasser (w)
Salzwasser (s)
_________________________________________________________________________
UPF
53.5±30.4
124.4±94.7
131.9±113.6
_________________________________________________________________________
UVA
5.9±2.5
5.9±2
5±2.5
_________________________________________________________________________
UVB
2.8±2.5
1.6±1.9
1.9±2.5
_________________________________________________________________________
Unterschiede waren signifikant für: UPFt – UPFw (P=0.013); UPFt – UPFs (P=0.025); UVAt
– UVAs (P=0.014);UVAw – UVAs (P=0.028); UVBt – UVBw (P=0.001); UVBt – UVBs (P=0.001)
Tabelle
10:
Mittelwerte
(±s)
des
UPFs
und
der
UVA-
unterschiedlicher trockener und nasser Polyesterstoffe
bzw.
UVB-Transmission
(%)
Polyester
Trocken (t)
Wasser (w)
Salzwasser (s)
___________________________________________________________________________
UPF
49.1±34.7
47.1±34
44.8±32.1
___________________________________________________________________________
UVA
9.6±7.5
13.7±8.6
13.7±8.5
___________________________________________________________________________
UVB
4.4±7.4
4.9±8.2
5±8.1
___________________________________________________________________________
Unterschiede waren signifikant für: UVAt – UVAw (P<0.003); UVAt – UVAs (P<0.008)
Polyester + TiO2
Trocken (t)
Wasser (w)
Salzwasser (s)
___________________________________________________________________________
UPF
137.6±64.1
100±30.3
90±25.5
___________________________________________________________________________
UVA
5.7±0.4
8.8±0.5
10.6±0.6
___________________________________________________________________________
UVB
0.6±0.4
0.5±0.3
0.5±0.4
___________________________________________________________________________
Unterschiede waren signifikant für: UPFt – UPFw (P=0.036); UPFt – UPFs (P=0.022); UPFw –
UPFs (P=0.002); UVAt – UVAw (P<0.001); UVAt – UVAs (P<0.001); UVAw – UVAs (P=0.001)
Polyester Krepp + TiO2
Trocken (d)
Wasser (w)
Salzwasser (s)
___________________________________________________________________________
UPF
41.7±7.7
55.5±8.1
55.9±6.7
___________________________________________________________________________
UVA
4.3±0.7
9.2±1.2
10.2±1.1
___________________________________________________________________________
UVB
2.3±0.4
1.4±0.3
1.3±0.2
___________________________________________________________________________
Unterschiede waren signifikant für: UPFt – UPFw (P=0.013; UPFd – UPFs (P=0.01); UVAt – UVAw
(P=0.002);UVAt
–
UVAs
(P=0.001);
UVBt
–
UVBw
(P=0.001);
UVBt
–
UVBs
(P=0.001)
Diskussion
Im Jahre 1994 berichtete Pailthorpe (8) erstmals über Transmissionsmessungen an
trockenen und nassen Textilien. Von den 22 untersuchten Textilien wurde
insbesondere bei Baumwolle und Baumwollemischungen im nassen Zustand eine
beträchtliche Verminderung des UPFs beobachtet. In Übereinstimmung mit den
Ergebnissen unserer Arbeitsgruppe fiel der UPF bei diesen Stoffen um annähernd
60%. Darüber hinaus wurde berichtet, dass es bei gedehnte Textilien im nassen
Zustand zu einer zusätzlichen Verminderung des UPFs kommt (36). Jevtic (40)
benutzte einen Sonnensimulator um den in vivo UPF von unterschiedlicher
Strandkleidung zu untersuchen (60%Polyester/40%Baumwolle; 81%Polyester/19%
Lycra). Die UPFs fielen um ungefähr ein drittel im nassen Zustand. Parisi et al. (39)
führten Feldversuche an weißen und schwarzen T-Shirts mit Polysulphon-Dosimeter
durch, die von Probanden in der natürlichen Sonne getragen wurden. Sie
postulierten, dass insbesondere ein weißes T-Shirt im nassen Zustand vermehrt UVStrahlung transmittiert. Jedoch war in ihrer Studie der Effekt von Nässe durch
zusätzliche Dehnungseffekte überlagert worden, die durch das Herabhängen der TShirts am Körper auftreten. Es muss kritisch angemerkt werden, dass in fast allen
oben genannten Studien keine Angaben gemacht wurden, in welcher Flüssigkeit und
über
welchen
Zeitraum
die
Textilien
vor
der
Messung
benässt
wurden.
Unterschiedliche Transmissionseigenschaften der Flüssigkeiten (z.B. Süßwasser,
Salzwasser, Schweiß) wie auch die zeitlich unterschiedliche Flüssigkeitsaufnahme
der Textilien sollten beachtet werden (32,48). Dennoch zeigte sich in der
vorliegenden Untersuchung bezüglich der UV-Transmission der Textilien im
allgemeinen kein Unterschied zwischen der Vorbehandlung mit Wasser oder einer
3%igen NaCl-Lösung. Demnach verhält sich die UV-Durchlässigkeit von Textilien in
Süßgewässern und im Meer annähernd identisch.
Neben Baumwolle wies auch Polyester+TiO2 eine signifikante Abnahme des
UPFs im nassen Zustand auf. Die unbehandelten nassen Polyesterstoffe zeigten nur
eine tendenzielle Abnahme des UPFs. Interessanterweise wurde bei allen
verschiedenen Polyestertextilien eine erhöhte UVA-Transmission im nassen Zustand
beobachtet (Tabelle 10), d.h. die bei Polyester ohnehin größere Transmission im
UVA-Bereich scheint im nassen Zustand noch weiter anzusteigen. Andererseits
wurde bei nassen Polyester Krepp+TiO2 eine beträchtliche Abnahme der UVBTransmission und ein signifikanter Anstieg des UPFs festgestellt. Kreppstoffe haben
eine komplexe dreidimensionale Gestalt mit sehr unregelmäßiger Oberfläche und
scheinen im nassen Zustand ihre strahlengeometrischen Eigenschaften beträchtlich
zu verändern. Darüber hinaus wurde ein erhöhter UPF bei nassen Stoffen aus
Modal+TiO2 gefunden. Während Viskose und Cupro beträchtliche hygroskopische
Eigenschaften aufweisen und um annähernd 100% des Volumens im nassen
Zustand aufquellen können, weisen Modal und Baumwolle eher eine geringe
Hygroskopizität auf (48). Somit lässt sich der Anstieg des UPFs von Modal kaum auf
Quellungseffekte zurückführen, zumal bei Viskose nur ein tendenzieller UPF-Anstieg
zu beobachten war, obwohl diese Fasern bei Feuchtigkeit deutlich stärker
aufquellen. So kann man nur spekulieren, ob die Verteilung und Dichte der TiO2Partikel innerhalb der Polymermatrix in Abhängig vom Fasertyp unterschiedliche
Einflüsse bei trockenen und nassen Textilien bewirken. In einer früheren Studie
wurde ein beträchtlicher Anstieg des UPFs von Viskose- und Seidenfaser durch
Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit (Inkubationszeit: 24 Stunden) festgestellt
(28). Durch eine verstärkte Quellung der Fasern und einer Vergrößerung des
Faserquerschnitts werden die Faserzwischenräume des Textils kleiner, so dass die
UV-Transmission abnimmt. Die Expositionsdauer scheint von großer Bedeutung für
die Feuchtigkeitsaufnahme und Quellung der Faser zu sein (32,48). Im Allgemeinen
reduziert das Wasser in den Faserzwischenräumen die Streuung von UV-Strahlung,
wodurch die UV-Transmission durch das Textil zunimmt. In Analogie hierzu lässt sich
bei nassen Baumwoll-T-Shirts eine erhöhte Durchsichtigkeit des Stoffes erkennen
(8,36).
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass im Gegensatz zu früheren Studien
nicht nur ein Abfall sondern auch bei bestimmten nassen Textilien ein Anstieg des
UPFs beobachtet werden kann. Von klinischer Bedeutung ist insbesondere, dass im
nassen Zustand der UV-Schutz von Baumwolle und Polyester+TiO2 deutlich abfällt.
Vor allem im Hinblick auf spezielle Bekleidungsformen, wie z.B. Strandbekleidung,
Bademoden, Sportbekleidung, Arbeitsbekleidung, gilt es zu berücksichtigen, dass
Wasser oder Schweiß den UV-Schutz bestimmter Textilien signifikant verändern
können (49).
4.9. Entwicklung und Herstellung von UV-dichten Textilien
In einem weiteren Unterversuch (ENKA SUN Projekt) wurden in Zusammenarbeit mit
dem Textiltechnischen Institut TTI der Firma Acordis Industrial Fibers GmbH
(Wuppertal), Textilien entwickelt und hergestellt, die trotz eines relativ geringen
Gewichtes einen hohen UPF aufweisen. Basis bildete eine ENKA SUN Kette (12.000
Fäden), die mit einem Schussgarn kombiniert wurde. Um unter anderem auch den
Einfluss der Schussgarnfaser auf den UPF zu untersuchen, wurde die ENKA SUN
1
2
Faser (84 dtex f 30) mit Tencel Nm 50/1 (ca. 200 dtex) bzw. Polyester Nm 50/1 (ca.
200 dtex) verwoben. In die ENKA SUN Faser wurde 2.5%iges Titandioxid
eingearbeitet, so dass die Faser als solche schon über eine hohe UV-Dichte
verfügte. Die Rohgewebe (keine Applikation) wurde lediglich einmal gewaschen
worden, um den Gewebeschrumpf den anderen Geweben anzupassen und die
Schlichte
zu
entfernen.
Alle
Behandlungen
wurden
im
sogenannten
Ausziehverfahren durchgeführt. Ein Teil der Textilien wurde mit optischen Aufhellern
behandelt. Die UPF-Bestimmung wurde, wie schon zuvor dargestellt, nach dem
Europäischen Standard durchgeführt. Bei der spezifischen Gewebeherstellung
wurden Bindungsvariationen gewählt, die in ihrer Porosität vergleichbar waren. Dies
waren Grundbindungen wie Leinwand (hier Rips), Köper und Atlas mit den
entsprechenden Bindungszahlen (siehe Tabelle 11). Als Farben wurden Weiss
(ungefärbt), Rot und Blau als zu untersuchende Parameter festgelegt. Zudem sollte
aus einer Farbintensitätsreihe der Einfluss der Farbintensität auf den UPF ermittelt
werden.
Neben
dem
Gewebeausrüstung,
Farbeinfluss
hier
wurden
optische
auch die UPF-Abhängigkeiten der
Aufheller
und
UV-Absorber
untersucht.
Komplettiert wurde das Untersuchungsprogramm durch Waschversuche (10, 20 und
40 Wäschen), Scheuerversuche (nach Martindale mit 1000 und 5000 Touren) sowie
Dehnversuche (gleichmäßige Dehnung in Längs- und Querrichtung, dabei wurde die
Dehnung mit einem Spezialtape fixiert, um die Messung im gedehnten Zustand im
Spektralphotometer durchführen zu können).
1
2
dtex = Abkürzung für Decitex, Maßeinheit der Garnsortierung
Nm = Metrische Nummer
Tabelle 11: Dargestellt sind die unterschiedlichen Bindungsarten (Rips, Köper, Atlas), Flächengewicht
bzw. Dicke und Fadendichte der verschiedenen Rohgewebe
Tabelle 12: Farbstoffklassen und Färberezepturen der verschiedenen Rohgewebe (Polyester:
Dispersionsfarbstoffe; Viskose bzw. Tencel: Reaktivfarbstoffe)
Ergebnisse und Diskussion
Insgesamt wurden 92 Textilien hergestellt, die sich in Faserzusammensetzung,
Konstruktion, oder Behandlung mit Farben und optischem Aufheller unterschieden.
Die hergestellten Gewebe hatten ein durchschnittliches Gewicht von 138 g/m² (120159 g/m²) und entsprachen somit leichter Sommerbekleidung (Tabelle 11). Der
durchschnittliche UPF lag bei 516 (32-5292) und war somit weitaus höher als der
Europäische Standard vorschreibt. Zunächst war vorgesehen die einzelnen
Parameter, wie z.B. Bindungsart oder Farbe, noch eingehender auf ihre UV–
protektiven Eigenschaften zu untersuchen. Aufgrund der extrem geringen UVTransmission wurde aber auf diese Auswertung verzichtet. Schon bei UPFs über 50
ist mit einer zunehmenden Messungenauigkeit zu rechnen, so dass die Effekte der
einzelnen Parameter von Messfehlern überlagert worden wären. Dennoch zeigt die
Untersuchung, dass insbesondere Textilien, die mit Titandioxid beschichtet wurden,
auch bei relativ geringen Flächengewichten einen hervorragenden UV-Schutz bieten
können. In Dehnungsversuchen (Martindale-Methode) zeigte sich ein Abfall des
Ausgangs-UPFs. In UV-Belastungstests wurde eine deutliche Photodegration der
Textilfarbe festgestellt. Insgesamt – mit wenigen Ausnahmen (Abbildung 13) waren
bei dem beschriebenen umfangreichen Versuchs- und Untersuchungsprogramm
aufgrund der doch sehr dichten Gewebe in der Regel keine eindeutig gesetzmäßigen
Abhängigkeiten des UPF von den untersuchten Parametern festzustellen.
Acordis, PES, weiss
optische Aufheller
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00
UV-Absorber
Atlas 40
Atlas 31 Köper 35 Köper 27 Rips 35
Bindung
Abbildung 13: UPF-Abhängigkeit von der Bindungsart (PES = Polyester)
Rips 27
4.10. Herstellung einer UV-Schutz-Kollektion
Die im laufenden Projekt gewonnenen Erkenntnisse wurden abschließend bei der
Entwicklung einer UV-Schutz-Kollektion berücksichtigt. Neben den stoffspezifischen
Eigenschaften hängt der effektive UV-Schutz von Bekleidung auch vom Design und
der Verarbeitung ab. Wie ein UV-Schutz-Bekleidungsstück auszusehen hat und
welche Schnittspezifika in Sachen Bedeckungsgrad zu beachten sind, wurde in dem
Arbeitsgremium
„UV
protective
clothing“
des
CEN
(Comite
Europeen
de
Normalisation) zur Ausgestaltung einer Europäischen Norm für UV-Schutzbekleidung
unter Mitwirkung der RUB und des KSI entwickelt (50).
Textilien
Der Entwicklung einer UV-Schutz-Kollektion ging ein Screening von UV-Schutz
Stoffen voraus. Hierbei wurden 55 Stoffe (im wesentlichen Modal Sun), die von den
Herstellern als UV-Schutzstoffe ausgewiesen wurden, hinsichtlich des UPFs in-vitro
nach der Europäischen Norm getestet. Das Ergebnis zeigt, dass ein paar Stoffe
deutlich unter dem für die Europäische Norm vorgesehenen UPF-Grenzwert von 40+
bleiben (siehe Abbildung 14) und hier die Bezeichnung UV-Schutzstoff normativ nicht
zutreffend ist.
UV-Schutztextilien - Screening
Anzahl
UV-Schutzstoffe mit
Farbvariationen
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0+
5+
10+
15+
20+
25+
30+
35+
UPF-Rating
Abbildung 14: UPF-Rating der UV-Schutztextilien
40+
45+
50+
Für die Realisierung der UV-Schutz-Kollektion wurden Stoffe der Firmen Robert
Streich GmbH und Händel + Diller GmbH verwandt (siehe Tabelle 13). Kriterien
waren hier insbesondere Einhaltung der UPF-Werte von 40+, UV-Schutzstoffe,
schnelle Verfügbarkeit, modischer Schick und die Möglichkeit zur Abnahme kleiner
Warenmengen. Bestimmte Textilhersteller fertigen die Stoffe nämlich nur auf
Anfrage und dann aufgrund der Rentabilität nur in großen Einheiten.
Für die Kollektion wurden folgende Stoffe eingesetzt:
Tabelle 13: Eingesetzte UV-Schutzstoffe (Maschenstoffe mit Interlock-Bindung) für die Kollektion
Bezeichnung
Zusammensetzung
Farbe Gewicht
Firma
g/m2
Art. V 97 189
68% VI Enka Sun
weiss
180
Robert Streich GmbH
200
Robert Streich GmbH
vanille, 167
Robert Streich GmbH
Sun Protection 32% CMD Lenzing Sun
Art. V 91 170
100% CMD Lenzing Sun pink
Sun Protection
Art. V 91 195
51% PL + Trevira ESP
Sun Protection 49% CMD Lenzing Sun
senf
Art 0536 1050
92 % CMD Modal Sun
weiss
Elastic-Single
8 % EA
215
Händel + Diller GmbH
VI = Viskose, CMD = Micromodal, PL = Polyester, Trevira ESP = Polyestergarn mit hoher Elastizität
Bekleidung
Beim Design von UV-Schutzkleidung ist zu beachten, dass ein möglichst hoher
Bedeckungsgrad der Haut erreicht wird. So muss nach dem Entwurf der
Europäischen Norm „Textiles – Solar UV protective properties – Part 2: Classification
and marking of apparel“ die für den Schutz des Oberkörpers und Unterkörpers
vorgesehene Bekleidung diese Bereiche mindestens vollständig bedecken. Als
Oberkörper ist dort definiert (50): Torso vom Halsansatz bis hinunter zur Hüfte und
über die Schultern hinaus bis zu ¾ des Oberarmes. Als Unterkörper ist der Teil des
Körpers definiert, der von der Taille bis zur Kniescheibe reicht. Dies Vorgaben sind
bei der vom KSI entwickelten Kollektion berücksichtigt worden.
Folgende Kollektionsteile im wesentlichen für den DOB-Bereich wurden nach den
beschriebenen Vorgaben realisiert:
•
Shirt mit ¾ Arm, Länge 68 cm und Hose mit 7/8 Länge aus Art. V. 97 189
(DOB)
•
Shirt mit ¾ Arm, Länge 72 cm und Hose, lang aus Art. V. 97 195 (DOB)
•
Twin Set bestehend aus: T-Shirt, Länge 66 cm und Jacke, langer Arm sowie
langer Rock, Länge 91 cm (die Jacke wird über dem T-Shirt getragen) aus Art.
V. 91170 (DOB)
•
Twin Set bestehend aus: T-Shirt, Länge 68 cm und Jacke, langer Arm sowie
langer Rock, Länge 93 cm (die Jacke wird über dem T-Shirt getragen) aus Art.
V. 91195 (DOB)
•
Sweat-Shirt, langer Arm aus Art. Art 0536 1050 (DOB)
•
Polo-Shirt, langer Arm aus Art. 0536 1050 (HAKA)
Die UV-Schutz Kollektion wurde als Sport- und Sommerkleidung konzipiert. Im
folgenden sind einige Beispiel-Kombinationen zu sehen.
Abbildung 15: Twin Set (aus Art. V. 91 170)
Abbildung 16: Shirt und Hose (aus Art. V. 91 189)
Abbildung 18: Shirt und Hose, Farb-Kombination Vanille und Senf (aus Art. V. 91 195)
Abbildung 19: Polo Shirt (aus Art. 0536 1050)
Das Twin Set Outfit zeigt, durch die Kombination von Shirt und Jacke, wie der UVSchutz von Bekleidung normgerecht und elegant ausgeführt werden kann.
5. Zusammenarbeit mit anderen Stellen
Die
Zusammenarbeit
Schutzbereich
und
der
arbeitenden
Erfahrungsaustausch
Wissenschaftlern
und
mit
anderen
Fachleuten
im
UV-
aus
der
Bekleidungsindustrie war für das Gelingen des Projektes von großer Bedeutung. Die
Firma Acordis (Wuppertal) ist ein etablierter Textilhersteller, der auch im Segment
„UV-Schutztextilien“ innovativ tätig gewesen ist. In Zusammenarbeit mit dem TTI der
Fa. Acordis wurde für verschiedene Untersuchungen innerhalb des Projektes ein
Textil hergestellt, das aus einer speziellen UV-absorbierenden Faser bestand.
Andere Textilhersteller (z.B. Fa. Lenzing, Österreich, s.a. ) belieferten uns ebenso
mit Textilproben zur UPF-Bestimmung, so dass ein umfangreicher repräsentativer
Probenpool angelegt werden.
Die Zusammenarbeit und der stetige Austausch mit Wissenschaftlern im Inund Ausland erwies sich als äußerst effektiv. Insbesondere mit Prof. K. Hatch
(Professor of Textiles, University of Arizona, Tuscon, Arizona, USA) und Dr. J.
Laperre (Centexbel, Scientific and Technical Centre of the Belgian Textile Industry,
Zwijnaarde, Belgium) hat ein intensiver Erfahrungsaustausch stattgefunden.
Profunde Sachkenntnisse und Erfahrungen dieser ausgewiesenen Experten auf dem
Gebiet „UV-Schutz durch Textilien“ konnten in das UV-Tex-Projekt eingebracht
werden. Diese Personen wirkten auch aktiv bei der Veröffentlichung und Verbreitung
der Projektergebnisse mit. Weiterhin ist der Kontakt mit Dr. C. Boldeman (Stockholm
Centre of Public Health, Cancer Preventiva Enheten, Stockholm, Sweden)
aufzuführen, aus dem ein neuer EU-Projektantrag zu diesem Thema entwickelt
wurde. Im Rahmen der Messmethoden, die im UV-Tex-Projekt evaluiert wurden, ist
vor allem die Zusammenarbeit mit Prof. G. Ronto (Professor of Biophysics, Institute
of Biophysics & Radiation Biology, Semmelweis University, Budapest, Ungarn) und
Dr. H. Holtschmidt (Biosense, Bornheim) hervorzuheben. Ihre Unterstützung bei der
Kalibrierung und Auswertung der gewonnen Daten, die mittels Biosensoren erhoben
wurden, war von großen Wert.
Die substanzielle Mitarbeit der RUB und des KSI innerhalb der Europäischen
Kommission für Normierung (CEN) zur Entwicklung des Europäischen Standards für
UV-protektive Bekleidungstextilien war von unschätzbarem Wert für das Projekt, da
hier Erfahrungen mit anderen Wissenschaftlern aus verschiedenen Disziplinen
ausgetauscht und Meinungen und Trends aus der Textilindustrie vermittelt werden
konnten. Das gleiche galt auch auf nationaler Ebene für die Zusammenarbeit im
Ausschuss des DIN (Deutsches Institut für Normierung). Die Präsenz auf zahlreichen
nationalen und internationalen Kongressen (s.a. Paragraph 6.2.) hat darüber hinaus
dazu beigetragen, die Ergebnisse des UV-Tex-Projektes mit anderen Experten
diskutieren zu können und aktuelle themenrelevante Entwicklungen auszutauschen
– dies war insbesondere der Fall auf den Kongressen der Europäischen Gesellschaft
für Hautkrebsprävention (EUROSKIN) und dem Weltkongress Cancers of the Skin.
Textilunternehmen
Wie schon angesprochen, wurde das Projekt von etlichen Textilunternehmen durch
die zur Verfügungsstellung von Textilien unterstützt. Diese möchten wir an dieser
Stelle dankend erwähnen.
•
Klaus Steilmann GmbH & Co. KG
•
Acordis AG, speziell TTI (Textiltechnisches Institut)
•
Acordis Service GmbH, Tencel
•
Anton Cramer GmbH & Co. KG
•
KBC Manufaktur Koechlin, Baumgartner & Cie. GmbH
•
Gebrüder Sanders GmbH & Co. KG
•
Lenzing AG
•
Mülforter Zeugdruckerei & Färberei Heinrich Bresges GmbH
•
Albero Stoffe GmbH
•
Seidenweberei Reutlingen GmbH
•
Günter Drews Textilwerke GmbH & Co. KG
•
Robert Streich GmbH
•
Händel + Diller GmbH
•
Ulmia Stoffe GmbH
•
UVEX Arbeitsschutz GmbH
etc.
6. Literatur
1. Altmeyer P, Hoffmann K, Stücker M, eds. Skin cancer and UV radiation.
Berlin, New York: Springer; 1997.
2. Gies P, Roy C, Toomey S, Tomlinson D. Ambient solar UVR, personal
exposure and protection. J Epidemiol 1999;9:115-122.
3. Dummer R, Osterwalder U. UV transmission of summer clothing in
Switzerland and Germany. Dermatology 2000;200:81-82.
4. Hoffmann K. UV protective clothing in Europe: recommendation of
European working party. J Eur Acad Dermatol Venereol 1998;11:198199.
5. Menter JM, Hollins BS, Sayre RM, Etamadi AA, Willis I, Hughes SNG.
Protection against UV photocarcinogenesis by fabric materials. J Am
Acad Dermatol 1994;31:711-716.
6. Bech-Thomsen N, Wulf HC, Ullman S. Xeroderma pigmentosum lesions
related to ultraviolet transmittance by clothes. J Am Acad Dermatol
1991;24:365-368.
7. Australian/New Zealand Standard. Sun protective clothing – evaluation
and classification. AS/NZS 4399:1996.
8. Pailthorpe M. Textile and sun protection: the current situation.
Australasian Textiles 1994;14:54-66.
9. Gies HP, Roy CR, McLennan A, Diffey BL, Pailthorpe M, Driscoll C, et al.
UV protection by clothing: an intercomparison of measurements and
methods. Health Phys 1997;73:456-464.
10. Gies HP. Roy CR. Elliott G, Zongli W. Ultraviolet radiation protection
factors for clothing. Health Phys 1994;67:131-139.
11. Capjack L, Kerr N, Fedosejevs R, Hatch KL, Markee NL. Protection of
humans from ultraviolet radiation through the use of textiles: a review.
Fam Consum Sci Res J 1994;23:198-218.
12. CEN. Textiles – solar UV protective properties – methods of test for
apparel fabrics. PrEN 13758: 1999.
13. Diffey BL. The CIE ultraviolet action spectrum for erythema. In: Mathes
R, Sliney D, eds. Measurements of optical radiation hazards, München,
Märkl-Druck; 1998:63-67.
14. Stanford DG, Georgouras KE, Pailthorpe M. Rating clothing for sun
protection: current status in Australia. J Eur Acad Dermatol Venereol
1997;8:12-17.
15. Menzies SW, Lukins PB, Greenoak GE, Walker PJ Pailthorpe M, Martin
JM, et al. A comparative study of fabric protection against ultravioletinduced erythema determined by spectrophotometric and human skin
measurements. Photodermatol Photoimmunol Photomed 1991;8:157163.
16. Greenoak GE, Pailthorpe M. Skin protection by clothing from the
damaging effects of sunlight. Australasian Textiles 1996;16:61.
17. Ravishankar J, Diffey BL. Laboratory testing of UV transmission through
fabrics may underestimate protection. Photodermatol Photoimmunl
Photomed 1997;13:202-203.
18. Möhrle M, Garbe C, Rassner G. UV-Schutz durch Textilien – Welche
Testmethode ist sinnvoll? 9. Jahrestagung der Arbeitsgemeinschaft
Dermatologische Onkologie (ADO), Graz, October 1999; poster no. 2.
19. Knittel E, Holtschmidt H, Quintern L. Measurements of UV transmission
on textiles – use of an in-vivo-simulating measuring method for UPF
determination at various stages of cotton finishing. Melliand English
1999;80:73-75.
20. Pailthorpe M. Apparel textiles and sun protection: a marketing
opportunity or a quality control nightmare? Mutation Res 1998;422:175183.
21. Davis S, Capjack L, Kerr N, Fedosejevs R. Clothing as protection from
ultraviolet radiation: which fabric is most effective? Int J Dermatol
1997;36:374-379.
22. Crews PC, Kachmann S, Beyer AG. Influences on UVR transmission of
undyed woven fabrics. Textile Chemist and Colorist 1999;31:17-26.
23. Robson J, Diffey BL. Textiles and sun protection. Photodermatol
Photoimmunol Photomed 1990;7:32-34.
24. Curiskis JI, Pailthorpe M. Apparel textiles and sun protection,
th
Proceedings 77 Annual Conference of The Textile Institute, Niches in
the World of Textiles, Tampere, Finnland, May, 1996.
25. Hilfiker R, Kaufmann W, Reinert G, Schmidt E. Improving sun protection
factors of fabrics by applying UV-absorbers. Textile Res J 1996;66:6170.
26. Srinivasan M, Gatewood BM. Relationship of dye characteristics to UV
protection provided by cotton fabric. Textile Chemist and Colorist
2000;32:36-43.
27. Rohwer H, Kvita P. Sun protection of the skin with a novel UV absorber
for rinse cycle application. SÖFW J 1999;125(reprint):1-5.
28. Hoffmann K, Hoffmann A, Hanke D, Böhringer B, Schindling G, Schön
U, et al. Sun protected from optimally designed fabrics. Hautarzt
1998;49:10-16.
32. Wedler M, Hirthe B. UV-absorbing micro additives for synthetic fibers.
Chemical Fibers International 1999;49:72.
33. Reinert G, Hilfiker R, Schmidt E, Fuso F. Sonnenschutzeigenschaften
textiler Flächen und deren Verbesserung. Textilveredelung 1996;31:227234.
34. Palacin
F.
Textilausrüstung
schützt
vor
UV-Strahlung.
Melliand
Textilberichte 1997;78:519-523.
35. Eckhardt C, Rohwer H. UV protector for cotton fabrics. Textile Chemist
and Colorist 2000;32:21-23.
36. Moon R, Pailthorpe M. Effect of stretch and wetting on the UPF of
elastane fabrics. Australasian Textiles 1995;15:39-42.
37. Kimlin MG, Parisi AV, Meldrum LR. Effect of stretch on the ultraviolet
spectral transmission of one type of commonly used clothing.
Photodermatol Photoimmunol Photomed 1999;15:171-174.
38. Sinclair SA, Diffey BL. Sun protection provided by ladies stockings. Br J
Dermatol 1997;136:239-241.
39. Parisi AV, Kimlin MG, Mulheran L, Meldrum LR, Randall C. Field-based
measurements of personal erythemal ultraviolet exposure through a
common summer garment. Photodermatol Photoimmunol Photomed
2000;16:134-138.
40. Jevtic AP. The sun protective effect of clothing, including beachwear.
Australas J Dermatol 1990;31:5-7.
41. Stanford DG, Georgouras KE, Pailthorpe MT. The effect of laundering
on the sun protection afforded by a summerweight garment. J Eur Acad
Dermatol Venereol 1995;5:28-39.
42. Stanford DG, Georgous KE, Pailthorpe MT. Sun protection afforded by
a summer weight garment: effect of wash and wear. Med J Austr
1995;162:422-425.
43. Sayre RM. Solar simulators: used in drug and cosmetic testing. In:
Matthes R, Sliney D, eds. Measurements of optical radiation hazards,
München, Märkl-Druck; 1998:685-700.
44. Lowe NJ, Bourget TD, Hughes SN, Sayre RM. UV protection offered by
clothing: an in vitro and in vivo assessment of clothing fabrics. Skin
Cancer 1995;10:89-96.
45. Wilkinson F. Solar simulators for sunscreen testing. In: Matthes R,
Sliney D, eds. Measurements of optical radiation hazards, München,
Märkl-Druck;1998:653-684.
46. Kaidbey KH, Witkowski TA, Kligman AM. The influence of infrared
radiation
on
short-term
ultraviolet-radiation-induced
injuries.
Arch
Dermatol 1982;118:315-318.
47. Gambichler T, Schröpl F. Changes of the minimal erythema dose after
water and salt water baths. Photodermatol Photoimmunol Photomed
1998;14:109-111.
48. Bobeth W, ed. Textile Faserstoffe: Beschaffenheit und Eigenschaften.
Berlin: Springer; 1993.
49. Hoffmann K, Hanke D, Hoffmann A, Altmeyer P. Clothing as a
protection against the sun. In: Altmeyer P, Hoffmann K, Stücker M, eds.
Skin cancer and UV radiation, Berlin New York, Springer-Verlag; 363373.
50. CEN. Textiles – Solar UV protective properties – Part 2: Classification
and marking of apparel. PrEN 13758-2:2001, Draft May 2001.
7. Verzeichnisse
7.1 Abbildungen
Abbildung 1: Konstruktionsskizze des Autosamplers (1 = Probenmagazin, 2 = Integrationssphäre, 3 =
Messposition mit rotierbarem Probenhalter, 4 = Schrittmotoren, 5 = Strahl des
Spektralphotometers) ...................................................................................................................15
Abbildung 2: Berechnung des “Ultraviolet Protection Factor” (UPF) von Textilien [Eλ =
-2
Erythemwirkungsfunktion der CIE (14); Sλ = spektrale Verteilung der Sonnenstrahlung in Wm
-1
nm ; Tλ = Transmission der Probe; ∆λ = Bandbreite in nm; λ = Wellenlänge in nm]...................16
20
Abbildung 3: Der von Sayre vorgeschlagene CTFA-Standard der spektralen Emissionsgrenzen von
Sonnensimulatoren (⋅⋅⋅⋅). Solare spektrale Bestrahlungsstärke (0
000) und die spektrale
Bestrahlungsstärke des im Projekt verwendeten Sonnensimulators SU5000 (
 ). Zu beachten ist
die gute Übereinstimmung der spektralen Bestrahlungsstärken. .................................................29
Abbildung 4: Prozentuale UVA-Transmission in Abhängigkeit des UPFs ............................................37
Abbildung 5: UVB/UVA-Quotient in Abhängigkeit vom prozentualen Anteil der Textilproben ..............38
Abbildung 6: UVB/UVA-Quotient in Abhängigkeit von der Anzahl der Textilproben.............................38
Abbildung 7: Kritische Wellenlänge basierend auf der Absorption .......................................................39
Abbildung 8: Kritische Wellenlänge basierend auf der effektiven Dosis...............................................39
Abbildung 9: Kritische Wellenlänge versus UVB/UVA..........................................................................40
Abbildung 10: UVA- und UVB-Transmission bei einem Textil (Faserart, Konstruktion, Gewicht
konstant) mit unterschiedlichen Farben........................................................................................40
Abbildung 11: Durch die Erhöhung der Gewebedichte und die Verwendung von mattierten (TiO2)
Garnen konnte der UPF der optimierten Viskose (Nr. 5) im Vergleich zu den StandardTestgeweben (Nr. 1-4) deutlich verbessert werden......................................................................44
Abbildung 12: Farbreihe auf glänzendem Viskosegewebe. Durch die Färbung mit bestimmten
Farbstoffen wird der UPF eines Textils deutlich verbessert (1 = weiß; 2 = gelb; 3 = orange; 4 = rot;
5 = violett; 6 = blau; 7 = grün; 8 = braun; 9 = schwarz).................................................................44
Abbildung 13: UPF-Abhängigkeit von der Bindungsart.........................................................................62
Abbildung 14: UPF-Rating der UV-Schutztextilien................................................................................63
Abbildung 15: Twin Set (aus Art. V. 91 170).........................................................................................65
Abbildung 16: Shirt und Hose (aus Art. V. 91 189) ...............................................................................66
Abbildung 18: Shirt und Hose, Farb-Kombination Vanille und Senf (aus Art. V. 91 195) .....................67
Abbildung 19: Polo Shirt (aus Art. 0536 1050)......................................................................................67
7.2. Tabellen
Tabelle 1: Charakteristika der verschiedenen Textilien (n=15). Mittelwerte (±
±s)* und prozentualer
Standardfehler des Mittelwertes [E%] der UPFs und der Transmssionsmessungen...................14
Tabelle 2: Vergleich in vitro und in vivo UPFs ......................................................................................24
Tabelle 3: Charakteristika der Textilien und Ergebnisse der verschiedenen Testmethoden. ..............32
Tabelle 4: UPF-Rating von 236 Sommertextilien..................................................................................34
Tabelle 5: Charakteristika der Viskosestoffe mit unterschiedlich pigmentierten Schussmaterialien....43
Tabelle 6: UPF-Abhängigkeit von durchgeführten Belastungstests .....................................................48
Tabelle 7: Charakteristika der verschiedenen untersuchten Sommertextilien .....................................51
Tabelle 8: Mittelwerte (±
±s) des UPFs und der UVA- bzw. UVB-Transmission (%) trockener und nasser
Baumwolle- und Leinenstoffe .......................................................................................................53
±s) des UPFs und der UVA- bzw. UVB-Transmission (%) trockener und nasser
Viskose- und Modal+TiO2-Stoffe ..................................................................................................54
±s) des UPFs und der UVA- bzw. UVB-Transmission (%) unterschiedlicher
trockener und nasser Polyesterstoffe ...........................................................................................54
Tabelle 11: Dargestellt sind die unterschiedlichen Bindungsarten (Rips, Köper, Atlas), Flächengewicht
bzw. Dicke und Fadendichte der verschiedenen Rohgewebe ......................................................60
Tabelle 12: Farbstoffklassen und Färberezepturen der verschiedenen Rohgewebe (Polyester:
Dispersionsfarbstoffe; Viskose bzw. Tencel: Reaktivfarbstoffe)...................................................61
Tabelle 13: Eingesetzte UV-Schutzstoffe (Maschenstoffe mit Interlock-Bindung) für die Kollektion....64

Berichtsblatt (Kurzfassung) - Cleaner Production Germany

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