PAMUKLU ÖRME KUMAŞLARDA UV IŞINLARININ GEÇĐRGENLĐĞĐNĐN ÖLÇÜMÜ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

Transkript

1 PAMUKLU ÖRME KUMAŞLARDA UV IŞINLARININ GEÇĐRGENLĐĞĐNĐN ÖLÇÜMÜ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ Nazime SEYREK KURBAN Ocak 2008 DENĐZLĐ

2 PAMUKLU ÖRME KUMAŞLARDA UV IŞINLARININ GEÇĐRGENLĐĞĐNĐN ÖLÇÜMÜ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı Nazime SEYREK KURBAN Danışman: Yard. Doç. Dr. Muhammet AKAYDIN Ocak, 2008 DENĐZLĐ

3

4 ii TEŞEKKÜR Bu tez araştırmasının tüm aşamalarında büyük desteğini gördüğüm değerli eşim Tekstil Mühendisi Mutlu KURBAN a, bilgileri ile bana yön veren danışman hocam Yard. Doç. Dr. Muhammet AKAYDIN a, hocalarım Yard. Doç. Dr. Yüksel ĐKĐZ e, Arş.Gör. Barış HASÇELĐK e, tez için gerekli kumaşların terbiye işlemlerinin gerçekleştirilmesinde yardımcı olan sayın Osman Cengiz ÇINAR a, kumaşların terbiye işlemlerinin yapıldığı Çiçek Tekstil e, kumaşların örülmesinde katkısı olan Deniz Tekstil e, UV absorban ihtiyacımı karşılayan Clariant firmasına, tezimi proje kapsamında kabul eden ve maddi kaynak sağlayan Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (BAP) ne, ayrıca beni büyütüp bugünlere getiren ve maddi-manevi desteklerini hiçbir zaman esirgemeyen babam Đbrahim SEYREK e ve annem Zübeyde SEYREK e en içten teşekkürlerimi sunarım. Nazime SEYREK KURBAN

5 iii Bu tezin tasarımı, hazırlanması, yürütülmesi, araştırılmalarının yapılması ve bulguların analizinde bilimsel etiğe ve akademik kurallara özenle riayet edildiğini; bu çalışmanın doğrudan birincil ürünü olmayan bulguların, verilerin ve materyallerin bilimsel etiğe uygun olarak kaynak gösterildiğini ve alıntı yapılan çalışmalara atfedildiğini beyan ederim. Đmza : Öğrencinin Adı Soyadı : Nazime SEYREK KURBAN

6 iv ÖZET PAMUKLU ÖRME KUMAŞLARDA UV IŞINLARININ GEÇĐRGENLĐĞĐNĐN ÖLÇÜMÜ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ Seyrek Kurban, Nazime Yüksek Lisans Tezi, Tekstil Mühendisliği ABD Tez Yöneticisi: Yard. Doç. Dr. Muhammet Akaydın Ocak 2008, 95 Sayfa Ultraviyole radyasyonun insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri gün geçtikçe önem kazanan bir konudur. Ultraviyole ışınlarından korunmanın en bilindik ve en geçerli olanı tekstiller yoluyladır. Zararlı güneş ışınlarının en çok olduğu dönem olan yaz aylarında genelde pamuklu örme kumaşlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada zararlı güneş ışınları olan ultraviyole radyasyonun (UVR) tanımı, insan sağlığı üzerine etkileri, UVR ile tekstil materyalleri arasındaki ilişki, ultraviyole koruma faktörünün (UPF) tanımı ve belirlenmesi, güneş ışınlarının geçirgenliğini etkileyen faktörler, tekstiller yoluyla ultraviyole ışınlardan korunma ve tekstillerin ultraviyole (UV) koruyucu özelliklerinin geliştirilmesi yönünde literatür bilgileri verilmiştir. Ayrıca verilen literatür bilgileri beraberinde deneysel çalışma ve ölçümler yapılmıştır. Değişik konstrüksiyonlardaki %100 pamuklu örme kumaşların ham, optik ve şeker kasarlanmış, boyalı(açık-koyu renklerde) ve değişik konsantrasyonlarda UV absorblayıcı kimyasal madde verilmiş halleri oluşturulmuş ve sonuçta çıkan kumaşların UV geçirgenlik ile ultraviyole koruma faktörleri incelenmiş ve birbirlerine göre kıyaslama yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: UVR, tekstil, pamuklu örme kumaş, UPF, UV geçirgenlik Prof. Dr. Yusuf ULCAY Yard. Doç. Dr. Muhammet AKAYDIN Yard. Doç. Dr. Yüksel ĐKĐZ

7 v ABSTRACT CALCULATION AND EVALUATION OF PERMEABILITY OF UV RAYS ON COTTON KNITTING FABRICS Seyrek Kurban, Nazime M. Sc. Thesis in Textile Engineering Supervisor: Asst. Prof. Dr. Muhammet AKAYDIN Jan 2008, 95 Pages Negative effects of UV Radiation on human health has been an important issue day by day.the most known and effective way to be protected from UVR is the one by textiles. Usually cotton knitting fabrics are used in summer in which sun rays has the most harmful effects. In this study, a literature information about the definition of harmful sun rays (UVR), effects of UVR on human health, the relationship between UVR and textile materials, definition and determination of UV Protection Factor(UPF), factors those affect the permeability of sun rays, protection from UV rays by textiles and improvement of UV protective quality of textiles is given. Beside these information also experimental studies and calculations are added. Raw, optical bleaching, sugar bleaching and dyeing (with light and dark colours) forms and forms with different levels of absorbtive chemical concentration of 100% cotton knitting fabrics with several construction are developed and finally UV permeability and UV protectivity of these textiles are searched and comparison of them against each other is done. Key words: UVR, textile, cotton knitting fabric, UPF, UV Permeability Prof. Dr. Yusuf ULCAY Asst. Prof. Dr Muhammet AKAYDIN Asst. Prof. Dr Yüksel ĐKĐZ

8 vi ĐÇĐNDEKĐLER Sayfa Yüksek Lisans Tezi Onay Formu...i Teşekkür...ii Bilimsel Etik Sayfası...iii Özet...iv Abstract... v Đçindekiler...vi Şekiller Dizini...viii Tablolar Dizini...x Simge ve Kısaltmalar Dizini...xii 1. GĐRĐŞ KURAMSAL BĐLGĐLER VE LĐTERATÜR TARAMALARI Ultraviyole Radyasyon Ultraviyole Radyasyonun Đnsan Sağlığı Üzerine Etkileri UV radyasyonun ani etkileri UV nin geç (kronik) etkileri Ultraviyole Radyasyon ve Tekstil Materyalleri Arasındaki Đlişki Koruma faktörü Güneş koruma faktörü (SPF) Ultraviyole koruma faktörü (UPF) Spektral transmitans Güneşin spektral ışınımı Eritem etki spekturumu Güneş eritem etki spektrumu Tekstillerin UV koruma faktörünün belirlenmesi Tekstil materyalleri ve UV koruma Kumaş yapısı Yüzey ağırlığı Kumaşın renk tonu ve boyarmaddeler Terbiye prosesleri Lif cinsi Nem içeriği Titandioksit uygulamalarının etkileri UV absorplayıcı maddelerin etkileri UV absorplayıcı maddelerin koruyucu faaliyeti Liflerin korunması Boyamanın koruması Cildin korunması (UV engelleme) Tekstil endüstrisinde UV absorplayıcı maddeler Tekstillerin UV koruyucu özelliklerinin geliştirilmesi MATERYAL VE METOT BULGULAR Kumaşların UV Geçirgenliğine Proseslerin Etkisi Kumaşların UV Geçirgenliğine Konstrüksiyon ve Gramajın Etkisi Kumaşların UV Geçirgenliğine Rengin Etkisi Kumaşların UV Geçirgenliğine UV Absorban Madde Konsantrasyonunun Etkisi UV Absorban Maddenin Boyalı Kumaşların UV Geçirgenliğine Etkisi...72

9 5.SONUÇLAR VE TAVSĐYELER...75 KAYNAKLAR...78 EKLER...80 EK EK ÖZGEÇMĐŞ...83 vii

10 viii ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ Sayfa Şekil 2.1 UV radyasyonun yansıması, absorbsiyonu ve transmisyonu...13 Şekil 2.2 Işık toplayıcı küre...13 Şekil 2.3 Güneşin spektral ışınımı...17 Şekil 2.4 Eritem etki spektrumu...17 Şekil 2.5 Güneş eritem etki spektrumu...18 Şekil 3.1 Tez çalışmasında kullanılan süprem kumaşın açılımları...35 Şekil 3.2 Tez çalışmasında kullanılan ribana kumaşın açılımları...36 Şekil 3.3 Tez çalışmasında kullanılan interlok kumaşın açılımları Şekil 4.1 Düşük gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...40 Şekil 4.2 Düşük gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri...42 Şekil 4.3 Yüksek gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...44 Şekil 4.4 Yüksek gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri...46 Şekil 4.5 Düşük gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...48 Şekil 4.6 Düşük gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri...50 Şekil 4.7 Yüksek gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...52 Şekil 4.8 Yüksek gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri...54 Şekil 4.9 Düşük gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...56 Şekil 4.10 Düşük gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri...58 Şekil 4.11 Yüksek gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...60 Şekil 4.12 Yüksek gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri...62 Şekil 4.13 Farklı gramaj ve konstrüksiyondaki örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...64 Şekil 4.14 Farklı gramaj ve konstrüksiyondaki örme kumaşların UPF değerleri...65 Şekil 4.15 Farklı renklerdeki %100 pamuklu örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...67 Şekil 4.16 Farklı renklerdeki %100 pamuklu örme kumaşların UPF değerleri...68

11 Şekil 4.17 Optik kasarlı ve değişik konsantrasyonlarda UV absorban madde verilmiş olan optik kasarlı %100 pamuklu örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...70 Şekil 4.18 Optik kasarlı ve değişik konsantrasyonlarda UV absorban madde verilmiş olan optik kasarlı %100 pamuklu örme kumaşların UPF değerleri...71 Şekil 4.19 Belirli oranda UV absorban madde verilmiş %100 pamuklu örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...73 Şekil 4.20 Belirli oranda UV absorban madde verilmiş %100 pamuklu örme kumaşların UPF değerleri...74 ix

12 x TABLOLAR DĐZĐNĐ Sayfa Tablo 2.1 Avustralya standartlarına göre güneşten koruyucu giysiler için değerlendirme ve sınıflandırma...10 Tablo 2.2 UV standart 801 sayesinde özel koruma süresinin uzunluğu...21 Tablo 3.1 Araştırmada kullanılan ham kumaşların konstrüksiyon ve makina bilgileri..31 Tablo 4.1 Düşük gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...39 Tablo 4.2 Düşük gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...41 Tablo 4.3 Yüksek gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...43 Tablo 4.4 Yüksek gramajlı %100 pamuklu süprem kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler Tablo 4.5 Düşük gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...47 Tablo 4.6 Düşük gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...49 Tablo 4.7 Yüksek gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...51 Tablo 4.8 Yüksek gramajlı %100 pamuklu ribana kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...53 Tablo 4.9 Düşük gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...55 Tablo 4.10 Düşük gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...57 Tablo 4.11 Yüksek gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...59 Tablo 4.12 Yüksek gramajlı %100 pamuklu interlok kumaşa uygulanan değişik prosesler sonucunda elde edilen kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...61 Tablo 4.13 Farklı gramaj ve konstrüksiyondaki örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...63 Tablo 4.14 Farklı gramaj ve konstrüksiyondaki örme kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...65 Tablo 4.15 Farklı renklerdeki %100 pamuklu örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...66

13 Tablo 4.16 Farklı renklerdeki %100 pamuklu örme kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...67 Tablo 4.17 Optik kasarlı ve değişik konsantrasyonlarda UV absorban madde verilmiş olan optik kasarlı %100 pamuklu örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...69 Tablo 4.18 Optik kasarlı ve değişik konsantrasyonlarda UV absorban madde verilmiş olan optik kasarlı %100 pamuklu örme kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...71 Tablo 4.19 Belirli oranda UV absorban madde verilmiş %100 pamuklu örme kumaşların nm dalgaboyu aralığındaki % transmitans değerleri...72 Tablo 4.20 Belirli oranda UV absorban madde verilmiş %100 pamuklu örme kumaşların UPF değerleri ve buna bağlı olan bazı parametreler...73 xi

14 xii SĐMGELER VE KISALTMALAR DĐZĐNĐ CIE DNA E λ EL LH NaCl Na 2 Co 3 Na 2 SO 4 P 53 PA PAC PET PH RNA RL RR SPF S λ TiO 2 T λ UPF USF UV UVA UVB UVC UVR λ λ Uluslararası Aydınlatma Komisyonu Deoksiribonükleik Asit Relatif Eritemal Spektral Etki Elastan Langerhans Hücresi Sodyum Klorür Sodyum Karbonat Sodyum Sülfat Tümör Baskılayıcı Geni Poliamid Poliakrilonitril Polyester, Poli Etilen Tereftalat Asit veya Baz Derece Göstergesi Ribonükleik Asit Tek katlı örgü Çift katlı örgü Güneş Koruma Faktörü Güneşin Spektral Radyasyonu Titandioksit Materyalin Spektral Transmitansı Ultraviyole Koruma Faktörü Ultraviyole Koruma Faktörü Ultraviyole Ultraviyole A Ultraviyole B Ultraviyole C Ultraviyole Işını Dalgaboyu Adımları Dalgaboyu

15 1 1. GĐRĐŞ Hayatımızın ana kaynağı durumundaki güneş radyasyonu son yıllarda atmosferik kirlenmeden ve ozon tabakasının incelmesinden dolayı canlılara zarar vermeye başlamıştır (Mutlu vd 2003). Ultraviyole radyasyonun insan sağlığı üzerine önemli etkileri vardır. Yeterli miktarda ultraviyole radyasyonun insanla buluşması insan sağlığı için yararlı iken, bu radyasyonun fazlası insanlarda cilt kanseri, güneş yanığı ve katarakt gibi hastalıklara neden olur (Hilfiker vd 1996). Güneş ışınlarının; fotosentezin gerçekleşmesi, canlıların görme duyusunun işlev kazanması, kemik gelişimi için gerekli olan D vitaminin ortaya çıkmasına yardımcı olmak gibi yararları bulunmaktadır. Güneş ışınlarının yararlarının yanında canlılara zararları da mevcuttur. Ozon tabakasının incelmesiyle dünyaya ulaşan UV miktarı artmış ve deriye ulaşan bu zararlı UV ışınlarının eritem, fotoalerji, foto-yaşlanma ve cilt kanseri gibi zararlı etkileri de ortaya çıkmıştır. Dolayısıyla güneşin zararlarını bilip, bu zararları en aza indirmemiz ve gerekli önlemleri almamız gerekmektedir. Ozon tabakasındaki incelme nedeniyle kısa ve uzun vadeli tedbirler almamız şarttır (Mutlu vd 2003, Böhringer vd 1997). UV radyasyondan korunmak için güneşin en zararlı olduğu zamanlarda güneşe çıkmayarak ya da şapka, güneş kremleri, güneş gözlükleri ve kıyafetler gibi koruyucular kullanılabilir (Bilimis 1994). Bu koruyucular içerisinde en çok kullanılabilir olanı şüphesiz giysilerdir. Giysiler UV radyasyona karşı koruma sağlarlar fakat sağlanan koruma genellikle yeterli değildir (Algaba ve Riva 2002). Bu çalışmanın amacı; zararlı güneş ışınlarının en çok olduğu yaz aylarında en çok kullanılabilir kıyafet olan %100 pamuklu örme kumaşlardan meydana gelen kıyafetlerin zararlı güneş ışınlarını ne ölçüde geçirdiğini, bu geçirgenlikleri hangi optimumda en aza indirebileceğini araştırmaktır.

16 2 2. KURAMSAL BĐLGĐLER VE LĐTERATÜR TARAMALARI 2.1. Ultraviyole Radyasyon Dünya yüzeyinde güneş radyasyonu; görünür radyasyon (ışık), infrared radyasyon (ısı) ve ultraviyole radyasyondan oluşur. Gözlerimiz görünür radyasyona tepki gösterir ve infrared radyasyon ısı olarak deride hissedilir. Ultraviyole radyasyon ise ne görülür ne de hissedilebilir (Algaba ve Riva 2002). Bu nedenle daha tehlikeli olan ultraviyole radyasyondur. UV radyasyonun gizemli yanları 17.yy da canlılar üzerine etkilerin başlamasından itibaren 300 yıldır araştırma konusu olmaktadır. Ultraviyole (UV) radyasyon, güneşten gelen ışık enerjisinin bir şeklidir. Güneş elektromagnetik spektrum diye bilinen bir dizi enerji yayar. Enerjinin değişik şekilleri, dalga boylarına göre sınıflandırılır. En kısa dalga boylu radyasyon en fazla enerjik olandır (Mutlu vd 2003). Ultraviyole radyasyon (UVR), 100 nm den 400 nm ye kadar olan tüm radyasyonu içerir. Dünya yüzeyine gelen ultraviyole radyasyon, 290 nm den 400 nm ye kadar olan alandaki radyasyonu içerir (Algaba ve Riva 2002). UV-A: nm arasında, UV-B: nm arasında, UV-C: nm arasında (Mutlu vd 2003) UVR; UVA, UVB ve UVC olarak üç şekilde sınıflandırılır (Palacin 1997). UVA radyasyon (320 nm- 400 nm) ciltte melanin oluşumuna sebep olmakta, bunun sonucunda ise birkaç saatlik bir süre içinde oluşan ve kısa süre sonra yok olan hızlı renklenmeler görülmektedir. Bununla birlikte UVA ışınları, cildin altındaki bölgelerde

17 3 ilerleyerek dokuların elastikiyetini kaybetmesine, hücrelerin erken yaşlanmasına ve ciltteki buruşukluklara sebebiyet verirler (Algaba ve Riva 2002, Palacin 1997). UVB radyasyon (280 nm-320 nm), UVA radyasyondan daha güçlüdür, gözler ve deri için UVA dan çok daha fazla zararlıdır. UVB ışınları ciltte birkaç mm lik ilerleme göstererek, cildin en üst tabakasında UVA nın oluşturduğu pigmentlere nazaran cilt hücrelerinde daha uzun süreli pigment oluşumlarına sebep olarak güneş yanıkları oluştururlar. Ayrıca UVB ye aşırı maruz kalma cildin kalınlığında artış ve cildin erken yaşlanması gibi sonuçlar ortaya çıkartır. Daha da önemlisi cilt kanserine neden olur ve bağışıklık sistemi ile ilgili rahatsızlıklar ortaya çıkartır. UVB radyasyon, ozon tabakası tarafından absorplandığı için sadece küçük bir miktarı dünya yüzeyine gelir (Algaba ve Riva 2002, Palacin 1997). UVC radyasyon (100 nm-280 nm), atmosferdeki ozon ve oksijen tarafından tamamen absorplanır ve dünya yüzeyine ulaşamaz, ulaşabildiği takdirde gözler ve deri için en fazla zararlı olan radyasyon tipidir (Algaba ve Riva 2002, Palacin 1997). Ultraviyole (UV) radyasyon, yeryüzüne erişen güneş enerjisinin bir parçasıdır. Yeryüzüne ulaşan güneş radyasyonunun yaklaşık % 5'ini UV oluşturur ve dalga boyları nm arasındadır. Aralığın; % 95-98'i UVA, % 2-5' i UVB' dir. UVC yeryüzüne ulaşmadan stratosferik ozon tabakasında emilir. Eğer normalin üstü UV radyasyon dünyaya erişirse, en kısa dalga boylu UV radyasyon çok fazla oranlarda biyolojik zarar verir. UV-A, UV radyasyonun en az zararlı şeklidir ve dünyaya büyük miktarlarda erişir. Çoğu UV-A ışınları ozon tabakasının içerisinden doğrudan geçer. UV-B radyasyon potansiyel olarak çok zararlıdır. Güneşin UV-B radyasyonunun çoğu, stratosferde ozon tarafından yutulur. UV-C radyasyon çok enerjik olduğundan potansiyel olarak en fazla zararlı olandır. Bütün UV-C stratosferde oksijen ve ozon tarafından yutulur ve dünya yüzeyine erişmez. Stratosferik ozondan başka faktörler de dünyamıza ulaşan UV radyasyon miktarını etkilemektedir. Güneş ışınlarının yeryüzüne eğik veya dik gelmesi, yeryüzüne ulaşan UV radyasyon miktarını etkiler. Bunun yanında, güneşin gün içerisindeki konum değişikliği, atmosfer içerisinden geçen UV radyasyon miktarını etkiler. Güneşin gökyüzünde alçak seviyede olduğu, sabah ve akşam saatlerinde ışınlar atmosfer içersinde daha uzun bir mesafe kat etmektedir ve su buharı ile diğer atmosferik bileşenler tarafından saçılmaya uğrayabilir ve yutulabilirler.

18 4 Güneşin en yüksek noktada olduğu (öğle zamanında), yani gün ortası civarında UV' nin daha büyük miktarları dünyaya ulaşır. Ayrıca topoğrafik yükseklik de etkilidir. Hava parselleri dağ zirvelerinde daha temiz ve daha az yoğunluktadır, bundan dolayı daha fazla UV yi geçirir. Bulut dünya yüzeyine erişen UV radyasyonun miktarı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Đnce bulut örtüsünden çok daha fazla UV radyasyon geçişi olur. Yağış koşulları ve hava kirliliği de UV taşınım miktarını azaltır. Zararlı UV-B radyasyonu statosferik ozonun konsantrasyonuna bağlı olarak yer yüzeyine ulaşır. UV- B 'nin yer yüzeyine ulaşmasını stratosferik ozon, bulutlar, havada asılı kalan partiküller ve aerosoller engellemektedir. Bulutlar, UV ışınlarını değişik yönlerde absorbe edip dağıtmaktadırlar (Mutlu vd 2003) Ultraviyole Radyasyonun Đnsan Sağlığı Üzerine Etkileri Güneş ışığı dünyadaki tüm yaşamın kaynağıdır. Az miktarda güneşe maruz kalma; kemik gelişimine, vitamin sindirimine v.b. katkı sağladığından birçok organizma için yararlıdır. Fakat aşırı maruz kalma, ultraviyole radyasyonun cilde kalıcı zarar verme riskini arttırır. UVR; güneş yanıkları, cilt kanseri ve diğer cilt hastalıkları, katarakt ve diğer göz hastalıkları, bağışıklık sistemi ile ilgili rahatsızlıklar gibi sağlık problemlerine neden olur (Hilfiker vd 1996, Palacin 1997). Đnsan cildi, yaklaşık 10 kg ve 1,8 m 2 büyüklükle vücudumuzun en büyük organı durumundadır. Dış çevreye karşı bariyer özellik taşımakla birlikte, aynı zamanda temas halindedir. Đnsan cildi esas olarak, üç tabakadan oluşmaktadır. Epidermis (üst deri), corium (alt deri) ve subcutis (iç deri) (Ayaz vd 2001). Görülebilir ve kızıl ötesi ışınları, her üç tabakadan geçerken UV ışınları epidermis ve corium tarafından tamamen absorbe edilmektedir. UV ışınlarının biyolojik etkisi, dalga boyuna bağlı olarak değişmektedir. UV-B ışınları, UV-A ışınlarına göre ciltte daha önce kızarıklığa neden olmakta, ancak daha az derin şekilde nüfuz etmektedir (Ayaz vd 2001). UV radyasyon ışınlarının vücudumuza etkilerini ani ve geç olmak üzere iki gruba ayırabiliriz (Mutlu vd 2003).

19 UV radyasyonun ani etkileri Dalga boyuna bağlı olarak UV ışınları, cilt üzerinde farklı nüfuz etme derecesine göre ışınların enerjisinin fotokimyasal dönüşümlerine dayanan farklı etkiler yaratmaktadır. Cildin, UV ışınlarına karşı en dikkat çekici reaksiyonu, pigmentleşmedir (bronzlaşmadır). UV ışınları altında cilt ya ışık nasırı diye bilinen cildin kalınlaşması yada bronzlaşma şeklinde kendisini savunur. Güneş ışınlarına maruz kalan ciltte eritem (kızarıklık) oluşumu, uzun saatlerden sonra meydana gelmektedir. Eritem kaynağı daha da etkili olduğunda, ciltte kabarcıklar oluşmakta ve sonunda cilt yüzeyinde, cilt nekrozları diye bilinen hücrelerin ölmesi söz konusu olmaktadır (Ayaz vd 2001). UV radyasyonun ilk etkileri arasında güneş yanığı, bronzlaşma, hiperplazi, immunosupresyon, D vitamini sentezi ve fotoonikoliz bulunmaktadır. Ultraviyole ışınlarının ilk ve en bilinen ani deri tepkisi, güneş yanığı iltihaplanmasıdır. Özellikle açık tenli kişilerde, eritem, ısı artışı, ağrı ve ödem gibi iltihaplanma klasik belirtiler biçiminde ortaya çıkmaktadır. Eritem oluşumundan UVB ışınları sorumludur. Eritem, güneş ışınlarına maruz kalmadan sonraki birkaç saat içinde başlar saatte en üst seviyeye ulaşır, birkaç günde yerini soyulma ve bronzlaşmaya bırakır. Güneş ışınlarının DNA ve proteinler tarafından emilmesi moleküler ve hücresel yıkıma yol açar (Mutlu vd 2003). UV radyasyonun bir etkisi de cildin renginin değişmesidir. Ultraviyoleden dolayı cilt renk değişimi ani ve geç bronzlaşma olmak üzere iki aşamalıdır. Ani bronzlaşma UVA ile oluşan kızarıklığı izleyen deride var olan melaninin oksidasyonu ve keratinositlerin transferi sonucu oluşmaktadır. Eğer güneş radyasyonuyla daha uzun temas olursa geç cilt renk değişimleri gelişebilir. Geç bronzlaşma ise UV' ye maruz kalmayı izleyen saat sonra epidermal melanin oluşumunun artması ile gelişir (Mutlu vd 2003). UV radyasyonun bir diğer etkisi de hücrelerin anormal bir şekilde çoğalmasıdır. Ultraviyole ışınlarının uyardığı inflamasyon uyarılma eşiği arttığında derinin stratum korneum, epidermis, dermis tabakalarında kalınlaşmaya neden olur. Özellikle açık tenlilerde ve derisinde beyaz lekeleri olanlarda tek UVB dozundan sonra derinin koruyucu tabakası kalınlaşır. Bu kalınlaşma deriyi güneş yanığından kat korur.

20 6 Hiperplazi, akut UV ile karşılaşmayı izleyerek hem DNA, RNA ve protein sentezinin artması hem de epidermal, daha az olarak da hücre çoğalması aktivitesinin artması sonucudur. Bu kalınlaşma açık tenli kişilerde, bronzlaşmadan daha fazla koruyuculuk sağlar (Mutlu vd 2003). UV ışınları, epidermal Langerhans hücrelerinin sayıları ve görevlerini etkileyerek onların antikor üretme yeteneklerini azaltır. Bu bozukluk T hücrelerinin gelişimini uyararak geç tipte aşırı duyarlılığın baskılanmasına yol açar, tümör gelişmesini engelleyemez. UV ışınları keratinosit hücrelerinin (Langerhans hücre (LH) işlevlerinin düzenlenmesini sağlar) işlevlerini de bozarak bunların LH hücreleri üzerindeki düzenleyici özelliğini olumsuz etkilerler. Bağışıklığın baskılanmasında UV absorbe eden, ürokonik asit önemli rol oynar (Mutlu vd 2003). UV radyasyonunun insan sağlığı üzerinde olumlu etkisi vitamin D3 sentezidir. UVB ışınları, orta miktarlarda epidermal dehidrokolesterolü, provitamin D3'e dönüştürmektedir. Provitamin D3 günler içinde çoğalarak plazma D vitamini bağlayıcı protein ile dolaşıma katılmaktadır (Mutlu vd 2003) UV nin geç (kronik) etkileri UV ışınlarının yıllar süren etkisine göre ciltte geri dönüşümsüz değişimler oluşmaktadır. Kronik ışık nasırı ya da cildin vakitsiz yaşlanması olarak tanımlanan değişimlere, artan kırışıklara, gözenek genişlemesine ve siyah renkli yağ birikintilerine, kalıcı damar genişlemelerine ve artan kırışıklık oluşumu ile renk koyulaşması zararlarına neden olmaktadır (Ayaz vd 2001). Deri yaşlanması iç ya da çevresel etmenlere bağlı olarak ortaya çıkar. Çevresel etkilerden en büyük paya sahip olanı doğal ya da yapay ultraviyole ışınlardır. Bu ışınlara uzun süreli ya da tekrar tekrar maruz kalmak, derinin yapısını giderek bozarak fotoyaşlanmaya ve derinin kalınlaşmasına neden olmaktadır. Vücudun güneş ile temas eden bölümlerinde yaş ilerledikçe ortaya çıkan bozukluklardan ultraviyole ışınları sorumludur. Epidermal değişikliklerden UVB, dermisdeki (derinin orta katmanı) değişikliklere hem UVB, hem de UVA neden olur. Fotonların hücresel DNA' ya doğrudan etkisi, UVA ve UVB ışınlarının ortaya çıkardığı serbest radikaller, reaktif

21 7 oksijen ürünlerinin dolaylı etkisi olduğu düşünülmektedir. Bütün bu değişiklikler fotoyaşlanma ile sonuçlanır. Fotoyaşlanma sonucunda deride deformasyon, ciltte kuruma, sarkma, kabalaşma, kılcal damar toplanması, zamansız pigmentasyon, deride sarımsı renk ve tümörler görülür (Mutlu vd 2003). UV radyasyonun kronik etkilerinden birisi de cilt kanserine yakalanma olasılığıdır. Çok fazla güneş ışığı altında kalmak kanser oluşumuna neden olabilmektedir. Güneş yanığı bir sağlık belirtisi olmadığı gibi 18 yaşından önceki birkaç ciddi güneş yanığı daha sonraki yaşam sürecinde cilt kanserine yakalanma olasılığını da önemli ölçüde arttırır. Güneş ışınlarının çok yoğun bulunduğu bölgelerde yaşayan kişilerde bazal ve skuamoel kanser vakaları büyük artış göstermektedir. Doğal ya da yapay ultraviyole ışınları ile uzun süreli temas eden insanlarda ve deney hayvanlarında deri kanseri oluştuğu deneylerle kanıtlanmıştır nm dalga boyu aralığına sahip UVB ışınları, kanser oluşturur. Uzun dalga boylu UVA ( nm) ışınları UVB ışınlarıyla birleştiğinde kanser riski artar. UV radyasyonu ışınımıyla uzun süre temasta kalmanın DNA yapısında değişikliğe yol açtığı gözlenmiştir. UVB ve UVC'nin DNA yapısında mutasyon, hücre yıkımı ve transformasyona neden olmaktadır. Ayrıca UV tümör dengeleyici gen (P53 geni) mutasyonu da olmaktadır. Diğer taraftan UV ışınları; bağışıklık sistemini, Langerhans hücre işlevlerini bozarak baskılar. Bütün bu etkiler hücre çoğalmasını bozarak tümör gelişimine neden olur. Ayrıca artan UV-B insanların bağışıklık sistemini zayıflatır ve bu da insan vücudunu enfeksiyon hastalıklarına karşı çok daha hassas hale getirmektedir (Mutlu vd 2003). Ultraviyole ışınları etkisi ile bazal hücreli karsinom, skuamoz hücreli karsinom gibi melanom olmayan deri kanserleri en çok canlının yüzünde gelişir. Melanom olmayan deri kanserlerinin gelişiminde alınan toplam doz önemlidir. Melanom gelişiminde ise uzun süreli temastan çok, yinelenen ve deride yanık oluşturacak şiddette UV ışınlarına maruz kalma önemlidir (Mutlu vd 2003). Bazal ve skuamoz hücreli karsinomların, yani melanom olmayan deri kanserlerinin teşhisi zordur. Bu tip kanserlere yakalanma riski ırka bağlıdır, ayrıca sarışınlarda çok daha fazladır. Yüz, el, boyun gibi güneş ışığına fazla maruz kalan yerlerde daha çok görülür. Melanom olmayan kanserler, melanom olana göre daha çok yaygındır ama ölüme yol açmaz, ayrıca tedavisi daha kolaydır.1970 den itibaren Amerika da yapılan

22 8 araştırmalara göre, %4 lük bir kanser artışı gözlenmiştir. Sarışınlarda fazla ben olması bu tip kanserin riskini arttırır. Sarı veya kızıl saçlı, mavi gözlü insanlarda görülme olasılığı daha fazladır (Mutlu vd 2003). Orta Avrupa da ozon tabakasının etkili kalınlığı, her yıl yaklaşık % 0,5 civarında azalmaktadır. UV ışınlarının etkisini artıran ve dolayısıyla, güneş ışınlarının artan etkinliği ile ilgili olan bu azalmaya yönelik mevcut ölçümler ve model çalışmaları, ozon tabakasındaki her %1 lik azalmanın UV ışınlarından ileri gelen cilt kanseri oluşumunu %1-3 arasında artırdığını bildirmektedir (Ayaz vd 2001). Günümüzde, cilt kanseri oluşumuna sebep olarak UV ışınlarının oynadığı rol şüpheye yer bırakmaksızın kabul görmüştür. UV ışınları nedeniyle insanların cilt tümörlerine karşı bağışıklığının azaldığı ve bu nedenle UV ışınlarının bu tümörlerin gelişimiyle indirek ilgili olduğu nispeten yeni bir bilgidir (Ayaz vd 2001). Güneşin yakıcı ışınları gözlere de zarar verebilir. Deliller uzun süreli güneş ışınlarına maruz kalmanın görmeyi azaltan ve sürekli körlüğün başlıca nedeni olan, gözbebeklerini örten kataraktı başlattığını göstermektedir. Ozon tabakasındaki %10'luk sürekli azalma sonucunda küresel olarak her yıl yaklaşık iki milyon yeni katarakt vakasının ortaya çıkacağı tahmin edilmektedir. Acı veren, fakat genellikle geçici görüş kaybı olan kar körlüğüne de UV ışınları neden olmaktadır (Mutlu vd 2003) Ultraviyole Radyasyon ve Tekstil Materyalleri Arasındaki Đlişki Ultraviyole radyasyona maruz kalan insanlarda sağlık problemlerinin çok miktarda olması ve dünyayı çevreleyen ozon tabakasının gün geçtikçe incelmesi, insanların UV ışınlarından korunması gerekliliğini de beraberinde getirmektedir. Bundan dolayı açık alanlarda çalışan veya bulunan insanlar UV ışınlarının etkisini azaltmak için kendilerini korumalıdır (Palacin 1997). Güneşten korunma; güneşten kaçınma ve koruyucu giysi ile aksesuar kullanımın kombinasyonundan oluşur. UVR nin zararlı etkilerine karşı korunma 3 farklı yöntemle sağlanabilir. Bunlar; güneş ışığına maruz kalma süresinin azaltılması, güneş koruyucu kullanılması ve koruyucu kıyafet kullanımıdır ( Saravanan 2007).

23 9 Giysiler güneşten korunmanın iyi bir yolu olarak görülür, fakat giysilerin hepsi UV radyasyona karşı yeterli derecede koruyucu değildir. Özellikle sıcak mevsimlerde hafif ve ince giyecekler tercih edilmektedir. Ancak bu tür giyeceklerin UV ışınlarından koruyucu etkisi düşüktür (Algaba ve Riva 2002). UV radyasyondan korunmak için yapılması gerekenler anlatılmadan önce çok sık geçecek olan koruma faktörü açıklanmalıdır Koruma faktörü Giysilerin fonksiyonel UV koruma etkileri nasıl karakterize edilebilmektedir? Bu özellik, güneş kremlerinde de kullanıldığı gibi, koruma faktörü ile tanımlanmaktadır. Bir giysinin koruma faktörü, çıplak ciltle karşılaştırıldığında, giysinin cildi direkt güneş ışınlarından kaç kat koruduğu ve dolayısıyla ciltte herhangi bir kızarıklığın (eritemin) oluşmadığı durumu belirtmektedir (Ayaz vd 2001). Işık hassasiyeti ve pigmentleşme eğilimi bakımından cilt tipleri, kendine özgü koruma sürelerine sahip farklı altı sınıfa ayrılmaktadır. Ayrıca, günümüzde Klima- Computer programları yardımıyla her cilt tipinin UV ışınlarına karşı bulunduğu yer, günün saati ve mevsime göre değişen koruma ihtiyacını tahmin edebilme imkanı da bulunmaktadır. Bu ise, güneşten koruyucu kozmetik ürünleri ve tekstillerin önerilmesi için iyi bir ön koşuldur (Reinert vd 1996). Koruma faktörü kavramı, ayrıca farklı materyallerin koruyucu özelliklerinin karşılaştırılmasını da sağlamaktadır. Bu kavram belirli güneş kremleri, tekstiller ve güneş gözlüklerinin UV ışınlarından koruma etkisinin sayıyla ifade edilmesi açısından yararlıdır. Giysilerin ve diğer tekstillerin güneş kremlerinden farklılaştırılması amacıyla, koruma faktörü güneş kremlerinde kullanılan koruma faktörü (SPF=Sun Protection Factor) ile aynı anlama gelen UPF (Ultraviolet Protection Factor) olarak bilinir. UPF faktörü (örneğin, Avustralya da) USF (Ultravioletten Schutzfaktor) kısaltması ile de ifade edilebilmektedir (Palacin 1996). UPF, spektral etkinlik ve dalga boyunun fonksiyonu olarak korunmamış bir cilt için ciltte bir kızarıklığa neden olan minimum ışın dozajı yani, etkili UV ışın dozajı ve

24 10 güneşin düşen spektral enerji dağılımı arasındaki orandan hesaplanmaktadır (Palacin 1996). Korunan cilt için hangi dozajın (ED m ) etkili olduğunu belirlemek amacıyla, ilave faktör olarak koruyan nesnenin spektral geçirgenliği ile hesaplama tekrarlanmaktadır. Koruma faktörü, ED m in ED ye oranı olarak tanımlanmakta ve aşağıda formül 2.1 de verilmektedir (Palacin 1996). Eλ. Sλ. λ 280 UPF = 400 ( 2.1 ) E. S. T λ λ λ λ E λ = Relatif eritemal spektral etki (Ek-1) S λ = Güneşin spektral radyasyonu (W.m -2.nm -1 ) (Ek-2) T λ = Materyalin spektral transmitansı λ = Dalgaboyu adımları (nm olarak) λ = Dalgaboyu (nm) SPF ya da UPF sayısı ne anlama gelmektedir? Pigment içermeyen cilde sahip bir kişinin güneşli bir günün öğle vaktinde güneş ışınlarına maruz kalması halinde, cildinde 9 dak. sonra bir kızarıklık meydana gelmektedir. SPF 40 olan bir giysiyle ise, aynı kişi en az 6 saat (40 x 9=360 dak.) sonra aynı derecede güneş ışınlarına maruz kalabilmektedir (Palacin 1996). Tablo 2.1 Avustralya standartlarına göre güneşten koruyucu giysiler için değerlendirme ve sınıflandırma (Palacin 1996) UV Koruma Faktörü Efektif UV Işınları Geçirgenliği (%) Koruma Kategorisi UPF ,7-4,3 Đyi UPF ,1-2,6 Oldukça iyi UPF >=40 <2,5 Mükemmel

25 11 Tablo 2.1 deki UPF ye ait derecelendirme şeması, Avustralya da kullanılmakta olup Avustralya Radyasyon Laboratuarı ve Kanser Araştırma Merkezlerinin işbirliği sonucunda hazırlanmıştır (Palacin 1996). Koruma faktörü; güneş ve UV koruma faktörü olarak 2 şekilde gruplandırılabilir Güneş koruma faktörü (SPF) Güneş ışığının yan etkilerine karşı, bir maddenin sağladığı koruma derecesi Güneş Koruma Faktörü [ SPF (Solar Protection Factor) ] olarak bilinir. Koruyucu maddenin kullanılması ile oluşan eritemin (tabakanın hasarı veya tahriş olması sonucunda çoğunlukla benek olarak ortaya çıkan cilt kızarıklığı) başlangıç zamanının, koruyucu madde olmaksızın ortaya çıkan eritemin başlangıç zamanına bölünmesi olarak tanımlanır. Bu, şu anlama gelir: kişinin cildi güneşe maruz kaldıktan 10 dakika sonra kızarıyorsa, koruma faktörü 15 olan bir koruyucu madde kullanarak kızarıklık, 150 dakika sonra ortaya çıkacaktır (Algaba ve Riva 2002). Güneş Koruma faktörü, vivo veya vitro teknikleri ile belirlenir. Vivo tekniği, koruma faktörünün belirlenmesinde çok sayıda insana gerek duyar. Bu metot ile tekstil materyal örneği veya belirli kalınlıkta güneş koruyucu losyon tabakası, her bir test şahsının arkasında bir bölgeye uygulanır. Bu bölge ve bu bölgeye yakın korunmasız cilt, spektrumu mümkün olduğunca güneş ışığına benzeyen standart bir lamba ile kızartılır. Güneş Koruma Faktörü (SPF), koruyucu madde ile koruyucu madde olmaksızın ciltte kızarıklığın oluşması için geçen zamanın oranı olarak belirlenir (Algaba ve Riva 2002). Vivo tekniği ile yapılan koruma faktörü testinde, güvenilir bir ölçüm için çok sayıda insan gereklidir. Çünkü burada SPF nin ölçülmesi her bir bireyin cilt tipine bağlıdır. Önemli hatalar oluşmadan cildin kızarmasının her anını denetleyebilecek uzman personeller gereklidir. Bu gibi faktörlerden dolayı vivo metodunun; tarafsızlık, yeniden yapılabilirlik ve metot hızı konusunda negatif etkileri bulunmaktadır. Vitro tekniğinde, spektrofotometre tarafından ölçülen güneş koruyucu losyon veya kumaştan geçen UV radyasyonun transmisyonu esas alınır. Bu teknik, testi deneyecek insana gerek duymaz ve ölçümler birkaç saniyede yapılabilir. Sonuçlar, kişisel gözleme veya test konusu olan

26 12 kişilerin cilt tipine bağlı olmadığı için bu metodun tarafsızlığı ve yeniden yapılabilirliği daha fazladır (Algaba ve Riva 2002). Bu iki teknik sonucu elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve güneş koruyucu losyonların koruma faktörlerinin ölçülmesi durumunda çok büyük farklar bulunmuştur. Bu farkların vitro teknikli ölçümde güneş koruyucu losyonun uygulanması için gerekli yardımcı materyalin seçiminin zorluğundan kaynaklandığı sanılmaktadır. Kumaşlarda ise iki tekniğin bulunan sonuçları çok benzerdir. Bunun için güneş koruyucu losyonların UV koruma faktörünün ölçümü hem vivo hem de vitro tekniği ile yapılmaktadır. Kumaşların koruma faktörünün ölçümü ise temel olarak vitro tekniği ile yapılmaktadır (Algaba ve Riva 2002) Ultraviyole koruma faktörü (UPF) Ultraviyole Koruma Faktörü [UPF ( Ultraviolet Protection Factor) ], bir kumaşın ultraviyole ışınlara karşı sağladığı korumanın bir ölçütüdür (Ayaz vd 2001). Vitro tekniğiyle bir kumaşın UPF sinin belirlenmesinde, uygun bir lambanın sağladığı UV radyasyonla bir örneğin işleme tabi tutulması ve kumaşın geçirdiği radyasyon miktarının ölçülmesi esas alınmıştır. Kumaşın UPF sinin hesaplanmasında transmisyonuna ek olarak diğer faktörler de hesaba katılmaktadır (Algaba ve Riva 2002). Bir kumaşın UPF sinin belirlenmesinde üç faktör vardır (Algaba ve Riva 2002). Kumaşın spektral transmitansı; her UV dalga boyunda kumaşın içinden geçen enerji miktarını temsil eder. Güneşin spektral ışınımı; her dalga boyu için dünyanın yüzeyine ulaşan güneş enerjisi miktarının bir fonksiyonudur. Eritem etki spektrumu; her bir dalga boyu için cilt üzerinde UV radyasyon etkisinin değer spektrumudur (Algaba ve Riva 2002).

27 Spektral transmitans UPF yi hesaplamak için formüldeki ilk faktör ve kumaş açısından hatırlanması gereken en önemli faktör, UV radyasyonun kumaştan geçişidir. Kumaşın üzerine direkt ışık düştüğünde, radyasyonun bir kısmı yansır, materyal bir kısım radyasyonu absorplar ve diğer bir kısım radyasyon da kumaşın içinden geçer (Algaba ve Riva 2002). Şekil 2.1 UV radyasyonun yansıması, absorbsiyonu ve transmisyonu (Algaba ve Riva 2002). Materyalden geçen radyasyonun miktarı spektral transmitans olarak bilinir. Radyasyonun küçük bir miktarı yayılmaksızın kumaştan geçer, fakat büyük bir kısmı materyalde yayılır ve gelen ışın demeti farklı bir yönde açığa çıkar. Yayılan ve yayılmayan radyasyonun her ikisi de cilt için zararlıdır ve UPF nin belirlenmesinde dikkate alınmalıdır. Bunun için materyalden hem direkt olarak hem de yayılarak geçen UV radyasyonun ölçülmesi gerekir. Bu şekil 2.2 deki gibi bir sistem kullanılarak yapılabilir. Burada toplam transmitans, bütün köşelerdeki yayılan ışığı toplayan bir toplayıcı küre (integrating sphere) kullanılarak ölçülür. Toplayıcı kürenin iç duvarları en yüksek yansıtma özelliğine sahip bir madde (örneğin baryum sülfat) ile kaplanmış olmalıdır (Algaba ve Riva 2002, WEB_1 2006). Şekil 2.2 Işık toplayıcı küre. (WEB_1 2006)

28 14 Şekil 2.2 de belirli bir dalga boyundaki UV ışın, toplayıcı kürenin giriş deliğinin önüne yerleştirilen materyalin yüzeyine gelir. Fotodedektör, küre duvarında oluşan aydınlatmayı oransal olarak değerlendirir. Ayrıca, örnek üzerine yansıtılan toplam ışının standart olarak kabul edilebilmesi için ilk olarak örnek olmadan toplam ışın miktarı ölçülmelidir (WEB_1 2006). Transmitans spektrumu, belirli karakteristiklere sahip belirli bir kumaşın özelliklerini gösterir (Algaba ve Riva 2002). Transmitans spektrum, birçok faktöre bağlı olarak değişir. Bunlar; Kumaşın bileşimindeki lifler: Üründe hammadde olarak kullanılan liflerin yapısı ürünün UV geçirgenliğini etkileyen bir faktördür (Palacin 1997). Bazı araştırmacılara göre muamele edilmemiş pamuk, ipek, poliamid ve akrilik lifler az miktarda UV absorpsiyon sağlarken, yün tüm UV spektrumda iyi absorpsiyon verir (Algaba ve Riva 2002). Liflerin içerdiği katkı maddeleri: Bazı suni ve sentetik lifler UV radyasyonu absorplayan veya yansıtan ürünlerle birleşir. Titanyumdioksit; baryum sülfat, çinko oksit ve diğer pigmentlerle beraber bu amaç için çok uygundur (Algaba ve Riva 2002). Kumaşın yapısal özellikleri: Çeşitli yapısal özelliklerin (örgü tipi, lif tipi ve sayısı, iplik sıklığı v.s) bileşimi; kumaşların kalınlığı, ağırlığı, gözenekliliği ve dolayısı ile de kumaşlardan UV radyasyonun transmisyonu konusunda büyük bir etkiye sahiptir. Gevşek yapılı ince kumaşlar, daha sıkı dokulu kumaşlardan daha düşük koruma sağlarlar (Algaba ve Riva 2002). Renk ve renk şiddeti: Tekstil endüstrisinde kullanılan boyarmaddeler, görülebilir radyasyonu (400nm - 700nm) farklı şekilde absorplarlar. Bu tür boyarmaddeler için absorsiyon alanı UV dalga boylarına kadar uzanabilir ve bu nedenle bu boyarmaddeler UV absorplayıcılar olarak bilinir. Fakat sağlanan koruma miktarı, renk şiddeti ve her bir boyarmaddenin kimyasal yapısına bağlı olarak değişmektedir (Algaba ve Riva 2002). Optik ağartıcı maddelerin varlığı : Bunlar UV spektral bölgesinden radyasyonu absorplayan ve görülebilir alanda radyasyonu tekrar yayan ve bu yüzden de UV

29 15 absorplayıcılar olarak adlandırılan bileşiklerdir (Algaba ve Riva 2002). Bazı bitim işlem maddeleri : UV absorplayıcılar veya UV engelleyiciler ultraviyole spektral bölgede radyasyonu absorplayan renksiz bileşiklerdir. Ürünler reçineyle ya çektirme ya da emdirme-bekletme (pad-batch) metodu ile uygulanabilir (Algaba ve Riva 2002). Giysilerin yıkama/kurutma şartları: Kumaşın sağladığı koruma, giysilerin kullanımı ile değişebilir. Sıkma, tüylenme, deterjan yapımında optik ağartıcı maddelerin kullanımı tekstil ürünlerinin UV radyasyon transmisyonunu etkileyen faktörlerdir (Algaba ve Riva 2002). Gerginlik: Bir kumaşın gerdirilmesi UPF oranında azalmaya neden olabilir. Bu örme ve elastik kumaşlarda yaygındır ve kişilerin bedenlerine uygun giysi giymeleri bu yüzden önemlidir (Algaba ve Riva 2002). Eğer kişi bedenine göre dar bir kıyafet giyerse kıyafet daha çok açılacak ve dolayısıyla daha az ultraviyole ışınlara karşı koruma sağlayabilecektir. Nem oranı: Birçok kumaş nemli olduğunda daha düşük UPF ye sahiptir. Kumaştaki boşluklarda bulunan su, ışığın kırılmasını azaltır ve bu nedenle geçirgenliği artar. UPF değerindeki düşme kumaşın tipine ve ıslakken absorpladığı nemin miktarına bağlı olarak değişmektedir (Ayaz vd 2001) Güneşin spektral ışınımı UPF nin hesaplanmasına dahil olan diğer bir faktör, güneşin spektral ışınımı olarak bilinen, her dalga boyu için dünyanın yüzeyine ulaşan ultraviyole radyasyonun enerjisinin miktarıdır. UV radyasyonun dalga boylarının hepsi aynı oranda dünya yüzeyine ulaşmaz (Algaba ve Riva 2002). Radyasyonun miktarı çeşitli faktörlere bağlıdır. Bunlar; Enlem : Güneş ışınları, güneşin en çok tepede olduğu ve UV ışınlarının atmosferden en kısa mesafede ulaştığı ekvatorda en güçlüdür. Ozon, orta ve yüksek enlemlerle

30 16 karşılaştırıldığında tropiklerde daha incedir. Dolayısı ile atmosferden geçerken UV radyasyonu absorplayacak daha az ozon vardır (Algaba ve Riva 2002). Yükseklik : UVR nin yoğunluğu, her 300 metre yükseklikte bir yaklaşık %4 kadar artar. Yükseklik arttıkça UVR nin yeryüzüne gelmeden önce içinden geçeceği atmosfer daha az olur ve UVR daha az absorbe edilir (Algaba ve Riva 2002). Ozon Tabakası : Ozon tabakası zararlı radyasyonun çoğunu absorplar, fakat tabakanın kalınlığı yılın zamanına ve hava şartlarına bağlı olarak değişir. Ozon tabakası ozon azaltıcı gazların yayılmasından dolayı belirli bölgelerde daha ince hale gelmiştir. Ozon tabakasının incelmesi sonucunda dünya yüzeyine ulaşan UV radyasyon artmıştır (Algaba ve Riva 2002). Mevsim : Güneş ışınlarının oranının açısı mevsimlere göre değişir. UV yoğunluğu yaz ayları boyunca en yüksektir (Algaba ve Riva 2002). Günün Zamanı : Öğle saatlerinde güneş ışınları dünya yüzeyine daha diktir. Bu yüzden atmosferden daha kısa mesafede gelirler. Sabah erken saatlerde ve öğleden sonra geç saatlerde ışınlar atmosferden eğik bir şekilde geçerler ve UVB nin radyasyon yoğunluğu büyük ölçüde azalır. UVA radyasyon ozona karşı duyarlı değildir ve seviyesi görülebilir güneş ışığında da olduğu gibi gün boyunca değişebilir (Algaba ve Riva 2002). Hava Şartları : Bulutların varlığı UV seviyesini azaltır (Algaba ve Riva 2002). Dağılım: UVR atmosferde dağıldığı için, direkt güneş ışığından gelebileceği gibi açık havadan dağınık olarak da gelebilir (Algaba ve Riva 2002). Çevre: Çok yansıtıcı özelliğe sahip çevre, cilt üzerine gelen UVR yi arttırabilir. Bazı yer ve binalar (beyaz boya, parlak renkli maddeler, kar, su ve az miktarda toprak) UVR yi oldukça fazla yansıtırlar (Algaba ve Riva 2002). Güneşin spektral ışınımı UPF nin hesaplanmasında dikkate alınır (Algaba ve Riva 2002). Şekil Ocak 1990 da öğle saatlerinde Melbourne da ölçülen UV

31 17 radyasyonun güneşin spektral ışınımını gösterir. Bu değerler AS/NZS 4399:1996 da verilen standart değerlerdir (AS/NZS 4399:1996). Şekil 2.3 Güneşin spektral ışınımı (Algaba ve Riva 2002). Şekil 2.3 de görebileceğimiz gibi 290 nm den daha düşük dalga boyundaki radyasyon dünyanın yüzeyine ulaşmaz. Diğer bir deyişle, atmosfer UVC radyasyonun hepsini ve UVB radyasyonunun büyük bir bölümünü absorblar, fakat UVA radyasyonunun büyük bölümü dünya yüzeyine ulaşır (Algaba ve Riva 2002) Eritem etki spekturumu Đnsan cildinde eritem oluşturacak UV radyasyon kapasitesi büyük ölçüde dalga boyuna bağlıdır. Dalga boyu ne kadar düşük olursa radyasyonun zararlı etkisi o kadar fazla olur (en çok zararlı olanlar: UVC>UVB>UVA). Bu yüzden UV radyasyonun cilt üzerindeki etkisini ifade etmek gerekir. UV radyasyonun en çok zararlı dalga boylarına daha fazla önem verilmelidir (Algaba ve Riva 2002). Şekil 2.4 Eritem etki spektrumu (Algaba ve Riva 2002)

32 18 Şekil 2.4, UPF nin belirlenmesinde kullanılan eritem etki spektrumu olarak CIE (uluslar arası aydınlatma komisyonu) tarafından belirlenmiştir (Algaba ve Riva 2002). Eritem etki spektrumu, çeşitli dalga boylarındaki monokromatik UV radyasyon ile test deneklerinin ışımaya maruz bırakılması ile elde edilir. Her dalga boyu için eritemin oluşumunda kritik enerji dozu ölçülür (J/m2). Eritem etki spektrumu, her dalga boyu için bu kritik dozun tersine tekabül eder (Algaba ve Riva 2002) Güneş eritem etki spektrumu Güneş eritem etki spektrumu, güneşin ışınımı ve eritem etki spekturumu sonucunda meydana gelen, güneş radyasyonunun dalgaboyuna bağlı olarak cilt için ne kadar zararlı olduğunu gösteren spektrumdur. Şekil 2.3 ve Şekil 2.4 nin spektrumu birleştirilirse Şekil 2.5 de gösterilen UV radyasyon güneş eritem etki spektrumu ortaya çıkar (Algaba ve Riva 2002). Bu şekil, UPF nin hesaplanmasında daha önemli olan yaklaşık olarak 295 nm nm arasında bulunan en çok zararlı dalgaboyu aralığını gösterir. Bu aralıkta kumaşların radyasyonu geçirmesi düşük olmasına rağmen, koruma faktörünün değerinde büyük bir öneme sahiptir. Ancak daha yüksek dalga boylarında daha yüksek transmisyon UPF değerinde büyük bir değere sahiptir. Bu yüzden kumaşlar, eğer yaklaşık 320 nm dalgaboyu üzerindeki UVA radyasyona ek olarak, UVB radyasyonun dalgaboyu aralığında, UV radyasyonu engellerse UV radyasyonu koruma açısından oldukça etkilidir (Algaba ve Riva 2002). Şekil 2.5 Güneş eritem etki spektrumu (Algaba ve Riva 2002)

33 Tekstillerin UV koruma faktörünün belirlenmesi Tekstillerin ultraviyole ışınlarından koruması, ultraviyole koruma faktörü (UPF) tarafından tanımlanır. Güneş kremleri için, güneş koruma faktörü (SPF) kullanılır. UPF değerlendirilirken, kumaştan cilde geçen UV ışınlarının miktarındaki azalma göz önüne alınır. Örneğin, bir kumaş UPF20 ise UV ışınlarının yalnızca 1/20 si cilde ulaşır (Abidi vd 2001). UPF değeri, in-vivo yada in-vitro metodlarına göre belirlenmektedir. Đn-vivo metodunda, ciltleri uygun tekstillerle örtülen kişiler, spektrumu güneş spekturumuna mümkün olduğunca benzer olan bir ışık kaynağı ile aydınlatılmaktadır. Bu metoda göre ölçümler, oldukça zaman alıcı ve güneşten koruyucu tekstillerin geliştirilmesi için daha az uygundur. Buna karşılık, in-vitro metodu UV koruyucu tekstillerin geliştirilmesine daha uygun niteliktedir. Bu metot da, insanlar üzerinde ölçümler alınması esasına dayanmaktadır. Testin uygulandığı kişiler, monokromatik bir ışıkla aydınlatılmakta ve daha sonra ciltte kızarıklık (eritem) meydana gelinceye kadar gereken kritik ışık miktarı ölçülmektedir. Buradan, belirli bir dalga boyundaki ışığın eritem etkinliği belirlenmektedir. Bu kritik doza karşılık gelen değerdir. Buna göre ışığın eritem etkinliği, verdiği zarar ile orantılıdır. Eritem etkinliği, güneş spekturumu ile çarpıldığında, güneşin neden olduğu güneş yanıklarına ilişkin etkili spekturumu, eritem dozajı hesaplanabilmektedir (Reinert vd 1996). Tekstillerin UV_koruma faktörünün in-vitro metoduna göre otomatik bir şekilde belirlenmesi de mümkündür. Bu amaçla, doğru ve tekrarlanabilir ölçüm sonuçları için ölçme cihazının (spektralfotometrenin) pratik ve zaman tasarrufu sağlaması gibi yüksek talepleri yerine getirmesi gerekmektedir. Yeni geliştiren otomatik bir cihaz yardımıyla tekstillerin spektral ölçümleri tam otomatik bir şekilde yapılabilmektedir. Autosampler adı verilen otomatik numune verici parçanın entegre edildiği bu spektralfotometrede, doğrusal transmisyonun yanı sıra dağınık transmisyon da ölçülebilmektedir. Floresans etkisinin azaltılabildiği, yüksek tekrar edilebilirlik sağlayan (nanometrenin binde biri) bu cihazın önemli bir özelliği de, çoklu rotasyonlar (90 o x 60 o ve 45 o açıyla döndürülerek 4,6 ya da 8 oryantasyon) sayesinde tekstillerde yaklaşık 0,5 cm 2 lik bir yüzeye uygun olarak farklı bölgelerden ölçüm alınabilmesidir. Örneklerin otomatik bir şekilde farklı pozisyonlarda ölçülmesi ile ölçme hassasiyeti de arttırılmaktadır. Sistem, bir donanım ile desteklendiğinde elde edilen ölçüm değerlerinin