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Informationen zum Thema UV-Strahlung und -Schutz

Ăśbersicht
Was ist UV-Strahlung?
UV-Strahlung in der Atmosphäre
Was bewirkt UV-Strahlung?
Anatomie der Haut
Schädigende Wirkungen der UV-Strahlung
Messung der UV-Strahlung
UV-Index und Strahlenbelastung
Schutz vor UV-Strahlung
UV-Schutz durch Textilien
Der textile Schutzfaktor UPF
Lenzing ModalSun


Was ist UV-Strahlung? top

Das menschliche Auge vermag elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 400 nm bis etwa 750 nm als Licht zu registrieren. Dabei erscheint Strahlung mit einer Wellenlänge von 750 nm als rot und die von 400 nm als violett. Ein Nanometer (nm) ist ein milliardstel Meter (10-9 m). Strahlung mit einer größeren Wellenlänge als 750 nm wird als Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) mit einer Wellenlänge, die kleiner ist als 400 nm, als Ultraviolett-Strahlung (UV-Strahlung) bezeichnet. Dabei werden drei UV-Bereiche unterschieden, die physikalisch und biologisch verschiedene Wirkungen besitzen:

Bezeichnung Wellenlänge in nm Eindringtiefe in die Haut
UV-A 320-400 bis zu ca. 5 mm
UV-B 280-320 50-100 µm
UV-C 100-280 /


Strahlung mit Wellenlängen, die kleiner als 100 nm sind, gehört zur ionisierenden Strahlung, also Röntgen- oder Gammastrahlung.

UV-Strahlung in der Atmosphäre top

Etwa 6% der die Erde treffenden Sonnenstrahlung sind UV-Strahlen. Von der Sonnenstrahlung erreichen im wesentlichen nur sichtbares Licht, UV-A und UV-B die Erdoberfläche. Dagegen wird das UV-C von dem Sauerstoff der oberen Stratosphäre oder der Mesosphäre sowie durch die Ozonschicht völlig absorbiert. Dabei spaltet die UV-C Strahlung das Sauerstoffmolekül O² in atomaren Sauerstoff O, der sich sehr schnell mit einem O2-Molekül zu O3, also Ozon, verbindet und damit für die Aufrechterhaltung der Ozonschicht sorgt. Die Schwächung des die Erdatmosphäre treffenden Sonnenlichts besteht aus vielfältigen Absorptions- und Streuprozessen, die sehr stark von der Wellenlänge der Strahlung abhängen. UV-A-Strahlen werden durch das stratosphärische und troposphärische Ozon nur sehr wenig geschwächt. Dagegen werden die UV-B-Strahlen in der Ozonschicht um ca. 95% geschwächt, so dass nur ein geringer Anteil die Erdoberfläche erreicht. In Bodennähe spaltet die UV-Strahlung u.a. das vor allem von Kraftfahrzeugen ausgestoßene NO2 in NO und freien Sauerstoff O, der sich anschließend mit dem Luftsauerstoff O2 zu Ozon, also O3, verbindet. Es sei erwähnt, dass gilt:

Schwächung = Streuung + Absorption


Aufgrund dieser Tatsachen spielt die Ozonschicht von allen für die Schwächung der UV-B-Strahlung eine entscheidende Rolle. Auch eine starke Verringerung der Ozonschicht würde dagegen kaum zu einer Erhöhung von UV-C-Strahlung auf der Erdoberfläche führen, da dessen vollständige Absorption auch durch weniger Ozon noch effektiv genug wäre. Die UV-A-Strahlung wird, wie erwähnt, vom Ozon nur in einem sehr geringen Ausmaß geschwächt, so dass eine Verringerung der Ozonschicht kaum einen Einfluss auf die Intensität des UV-A hat.

Anders ist die Situation beim UV-B. Als grobe Näherung kann man davon ausgehen, dass jedes Prozent Ozonverlust zu einer 1,5 bis 2 %igen Zunahme der UV-B-Strahlung auf der Erdoberfläche führt.

Was bewirkt UV-Strahlung? top

Die Quelle für die natürliche UV-Strahlung ist die Sonne. Auf künstlichem Wege kann UV-Strahlung mit Hilfe spezieller UV-Lampen, z.B. zur Desinfektion in der Medizin oder zur Bräunung in Sonnenbänken, erzeugt werden. Leider strahlen auch Halogen-Lampen UV-Strahlung ab. Wegen der geringen Eindringtiefe von UV-Strahlung in den menschlichen Organismus sind praktisch nur das Auge und die Haut und das Immunsystem betroffen. Dabei müssen akute und chronische unterschieden werden. Aber UV-Strahlung ist für das menschliche Leben auch notwendig und besitzt eine Reihe positiver Wirkungen. In vernünftigen "Mengen" besitzt die UV-Strahlung eine Reihe notwendiger und positiver Effekte. So ist UV-Strahlung für die Bildung von Vitamin D in der Haut erforderlich. Allerdings reicht hierfür bereits eine 10-minütige Sonnenexposition pro Tag aus. Die beiden Vitamine D2 und D3 entstehen dabei mittels des UV-Lichts aus den beiden Provitaminen Ergosterol bzw. 7-Dehydesterol. Vitamin D spielt für den Kalzium-Stoffwechsel eine wesentliche Rolle. Außerdem stimuliert das Sonnenlicht das Immunsystem und fördert das allgemeine Wohlbefinden. In der medizinischen Therapie wird UV-Strahlung u.a. zur Behandlung von Schuppenflechte und Neurodermitis sowie zum Abbau bestimmter Empfindlichkeitsstörungen verwendet.

Anatomie der Haut top

Um die biologischen und physiologischen Vorgänge von UV-Strahlung in der Haut zu verstehen, sind einige Kenntnisse über deren Anatomie von Nutzen.

Die Haut ist das größte Organ des Menschen. Beim Erwachsenen bedeckt sie eine Fläche von ca. 1,6 m2 und macht etwa 16% des Körpergewichts des Menschen aus. Außerdem erfüllt sie eine Vielzahl von Aufgaben, die hier kurz aufgezählt werden sollen:

• Schutzfunktion, Abschirmen des Körperinneren als mechanische und chemische Barriere
• Temperaturregulation, z.B. durch Verengung oder Erweiterung der Blutgefäße
• Regulierung des Wasserhaushaltes, z.B. durch Abgabe von Flüssigkeit und Salzen (Schwitzen)
• Sinnesfunktion, z.B. Wahrnehmung von thermischen Reizen, Berührungen, Schmerzen
• Immunfunktion, z.B. im Rahmen von Infektionserkrankungen und Allergien
• Kommunikation, z.B. durch Erröten oder Erblassen


Die Haut des Menschen besteht aus der Oberhaut (Epidermis) und der Lederhaut (Dermis). Unter der Haut liegt die Unterhaut, die Subcutis.

Schädigende Wirkungen der UV-Strahlung top

Akute Folgen

Die akuten Folgen einer zu starken UV-Strahlung können eine Bindehaut- oder Hornhautentzündung des Auges sowie ein Sonnenbrand (Erythem) der Haut sein. Bei stärkerer UV-Strahlung kommt es auf der Haut zur Blasenbildung bis hin zum Absterben von Hautgewebe (Nekrosen).

Chronische Folgen, Spätfolgen

Nach jahrelanger intensiver Einwirkung von UV-Strahlung kann es zu den folgenden dauerhaften und irreversiblen Haut-Schäden kommen:

Frühzeitige Alterung, Faltenbildung. Diese als "Alterung" der Haut bezeichneten Veränderungen bestehen u.a. in:

• Porenerweiterungen,
• Mitessern,
• Gefäßerweiterungen,
• Bindegewebsschäden,
• Zerstörung der elastischen Fasern.


Weiterhin kann Hautkrebs entstehen wie ein:

• Basalzellkarzinom
• Plattenepitelkarzinom,
• Melanom (schwarzer Hautkrebs)


Aber nicht nur an und in der Haut, sondern auch im menschlichen Immunsystem kann es zu ernsthaften gesundheitlichen Schäden als Folge erhöhter UV-Strahlenbelastung kommen, z.B. häufigere Infektionskrankheiten wie Herpes simplex oder Tuberkulose. Weiterhin besteht eine negative Wirkung bei der Krebsentstehung, z.B. durch Immunsuppression, also einer Schwächung des Immunsystems.

Mutationen

Eine der wesentlichen Wirkungen der UV-Strahlung besteht in der Veränderung der DNA. Dabei werden durch die Pyrimidinbasen der DNA, also Thymin und Cytosin, stabile Dimere gebildet. Diese Dimere führen in der Zelle zu Störungen bei der Transkription und später auch bei der Replikation (= Zellvermehrung). Unter Transkription versteht man die Übersetzung von DNA in RNA. Außerdem können DNA-Strangbrüche die Folge sein. Derartige ständig, auch bei normaler UV-Strahlung, stattfindende Veränderungen werden mittels spezieller Reparaturmechanismen repariert. Ein für diese Reparaturen wichtiges Enzym ist die Endonuklease.

Sofern diese Reparaturmechanismen gestört sind, ist z.B. die Erkrankung Xeroderma pigmentosum die Folge. Hierbei entwickeln die der Sonne ausgesetzten Hautpartien einen Hautkrebs. Bei zu hohen UV- Strahlendosen, die auf die Haut treffen, wird die "normale" Funktion der Reparaturmechanismen überfordert, so dass u.a. Krebs die Folge sein kann.

Messung der UV-Strahlung top

Vor allem durch das geänderte Freizeit- und Sozialverhalten in den letzten Jahren bedingt, hat sich die Exposition durch UV-Strahlung teilweise erheblich erhöht. Außerdem hat sich - bisher vor allem in der südlichen Hemisphäre - die UV-B-Exposition durch die Verringerung der Ozonschicht verstärkt.

Es scheint, dass die natürlichen Schutzmechanismen der Haut nicht mehr ausreichen, um mit dieser Mehrbelastung fertig zu werden. Um den Menschen zu helfen, Risiken zu erkennen und gegebenenfalls zu verhindern, wird seit 1993 die UV-Strahlung in Bodennähe kontinuierlich überwacht. Dazu ist vom Bundesamt für Strahlenschutz und dem Umweltbundesamt ein UV-Messnetz aufgebaut worden.

Dieses Netz umfasst die vier Messstationen Zingst/Ostsee, Langen bei Frankfurt, Schauinsland im Schwarzwald und Oberschleißheim bei München. Durch die Zusammenarbeit mit der Universität Kiel mit einer Messstation auf Sylt, der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit, dem Landesamt für Umweltschutz in Kulmbach/Bayern sowie dem Deutschen Wetterdienst in Potsdam kommen vier weitere Messstationen hinzu. Hier wird täglich, und zwar alle 6 Minuten, der gesamte UV-Bereich von 290 nm bis 400 nm gemessen und ausgewertet. Die aktuellen UV-Indizes können täglich im Internet unter:

http://www.bfs.de/uv/uv2/uvi ab- bzw. aufgerufen werden.

MaĂźeinheiten

In der biologischen Wissenschaft wird die UV-Strahlung als "Erythemwirksame-Halbstunden-Dosis (EHD) angegeben. Diese Maßeinheit gibt an, welche erythemwirksame, also sonnenbrandwirksame, UV-Energie in einer halben Stunde pro m2 auf Meereshöhe auftrifft. Sie wird daher in Joule pro Quadratmeter (J/m2) gemessen.

In der öffentlichen Kommunikation wird eine allgemein besser verständliche Größe verwendet. Dies ist der sogenannte UV-Index (UV-J) für UV-Strahlung. Dieser Index ist ein Maß für den Tageshöchstwert an sonnenbrandwirksamer UV-Strahlung. Dabei ent-sprechen etwa 50 Joule/m2 einen UV-Index von 1. Der UV-Index macht eine Aussage darüber, innerhalb welcher Zeit ein bestimmter Hauttyp einen Sonnenbrand ausbildet. Er reicht von 0 - 12. In Deutschland liegen die höchsten Werte etwa bei einem Wert von 8, während weltweit Werte bis zu etwa 12 gemessen werden.

Beispiel:

Bei einem UV-Index von 4 können blonde und hellhäutige Menschen bereits nach einer halben Stunde in der Mittagssonne einen Sonnenbrand erleiden.

UV-Index und Strahlenbelastung top

UV-Index UV-Strahlenbelastung Sonnenbrandgefahr SchutzmaĂźnahmen
0-1 sehr gering sehr unwahrscheinlich nicht erforderlich
2-4 mittel stark ab 30 Min. möglich empfehlenswert, besonders bei hellhäutigen Menschen
5-7 hoch ab 20 Min. möglich erforderlich
8 und höher sehr hoch nach weniger als 20 Min. unbedingt erforderlich


Schutz vor UV-Strahlung top

Natürlich besteht der einfachste Schutz vor UV-Strahlung darin, sie möglichst zu meiden. Aber das ist nur begrenzt möglich, da die meisten Menschen sich oft im Freien aufhalten. Es ist außerdem zu bedenken, dass man auch im Schatten aufgrund von Reflexionen UV-Strahlung ausgesetzt ist. Die Augen werden sehr gut durch Sonnenbrillen geschützt. Dabei allerdings ist dringend darauf zu achten, dass die Gläser auch tatsächlich UV-A und UV-B-Strahlung absorbieren und groß genug sind. Dunkle Gläser ohne ausreichenden UV-Schutz bewirken nämlich das Gegenteil, da durch die erweiterte Pupille mehr UV-Licht eindringt als beim ungeschützten Auge.

Die Haut ist entweder durch Kleidung oder - sofern dies nicht möglich ist, wie z.B. beim Gesicht oder in der Freizeit - durch Sonnenschutzcremes bzw. -milch zu schützen. Die Anzahl an Sonnenbädern, bei denen eine Hautrötung gerade noch nicht auftritt, sollte nach einer Empfehlung des Bundesamts für Strahlenschutz die Anzahl 50 pro Jahr nicht übersteigen. Sonnenbrände, also Rötungen der Haut, sollten möglichst völlig vermieden werden. Dies kann durch Meiden der Sonnenstrahlung oder durch entsprechende Sonnen-schutzmittel erreicht werden.

UV-Schutz durch Textilien top

Es ist sehr wichtig zu bedenken, dass Kleidungsstücke teilweise nur einen begrenzten Schutz vor der UV-Strahlung bieten. So absorbiert beispielsweise Baumwolle den UV-B Anteil sehr schlecht, während z.B. Gewebe aus Polyester einen relativ guten Schutz bieten. Die bei großer Hitze bevorzugt getragenen, besonders leichten und transparenten Gewebe bieten keinen ausreichenden Strahlungsschutz.

Sonnenschutzfaktor > 0 > 5 > 10 > 15 > 20 > 25 > 30 > 35 > 40 > 45 > 50
Baumwolle
(n=14)
1 3 2 2 3 - - - 1 - 2
Wolle
(n=11)
- - - - - - - - 1 2 8
Leinen
(n=36)
- 11 10 8 6 1 - - - - -
Viskose
(n=64)
26 7 6 12 4 2 2 2 1 1 1
Polyamide
(n=16)
6 1 3 - - - - - - - 6
Polyester
(n=43)
1 - - 2 - 1 1 - 2 3 33
Mischstoffe
(n=52)
- - 2 3 2 4 3 4 3 7 24
Diese Tabelle zeigt den Sonnenschutzfaktor von Sommerkleidung aus verschiedenen Substanzen. n = Anzahl der jeweils verwendeten Kleidungsstücke; insgesamt wurden 236 Teile getestet. (Nach Dr. Thilo Gambichler, Ruhruniversität Bochum)


Der textile Schutzfaktor: UPF top

Der UPF-Faktor gibt Aufschluss darüber, wie sich die Aufenthaltsdauer in direkter Sonnenbestrahlung verlängert, bevor erste schädigende Einwirkungen eintreten. Die Schutzfunktion eines textilen Gewebes wird unter Laborbedingungen gemäß der u.a. Grafik ermittelt und in einen Prüfbericht bestätigt.



Lenzing Modal SUN ® top

Aufgrund der rapide zunehmenden Anzahl der Erkrankungen an Hautkrebs wird der Ruf nach Sonnenschutzbekleidung immer größer. Mit Lenzing Modal Sun, einer Spezialtype mit inkorporiertem UV-Blocker, kann in Textilien ein aktiver Hautschutz mit Lichtschutzfaktor (LSF) 30 + und mehr erreicht werden. Bei diesem Prozess handelt es sich nicht um eine chemische Beigabe zur Faser, sondern um eine physikalische Veränderung. Der UV-Blocker besteht aus einem mineralischen Pigment, das den UV-Schutz durch Reflektion (Abstrahlung) der UV-Strahlung bewirkt. Die Faser behält auch nach vielen Wäschen diese Funktion und ist physiologisch vollkommen unbedenklich.
Die Einsatzgebiete umfassen:

• Kinderbekleidung
• Leichte Sommerbekleidung in helleren Farben
• Sport- und Freizeitbekleidung


Artikel, die das Lenzing Modal Sun- Label erhalten, erfüllen neben bestimmten Qualitätskriterien (Mindest-anforderungen an Optik, Waschschrumpf und Pillver-halten) die australisch-neuseeländische Norm (sunprotective clothing, evaluation and classification AS/NZS 4399: 1996), welche von der Dermatologischen Klinik der Universität Bochum verbindlich bestätigt wird.

Bei dieser Spezialtype der Modal-Faser ist bei den Feinheiten von 1,3 dtex und 1,0 dtex ein UV Blocker in Pigmentform inkorporiert.

Das bedeutet, dass bereits in die Spinnflüssigkeit Pigmente miteingelagert werden. Durch das Einspinnen der Pigmente in die Faser ist der UV – Schutz auch nach vielen Wäsche noch vorhanden und beständig. Des weiteren bietet die Faser eine große Freiheit in der Farbgebung und der Designgestaltung. Durch die entsprechende Verarbeitung kann nun in dem Textil, das aus ModalSun gefertigt wurde, ein Lichtschutzfaktor von 30 und mehr entstehen.

Wichtige Vorteile der ModalSun-Faser auf einen Blick

• Faser mit inkorporiertem UV - Blocker
• UV – Schutz mit LSF von 30+ und mehr
• Dauerhafter UV – Schutz, da der UV-Blocker waschbeständig ist
• Natürliches, hautfreundliches Material
• Leichte, weiche und fließende Stoffe
• Pflegeleicht

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