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防紫外线纺织品

 防紫外线纺织品

【摘要】主要介绍纺织品抗紫外线的原理、防紫外线的方法以及防紫外线纺织品的加工方法、测试指标、测试方法及其应用前景。
随着科学技术的不断发展、人类自我防护意识的不断加强,人们已清楚地认识到皮肤是人体的一个薄弱环节,它容易受到各种外界因素的伤害,也易成为各种有害因素侵入人体的通道,因此是一道必须注意的防线。近年来,由于空气污染,大气臭氧层遭到破坏,紫外线辐射增加,致使人类皮肤病发病率递增。由于臭氧层厚度的减少,太阳光中辐射到地面的短波长紫外线部分增加。虽然太阳光中的紫外线能使人体内合成维生素并杀灭一些微生物或病毒,但紫外线量增加和短波化。对人(包括生物界)产生重大危害和影响。保护人体避免过量紫外线辐射成为当今许多行业开发新产品的重要目标之一。近年来,防紫外线服装及纺织品的问世,就是为了适应上述情况而产生的,有些国家已有商品出售,如女衬衫、长袜、运动服、帽子、太阳伞等。
纺织品抗紫外线的原理
光线与物质的作用有透射、反射和吸收3种,反射和吸收光线的功能总称为“遮蔽功能”。穿着合适的服装,夏季在室外行走打阳伞等,都是人们增加遮蔽作用,减少紫外线辐射的手段,但普通纺织品防紫外线的能力与其纤维材料、织物的厚度、紧密度、质量、颜色等因素有关。研究表明:在常用的纺织纤维材料中,粘胶织物、棉织物的抗紫外线能力较差,而涤纶织物和羊毛织物的抗紫外线能力较好;未经防紫外线加工的织物,其厚度越厚,织物密度越大、织物的色泽越深,抗紫外线的能力越大成的防紫外线纺织品,对紫外线的防护能力显著提高,其紫外线遮蔽率一般可达90%以上,有的甚至在99%以上。防紫外线纺织品的作用机理有两种:吸收作用和反射作用,相应地紫外线遮蔽剂有吸收剂和反射剂(或称散射剂)两类。吸收剂和反射剂可单独使用,也可两者混用。紫外线反射剂主要是利用无机微粒的反射和散射作用,可起到防紫外线透过的效应。紫外线吸收剂,主要利用有机物质吸收紫外光,并进行能量转换,以热能形式或无害低辐射将能量释放或消耗闭。用适当方法加工的防紫外线纺织品,无论是什么纤维材料,都可达到良好的防紫外线效果,而且织物的厚度、色泽等因素对紫外线性能的影响也不再重要。
防紫外线的方法
.1紫外线屏蔽剂
紫外线吸收剂,无机紫外线屏蔽剂。
.2防紫外线纤维
抗紫外线纤维是指本身具有抗紫外线破坏能力的纤维或含有抗紫外线添加剂的纤维。
.1天然抗紫外线纤维
腈纶为优良的抗紫外线纤维,此外,大麻纤维、竹纤维本身也有优良的防紫外性能。
.2.2纤维的防紫外加工
不同的纤维应采用不用的加工方法:锦纶抗紫外线的能力较差,在制造锦纶的聚合物中加入少量的添加剂(如锰盐和次磷酸、硼酸锰、硅酸铝及锰盐2铈盐混合物等),即能制得抗紫外线锦纶。抗紫外线涤纶是采用在聚酯中掺人陶瓷紫外线遮挡剂的方法制成。对棉纤维而言,可采用浸渍有机系(如水杨酸系、二苯甲酮系、苯并三唑系、氰基丙烯酸酯系等)紫外线的吸收剂来制作13l。一般来说,在纺丝时掺入紫外线屏蔽剂(有机或无万方数据机物),用共混纺丝、芯鞘纺丝等方法纺丝。这种纤维织成的织物在风格、耐洗方面都比后整理法好。
.3织物后整理
防紫外线织物开发伊始,就是采用这种方法,可在原设备上进行,易于实现。整理工艺可根据用途不同有所差别,如作为夏季服装面料,对柔软性、舒适性要求高,以采用吸尽法、印花法或浸压法为好;作为装饰、家用或产业用纺织品可选用涂层法。利用后整理方法仍存在耐洗性、耐候性问题,有待提高。
防紫外线纺织品开发思路
.1原料的选择
据国外有关资料介绍,织物紫外线屏蔽率达到90%左右,才能达到实用要求。所以,需要通过一定的工艺处理,改善织物对紫外线的吸收性能。纺织纤维本身对紫外线有一定的吸收屏蔽作用,防紫外线纺织品的原料应首选本身具有一定吸收屏蔽紫外线功能的纤维。由于纤维结构的差异,不同纤维对紫外线的屏蔽作用有较大差别。涤纶分子中含有苯环,羊毛、蚕丝等蛋白质纤维分子中含芳香族氨基酸,对紫外线有较强的吸收作用;棉、粘胶等纤维对紫外线吸收作用很弱嗍。竹纤维中所含叶绿素铜钠是安全、优良的紫外线吸收剂,其抗紫外效果是棉的20倍。此外,竹纤维还具有吸湿性强、抗菌性优良、染色性好,而且透气性能优良、手感细腻滑爽、有清凉感、光亮、耐磨、色泽艳丽、悬垂性好等性能。所以,一般选择服用性能优良具有一定吸收屏蔽紫外线功能的竹纤维为原料。
.2紫外线屏蔽剂的选择
.2.1无机紫外线屏蔽剂的选择
无机紫外线屏蔽剂氧化锌反射波长240-380nm,屏蔽效果佳,且价格低廉、无毒/51。能与竹纤维中所含叶绿素铜钠吸收波长1 80.290nm起到互补的效果。
.2.2有机紫外线屏蔽剂的选择
有机紫外线屏蔽剂有水杨酸脂类化合物、金属离子化合物、苯酮类以及苯并三唑类。水杨酸脂类熔点低、易升华且吸收波长分布于短波一侧,对于金属离子化合物而言,常作为螯合物使用,苯酮类价格偏高旧。
抗紫外线加工的方法
纺丝法
纺丝法是将重量为0.2%一6%的紫外吸收剂或紫外散射剂中加入到纺丝原液中,与高聚物一起共同纺丝,制成紫外屏蔽纤维17】。
.2后整理加工法
织物的抗紫外后整理是指选用紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂对织物进行整理加工,以增强织物对紫外线的屏蔽能力。归纳起来有以下几种方法。染色同浴法加工;单独吸尽法加工;印花法I车L烘法aUK;涂层法。
织物防紫外线效果的评定
.1织物防紫外线防护能力
织物防紫外线效果的评定,应包括织物本身和整理剂的防护效果两个方面。织物本身对紫外线也有一定的防护能力,其性能由以下因素决定。
.1.1 纤维品种
包括不同的天然纤维、各类化纤和紫外屏蔽纤维防紫外纤维。最近国外开发的紫外屏蔽纤维,有时可不用整理,也有较好的防护效果。
.1.2织物组织结构
包括针织、机织或非织造织物的纱支、密度和孔隙大小等,孔隙过大,紫外线容易透过,也不利于后整理。
.2紫外线防护指标
.2.1紫外线防护系数UPF值
值是指无试样时测试器的红斑紫外线辐射剂量加权值与有试样时测试器的红斑紫外线辐射剂量加权值之比。
.2.2防晒因子SPF值
值的含义是被防护的皮肤产生红斑所需的最小红斑量与未被防护皮肤产生红斑所需的最小红斑量之比值。
.2.3紫外线透过率
紫外线透过率=透过织物后的紫外线强度/无织物遮挡的紫外线强度。其中“透过织物后紫外线的强度”是指在一定时间内紫外线灯发出的紫外线透过织物被紫外线强度计接收到的能量;而“无织物遮挡的紫外线强度”是在相同时间内紫外线灯发出的紫外线直接被紫外线强度计接收到的能量191。
紫外线织物的测试方法
防紫外线的测试方法大体上分为仪器法和直接法两类。仪器法采用光谱辐射,应用测试仪器进行测试;相比而言直接法客观性不够,可重复性差。
.3.1紫外线分光光度计法
紫外线分光光度计法是采用紫外分光光度计作为辐射源,波长范围为280~400nm的紫外线,照射到织物上,然后用积分球收集透过织物的各个方向上的辐射通量,计算出紫外线透射比。这种方法精度较高,在研究过程中应用较多。
.3.2紫外线强度累计法
将被测试样放在紫外灯和紫外线累计器之间,对被测试样按给定时间进行照射,测定紫外线通过试样的紫
光致变色法
在不同的织物试样下面垫着相同的感光纸,然后放在太阳光下(或人造光源下)暴露15-30s,再把感光纸定影处理后比较其颜色浓淡,感光纸色淡的,显然感光少,其上的织物防紫外线性能高。6防紫外线织物的应用前景面对越来越严重的环境问题,人们除了开始重视环境的保护外也更加注重对自身的防护,防紫外线纺织品同其它防护用品一样受到人们的关注。防紫外线纺织品的品种相当广泛。现代的女士非常注重对自己皮肤的保养,惟恐皮肤被紫外线所伤害,所以夏季具有防紫外线功能的轻薄的女装面料市场前景看好。除了女装面料之外,其它诸如具备防紫外线功能的遮阳帽、长筒袜等也会是较好的卖点。男士对这种防护功能的纺织品同样有着潜在的需求,经过防紫外线加工的T恤、衬衣、长短裤等男用服装的市场前景也不可估量,运动服和休闲服是户外经常穿着的服装,如果生产加工成有防紫外线的运动服以及休闲服包括泳装、网球衫、高尔夫服、滑雪衫、T恤等,将会是市场的另一热点。在户外进行作业所需要的工装,如野外作业服、渔业作业服、农业作业服等同样需要具有防紫外线的功能。防紫外线产品不仅局限于服装产品,其它诸如窗帘布、广告布、篷布等都对防紫外线有着较高的要求。所以,具有防紫外线功能的纺织产品的市场前景十分广阔旧。
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分类:防紫外线动态| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2013-11-2
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