防紫外線紡織品研究現(xiàn)狀

1、各國隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)廢氣排放增加導致大氣層污染,臭氧層破壞。z前人們認 為是健煤的口光浴，如今卻成為威脅人類健康的無情殺手。臭氧層破壞,紫外線透過率增人, 人類患皮狀病和皮狀癌機率增大。有專家預言，到本世紀中期，皮膚癌的發(fā)病率將躍居各類疾 病z首,成為人類的頭號殺手。因此人類正在大力研究紫外線輻射防護產(chǎn)品，如今抗紫外線化 妝品、日用品銷棗激增，但它們防護能力和保護而積畢竟有限。因此，有必要利用保護面積更 大、防護效果更好的紡織品來有效地阻擋對人體有害或過度紫外線。1紫外線簡介紫外線是電磁波譜中波長從10nm到400側(cè)輻射的總稱，不能引起人們的視覺。1801年 徳國物理學家里特發(fā)現(xiàn)在h

2、光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有澳化銀的照相底片感光，因而 發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在。根據(jù)生物效應(yīng)的不同，將紫外線按照波長劃分為四個波段：uva波段, 波氏320400nm,又稱為t波黑斑效應(yīng)紫外線。它冇很強的穿透力，可以穿透大部分透明 的玻璃以及塑料。tl光中含有的長波紫外線有超過98%能穿透臭氧層和云層到達地球表面， uva nj'以直達肌膚的真皮層，破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維，將我們的皮膚曬黑。360nm波 長的uva紫外線符合昆蟲類的趨光性反應(yīng)illi線，可制作誘蟲燈。uvb波段，波長275320nm, 乂稱為中波紅斑效應(yīng)紫外線。中等穿透力，它的波長較短的部分會被透明玻璃吸收，h光中

3、含冇的中波紫外線大部分被臭氧層所吸收，只冇不足2%能到達地球表面，在夏天和午后會 特別強烈。uvb紫外線對人體具有紅斑作用，能促進體內(nèi)礦物質(zhì)代謝和維生素d的形成，但 長期或過量照射會令皮狀曬黑，并引起紅腫脫皮。uvc波段，波長200275nm, 乂稱為短 波滅菌紫外線。它的穿透能力最弱，無法穿透大部分的透明玻璃及犁料。h光中含有的短波 紫外線幾乎被臭氧層完全吸收。短波紫外線對人體的傷害很人，短時間照射即可灼傷皮膚, 長期或高強度照射還會造成皮膚癌。uvd波段，波氏100200nm, 乂稱為真空紫外線。由此 可見，防止紫外線照射給人體造成的皮膚傷害，主耍是防止紫外線uvb的照射；而防止uva 紫

4、外線，則是為了避免皮膚曬黑。2紡織品的抗紫外線加工方法2- 1紡織晶抗紫外線的機理紫外線照射到織物上后部分被反射，部分被吸收，其余透過織物,因此，反射率和吸收率 大，透過率就小，也即對紫外線的防護性好。紫外線的防護原理就是采用紫外線屏蔽劑或吸收 劑對纖維、紗線或織物進行處理，從而紫外線的反射率和吸收率，達到防紫外線的冃的。2-2捉高紡織品抗紫外線的途徑提高纖維和紡織品的抗紫線外性能的主要途徑為紡絲、織造和示整理，染色也能適當提 高織物的防紫外線性能。2-2-1抗紫外線纖維合成纖維生產(chǎn)過程中，摻入紫外線屏蔽劑，用共混、芯硝等方法加入紡絲液中，使纖維具 有遮蔽紫外線的功能。這種方法所得到的織物，抗

5、紫外效果明顯,i耐久性強,手感好，并能滿足 服裝而料的要求。缺點是處理技術(shù)要求高,成木大，不易應(yīng)用于天然纖維，在混紡時效果難以 控制。2-2-2抗紫外線幣理(1) 常用工藝方法纖維或紡織品的抗紫外線整理工藝與整理劑特點和產(chǎn)品的最終用途有關(guān)。常用的丄藝 方法有：高溫高斥吸盡法，一些不溶 或難溶于水的紫外線吸收劑，可以采用類似于滌綸的高 溫高壓染色的方法;常壓吸盡法，一些水溶性的整理劑在處理羊毛、蠶絲、棉以及錦綸紡織 品吋只需常壓下在水溶液中處理，類似水溶性染料染色;浸軋法，這種方法的缺點是,整理后 會影響織物的風格、手感、吸水性和透氣性;涂層法，這種方法的缺點是，會影響耐洗牢度及 手感,一般應(yīng)川

6、于裝飾川、產(chǎn)業(yè)川紡織品；印花法，適合于對紫外線屏蔽劑要求不高的織物。(2) 微膠囊技術(shù)微膠囊技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，它是一種特殊的包裝形式，膠囊內(nèi)的物質(zhì)可以是固 體微粒、液體或氣泡。將紫外線吸收劑注入膠囊內(nèi)，膠囊被吸附于服裝上，在服用過程中山于 受到摩擦,膠囊外層破裂，達到防紫外整理劑緩釋的效果，町抵御長時間的紫外輻射。有研究 發(fā)現(xiàn)，利用凝聚法與聚介法均可以得到合適的微膠囊產(chǎn)品，且后者具有更好的抗紫外性能;抗 紫外線效果與抗紫外線微膠囊的用量有關(guān)，選擇合適的用量，整理織物后，布樣的lpf值可以 達到澳大利亞標準，并有一定的耐洗滌牢度。(3) 溶膠凝膠技術(shù)溶膠凝膠技術(shù)是指金屬烷氧基化合物作為前

7、驅(qū)物在溫和條件卜水解縮合成溶膠,經(jīng)溶劑 揮發(fā)或加熱處理使溶膠轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氧化物凝膠的過程。用二氧化硅或其它金屬氧化物 納米溶膠處理織物，可在織物表面形成一層多孔結(jié)構(gòu)的氧化物干凝膠膜，而原來的納米溶膠 粒子形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。納米溶膠易丁進行化學或物理的改性,可大幅度地改善織物的服用 性能,使之多功能化，同時抗紫外性能優(yōu)良。廣州紡織研究所陳曉光釆用溶膠-凝膠技術(shù)，制 備出鈦納米溶膠，對棉織物進行抗 紫外性能整理，不僅克服了無機納米粒子進行抗紫外整理 吋易聚集、與纖維結(jié)合力弱的缺點，而11經(jīng)過鈦溶膠處理的棉織物的抗紫外性能顯箸捉高。(4) 泡沫法泡沫整理工藝是20世紀70年代受中東石汕危機的影響

8、，在歐美迅速發(fā)展起來的一種低 給液、少污染的節(jié)能減少排的染整加工技術(shù)。泡沫整理工藝可替代常規(guī)浸軋工藝對織物進行 抗紫外線整理。該工藝人大降低織物帶液率，節(jié)能降耗效果顯著，且捉高牛產(chǎn)車速、節(jié)約染化 料和減少廢水排放，符介當今綠色染整發(fā)展方向。主要將經(jīng)過泡沫抗紫外線整理工藝處理過 的純棉府綢和經(jīng)過常規(guī)浸軋法工藝處理后的棉氨彈力布織物質(zhì)量進行了對比實驗，得到分別 經(jīng)過上述工藝整理后的織物，抗紫外線效果顯著，紫外線透過率比處理前大大降低，紫外線 防護系數(shù)(upf值)與常規(guī)浸軋工藝接近，證明了采用泡沫整理工藝対織物進行抗紫外線整理 可行性。(5) 納米光觸媒根據(jù)紡織品抗紫外線機理,納米光觸媒主要作為紫外

9、線反射劑(屏蔽劑)，通過反射入射 紫外線，達到抗紫外輻射的口的。有研究者用鈦酸丁酯為前驅(qū)體，水為溶劑，冰乙酸為穩(wěn)定劑, 制備穩(wěn)定的光觸媒水溶膠，并將該水溶膠川于純棉織物后整理上，研究發(fā)現(xiàn)川含0.9%溶膠 整理后的純棉織物,對波長297 nm的紫外線屏蔽率達到93%。東華大學研究人員將用特殊 的配置工藝制成納米光觸媒ti02溶液，將其加入到涂層劑屮,用來對棉織物進行涂層整理, 也得到了抗菌性能良好的抗紫外線織物。3紡織品抗紫外線性能的影響因素3*1纖維和織物紡織品抗紫外線輻射性能首先決定于其纖維的化學結(jié)構(gòu)即纖維種類，其次是織物的紐 織結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、厚度、緊密度、孔隙率、纖維的粗細和形態(tài)結(jié)構(gòu)等。聚酯

10、纖維中的苯環(huán)和 蛋白質(zhì)分子中的芳香族氨棊酸，對于小于300 nm的光都冇很大吸收性，所以滌綸纖維和羊 毛纖維對紫外線的透過率較低;棉纖維是各種纖維屮抗紫外效果最旁的一種纖維，對棉織物 抗紫外整理研究也最多;粘膠纖維對紫外線輻射的透過率較高，蠶絲対紫外線輻射的透過 率居中。織物的各項物理參數(shù)影響抗紫外性能的一般規(guī)律為纖維織物越厚，其抗紫外線輻射 的性能越好;織物越緊抗紫外能力越好;織物越重抗紫外能力越好;織物的色澤越深抗紫外 能力越好。3- 2處理工藝選擇不同的處理工藝也可以提高織物的抗紫外性能：如避 免前處理、取消熒光增白處 理、選擇合適的染料、新工藝的應(yīng)用 等。棉纖維在漂口過程屮，會損失叮以

11、吸收紫外線的犬 然吸收劑色素、木質(zhì)索使upf值會明顯降低。此外,在精煉過程中，棉發(fā)生松弛與收縮，兩 種過程綜合結(jié)果導致布面覆蓋系數(shù)增加，upf值增人。對有縮水現(xiàn)象的織物（棉織物、絲織 物和粘膠織物），水洗后upf值增大;蘇州大學鄭敏等人,用活性染料染色、紫外吸收劑與納 米ti02共同處理竹纖維，突破了以前單一使用紫外整理劑和染色劑。其抗紫外線效果最 好,upf達到3&具有了非常好的紫外防護效果。利用人氣壓等離了體技術(shù)，對先浸潰整理劑 vc-100e再經(jīng)等離子體處理和先用等離子體處理再浸漬整理劑vc-100e的兩種棉 織物抗紫 外線整工藝進行了對比實驗，經(jīng)測試結(jié)果表明，先浸整理劑vc-1

12、00e再經(jīng)等離子體處理工藝 整理的棉織物抗紫外線性能較好而口織物手感柔軟、滑爽，斷裂強力及抗起毛起球性均得到 t提高。4抗紫外線紡織品的研究進展和應(yīng)用4- 1研究進展國際上抗紫外線紡織品始于90年代初，以澳大利亞為代表的地處低緯度、日照較強的 國家率先開發(fā)抗紫外線紡織品對人體進行防護,并使抗紫外線紡織品進入了商品化階段。 fi本在開發(fā)抗紫外線織物小一直處于國際領(lǐng)先地位，相繼推出具有抗紫外線輻射功能的運 動服、襯衫、帽子和太陽傘等制品，受到廣 大消費者的青睞。國內(nèi)對抗紫外線紡織品的研究剛剛起步。東華大學化纖工 程研究中心研制出化纖級抗 紫外線超微粉體和母粒；山東巨龍化t公司將紫外線吸收劑和屏蔽劑

13、合理配合，研制成功用 于棉 織物的抗紫外線整理劑；廈門華普高技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司開發(fā)的納米級陶瓷棉紡織詁, 同時具有抗紫外線、抗菌及遠紅外保溫功能;上海交人的科研人員釆用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 納米氧化鈦與聚酯原位聚合使材料的力學、熱學性能得到了較人提高，在280400 nm波段 紫外線屏蔽率大于95%,紫外線透過率小于3%1315;東華大學自主研發(fā)的功能雜化材料 做成的衣服可以屏蔽掉99. 7%的紫外線，紫外線防護系數(shù)達50以上。4-2應(yīng)用前景421服裝方面抗紫外輻射紡織品主要應(yīng)用于夏季t恤、襯衣、女士裙裝、運動服、遮陽帽、兒童服 裝、戶外工作人員的工作服、用具等。由于夏季紫外線照射強烈，開發(fā)抗紫外線夏季輕薄涼 爽面料，市場前景廣闊。例如:羊毛纖維通過提高精紡紗的比例和細度,或用滌氨包芯紗生 產(chǎn)“涼爽”呢絨，可以滿足夏季服裝輕、薄、爽的要求。此外,在開發(fā)服用抗紫外線紡織品 過程中，還應(yīng)注重花 色、款式的更新，以適應(yīng)多變的市場要求。4*2*2家紡方面抗紫外線紡織品在家紡中的窗簾布、各種裝飾布等上也冇應(yīng)用。4*2*3產(chǎn)業(yè)方面隨著全球氣溫上升,過度的紫外線照射不僅危害人體而且破壞織物。所以抗紫外線產(chǎn)品 存在兩個方面的含義:既要保護人休乂要保護織物，這也就意味著在那些長時間處于紫外線 照射及紫外輻射強烈地區(qū)（高原、沙漠等地）使用的