防紫外线整理

1、纺织品特种整理主讲：申国栋 第一章第一章 概述概述 第二章第二章 纺织品阻燃整理纺织品阻燃整理 第三章第三章 纺织品抗菌整理纺织品抗菌整理 第四章第四章 纺织品抗静电整理纺织品抗静电整理 第五章第五章 纺织品抗紫外线整理纺织品抗紫外线整理 第六章第六章 纺织品抗电磁辐射整理纺织品抗电磁辐射整理 第七章第七章 远红外保健纺织品远红外保健纺织品 第八章第八章 纳米技术及其功能性纺织品纳米技术及其功能性纺织品1.1.抗紫外线的机理抗紫外线的机理指利用紫外线屏蔽剂对纤维或织物进行处理，当光辐射到织物上时，一小部分通过织物上的间隙透过织物，绝大部分则被紫外线屏蔽剂反射或选择性地吸收并将其能量转换成低能而

2、释放，从而将紫外线遮断。2.2.抗紫外线整理剂抗紫外线整理剂又称紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂，常用的抗紫外线整理剂分为无机和有机两大类。2.1无机类抗紫外线整理剂大多数是金属及其氧化物或盐类。典型的如TiO2、ZnO、AI2O3、高岭土、滑石粉、炭黑、氧化铁、氧化亚铅和碳酸钙等。无机类紫外线屏蔽剂具有无毒、无味、无刺激性、热稳定性好、不分解、不挥发、紫外线屏蔽性好等性能，是高效安全的紫外线防护剂。2.2有机类抗紫外线整理剂主要是吸收紫外线并进行能量转换，将紫外线转换成低能量的热能或波长较短的电磁波，从而达到防紫外辐射的目的。理想的紫外线吸收剂大多具有共轭结构和氢键，吸收紫外线后能转化成热能、荧光

3、、磷光。有机类抗紫外线整理剂的具体分类为：苯酮类化合物；苯并三唑类；水杨酸类化合物；有机镍聚合物；三嗪类；取代丙烯腈类等。3.3.织物抗紫外线效果的影响因素织物抗紫外线效果的影响因素织物防紫外线的能力，除了防紫外整理外，还取决于织物本身的屏蔽紫外线能力。织物通常具有比较复杂的表面，他们除了吸收光外，还有散射和反射光线的作用。而散射和反射光线的作用则因单纤维表面形态、织物组织规格和色泽深浅差异而有显著的变化。因此，研究纺织品防紫外线辐射性能时，要综合考虑各种因素。3.13.1纤维种类纤维种类纤维种类不同，其紫外线透过率、紫外线防护系数(UPF)也不同。聚酯、羊毛纤维等比棉、粘胶纤维的紫外线透过率

4、低。因聚酯结构中的苯环和羊毛蛋白质分子中的芳香族氨基酸，对小于300nm 的光都具有很大的吸收性。所以，羊毛、蚕丝、涤纶等具有防紫外线功能而棉织物防紫外线的能力相对较差，是紫外线最易透过的面料。因此，对棉织物进行防紫外线辐射整理最为迫切。不同纤维未染织物的UPF值见表5-1：表5-1 不同纤维未染织物的UPF值纤维种类纤维种类织物类型织物类型厚度厚度/mm/mm 重量重量/g/m/g/m2 2UPFUPF值值棉棉府绸（未漂）0.181076棉棉府绸（漂白）0.221102麻麻平布0.148918蚕丝蚕丝缎纹绉0.20846毛毛试验织物0.2812524涤纶涤纶试验织物0.2916513粘胶粘胶

5、试验织物0.119243.23.2织物结构织物结构 织物结构决定了织物的几何形态和它的多孔结构。织物结构包括厚度、紧密度(覆盖系数或空隙率)等。紧密的结构需要大量的经纬纱，覆盖系数大，UV透射率低，防护作用就大。稀松织物的覆盖系数低，光线不易受到遮蔽，其防护作用就小。紫外线防护系数(UPF)随着织物的密度而增加。对于织物重量较重的厚重织物也有相似的情况。表5-2 织物参数与紫外线透射率：纤维种类纤维种类经纬密度经纬密度( (根根/ /英吋英吋) )厚度厚度( (英英吋吋) )紧度紧度(%)(%)覆盖度覆盖度(%)(%)透射透射率率(%)(%)棉棉1470.01120.788.825.1粘胶粘胶

6、1550.01019.486.027.3尼龙尼龙1630.00918.289.224.1毛毛1010.02220.693.18.6丝丝1790.01018.690.014.6涤纶涤纶1460.00917.979.523.23.33.3织物色泽织物色泽织物上的染料对织物紫外线透过率有相当大的影响。这是由于为得到某一色泽，染料必须选择性地吸收可见光辐射，而有些染料的吸收带伸展到紫外光谱区域，因此它起着紫外线吸收剂的作用。一般来说，随着纺织品色泽的加深，织物紫外线透过率随之减少，防紫外线辐射性能提高。此外，化学纤维的消光处理也影响其紫外线透过率。表5-3不同染料与紫外线透过率的关系：染料染料0.5%

7、 0.5% 染浴染浴1.0% 1.0% 染浴染浴吸尽率吸尽率(%)(%) 透射率透射率(%)(%) 吸尽率吸尽率(%)(%) 透射率透射率(%)(%)直接黄直接黄12126013.15818.6直接黄直接黄28288019.98629.3直接黄直接黄44445818.46128.6直接黄直接黄l06l066819.35827.6表5-3不同染料与紫外线透过率的关系：染料染料0.5% 0.5% 染浴染浴1.0% 1.0% 染浴染浴吸尽率吸尽率(%)(%) 透射率透射率(%)(%) 吸尽率吸尽率(%)(%) 透射率透射率(%)(%)直接红直接红28288838.78950.7直接红直接红80807

8、417.37324.7直接紫直接紫9 98020.97528.8直接蓝直接蓝1 17621.57030.2直接蓝直接蓝86863616.23318.6表5-3不同染料与紫外线透过率的关系：染料染料0.5% 0.5% 染浴染浴1.0% 1.0% 染浴染浴吸尽率吸尽率(%)(%) 透射率透射率(%)(%) 吸尽率吸尽率(%)(%) 透射率透射率(%)(%)直接蓝直接蓝2182186813.16719.0直接绿直接绿26267222.36529.2直接棕直接棕1541548222.88030.6直接黑直接黑38387629.87740.33.43.4织物印染后整理方法织物印染后整理方法抗紫外线后整理

9、的方式与产品的最终用途有关。作为服装面料，考虑到夏季穿着时对柔软性和舒适性的要求。对于涤纶、氨纶等合成纤维织物，可选择适当的紫外线吸收剂，并与分散性染料一起，进行高温高压染色，使紫外线吸收剂分子融入纤维内部;对于棉、麻类织物，可用浸轧法，经烘干和热处理后，将紫外线吸收剂固着在织物表面。对于装饰用、产业用纺织品，可选用涂料印花或涂层法，将具有抗紫外线效果的反光陶瓷材料粘合剂涂印在织物表面，形成一层防护薄膜;也可用紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂对织物表面进行精密涂层，经烘干和热处理后，在织物表面形成一层薄膜。涂层剂可选用PVC、PA、PU等，也可与陶瓷微粉共混涂层。此外，应用纳米技术及微胶囊技术，也可

10、增强织物的抗紫外线功能。不同织物抗紫外线整理前后的紫外线透射率见表5-4：表5-4 不同织物整理前后的紫外线透射织物织物 透过率透过率整理前整理前整理后整理后针织物针织物18.6411.43平纹织物平纹织物18.650.04斜纹织物斜纹织物15.700.01缎纹织物缎纹织物6.840.013.53.5其他因素其他因素纺织品防紫外线辐射性能的一般规律:短纤织物优于长丝织物；加工丝产品优于化纤原丝产品，细纤维织物比粗纤维织物好；扁平异型化纤织物优于圆型截面化纤织物；机织物优于针织物。4.4.抗紫外线纤维的生产生产抗紫外线纤维的生产生产4.1对于棉纤维，一般是采用浸渍有机类紫外线吸收剂的方法制得。4

11、.2对于聚酯纤维，一般是通过共混和复合纺丝法，在合成纤维纺丝过程中掺入抗紫外线添加剂，制成抗紫外线纤维。(共混纺丝法可分为直接共混纺丝和切片共混纺丝；复合纺丝法所得复合纤维一般为皮芯结构，其芯层含有紫外线屏蔽剂，皮层为常规聚合物材料)5.5.抗紫外线织物的生产抗紫外线织物的生产通过浸渍、浸轧或涂层的加工方法，将紫外线屏蔽剂施加于织物上，可制得抗紫外线织物。5.1表面涂层技术在涂层剂中加入适量紫外线屏蔽剂，藉涂布器在织物表面进行精细涂层，然后经烘干及必要的热处理，在织物表面形成一层薄膜以达到抗紫外防晒功能。5.2浸渍加工法分为染色同浴加工和单独浸渍法加工。前者是指将抗紫外线整理剂放入染浴中，使抗

12、紫外线整理与染色同浴进行；后者是在练漂和染色后，用紫外线吸收剂单独进行浸渍法整理。前者适合涤纶织物，后者适合羊毛、蚕丝、锦纶和棉织物。5.3印花法为了提高印花织物的耐光牢度，有时也可将紫外线吸收剂加入到印花色浆中，与染料同浆印花。5.4轧烘焙法此法对各种织物均适用。水溶性的紫外线吸收剂能在亲水性纤维上发生吸附，不溶性紫外线吸收剂在高温下也能在疏水性纤维上发生吸附，其机理类似分散染料的热熔染色。5.5微胶囊整理采用边聚合边微胶囊的方法，将紫外线吸收剂包于微胶囊的囊芯，然后用黏合剂和交联剂将微胶囊固着在织物上，可制成紫外线屏蔽率达85%以上的纺织品，微胶囊可以缓释紫外线吸收剂，从而可以达到长效防紫

13、外的目的。6.6.织物抗紫外线效果的评价织物抗紫外线效果的评价6.16.1评价标准评价标准国内标准有：GB/T 18830-2002纺织品 防紫外性能的评定、GB/T 17032-1997织物紫外线透过率的试验方法。国外标准有：澳大利亚和新西兰的AS/NZS 4399、美国的AATCC 183-1998、英国的BS 7914-1998、BS 7949-1999等。6.26.2测试方法测试方法紫外反射率越大或紫外透过率越小，表明织物隔断紫外线效果越好。紫外透过率比紫外发射率对抗紫外效果的衡量更具说服力。紫外线防护效果测试方法主要有以下几种：紫外线透过率指有试样时透过的紫外线辐射强度与无试样时透过

14、的紫外线辐射强度之比。按GB/T 17032-1997规定的试验方法测试。紫外线分光光度计法指采用紫外分光光度计作为辐射源，产生一定波长范围（200400nm）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，计算紫外线透射比。紫外线透射比越小，表明织物阻隔紫外线效果越好。积分球法积分球是一个内壁均匀喷涂高反射率漫射材料（如聚四氟乙烯、硫酸钡等），并内置多个小体积光源的球形腔体和一些附件。用积分球法测试的紫外反射率越大，表明织物阻隔紫外线效果越好。紫外线强度累计法利用紫外光照射放在紫外线强度累计仪上的织物，按给定时间照射，测定通过织物的紫外线累计量，然后进行计算。通过织物

15、的紫外线累计量越小，则其阻隔紫外线的效果越好。照度计法用紫外灯为光源，照度计加装透紫外线玻璃，分别测定通过试样的累计量Qs和未放试样情况下的照射累计量Qk，计算透过率T。褪色法将试样覆盖于耐晒牢度标准卡上，距试样50cm处，用紫外灯照射，测定耐晒牢度标准卡到1级变色时的时间。所用时间越长，则屏蔽效果越好。显色物不同，具体评价方法也不同。如：光敏色布，颜色由浅至深，抗紫外效果由好至差；重氮感光纸或利用感光活性将同样的紫外线灯光透过一对织物试样而照射在涂有重氮材料的感光纸上，颜色由浅至深，抗紫外效果由差至好。皮肤直接照射法在同一皮肤相近部位，以一块或几块织物覆盖皮肤，用紫外线直接照射，记录和比较出现红斑的时间，并进行评定。6.3评价指标评价纺织品抗紫外线效果的指标主要有：紫外线透射比、紫外线屏蔽率、防晒因子(SPF)和紫外防护因子(UPF)、穿透率、紫外线反射率