抗紫外线纤维及纺织品

抗紫外线纺织品红外线可见光紫外线红、橙、黄、绿、青、蓝、紫UV-AUV-BUV-CUV-AUV-BUV-C320~400nm290~320nm200~290nm95~98%2~5%臭氧层吸收能量较小，能穿透玻璃、衣服、人的皮肤，使皮肤出现松驰和皱纹，加速老化。能量较大，能穿透人的表皮，引起晒伤，皮肤肿瘤。能量最大，作用最强，可引起晒伤，基因突变。抗紫外线的原理紫外线屏蔽剂：能将紫外线反射的物质紫外线吸收剂：对紫外线有强烈选择性吸收并进行能量转换而减少紫外线的透过量。一、普通衣料抗紫外线讨论普通衣服对紫外线的屏蔽率是50%，有以下因素影响：1.纤维材料的性质2.织物结构3.染料4.后整理棉纤维对紫外线的吸收最差，丝次之，羊毛和麻稍好。合成纤维对紫外线的吸收能力比天然纤维强，尤以腈纶和涤纶强。短纤维抗紫外线的能力优于长丝织物。纤维细的织物优于粗纤维织物，异形截面织物优于圆截面织物。1.纤维特征的影响织物紧度越大，孔隙越小，紫外线的透过度越小。稀松织物尤其是一些网眼织物，抗紫外线的能力有限。织物越厚，吸收的紫外线越多，紫外线的透过度越小。机织物比针织物抗紫外线的效果好。2.织物结构的影响同一种纺织品使用相同染料，颜色越深，对紫外线的吸收越多，对紫外线屏蔽性越好。有些染料的吸收带伸展到紫外光谱区域，能起到紫外线吸收剂的作用。3.染料的影响涂层整理、拒水拒油整理，使织物的厚度增加，织物的孔隙率降低，。有些染料的吸收带伸展到紫外光谱区域，能起到紫外线吸收剂的作用。4.后整理的影响当光射到物体上，一部分光在表面被反射，一部分被物体吸收，其余则透过物体。透过率+反射率+吸收率＝100%

通过提高纺织品对紫外线的反射及吸收，就能减少紫外线对人体的伤害。二、抗紫外线机理紫外线整理剂无机屏蔽剂：利用无机物对紫外线进行反射、散射来达到防紫外线的目的，整个过程没有能量转换。有机吸收剂：分子上大多含有发色基团和助色基团，它们能吸收高能量的紫外线，然后以热能或无害的波长较长的低辐射能量释放出来。（一）无机紫外线整理剂无机整理剂又称紫外线屏蔽剂，大多是金属、金属氧化物及其盐类。常见的是TiO2、ZnO、AL2O3、高岭土、滑石粉、炭黑、氧化铁、氧化亚铅、CaCO3,以ZnO和氧化亚铅的效果为最好，目前最常用的就是ZnO粒子。ZnO不仅具有良好的紫外线屏蔽作用，还具有抑制细菌和真菌繁殖及防臭的作用。ZnO粒子粉末的细度影响：1.加工的难易2.纺织品抗紫外线防护效果3.产品耐用性粒径对光散射和遮盖力的影响1.粒径与光波长之比极大时，粒子的遮盖效果与粒径成反比。即粒径越小，光的遮盖面积越大。2.粒径与光波长之比极小，光散射系数降低，光遮盖力降低。3.当粒径与光波长同级，粒径为光波长一半左右，光散射最大。纳米微粒的粒径并不是越小越好。粒径对光散射和遮盖力的影响TiO2的粒径在0.05~0.12μm时，吸收效率最大。ZnO的粒径在0.005~0.015μm，屏蔽紫外线的波长范围更大。医药和化妆用品使用的抗紫外线粒径为0.01~0.02μm如何在纺织品中加入屏蔽剂1.先将无机金属氧化物制成超细微粒，并降低粒子的表面活性，提高其在纤维中的分散性，这一环节技术复杂。2.掺入化纤高分子聚合物，形成纺丝液。或通过染整涂层等其它处理方法。（二）有机紫外线整理剂又称紫外线吸收剂。将紫外线变成低能量的热能或波长较短的电磁波。有机屏蔽剂分子上大多含有—N＝N—、—N＝O、C＝N—、C＝O、或—NH2、—OH、—SO3H、—COOH紫外线吸收剂结构大多具有共轭结构和氢键，吸收紫外线以后能转换为热能、荧光、磷光，同时产生氢键成互变异构。结构如：1.苯酮类化合物此类化合物有：2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮等。特点：能吸收280～400nm的紫外线，对280nm以下紫外线吸收较少，有时易泛黄，价格较贵，应用较少。可用于纤维素、聚酯、聚酰胺、聚丙烯等纤维。

生产厂家：联邦德国BASF的UV-9、美国ACY的UV-5312.苯并三唑类特点：对紫外线的吸收范围较广，可吸收波长为300～400nm的光，屏蔽紫外线效果好，而对400nm以上的可见光几乎不吸收，因此制品不会泛色。它的分子结构和分散染料很近似，可以采用高温高压法处理并被涤纶纤维吸附。它没有反应性基团，活性不高，处理时要吸附于纤维表面才能达到紫外线吸收和屏蔽效果。

瑞土汽巴的紫外线吸收剂UV-P、UV-236、UV-237就属于这类产品。

3.水杨酸类挣化合物水杨酸糊酯类紫皆外线屏穗蔽剂能获大量吸为收UV红-B，票仅吸收谱少量U奶V-A久紫外线画，而且堂吸收波笋长分布粒于短波撒长一侧惩，应用象较少。买水杨本酸酯在熟分子中贼也有内怕在氢键皇。对紫外欠线吸收向的能力限在开始融时很低争，而且筒吸收的医范围极差窄(小耳于34糟0nm歇)，但涝经紫外味线照射吃一定时添间后，辞对其吸有收逐渐覆增大，粮直到最浸大吸收际，这是苏由于其廉在紫外刚线照射季下发生微分子重货排．形专成了紫剩外线吸兴收能力甲强的二扶苯甲酮岁结构，赴从而强重化其紫谢外线吸周收作用麦。美国DO乔W的紫外玻线吸收剂捎TBS，淡国产紫外删线吸收剂期BAD等给属于这类罪产品。4.有鼠机镍聚漆合物特点：次前几种略都是通违过分子胖本身结吨构变化骆(光化现学反应惕)来消谜散能量虏，而有鬼机镍聚水合物则辛通过分青子间的励能量转功移(光钱物理过尼程)来朴消散能端量。当敌紫外线填照射到使有机镍驼聚合物毫上时，炉与高分捧子聚合坟物被激吨发成为辰激发态竿的分子男作用，旁使激发膏态回到圆基态，却把紫外揪线能量求转化为枪低能量转的光谱涉散发，塌而不致叶使其破巩坏，从厦而保护乘高分子剖不被破辆坏。常用这阳类化合却物作为传螯合物矿使用，湿对部分堂纤维织夫物在一蚀定条件桂下能形系成螯合棚物络合狱体，有关屏蔽功钥能，它嫩主要的狱目的是唱提高染斤色的耐怨光牢度逝，但往唤往离子切有颜色嫂，使用吐有局限却性。5.三嗪幸类特点：档主要在滤UVB贪和UV项C区域赠发生吸丈收，在础UVA经区域几络乎不吸聪收。收紫外线渗效果与邻寇羟基的个暑数有关，畏邻羟基个优数越多，险吸收紫外只线的能力脚越强。三、抗紫吵外线纺织脚品的生产加工抗紫岂外线纺织艇品时，有极机遮蔽剂怪和无机遮繁蔽剂可以哨单独使用圈，也可以菜两者配合缴使用。由于紫访外线屏维蔽剂大殃多对棉栽、麻等扔天然纤瓶维缺乏羞亲和力尘，可采颜用浸渍朽法和涂陆层法将糟屏蔽剂盯固着在鲁织物（差纤维）塔表面。务浸轧液船由紫外逆线屏蔽奋剂、树言脂、柔位软剂等没组成。哨但经烘号干和/芝或热处陕理后，返织物上项孔眼易涌被树脂谷（粘合念剂）所拿覆盖，订会影响存整理织黄物的风威格、吸估水性和毒透气性艰。如果检遮蔽剂怕分子能露与纤维叙大分子谎或交联锈剂反应晕，可采男用浸渍贝法。（一）表才面涂层技侦术在涂层佩剂中加煎入适量们紫外线劲屏蔽剂急，藉涂蠢布器在钉织物表积面进行罩精密细史涂层，号然后经擦烘干及粮必要的躲热处理时，在织荷物表面珍形成一和层薄膜顽以达到遍抗紫外冲防晒功驼能。此零法虽耐睁洗牢度然及手感逃受到影区响，但签对纤维毙种类的汪适用性薪广，处叔理成本瞎低，简柿单易行途。涂层生使用的牲紫外线需屏蔽剂纽奉，大多衰是一些非高折射愤的无机机化合物姓，它们息吸收紫蕉外线的油效果与禾其颗粒砍大小有妻关，添旨加剂的恼浓度及并涂层厚民度对其匆防护效故果有显桃著影响标。（二）浸虾渍加工法1.染拘色同浴彻加工涤纶用卧紫外吸疑收剂，沃可采用桐涤纶的温高温高历压染色诱工艺，犹与分散作染料染忆色同浴净进行。2.单独案吸尽法紫外吸收巴剂能依靠窝静电引力暂而吸附于躁纤维上饿，可与酸习性染料、嘱金属络合殿染料等阴补离子型染粱料一起同覆浴用于羊愈毛、蚕丝膀和锦纶的持染色。（三）印缴花法将紫外吸换收剂加入超到印花色渣糊中，与鞋染料同浆休印花。由沃于汽车内苗装饰织物祥对耐光牢恨度的要求驻很高，故状国外在其腔织物印花阻时多将紫励外吸收剂掏与高耐光怜染料同浆松印花。（四）笑轧、烘齐、焙法轧-烘-棍焙法对各丧种织物均筝适用。水卷溶性的紫提外吸收剂共能在亲水页性纤维上光发生吸着培，不溶性孝紫外吸收揪剂也能在终高温下在贡疏水性纤依维上发生烧吸着，其境机理类似桨于分散染迹料的热熔仁染色。（五）微阅胶囊整理将紫外线冷吸收剂制晋成微胶囊骑，其囊衣舌以高分子山聚合物，眉如苯乙烯材、丙烯酸庙酯为佳。驼将紫外线汉吸收剂包妻于囊芯，拜然后用粘傻合剂及交起联剂将微愧胶囊固着静在织物上信，可制成事紫外线屏句蔽率达8甘5%以上肉的纺织品骂，微胶囊狮可以缓释钩紫外线吸毫收剂，从艺而达到长编效防紫外觉的目的。四、抗紫帆外线性能鲁测量织物抗紫楼外线性能井的测量有蚕许多标准屈，如澳大搜利亚和新搜西兰的A威S／NZ斑S439型9，我国株的GB／如T188属30—2辰002，江美国的A跪ATCC吊183—五1998丧、AST厘M草案D暑13.6筹5，英国预的BS7湿914—急1998弊、BS7秆949—鲁1999暮以及Pr键ENI3船758等论均是近几称年制定的雄标准。在中国国瓜家标准中毕，将UP粥F值与U物V-A透房诚射比一起他作为评价谦抗紫外线阴性能的指辽标。规定阀UPF值差大于30监%，UV棉-A透射菌比不大于旅5%。（一）宫紫外线斥透过率辐射光源潜，发射中掩段紫外线试样紫外线艰接收感石应器透射比越岁小越好，蒜分为UV然A和UV翁B透射比测试有试遵样和无试犬样时，紫墨外线接收什器的感应欠接收强度勾。再计算拿阻隔紫外等线的能力蹈。（二）庆紫外线喘分光光伸度计法揪分光附光度计赢法是采扇用紫外链分光光项度计作小为辐射聪源，产椒生一定颠波长范咳围(2能80～杆400父nm)伤的紫外亦线，照边射到织量物上，楼然后用显积分球京收集透聚过织物腾的各个术方向上卫的辐射挺通量，荐计算紫躬外线透欧射比。究紫外线喇透射比摘越小，蜂表明织龄物阻隔熔紫外线普效果越撤好。分饺光光度予计法可访检测各龟个不同殊波长下泳的透射质比，是惭目前国草际上较脉流行和摸通用的牢测定方目法。虽荷然国际疫上尚无连统一的薪测试标纵准，但估澳大利呆亚、新量西兰、店英国、批美国、尤欧盟等脂均采用如分光光林度计法砍。五、抗并紫外线挂性能评这价（一）紫栋外线透射络比紫外线伙透射比喊是越小你越好，列分为U雅V-A行和UV极-B透光射比。跨我国的升标准U才V-A时透射比缠要求不滩大于5坑%（二）防况晒因子(它SPF)绝和紫外防捐护因子(运UPF)交SPF球用于化妆哑品行业，械UPF用忠于纺织行冻业。紫外辜线辐射防猎护因数U抖PF也称狼为紫外线焰遮挡因数秤或抗紫外漆指数，它罩是衡量织仅物抗紫外晃性能的一报个重要参六数。UP踩F值是指奴某防护品萄被采用后恒，紫外辐椒射使皮肤鸭达到某一兵损伤(如删红斑、眼乡丰损伤、甚况至致癌等可)的临界铃剂量所需这时间阈值田，比如在禁正常情况猛下裸露皮种肤可接受观某一强度举紫外线辐扁射量为2债0min缩慧，则使用斥UPF为垒5的纺织致品后，可单在该强度鹅紫外线下际暴晒1