一、纺织品抗紫外线的机理
紫外线照射到织物上后部分被反射, 部分被吸收, 其余透过织物, 因此, 反射率和吸收率大, 透过率就小, 也即对紫外线的防护性好.紫外线的防护原理就是采用紫外线屏蔽剂或吸收剂对纤维、纱线或织物进行处理, 从而提高紫外线的反射率和吸收率, 达到防紫外线的目的。
二、提高纺织品抗紫外线的途径
提高纤维和纺织品的抗紫线外性能的主要途径为纺丝和后整理, 染色也能适度提高织物的防紫外线性能。
1.抗紫外线纤维
合成纤维生产过程中, 掺入紫外线屏蔽剂, 用共混、芯硝等方法纺丝, 使纤维具有遮蔽紫外线的功能。这种方法所得到的织物, 抗紫外效果明显, 耐久性强, 手感好, 并能满足服装面料的要求。缺点是处理技术要求高, 成本大, 不易应用于天然纤维,在混纺时效果难以控制。
2.抗紫外线整理
(1)常用工艺方法
纤维或纺织品的抗紫外线整理工艺与整理剂特点和产品的终用途有关。常用的工艺方法有:高温高压吸尽法, 一些不溶或难溶于水的紫外线吸收剂, 可以采用类似于涤纶的高温高压染色的方法;常压吸尽法, 一些水溶性的整理剂在处理羊毛、蚕丝、棉以及锦纶纺织品时只需常压下在水溶液中处理, 类似水溶性染料染色;浸轧法, 这种方法的缺点是, 整理后会影响织物的风格、手感、吸水性和透气性;涂层法, 这种方法的缺点是, 会影响耐洗牢度及手感, 一般应用于装饰用、产业用纺织品;印花法,适合于对紫外线屏蔽剂要求不高的织物。
(2)微胶囊技术
微胶囊技术已广泛应用于工业领域, 它是一种特殊的包装形式, 胶囊内的物质可以是固体微粒、液体或气泡。将紫外线吸收剂注入胶囊内, 胶囊被吸附于服装上, 在服用过程中由于受到摩擦, 胶囊外层破裂, 达到防紫外整理剂缓释的效果, 可抵御长时间的紫外辐射。有研究发现, 利用凝聚法与聚合法均可以得到合适的微胶囊产品, 且后者具有更好的抗紫外性能;抗紫外线效果与抗紫外线微胶囊的用量有关, 选择合适的用量, 整理织物后, 布样的UPF 值可以达到澳大利亚标准, 并有一定的耐洗涤牢度。
(3)溶胶凝胶技术
溶胶凝胶技术是指金属烷氧基化合物作为前驱物在温和条件下水解缩合成溶胶, 经溶剂挥发或加热处理使溶胶转化为网状结构的氧化物凝胶的过程。用二氧化硅或其它金属氧化物纳米溶胶处理织物, 可在织物表面形成一层多孔结构的氧化物干凝胶膜, 而原来的纳米溶胶粒子形成三维网状结构。纳米溶胶易于进行化学或物理的改性, 可大幅度地改善织物的服用性能,使之多功能化, 同时抗紫外性能优良。广州纺织研究所陈晓光 采用溶胶-凝胶技术, 制备出钛纳米溶胶, 对棉织物进行抗紫外性能整理, 不仅克服了无机纳米粒子进行抗紫外整理时易聚集、与纤维结合力弱的缺点, 而且经过钛溶胶处理的棉织物的抗紫外性能显著提高。
(4)泡沫法
泡沫整理工艺是20 世纪70 年代受中东石油危机的影响,在欧美迅速发展起来的一种低给液、少污染的节能染整加工技术。泡沫整理工艺可替代常规浸轧工艺对织物进行抗紫外线整理。该工艺大大降低织物带液率, 节能降耗效果显著, 且提高生产车速、节约染化料和减少废水排放, 符合当今绿色染整发展方向。东华大学李永庚 等人, 将经过泡沫抗紫外线整理工艺处理过的纯棉府绸和经过常规浸轧法工艺处理后的棉氨弹力布织物质量进行了对比实验, 得到分别经过上述工艺整理后的织物,抗紫外线效果显著, 紫外线透过率比处理前大大降低, 紫外线防护系数(UPF 值)与常规浸轧工艺接近, 证明了采用泡沫整理工艺对织物进行抗紫外线整理可行性。
(5)超临界二氧化碳
自1988 年纺织品超临界流体染色的首项专利发明以来, 超临界二氧化碳流体在纺织工业中的应用研究主要集中在染色方面, 尤其是用于分散染料染涤纶纤维。东华大学文会兵 等人,在超临界二氧化碳中对涤纶作抗紫外线整理。研究发现, 当用量为1.0%苯并三唑类紫外线吸收剂UV -234 , 压力20 MPa处理温度为120 ℃(393 K)时, 涤纶纤维的开放程度大, 吸附的紫外线吸收剂多, UPF 值可达60 且纤维物理性能良好。
(6)纳米光触媒
根据纺织品抗紫外线机理, 纳米光触媒主要作为紫外线反射剂(屏蔽剂), 通过反射入射紫外线, 达到抗紫外辐射的目的。有研究者用钛酸丁酯为前驱体, 水为溶剂, 冰乙酸为稳定剂, 制备稳定的光触媒水溶胶, 并将该水溶胶用于纯棉织物后整理上,研究发现用含0.9%溶胶整理后的纯棉织物, 对波长297 nm 的紫外线屏蔽率达到93 %。东华大学研究人员将用特殊的配置工艺制成纳米光触媒TiO2 溶液, 将其加入到涂层剂中, 用来对棉织物进行涂层整理, 也得到了抗菌性能良好的抗紫外线织物。
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