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纺织品防晒指数分析仪工作原理解析

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纺织品防晒指数分析仪工作原理解析

时间:2016/3/3 14:47:08来源: 作者:
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,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”。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。

  纺织品防紫外线机理:

  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,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”。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,也可二者混用。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能辐射将能量释放或消耗,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。

  随着工业的发展,工业废气导致大气层污染,臭氧层破坏。过去被人们认为是追求健康的日光浴,如今却成为威胁人类健康的无情“太阳杀手”。臭氧层破坏,紫外线透过率增大,人类患皮肤癌几率增大。有专家预言,到本世纪末期,皮肤癌的发病率将跃居各类疾病之首,成为人类的头号杀手。因此人们正大力研究紫外线辐射防护产品,如今防紫外线化妆品、日用品销量激增,但它们防护能力和保护面积毕竟有限。因此,有必要利用保护面积更大、防护效果更好的纺织品来有效地阻挡对人体有害的过渡紫外线。

  

  纺织品防紫外线功能的影响因素:

  我通过长期对国内外纺织品防紫外线功能文献的查阅和了解,得出影响纺织品防紫外线功能的因素是多方面的,主要取决于纺织纤维的种类和形态结构及纺织品添加剂和整理剂,其次取决于织物的组织结构、紧密结构、厚度,最后颜色等因素也从一定程度上影响着纺织品的防紫外线功能。

  影响织物防紫外线功能的主要因素——纺织纤维种类及形态结构

  纺织纤维和其他材料一样,也可用紫外辐射透过率作为防护辐射特征值,不同波长的紫外辐射有不同的透过率,例如经过漂白处理的棉纤维具有很高的紫外线透射能力,而未经处理的棉纤维由于其中所含有的天然杂质、果胶和棉蜡等可以重吸收紫外线,所以较之漂白的棉纤维具有更好的紫外线吸收能力;涤纶纤维中含有苯环,具有较高的紫外线吸收能力;羊毛、蚕丝等蛋白质纤维分子中含有芳香族氨基酸,对紫外线有较强的吸收能力;而锦纶织物吸收紫外线的能力较差。

  

  影响织物防紫外线功能的次要因素——组织结构、紧密程度、厚度:

  从以上研究我们知道影响纺织品防紫外线功能的首要因素是纤维的种类及形态结构,那么在纺织纤维相同的条件下,织物的组织结构、紧密程度和厚度对其防紫外线性能有着显著的影响。

  织物的组织结构决定了织物的空间几何学状态和多孔性,我们所学过的三原组织中,平纹组织的经纬纱每隔一根纱线就进行一次交织,因此纱线在织物中的交织最频繁。斜纹织物的特点是在织物表面上有经(或纬)浮长线构成的斜向织纹,在斜纹组织的织物中,经纬纱线的交错次数比平纹组织的少,因此,斜纹组织的经纬纱交织次数少。缎纹组织的特点在于相邻两根经纱上的单独组织点相距较远,而且所有的单独组织点分布有规律,在单位长度内纱线根数一样的条件下,缎纹组织是交错点最少的一种,纱线每交错一次要相距n根纱线。织物组织不同,平均浮长不同,浮长较长的组织覆盖率高,孔隙度较少,防紫外线的能力相对较强。所以织物的组织结构与其所具有的防紫外线效果密切相关。

  表征织物紧密度的指标可粗略地用覆盖系数或孔隙率。两者基本上是互补关系,即覆盖系数(C)=1-孔隙率(P)。国内覆盖系数常用紧度理论值表示,国外有的采用实测。假如纤维材料的防紫外辐射性能特别好,织物又相当厚,SPF(UPF)值的假想极大值可看作是1/P,1/P=1/(1-C),如果纤维材料的紫外辐射透过率为T,则应作相应修正。所以我们可以得出一般情况下织物越紧密,其防紫外线性能越好。由纤维材料做成的织物,只要纤维本身的紫外辐射透过率不是0或100%,织物越厚,防紫外辐射功能越好,这很直观,容易理解。

  

  影响织物防紫外线功能的其他因素——颜色等:

  除了以上得出的影响织物防紫外线功能的主次要因素,还有一些其他因素如织物的颜色也在一定程度上影响着织物的防紫外线功能。有些染料除了在可见光谱区有强吸收外,在紫外线光谱区也有部分吸收(这取决于染料的性能和结构),从而可以提高织物的紫外线防护性能。一般对紫外线的防护性能随着颜色深度的增加而提高,深蓝色和黑色在各种颜色中紫外线防护性能最好。

  从我们平时的试验再结合所学的理论知识可知纺织品的防紫外辐射功能还与织物及其纤维的形状有关,一般的规律是:短纤织物优于长丝织物,加工丝产品好于化纤原丝产品,细纤维织物比粗纤维织物好,扁平异形化纤织物优于圆形截面化纤织物,机织物好于针织物。


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