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抗紫外线织物解析及其性能的影响因素

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抗紫外线织物解析及其性能的影响因素

时间:2016/10/18 15:58:45来源: 作者:
一般情况下,抗紫外线测试中的织物,主要是用屏蔽剂对纤维或织物进行防紫外线处理,来增强纺织品吸收或反射紫外线的能力。

  一般情况下,抗紫外线测试中的织物,主要是用屏蔽剂对纤维或织物进行防紫外线处理,来增强纺织品吸收或反射紫外线的能力。

  波长在180~400nm的光线称为紫外线,其中波长290nm以下为短波紫外线,即UVC;波长290~320nm为中波紫外线,即UVB;波长320~400nm为长波紫外线,即UVA。研究表明,短波紫外线在传播时大部分被大气层吸收,因此,需要防护的主要是中波紫外线和长波紫外线。

  常用的紫外线屏蔽剂,包括无机和有机两大类。无机类紫外线屏蔽剂,主要作用是对紫外线进行反射。一般是利用不具活性的陶瓷、金属氧化物等细小颗粒与纤维或织物结合,达到增加织物表面对紫外线反射和散射的作用。此类屏蔽剂主要有氧化锌、二氧化钛、氧化铁、滑石粉等,其中氧化锌、二氧化钛效果较好。屏蔽剂颗粒直径范围通常在λ/2(λ为紫外波长)~0.01μm。随着纳米科技的发展,人们发现在纳米级尺度范围,某些物质的磁、光、声、电等性质将发生显著变化,出现小尺寸效应、界面效应、量子尺寸效应等。研究表明,当氧化锌、二氧化钛等紫外线辐射屏蔽剂达到纳米级尺寸时,出现优异的光吸收特性,能大量吸收紫外线,具有优良的紫外线屏蔽作用。颗粒越细,抗紫外效果越好,对织物手感的影响也越小。

  据科学研究分析,国际上的防紫外线面料主要有三大类,即涂层类、化学纤维类和纯棉类,防晒标准具体体现为UPF(防晒度)。另外,织物的防紫外辐射性能主要取决于织物结构(织物覆盖系数和厚度)、纤维种类、印染后整理等。

  1、织物结构

  家纺等纺织品对紫外线防护的机理,分为反射和吸收两种。普通纤维主要通过吸收对紫外线起到阻隔作用。抗紫外线织物,主要是用屏蔽剂对纤维或织物进行防紫外线处理,来增强纺织品吸收或反射紫外线的能力,一般可用纺织品防紫外线测试仪进行检测。

  一般情况下,抗紫外线测试中的织物,主要是用屏蔽剂对纤维或织物进行防紫外线处理,来增强纺织品吸收或反射紫外线的能力。

  波长在180~400nm的光线称为紫外线,其中波长290nm以下为短波紫外线,即UVC;波长290~320nm为中波紫外线,即UVB;波长320~400nm为长波紫外线,即UVA。研究表明,短波紫外线在传播时大部分被大气层吸收,因此,需要防护的主要是中波紫外线和长波紫外线。

  常用的紫外线屏蔽剂,包括无机和有机两大类。无机类紫外线屏蔽剂,主要作用是对紫外线进行反射。一般是利用不具活性的陶瓷、金属氧化物等细小颗粒与纤维或织物结合,达到增加织物表面对紫外线反射和散射的作用。此类屏蔽剂主要有氧化锌、二氧化钛、氧化铁、滑石粉等,其中氧化锌、二氧化钛效果较好。屏蔽剂颗粒直径范围通常在λ/2(λ为紫外波长)~0.01μm。随着纳米科技的发展,人们发现在纳米级尺度范围,某些物质的磁、光、声、电等性质将发生显著变化,出现小尺寸效应、界面效应、量子尺寸效应等。研究表明,当氧化锌、二氧化钛等紫外线辐射屏蔽剂达到纳米级尺寸时,出现优异的光吸收特性,能大量吸收紫外线,具有优良的紫外线屏蔽作用。颗粒越细,抗紫外效果越好,对织物手感的影响也越小。

  织物有众多的物理参数,如纺纱方式,纱线的粗细,织物的组织结构、经纬向密度、厚度、紧密度和覆盖度等,它们对紫外光透射率都有一定的影响。织物密度增加,紫外光透射率减小;较厚重的织物,紫外光透射率较小;织物的覆盖度增加,紫外光透射率减小。

  从这些物理参数对织物防紫外辐射性能的影响可见,当织物的纤维种类相同时,物理参数的变化主要是改变纺织品对紫外光的反射量,从而改变透过织物空隙的紫外光的能量。从这个意义上来说,对织物防紫外辐射性能影响最直接的物理参数应是织物的空隙率和厚度,而表征空隙率最直接的物理参数是织物的覆盖率,所以得到初步的结论,即织物的覆盖率和厚度对防紫外辐射性能的影响最大。这一结论能够从分析实验数据中看到,覆盖率与紫外光的透射率几乎呈线性变化。除此之外,厚度与织物的防紫外辐射性能的相关系数也较大。也就是说,织物覆盖度、厚度的变化,对织物的紫外光透射率影响最大。

  2、组成织物的纤维种类

  一般来说,羊毛和蚕丝等蛋白质纤维中含有芳香族氨基酸,涤纶分子中含有苯环,它们的分子活性比较大,对小于300nm的紫外光有良好的吸收性,且大多数的涤纶纤维中都含有消光剂,对UVA(320~400nm)和UVB(290~320nm)具有较高的吸收率。而棉纤维和粘胶纤维中缺少这种活性基团,因此其防紫外辐射能力低。

  3、印染后处理

  实践表明,漂白处理对织物的紫外光透过率有明显的影响。漂白棉印花织物的紫外光透过率为23.7%,未漂白棉印花织物的紫外光透过率为14.4%。经漂白处理后,织物的紫外光透过率几乎提高了1倍;漂白双绉的紫外光透过率为21.8%,未漂白双绉的紫外光透过率为5.4%,前者是后者的4倍。可以看到,漂白处理增强了织物的紫外光透过率。分析其原因,主要是未漂白织物中的色素和杂质对紫外光有吸收作用。

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