30年專注紡織印染助劑的研發制造

30年研發經驗生產工藝成熟可靠各種柔軟劑、有機硅系列柔軟劑、固色劑、洗滌劑、交鏈劑等

咨詢熱線:

0510-87860508
?
您的位置: 首頁 > > 新聞資訊

抗紫外線紡織品及其發展現狀返回列表

2020-09-22

隨著工業的發展,工業廢氣導致大氣層污染,臭氧層破壞。 過去被人們認為是追求健康的日光浴,如今卻成為威脅人類健 康的無情“太陽殺手”。臭氧層破壞,紫外線透過率增大,人類患 皮膚癌機率增大。有專家預言,到本世紀末期,皮膚癌的發病率 將躍居各類疾病之首,成為人類的頭號殺手。因此人們正大力 研究紫外線輻射防護產品,如今抗紫外線化妝品、日用品銷量激 增,但它們防護能力和保護面積畢竟有限。因此,有必要利用保 護面積更大、防護效果更好的紡織品來有效地阻擋對人體有害 的過度紫外線。

    1 紫外線簡介

    太陽光譜中紫外線約占6%,國際照明委員會(CIE)將紫外 線光波(200~400 nm)按波長分為近紫外線、遠紫外線、超短紫 外線。

    近紫外線簡稱A段(UVA: 320~400 nm),能量較小,能夠 穿透玻璃、某些衣物、人的表皮,占紫外線總量的95%~98%。 適量的照射可以促進維生素D的吸收,但照射過度會損傷真皮 及皮下組織,促皮膚變黑,造成皮膚老化。A段參與光敏感反應 及免疫抑制,也參與皮膚瘤的形成。遠紫外線簡稱B段(UVB: 280~320 nm ),占紫外線總量的2%~5%,能量大。它是引起 曬傷、基因突變及腫瘤的罪魁禍首。超短紫外線簡稱C段 (UVC:200~280 nm),能量最大,但幾乎被臭氧層完全吸收,對 人類不會造成傷害。所以對紫外線的防護主要是遮蔽來自A 段和B段紫外線的過多輻射。過多的紫外輻射主要影響眼睛和 皮膚,引起急性角膜炎和結膜炎、慢性白內障等眼疾,導致皮膚 老化,出現皺紋、雀斑等,甚至誘發皮膚癌[1~4]。

    2 抗紫外線紡織品的加工方法

    2·1 紡織品抗紫外線的機理

    紫外線照射到織物上后部分被反射,部分被吸收,其余透過 織物,因此,反射率和吸收率大,透過率就小,也即對紫外線的防 護性好[5]。紫外線的防護原理就是采用紫外線屏蔽劑或吸收劑 對纖維、紗線或織物進行處理,從而提高紫外線的反射率和吸收 率,達到防紫外線的目的。

    2·2 提高紡織品抗紫外線的途徑

    提高纖維和紡織品的抗紫線外性能的主要途徑為紡絲和后 整理,染色也能適度提高織物的防紫外線性能。

    2·2·1抗紫外線纖維

    合成纖維生產過程中,摻入紫外線屏蔽劑,用共混、芯硝等 方法紡絲,使纖維具有遮蔽紫外線的功能。這種方法所得到的 織物,抗紫外效果明顯,耐久性強,手感好,并能滿足服裝面料的 要求。缺點是處理技術要求高,成本大,不易應用于天然纖維, 在混紡時效果難以控制。

    2·2·2抗紫外線整理

    (1)常用工藝方法

    纖維或紡織品的抗紫外線整理工藝與整理劑特點和產品的 最終用途有關。常用的工藝方法有:高溫高壓吸盡法,一些不溶 或難溶于水的紫外線吸收劑,可以采用類似于滌綸的高溫高壓 染色的方法;常壓吸盡法,一些水溶性的整理劑在處理羊毛、蠶 絲、棉以及錦綸紡織品時只需常壓下在水溶液中處理,類似水溶 性染料染色;浸軋法,這種方法的缺點是,整理后會影響織物的 風格、手感、吸水性和透氣性;涂層法,這種方法的缺點是,會影 響耐洗牢度及手感,一般應用于裝飾用、產業用紡織品;印花法, 適合于對紫外線屏蔽劑要求不高的織物。

    (2)微膠囊技術

    微膠囊技術已廣泛應用于工業領域,它是一種特殊的包裝形式,膠囊內的物質可以是固體微粒、液體或氣泡。將紫外線吸 收劑注入膠囊內,膠囊被吸附于服裝上,在服用過程中由于受到摩擦,膠囊外層破裂,達到防紫外整理劑緩釋的效果,可抵御長時間的紫外輻射。有研究發現,利用凝聚法與聚合法均可以得 到合適的微膠囊產品,且后者具有更好的抗紫外性能;抗紫外線效果與抗紫外線微膠囊的用量有關,選擇合適的用量,整理織物后,布樣的UPF值可以達到澳大利亞標準,并有一定的耐洗滌牢度。

    (3)溶膠凝膠技術

    溶膠凝膠技術是指金屬烷氧基化合物作為前驅物在溫和條件下水解縮合成溶膠,經溶劑揮發或加熱處理使溶膠轉化為網狀結構的氧化物凝膠的過程。用二氧化硅或其它金屬氧化物納米溶膠處理織物,可在織物表面形成一層多孔結構的氧化物干凝膠膜,而原來的納米溶膠粒子形成三維網狀結構。納米溶膠易于進行化學或物理的改性,可大幅度地改善織物的服用性能, 使之多功能化,同時抗紫外性能優良。廣州紡織研究所陳曉光[6]采用溶膠-凝膠技術,制備出鈦納米溶膠,對棉織物進行抗 紫外性能整理,不僅克服了無機納米粒子進行抗紫外整理時易聚集、與纖維結合力弱的缺點,而且經過鈦溶膠處理的棉織物的抗紫外性能顯著提高。

    (4)泡沫法

    泡沫整理工藝是20世紀70年代受中東石油危機的影響, 印染助劑在歐美迅速發展起來的一種低給液、少污染的節能染整加工技 術。泡沫整理工藝可替代常規浸軋工藝對織物進行抗紫外線整 理。該工藝大大降低織物帶液率,節能降耗效果顯著,且提高生 產車速、節約染化料和減少廢水排放,符合當今綠色染整發展方 向。東華大學李永庚[7]等人,將經過泡沫抗紫外線整理工藝處 理過的純棉府綢和經過常規浸軋法工藝處理后的棉氨彈力布織 物質量進行了對比實驗,得到分別經過上述工藝整理后的織物, 抗紫外線效果顯著,紫外線透過率比處理前大大降低,紫外線防 護系數(UPF值)與常規浸軋工藝接近,證明了采用泡沫整理工 藝對織物進行抗紫外線整理可行性。

    (5)超臨界二氧化碳

    自1988年紡織品超臨界流體染色的首項專利發明以來,超 臨界二氧化碳流體在紡織工業中的應用研究主要集中在染色方 面,尤其是用于分散染料染滌綸纖維。東華大學文會兵[8]等人, 在超臨界二氧化碳中對滌綸作抗紫外線整理。研究發現,當用 量為1.0%苯并三唑類紫外線吸收劑UV-234,壓力20 MPa, 處理溫度為120℃(393 K)時,滌綸纖維的開放程度最大,吸附 的紫外線吸收劑最多,UPF值可達60且纖維物理性能良好。

    (6)納米光觸媒

    根據紡織品抗紫外線機理,納米光觸媒主要作為紫外線反 射劑(屏蔽劑),通過反射入射紫外線,達到抗紫外輻射的目的。 有研究者用鈦酸丁酯為前驅體,水為溶劑,冰乙酸為穩定劑,制 備穩定的光觸媒水溶膠,并將該水溶膠用于純棉織物后整理上, 研究發現用含0.9%溶膠整理后的純棉織物,對波長297 nm的 紫外線屏蔽率達到93%。東華大學研究人員將用特殊的配置 工藝制成納米光觸媒TiO2溶液,將其加入到涂層劑中,用來對 棉織物進行涂層整理,也得到了抗菌性能良好的抗紫外線織 物[9]。

    3 紡織品抗紫外線性能的影響因素

    3·1 纖維和織物

    紡織品抗紫外線輻射性能首先決定于其纖維的化學結構即 纖維種類,其次是織物的組織結構、質量、厚度、緊密度、孔隙率、 纖維的粗細和形態結構等。聚酯纖維中的苯環和蛋白質分子中 的芳香族氨基酸,對于小于300 nm的光都有很大吸收性,所以 滌綸纖維和羊毛纖維對紫外線的透過率較低;棉纖維是各種纖 維中抗紫外效果最差的一種纖維,對棉織物抗紫外整理研究也 最多;粘膠纖維對紫外線輻射的透過率較高,蠶絲對紫外線輻射 的透過率居中??椢锏母黜椢锢韰涤绊懣棺贤庑阅艿囊话阋?律為纖維織物越厚,其抗紫外線輻射的性能越好;織物越緊抗紫 外能力越好;織物越重抗紫外能力越好;織物的色澤越深抗紫外 能力越好[10]。

    3·2 處理工藝

    選擇不同的處理工藝也可以提高織物的抗紫外性能:如避 免前處理、取消熒光增白處理、選擇合適的染料、新工藝的應用 等。棉纖維在漂白過程中,會損失可以吸收紫外線的天然吸收 劑色素、木質素使UPF值會明顯降低。此外,在精煉過程中,棉 發生松弛與收縮,兩種過程綜合結果導致布面覆蓋系數增加, UPF值增大。對有縮水現象的織物(棉織物、絲織物和粘膠織 物),水洗后UPF值增大;蘇州大學鄭敏[11]等人,用活性染料染 色、紫外吸收劑與納米TiO2共同處理竹纖維,突破了以前單一 使用紫外整理劑和染色劑。其抗紫外線效果最好,UPF值達到 38,具有了非常好的紫外防護效果。大連工業大學董媛媛[12]等 人,利用大氣壓等離子體技術,對先浸漬整理劑CGKF再經等離 子體處理和先用等離子體處理再浸漬整理劑CGKF的兩種棉 織物抗紫外線整理工藝進行了對比實驗,經測試結果表明,先浸 整理劑CGKF再經等離子體處理工藝整理的棉織物抗紫外線 性能較好而且織物手感柔軟、滑爽,斷裂強力及抗起毛起球性均 得到了提高。

    4 抗紫外線紡織品的研究進展和應用

    4·1 研究進展

    國際上抗紫外線紡織品始于90年代初,以澳大利亞為代表 的地處低緯度、日照較強的國家,率先開發抗紫外線紡織品對人 體進行防護,并使抗紫外線紡織品進入了商品化階段。日本在 開發抗紫外線織物中一直處于國際領先地位,相繼推出具有抗 紫外線輻射功能的運動服、襯衫、帽子和太陽傘等制品,受到廣 大消費者的青睞。

    國內對抗紫外線紡織品的研究剛剛起步。東華大學化纖工 程研究中心研制出化纖級抗紫外線超微粉體和母粒;山東巨龍 化工公司將紫外線吸收劑和屏蔽劑合理配合,研制成功用于棉 織物的抗紫外線整理劑;廈門華普高技術產業有限公司開發的 納米級陶瓷棉紡織品,同時具有抗紫外線、抗菌及遠紅外保溫功 能;上海交大的科研人員采用具有自主知識產權的納米氧化鈦 與聚酯原位聚合使材料的力學、熱學性能得到了較大提高,在 280~400 nm波段紫外線屏蔽率大于95%,紫外線透過率小于 3%[13~15];東華大學自主研發的功能雜化材料做成的衣服可以 屏蔽掉99.7%的紫外線,紫外線防護系數達50以上。

    4·2 應用前景

    4·2·1服裝方面

    抗紫外輻射紡織品主要應用于夏季T恤、襯衣、女士裙裝、 運動服、遮陽帽、兒童服裝、戶外工作人員的工作服、用具等。由 于夏季紫外線照射強烈,開發抗紫外線夏季輕薄涼爽面料,市場 前景廣闊。例如:羊毛纖維通過提高精紡紗的比例和細度,或 用滌氨包芯紗生產“涼爽”呢絨,可以滿足夏季服裝輕、薄、爽的 要求。此外,在開發服用抗紫外線紡織品過程中,還應注重花 色、款式的更新,以適應多變的市場要求。

    4·2·2家紡方面

    抗紫外線紡織品在家紡中的窗簾布、各種裝飾布等上也有 應用。

    4·2·3產業方面

    隨著全球氣溫上升,過度的紫外線照射不僅危害人體而且 破壞織物。所以抗紫外線產品存在兩個方面的含義:既要保護 人體又要保護織物,這也就意味著在那些長時間處于紫外線照 射及紫外輻射強烈地區(高原、沙漠等地)使用的產品:帳篷、遮 陽傘、戶外廣告布、篷布等也要進行抗紫外線整理??萍嫉陌l展 使抗紫外輻射紡織品在航空航天、建筑業、農業領域應用將更加 廣泛。

    5 展望

    隨著紡織工業技術的發展和人們對紫外防護意識的增強, 抗紫外纖維紡織品應用前景廣闊,在服用和產業用方面都大有 用武之地。今后抗紫外線紡織品的研究點還將主要集中在對抗 紫外線纖維和新型抗紫外整理劑的開發,還有與其它功能整理 的結合。納米技術的發展與應用將使織物的抗紫外劑選用和抗 紫外整理技術更趨于完善。



? 2020宜興市新佳助劑有限公司 技術支持:商搜科技 備案號:蘇ICP備2021014193號

服務熱線

13801531208

紡織助劑

柔軟劑

硅油

微信號

中文字字幕在线无码中文乱码