防紫外線纖維的開發(fā)與應用(二)
來源:錦橋紡織網(wǎng)
發(fā)布時間:2004-5-21 9:38:59
4 、防紫外線面料的性能
一般而言,面料的防紫外性能又決定于組成面料的纖維抗紫外性能,不同纖維材料抗紫外能力是不同的,同一纖維對不同波長的紫外線透過率也不同。根據(jù)有關專家研究結果表明:滌綸的抗紫外性能最好,因為在滌綸分子結構中的苯環(huán)具有吸收紫外線的作用。在化纖中錦綸(尼龍)、粘膠(人造棉、人造絲)抗紫外性能均不佳。在天然纖維中,如夏季穿著的純棉或真絲服裝,抗紫外能力甚小。
另外,面料的防紫外性能還與面料的組織結構有關。一般織物越厚,抗紫外性能越好。但是有的較薄的織物只要經(jīng)過防紫外處理,就能具有較好的抗紫外性能。再者,織物的致密度由于擋光能力不同,抗紫外性能也不同,如針織物比機織物要疏松,抗紫外性能就不如機織物。在機織物中平紋織物孔隙率大于斜紋,斜紋又大于緞紋,所以緞紋織物的抗紫外性能最好。還有就是面料的顏色也影響其抗紫外性能,以滌綸織物試驗為例 , 有關研究表明,黑色的紫外線透過率為5%;藏青、紅、深綠、紫色透過率為5%~10%;綠、淡紅、淡綠、白色透過率為15%~20%。所以深色織物的紫外光的透過率小,防紫外性能比淺色織物好。
5 、介紹新型防紫外線纖維與紡織品
5.1 利用納米新型無機防紫外整理劑開發(fā)針織產(chǎn)品
太陽光線中的紫外線,過去很長時間以來,人們只知道對人體是有益的,如可促進維生素D的合成作用,促進骨骼組織發(fā)育的作用,成長期的兒童多曬太陽,多在戶外活動,有利于防止佝僂病,有益于身體健康。但是現(xiàn)代科學研究表明紫外線對人體的有害影響要遠大于它的有利作用。過多的遭受紫外線輻射對人體是有害的。紫外線UV是電磁波譜中波長從100~400納米的輻射總稱。A段紫外線UVA(波長315~400nm),由于大氣層吸收較少,大部分可到達地面 ,A段紫外線危險性較小,但過量的紫外線照射會抑制免疫系統(tǒng)功能,B段紫外線UVB(波長280~315nm),由于大氣層吸收,有極少量的UVB可到達地面,但是由于人類生產(chǎn)和生活活動大量的排放氟利昂之類的氟氯化烴化合物,使地球環(huán)境和平流層臭氧都遭到日趨嚴重的破壞,使南極、北極地區(qū)上空臭氧空洞出現(xiàn),地球保護圈臭氧層變的稀薄,到達地面的UVB輻射量增多,UVB對人體的危害比UVA要大的多,主要表現(xiàn)在是皮膚變紅,長期接受可能導致皮膚癌、白內(nèi)障及抑制免疫系統(tǒng)功能;C段紫外線(波長在280nm以下)幾乎都被臭氧層吸收,對我們影響不大。對針織服裝賦予抗紫外效果,保護人類的健康,已成為刻不容緩的任務。
原有的有機類的抗紫外整理劑,存在不同程度的毒性和刺激性等問題,如添加量過多,會導致人體化學過敏,甚至引起皮膚癌的發(fā)生,某些抗紫外整理劑還會對環(huán)境產(chǎn)生影響。這些問題的出現(xiàn)限制了有機類抗紫外整理劑的推廣和進一步的應用。納米新型無機抗紫外整理劑對人體沒有毒副作用,而且抗紫外效果和各方面性能有很大程度的提高。以TiO2為例,相關研究證明粉體對UVA光以散射為主,對UVB光以吸收為主,在一定粒度范圍內(nèi),隨著粒徑的減小,對紫外線的吸收能力顯著加強。應用納米抗紫外劑,僅需極少的量就可以達到防護效果,且對織物無任何損害,對人體安全性很高。例如,浙江工程學院開發(fā)的納米防紫外線滌綸纖維原料織造出的織物就非常有安全性。
因此,近期國際市場已經(jīng)有應用納米技術開發(fā)的抗紫外線纖維以及織物,并運用這些纖維與織物生產(chǎn)出了各種功能性面料與服裝。如今,納米技術也成了運用高新技術開發(fā)新產(chǎn)品的重要途徑。
5.2 利用陶瓷微粉開發(fā)的防紫外線陶瓷纖維
利用陶瓷微粉與纖維或織物結合。增加表面對紫外線的反射和散射作用,以防紫外線透過織物而損害人體皮膚,其中沒有光能的轉化作用。這些陶瓷粉末包括高嶺土、碳酸鈣、滑石粉、氧化鐵、氧化鋅、氧化亞鉛等。經(jīng)試驗對310~370nm波長區(qū)紫外線的反射或防護效果,以氧化鋅和氧化亞鉛為好,二氧化鈦和高嶺土也有一定作用。這些無機組分與紫外線吸收劑相比,每單位重量的紫外線吸收效果雖稍小,但光熱穩(wěn)定性、耐久性等優(yōu)良。此外,紫外線吸收劑與陶瓷微粉在纖維或織物上同時應用,則相互還有增效,防護效果更為優(yōu)越。
5.3 開發(fā)大麻防紫外線纖維與織物
山西綠洲紡織有限責任公司的大麻棉混紡染色布采用的是11S大麻棉混紡紗制織而成,具有“綠色環(huán)保纖維”的防紫外線、耐熱耐寒等優(yōu)良特性,紡紗加入的45%的棉纖維,集兩種純大然纖維素纖維的優(yōu)點,使得大麻棉餛紡布手感柔軟,穿著舒適無刺癢感,無靜電集聚。經(jīng)染色、超級柔軟整理后,手感柔順滑爽,懸垂性、流動性好,是一種理想的西服、襯衣用料。
鑒于大麻防紫外線的優(yōu)良特性,近年來倍受消費者青睞。由大麻長纖紡紗制成的純大麻長纖布布面豐滿厚實,光澤柔和,具備屏蔽紫外線的特殊功效。經(jīng)染色整理后,布面組織豐滿圓潤,手感柔順滑襦,懸垂性好,色調(diào)給人以朦朧、細膩的感覺。
該公司的大麻牛仔布居世界首創(chuàng)產(chǎn)品,加工成衣后具有傳統(tǒng)牛仔服的粗獷豪放,自然得體等風格,又具有屏蔽紫外線和殺菌的功能,尤其以吸濕透氣、柔軟懸垂見長,并克服了純棉牛仔緊密厚實透氣性差等缺點。
5.4 具有防紫外線功能的細旦丙綸纖維紡織品
清華大學在細旦丙綸纖維的聚合體內(nèi)加入0.5%能夠吸收紫外線的陶瓷納米微粒(一般選入納米TiO2或ZnO微粒),便可獲得出色的防紫外線效果。用具有防紫外線功能的細旦丙綸纖維織造的功能性織物,用于下游制衣廠制成的服裝,具有抗紫外線,防止人體皮膚老化及產(chǎn)生癌變的可能。并且還能保持細旦丙綸特有的芯效應,導汗透濕,保持皮膚干爽舒適功能。
5.5 防紫外線抗衰老滌綸的研制
我國的華東地區(qū)個別部門已經(jīng)研究出了將紫外線散射劑和吸收劑,配以分散劑與PET通過熔融共混制成改性母粒,然后將改性母粒與PET切片按一定的比例共混紡絲,制成防紫外線纖維。由該纖維所織成的抗紫外線織物可遮蔽90%以上的紫外線和部分紅外線,因此穿著該織物曬不黑并且具有涼爽的感覺,可防止因日曬所引起的皮膚病(包括皮膚癌)。該織物經(jīng)仿真處理后,其回潮率在相同條件下比一般滌綸織物要高,穿著舒適 ,滑爽,懸垂性好,不透明,酷似真絲,很受人們的喜愛。
6 、結論
目前,我國國內(nèi)市場上防紫外線的紡織產(chǎn)品日益增多,“紡織品抗紫外線性能評定標準”也已經(jīng)開始制定。防紫外線紡織品的國內(nèi)外市場潛力是巨大的,相信很快,我國化纖行業(yè),特別是生產(chǎn)滌綸長絲產(chǎn)品的企業(yè),將會大力開發(fā)防紫外線纖維及面料,以滿足消費者需求,擴大市場規(guī)模。另外,國內(nèi)相關企業(yè)必須盡快追蹤國內(nèi)外先進技術研究,堅持開發(fā)新產(chǎn)品,在不遠的明天一定能夠形成新的經(jīng)濟增長點。
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