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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。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。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。 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。 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。
几年来,由于臭氧层的破坏,到达地面的辐射日渐增多,过量的紫外线会对人的眼睛、皮肤和免疫系统造成一定的伤害,因此纺织品的防紫外线性日益受到重视。市场上有越来越多的防紫外产品,其性能的优劣,直接影响到消费者的利益。当紫外线照射到织物上时,一部分被吸收,一部分穿透织物的纤维(包括从织物的空隙中透过),还有一部分被反射。透过织物的紫外线越多,对人体造成的伤害就越大。因此,提高防紫外线性能的主要途径是增强织物对紫外线的吸收和反射能力,从而减少其透过量,通常有三种方法:1)在织物表面镀膜] [/size]在织物表面镀膜[/url][/size][/b][/size]2)在织物中混纺渗入抗紫外线助剂3)对织物进行抗紫外线漂染整理织物抗紫外线性能的评定方法通常采用分光光度计法。用紫外分光光度计作为辐射源,经单色器色散后的光束照射试样,用积分球收集透过织物的各个方向上的辐射通量,计算出紫外线透射比。目前采用此种方法的标准有AATCC 183, AS/NZS 4399, BS EN 13758 等。织物抗紫外线性能通常以UPF 和UVA 透射比两项指标来综合评定:1)UPF——不使用防护品时计算出的紫外线透色效应与使用防护品实际算出的紫外线透色效应的比值。它是目前国内外较多使用的评价织物抗紫外线性能的指标。2)UPA 透射比——有试样时长波紫外线透射辐射通量与无试样时长波紫外线透辐射通量之比。影响纺织品防紫外线性能的因素主要有:1)纤维种类,通常涤纶和羊毛的防紫外线性能比棉织物好;2)织物结构,越紧密的织物,透过的紫外线越少,其防紫外线性能越好;3)织物颜色,一般深色织物比浅色织物透过的紫外线少,其UPF 值较高。
随着夏季的到来,白天的气温不断在上升。特别是像在深圳这样一个拥挤的城市,容易形成城市热岛效应,温度继续升温,居高不下。是不是随着温度的走高,紫外线就愈发强大呢?中国气象科学研究院研究表明:紫外线与温度高低并无直接关系。紫外线的强弱取决于太阳的高度角,太阳在空中越高,紫外线辐射水平越高。紫外线的强度可以通过市场上出售的紫外辐照计来进行测量检测。 夏天太阳的高度角最大,因此夏季的紫外线辐射明显高于其他季节。而在中午,太阳直射大地,此时,一天中紫外线辐射最强。 不难发现,紫外线跟云层有着密切的关系,太阳垂直照在地面,紫外线穿过云层的距离垂直最短,被吸收的最少,因此穿过云层的紫外线最多。尽管云层能吸收紫外线,但高达80%的紫外线辐射仍然能够渗透薄云,大气中的薄雾甚至能增加紫外线辐射的强度,所以多云的天气也不可不“防晒”。 在海拔越高的地区,大气层相对越薄,所吸收的紫外线相对越少,所以青藏高原的人们总挂着“红脸蛋”。下垫面也影响着紫外线辐射的强弱,草、土壤和水反射大约10%的紫外线辐射;干海滩沙子反射约15%的紫外线辐射,海水泡沫约反射25%;新鲜的雪反射多达80%。因此,虽然冬季的太阳高度角小于夏季的,但雪对紫外线的反射会大大增加辐射量。 紫外线强烈作用于皮肤时,可发生光照性皮炎,皮肤上会出现红斑、痒、水疱、水肿等;严重的还可引起皮肤癌。此外,紫外线作用于中枢神经系统时,可出现头痛、头晕、体温升高等症状;作用于眼部时,可引起结膜炎、角膜炎,可能诱发白内障。 但“入侵者”并不是百害无一利的,适当的紫外线辐射可以产生维生素D,可预防骨骼疾病,例如佝偻病、骨软化和骨质疏松。在低海拔地区生活的人(尚未习惯于含维生素D高的饮食)和深色皮肤人种,特别依靠紫外线辐射来产生的充足维生素D。