紫外線對人類及地球上的其他生物都是必不可少的,它能促進人體合成維生素D,防止患佝僂病,還具有殺菌消毒功能,適當地接受紫外線照射是有益的,但過量的紫外線輻射會對人體造成傷害,引發一系列健康問題,如紅斑、痤瘡、結膜炎以及急性角膜炎等,嚴重的會誘發皮膚癌(如圖1)。隨著因紫外線輻射而導致的疾病患者不斷增加,紡織品的防紫外線功能日益受到人們的重視。
圖1 過量紫外線輻射對人體的危害
防紫外線紡織品一般通過吸收或者反射紫外線來達到防紫外線的效果,通常情況下,紫外線反射率和吸收率越高,所能起到的保護作用就越好[1](如圖2)。防紫外線紡織品由防紫外線纖維基材、防紫外線整理劑組成,防紫外線纖維基材的影響因素包括纖維種類、纖維形態結構、織物的組織結構和覆蓋系數等,防紫外線整理劑一般是指反射或吸收紫外線的化學品,主要是紫外線屏蔽劑和紫外線吸收劑[2]。常用的紫外線屏蔽劑大多是對紫外線不具活性的金屬化合物的粉體,如二氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、二氧化硅等,紫外線吸收劑是指能吸收波長為270~300nm紫外線的有機化合物,目前紡織品上常用的紫外線吸收劑主要是二苯甲酮類和苯并三唑類化合物[3]。
圖2 防紫外線紡織品
防紫外線紡織品的設計主要有兩種途徑,一是直接使用防紫外線纖維,二是利用功能性整理技術對織物進行后整理。防紫外線纖維法是在纖維中添加紫外線吸收劑或屏蔽劑或兩者均添加,采用共混法、共聚法或復合紡絲法,紡制得到防紫外線纖維[4]。防紫外線后整理法是在織物后整理時,用紫外線屏蔽劑或紫外線吸收劑處理,以減少紫外線透過織物的量,達到防紫外線效果,整理工藝有浸漬法、浸軋法、涂層法等[3]。
防紫外線效果的測試指標主要采用紫外線防護系數UPF和紫外線透過率T(UV-A)AV,T(UV-B)AV,UPF值越大,防護效果越好;T(UV-A)AV、T(UV-B)AV越小,織物屏蔽紫外線的效果越好。根據波長的不同,紫外線可分為三個區域:短波紫外線(UVC)、中波紫外線(UVB)、長波紫外線(UVA)。隨著波長的增加,紫外線的穿透能力越來越強[4]。UVA的波長在320nm~400nm,能穿透臭氧層,到地面的輻射量可達95%以上,會對人體的皮膚造成損傷,使皮膚過早衰老;UVB的波長在280nm~320nm,大部分被臭氧層吸收,只有不足2%的UVB到達地面,其作用是UVA的1000倍,過量暴曬可引起皮膚癌、白內障等疾病;UVC的波長在100nm~280nm,絕大多數已被臭氧層吸收,達到地面的幾乎為零,因此對人體沒有影響(如圖3)。
我國國家標準GB/T18830-2009規定,只有當紡織品的紫外線防護系數UPF>30,透過率T(UV-A)AV<5%時,可稱為“防紫外線產品”(如圖4)。
圖A
圖B
圖3 不同波長的紫外線對人體的影響(來源:中國氣象頻道、中國天氣網)
圖4 防紫外線產品
近年來,人們的健康意識不斷提高,對防紫外線紡織品的功能性愈發關注,國內外防紫外線紡織品的研發步伐不斷加快,防紫外線紡織品朝著高科技、高性能、輕量的方向發展,未來將有著廣闊的市場前景和發展潛力。
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參考文獻
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