纺织行业防紫外线整理

1、第七章第七章 防紫外线整理防紫外线整理讲课内容讲课内容n防紫外线整理的重要性防紫外线整理的重要性n紫外线的危害紫外线的危害 n纤维种类和织物组织结构对紫外线防护纤维种类和织物组织结构对紫外线防护的影响的影响 n防紫外线的途径防紫外线的途径 n防紫外线整理剂防紫外线整理剂 n紫外线吸收剂的应用工艺效果紫外线吸收剂的应用工艺效果n防紫外线整理效果评价防紫外线整理效果评价一、防紫外线整理的重要性一、防紫外线整理的重要性n 随着氟利昂类溶剂的大量使用和排放，随着氟利昂类溶剂的大量使用和排放，大气臭氧层不断遭到破坏大气臭氧层不断遭到破坏，地面上的紫，地面上的紫外线辐射量迅速增大，外线辐射量迅速增大，皮肤

2、癌和白内障皮肤癌和白内障的发病率正在上升的发病率正在上升。n研究表明，臭氧层每受到研究表明，臭氧层每受到1%1%的破坏，抵的破坏，抵达地球表面的有害紫外线将增加达地球表面的有害紫外线将增加2%2%左右，左右，皮肤癌的发病率将增加皮肤癌的发病率将增加4%4%左右。左右。 二、紫外线的危害二、紫外线的危害n紫外线到达地面具有的能量在292.88292.88598.31kj/mol598.31kj/mol之间，它比可见光和红外线均强。n生化物中生化物中o-ho-h、c-hc-h、c-cc-c、n-nn-n等化学键，等化学键，在紫外线作用下，有可能发生断裂在紫外线作用下，有可能发生断裂。表表7-1 7

3、-1 紫外线的波长范围和记号紫外线的波长范围和记号名称名称波长范围波长范围/nm/nm记号记号近紫外线近紫外线远紫外线远紫外线超短紫外线超短紫外线400400315315315315280280280280100100uv-auv-auv-buv-buv-cuv-c1.1.不同波长的紫外线对皮肤的影响不同波长的紫外线对皮肤的影响（1 1）近紫外线近紫外线：透过皮肤量最大，能使皮肤生：透过皮肤量最大，能使皮肤生成黑色素和褐斑，使皮肤老化、干燥和增加皱成黑色素和褐斑，使皮肤老化、干燥和增加皱纹。纹。（2 2）远紫外线远紫外线：有一定的透射深度能导致真皮有一定的透射深度能导致真皮血管扩张红肿，产生红

4、斑和色素沉积，经常照血管扩张红肿，产生红斑和色素沉积，经常照射有致癌危险。射有致癌危险。（3 3）超短紫外线超短紫外线：穿透力强，接近穿透力强，接近x x射线和射线和射射线，对人类影响大，可影响白细胞和致癌，但线，对人类影响大，可影响白细胞和致癌，但其大部分被大气层中的臭氧层、二氧化碳或云其大部分被大气层中的臭氧层、二氧化碳或云雾等吸收，到达地面的仅少量。雾等吸收，到达地面的仅少量。2. 2. 紫外线的危害紫外线的危害（对人体健康） （1 1）使皮肤的韧性和弹性降低，皱纹加深，肤）使皮肤的韧性和弹性降低，皱纹加深，肤色加深，出现老年斑等衰老表现，同时还可以色加深，出现老年斑等衰老表现，同时还可

5、以加重黄褐斑、雀斑加重黄褐斑、雀斑、黑变黑变等，有的还可引发等，有的还可引发光光敏性皮炎敏性皮炎，重者导致重者导致皮肤癌皮肤癌。（2 2）引起）引起白内障白内障和和部分失明部分失明（3 3）季节和时间不同危害程度不同）季节和时间不同危害程度不同n夏季比冬季辐射量高。n一天中10-14点辐射量为全天的70%三、纤维种类和织物组织结构对三、纤维种类和织物组织结构对紫外线防护的影响紫外线防护的影响n阳光防护因子阳光防护因子spfspf（sun protection factor ）是使皮肤形成红斑的最小紫外线量是使皮肤形成红斑的最小紫外线量。spfspf越大，防护能力越强。越大，防护能力越强。表表7

6、-2 7-2 天然纤维的种类和织物组织结构与天然纤维的种类和织物组织结构与spfspf值的关系值的关系织物织物重量重量/g.m-/g.m-2 2厚度厚度/mm/mm经纬经纬密度密度/ /根根.cm.cm-1-1纱线密度纱线密度/tex/tex孔隙孔隙度度/%/%spfspf值值棉棉 漂白细布漂白细布 漂白丝光府绸漂白丝光府绸 漂白丝光府绸漂白丝光府绸 漂白丝光府绸漂白丝光府绸 漂白丝光粗平布漂白丝光粗平布 漂白帆布漂白帆布 漂白经编织物漂白经编织物 漂白经编织物漂白经编织物 42421001001011011071071351353673671651651851850.110.110.150.

7、150.190.190.180.180.200.200.530.530.520.520.850.8536/2836/2859/2859/2865/3265/3252/2552/2534/3134/3117/1717/176.8/5.26.8/5.25.65.6* *2/5.62/5.6* *2 22 2* *5/25/2* *5.255.257 7* *2/72/7* *2 220/2020/203434* *3/343/34* *3 314.7114.71202023.523.51.981.980.670.670.470.473.053.050.120.120.210.210.310.312

8、.52.53.43.43.93.93.43.43.73.717.017.05.05.03.53.5表表7-2 7-2 天然纤维的种类和织物组织结构与天然纤维的种类和织物组织结构与spfspf值的关系值的关系织物织物重量重量/g./g.m-2m-2厚度厚度/mm/mm经纬密度经纬密度/ /根根.cm.cm-1-1纱线密度纱线密度/tex/tex孔隙度孔隙度/%/%spfspf值值羊毛羊毛 细平布细平布 剪毛织物剪毛织物 哔叽哔叽 女式呢女式呢 经编织物经编织物87871251251801802262263273270.320.320.290.290.470.470.780.781.051.052

9、6/2626/2623/2223/2223/2223/2214/1614/16_ _2424* *13131515* *2/152/15* *2 22020* *2/202/20* *2 264/6464/6470/270/24.064.060.630.630.110.110.080.081.141.147 72424505050504545蚕丝蚕丝 斜纹绸斜纹绸 皱绸皱绸 柞丝斜纹绸柞丝斜纹绸 皱缎皱缎41416565707084840.100.100.170.170.170.170.200.2090/8090/8058/3858/3835/3035/30134/50134/502 2* *

10、2/22/2* *3 32.22.2* *3/2.23/2.2* *4 47.6/157.6/156.5/2.06.5/2.00.610.610.980.981.541.540.430.437 73 38 85 5表表7-3 7-3 合成纤维的种类和织物组织结构与合成纤维的种类和织物组织结构与spfspf的关系的关系织物织物重量重量/ /g.mg.m-2-2厚度厚度/ /mmmm经纬密经纬密度度/ /根根.cm.cm-1-1纱线密度纱线密度/ /textextiotio2 2/ /% %孔隙度孔隙度/%/%spfspf值值涤纶涤纶 微纤维微纤维织物织物 微纤维微纤维织物织物 长丝织物长丝织物

11、短纤维织物短纤维织物 塔夫绸塔夫绸 经编织物经编织物129129656513013016516570702252250.2120.2120.4300.4300.1830.1830.2880.2880.1780.1780.8480.84849/4549/4540/3140/31120/30120/3022/1822/1874/3174/31_0.59/0.560.59/0.560.56/0.560.56/0.56 4/15 4/152020* *2/202/20* *2 2 5/7.6 5/7.616.7/13.016.7/13.00.350.350.500.500.440.440.300.30

12、0.060.060.420.420.090.090.350.350.190.193.803.800.130.131.361.36505038384444131342422626锦纶锦纶锦纶锦纶/ /弹性纤维（弹性纤维（pa/elpa/el） 微纤维织物微纤维织物 长丝织物长丝织物 短纤维织物短纤维织物 经编织物经编织物 经编织物经编织物 pa/elpa/el经编织物经编织物 7474676714014080802502502102100.1360.1360.1060.1060.2970.2970.2950.2950.8080.8080.4780.47860/4060/4046/3246/322

13、1/1821/18_0.81/0.810.81/0.818 8* *2/5.22/5.2 17 17* *2 2_78/18 f78/18 f* *2 270/30%70/30%6.7/4.76.7/4.71.451.450.280.280.280.281.671.670.400.401.071.070.100.102.702.702.302.305.405.400.100.1016.4016.4050503.83.88.48.49.89.850504.24.21.1.纤维的化学结构的影响纤维的化学结构的影响天然纤维中：天然纤维中：羊毛的羊毛的spf spf 丝的丝的spf spf 棉的棉的s

14、pfspf例如：棉漂白细布例如：棉漂白细布 42g/m42g/m2 2 spf=2.5 spf=2.5 羊毛细平布羊毛细平布 87g/m87g/m2 2 spf=7 spf=7 蚕丝绉绸蚕丝绉绸 65g/m65g/m2 2 spf=3 spf=3合纤中：涤纶的合纤中：涤纶的spf spf 锦纶的锦纶的spfspf， 涤纶的涤纶的spfspf羊毛的羊毛的spfspf例如：涤纶长丝织物例如：涤纶长丝织物 130g/m130g/m2 2 spf=44 spf=44 锦纶长丝织物锦纶长丝织物 67g/m67g/m2 2 spf=3.8 spf=3.8苯环，芳香族氨基酸对苯环，芳香族氨基酸对300nm3

15、00nm以下的紫外线有以下的紫外线有很强的吸收性。很强的吸收性。 2.2. 织物重量的影响织物重量的影响n织物越重，织物越重，spfspf值越高值越高 如如：棉漂白帆布，棉漂白帆布， 367 g/m367 g/m2 2 spf=17.0 spf=17.0 棉漂白粗平布，棉漂白粗平布，135 g/m135 g/m2 2 spf=3.7 spf=3.7 羊毛细平布，羊毛细平布， 87 g/m87 g/m2 2 spf=7 spf=7 羊毛哔叽，羊毛哔叽， 180 g/m180 g/m2 2 spf=50 spf=50 3.3.纤维粗细及织物的孔隙度的影响纤维粗细及织物的孔隙度的影响n纱线越粗，线密

16、度越小，纤维比表面积越大，对光纱线越粗，线密度越小，纤维比表面积越大，对光的反射越强，的反射越强，spfspf值越高。值越高。n孔隙度越小，孔隙度越小， spfspf值越高值越高涤纶长丝织物，纱线密度涤纶长丝织物，纱线密度4/154/15（tex)tex)，spf=44spf=44；涤纶短纤维织物，纱线密度涤纶短纤维织物，纱线密度20202/202/202 2 （tex) tex) ，spf=13spf=13；孔隙度孔隙度 涤纶微纤维涤纶微纤维织物织物 孔隙度孔隙度0.09 spf0.09 spf5050； 涤纶微纤维涤纶微纤维织物织物 孔隙度孔隙度0.35 spf=380.35 spf=38

17、； 涤纶长丝织物涤纶长丝织物 孔隙度孔隙度0.19 spf=440.19 spf=44n由上述分析可知：棉织物是紫外线最易由上述分析可知：棉织物是紫外线最易透过的面料，而纯棉服装又是回归自然透过的面料，而纯棉服装又是回归自然界最受欢迎的消费品，更是夏季的首选界最受欢迎的消费品，更是夏季的首选衣着，因此衣着，因此纯棉服装是防紫外线整理的纯棉服装是防紫外线整理的主要对象。主要对象。 四、防紫外线的途径四、防紫外线的途径 1 1. . 增强织物对紫外线的吸收能力增强织物对紫外线的吸收能力。 这可以通过选用适当的纤维和用紫外线吸收剂进这可以通过选用适当的纤维和用紫外线吸收剂进行整理来达到。此外，选择合

18、适的组织结构也可以适行整理来达到。此外，选择合适的组织结构也可以适当提高吸收能力当提高吸收能力。 2.2. 增强织物对紫外线的反射能力增强织物对紫外线的反射能力。 可以通过选用适当的纤维，例如高比表面积纤维可以通过选用适当的纤维，例如高比表面积纤维及含高比率的及含高比率的tiotio2 2纤维，也可以选择适当的组织结构纤维，也可以选择适当的组织结构（织物厚度、表面平整度、织物重量、孔隙度等）来（织物厚度、表面平整度、织物重量、孔隙度等）来增强对光的反射和散射。在染整加工时，可使用反光增强对光的反射和散射。在染整加工时，可使用反光陶瓷粉等反光性强的物质对织物进行整理加工陶瓷粉等反光性强的物质对织

19、物进行整理加工。 五、紫外线整理剂五、紫外线整理剂（一）（一）紫外线吸收剂紫外线吸收剂n紫外线吸收剂能吸收紫外线，即将高能量的紫紫外线吸收剂能吸收紫外线，即将高能量的紫外线转换成低能量的热能或波长较短、对人体外线转换成低能量的热能或波长较短、对人体无害的电磁波。无害的电磁波。n常用的品种主要有常用的品种主要有二苯甲酮类二苯甲酮类和和苯并三唑苯并三唑类。类。它们均能转化紫外线的能量，并放出荧光或热它们均能转化紫外线的能量，并放出荧光或热量而回复到基态量而回复到基态。 例如邻羟基二苯甲酮的反应 邻羟基二苯甲酮吸收紫外线的能量放出荧光后回复到邻羟基二苯甲酮吸收紫外线的能量放出荧光后回复到基态，伴随基

20、态，伴随氢键的光致互变异构氢键的光致互变异构，这种结构能接受光能这种结构能接受光能而不使键断裂，并使光能转变成热能，从而将吸收的能而不使键断裂，并使光能转变成热能，从而将吸收的能量消耗。量消耗。用于纺织品的紫外线吸收剂需要具备用于纺织品的紫外线吸收剂需要具备下列条件下列条件 安全无毒，特别是对皮肤无刺激和过敏反应。安全无毒，特别是对皮肤无刺激和过敏反应。吸收紫外线波长范围宽广、效果良好。吸收紫外线波长范围宽广、效果良好。耐水洗和干洗，对热、光和化学品稳定。耐水洗和干洗，对热、光和化学品稳定。不影响织物原有色泽、手感、强度和色牢度。不影响织物原有色泽、手感、强度和色牢度。吸收紫外线后无变色现象。

21、吸收紫外线后无变色现象。 制造方便，成本较低。制造方便，成本较低。 1 1、二苯甲酮类、二苯甲酮类 结构式结构式特点：具有多个羟基，对一些纤维有较好的吸附能特点：具有多个羟基，对一些纤维有较好的吸附能力，用于棉纤维整理抗紫外线效果良好，但价格力，用于棉纤维整理抗紫外线效果良好，但价格较贵。有效吸收波长为较贵。有效吸收波长为290-400nm290-400nm 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 basf公司的uvinul d-49 2 2、苯三唑类、苯三唑类 例如：ciba公司的tinuvin326产品。结构如下： 特点：特点：(1)(1)价格相对较低；价格相对较低；(2)(2)高温时溶解度较高；高

22、温时溶解度较高；(3)(3)较高的熔融温度；较高的熔融温度；(4)(4)毒性较小。毒性较小。(5)(5)它的分它的分子结构和分散染料很接近，可以采用高温高压法子结构和分散染料很接近，可以采用高温高压法处理并被涤纶纤维吸收，对涤纶有较高的分配系处理并被涤纶纤维吸收，对涤纶有较高的分配系数。数。 n一些水溶性的这类化合物适用于锦纶、羊毛、一些水溶性的这类化合物适用于锦纶、羊毛、蚕丝和棉织物，在分子中接上适当数量的磺酸蚕丝和棉织物，在分子中接上适当数量的磺酸基。例如下示结构的化合物基。例如下示结构的化合物：r=烷基、烷氧基和磺酸基x1、x2= h、硫酸基、卤素原子、磺化的芳烷基3 3、水杨酸类化合物

23、、水杨酸类化合物n结构式结构式 水杨酸4-叔丁基苯基酯 水杨酸对辛基苯基酯 特点：熔点低，易升华，主要吸收特点：熔点低，易升华，主要吸收uvuvb b区域的紫区域的紫外线，吸收系数较低，价格低廉，适用于牢度外线，吸收系数较低，价格低廉，适用于牢度较低的产品。在强烈的光照下会引起色变现象，较低的产品。在强烈的光照下会引起色变现象，故应用较少。故应用较少。4 4、金属离子化合物、金属离子化合物n此类是作为螯合物来使用的，因此只适用于可形成此类是作为螯合物来使用的，因此只适用于可形成螯合物的染色纤维。例如：锦纶的内装饰材料常用螯合物的染色纤维。例如：锦纶的内装饰材料常用这类化合物（铜和镍的金属螯合物

24、），它主要目的这类化合物（铜和镍的金属螯合物），它主要目的往往是提高染色的耐光牢度往往是提高染色的耐光牢度。 n,n二正丁基二硫代氨基甲酸镍例如：（二）紫外线反射剂（屏蔽剂）（二）紫外线反射剂（屏蔽剂）n紫外线反射剂能将紫外线通过反射折回空间，也称紫外线反射剂能将紫外线通过反射折回空间，也称紫外线屏蔽剂。紫外线屏蔽剂。 n主要是金属氧化物主要是金属氧化物。例如氧化锌、氧化铁、氧化亚例如氧化锌、氧化铁、氧化亚铅和二氧化钛。铅和二氧化钛。 n氧化锌能反射波长为氧化锌能反射波长为240-380nm240-380nm的紫外线，所以采的紫外线，所以采用它屏蔽紫外线很好，而且价格较廉又无毒性。用它屏蔽紫外

25、线很好，而且价格较廉又无毒性。n二氧化钛能反射的波长范围较窄，只能反射波长为二氧化钛能反射的波长范围较窄，只能反射波长为340-360nm340-360nm的紫外线，因此实用价值不大。的紫外线，因此实用价值不大。 n一些陶瓷物质也有良好的屏蔽作用一些陶瓷物质也有良好的屏蔽作用 。 六、紫外线吸收剂的应用六、紫外线吸收剂的应用工艺及效果工艺及效果1 1、高温高压吸尽法高温高压吸尽法：不溶或难溶于水的整理剂采用此法。 2 2、常压吸尽法常压吸尽法：水溶性的吸收剂采用此法。 3 3、浸轧或轧堆法浸轧或轧堆法：用于棉织物。 4 4、涂层法涂层法：对纤维没有亲和力的吸收剂，特别适合这种方法。 整理效果整理效果图7-3 用和未用紫外吸收剂整理棉府绸的 透过光的光谱曲线（2% cibatex upf） 图图7-47-4用与未用紫外线吸收剂整理涤纶织物用与未用紫外线吸收剂整理涤纶织物的透过光的光谱曲线（的透过光的光谱曲线（2%cibatex aps2%cibatex aps） 图图7-57-5用与未用紫外线吸收剂整理棉府绸用与未用紫外线吸收