紫外線是波長100~400nm的電磁波,適量的紫外輻射(波長320~400nm)具有殺菌作用並能促進維生素D的合成,有利於人體健康。但在烈日的持續照射下,人體皮膚會失去抵禦功能,發生灼傷,出現紅斑或水皰。過量的中波(280~320nm)照射還會誘發皮膚病(皮炎、色素幹皮症),甚至皮膚癌,促進白內障的生成並降低人體的免疫功能。因此,具有防紫外輻射功能的紡織品現在越來越受到人們的關注。
物質對光線的反射和吸收功能稱為“遮蔽功能”。服裝、草帽、太陽傘等都是人們為了減少紫外線輻射而常用的方法和手段。普通紡織品本身就有一定的防紫外線能力,它與纖維材質、織物的厚度、緊密度、重量、色澤等因素有關,隻是遮蔽率較低,防護效果並不理想。如要進一步增強這方麵的功能,可以在纖維、紗線或織物中添加紫外線遮蔽劑製成有防紫外線技術功能的紡織品,遮蔽率一般可達90%以上,有的甚至達99%以上。紫外線遮蔽劑的作用機理有吸收和反射兩種作用,即增加紡織品對紫外線的吸收能力和反射能力,使它不能進入人體。
一、紡織品既有的防紫外輻射功能
紡織品防紫外線的能力,主要取決於其本身對紫外線的屏蔽能力。紡織品通常具有比較複雜的表麵結構,除了能吸收光線之外,還有散射和反射光線的作用。而散射和反射作用又會因單纖維表麵形態、織物組織規格和色澤深淺等差異而有顯著的變化。影響紡織品防輻射功能的因素主要有以下幾方麵。
1.紡織纖維的品種
纖維種類不同,其紫外線透過率不同。聚酯纖維、羊毛纖維等比棉、粘膠纖維的紫外線透過率低。這是因為聚酯纖維結構中的苯環和羊毛蛋白質分子中的芳香族氨基酸,對小於300nm的光都具有很大的吸收性。棉織物防紫外線的能力相對較差,是紫外線最容易透過的麵料。因此對棉織物怎樣獲得防紫外線功能的需求最為迫切。
2.紡織品的色澤
紡織品上的染料對紫外線透過率有很大的影響,這是由於紡織品為得到某一色澤,染料必須有選擇地吸收可見光輻射,而有些染料的吸收帶已伸展到紫外光譜區域,這樣的紡織品便能起到紫外線吸收劑的作用。一般說來,隨著紡織品色澤的加深,紫外線透過率即隨之減少,防紫外線輻射性能提高。此外,化學纖維的消光處理也能影響到紫外線的透過率。
3.織物結構
織物越厚,防紫外輻射效果越好;織物孔隙過大,因紫外線易於透過,不利於防紫外輻射能力的形成。
4.其他因素
紡織品防紫外輻射性能的一般規律是短纖維織物優於長絲織物;化纖加工絲(如假撚變形長絲)產品優於普通化纖長絲產品;細纖維織物比粗纖維織物好;扁平異形纖維的化纖織物優於圓形截麵的化纖織物;機織物優於針織物。
二、利用紫外線屏蔽劑形成防輻射功能
除了紡織品本身固有的防紫外線功能以外,在夏季等紫外線強烈的氣候條件下,為了達到理想的防紫外輻射效果,可以采用適當的方法對紡織品進行防紫外線處理。所使用的紫外線屏蔽劑主要有吸收型和反射型兩種。
1.紫外線吸收劑
紫外線吸收劑能吸收高能量的紫外線進行能量轉換,通過將紫外線變為低能量的熱能或波長較短的電磁波,使它不產生對人體的危害。國內外紫外線吸收劑的種類很多,應具備以下條件。