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棉织物防紫外线整理

棉织物防紫外线整理
摘要:采用浸轧法对纯棉织物进行防紫外线/柔软整理和防紫外线/免烫同浴整理,研究了防紫外线整理剂UA-20用量、加工方式和荧光增白剂等因素对织物防紫外线效果的影响。试验结果表明,织物整理后的防紫外线能力提高明显,且可耐50次水洗,染色织物的日晒牢度也有所改善。
前言
过量紫外线的照射会使人黑色素增多,皮肤干燥、老化,严重时还可能诱发皮肤癌。因此,防紫外线纺织品越来越受到广大消费者的青睐。防紫外线整理剂可分为紫外线吸收剂和紫外线反射剂两类。前者主要是吸收紫外线,并将其能量转换为热能或波长较短的电磁波,从而达到防紫外线辐射目的;后者则主要是利用陶瓷或金属氧化物等细粉与纤维或织物结合。增加织物表面对紫外线的反射和散射,从而起到防护作用,但不能对光能进行转化。
目前,市场上用于纯棉织物的防紫外线整理剂主要为紫外线吸收剂,其主要组分为苯并三唑类、二苯甲酮类和邻一羟基苯一二苯基三唑的衍生物。本试验在棉织物柔软整理和免烫整理浴中加入高分子防紫外线整理剂UA-20,对织物进行一浴整理,并探讨整理剂用量、加工方式和荧光增白剂等因素对防紫外整理效果的影响。UA-20可在织物表面形成柔软皮膜,与纤维的黏合性良好,耐水洗性能优异。
1试验
1.1织物及药品织物11.7t玉×11.7tex566.9根/10cmx收稿日期:2010一03—24作者简介:张建祥(1968一),男。技术中心主任,主要负责公司产品研发及质量管理工作。275.6根/10cm增白及未增自纯棉织物,已经过前处理;其它不同颜色纯棉织物。药品低甲醛树脂整理剂F—ECO和催化剂FM(巴斯夫公司),纤维保护剂HDP(科莱恩公司),柔软
剂DT-50B(联邦科特公司),防紫外线整理剂UA-20(浙江日华公司)。
1.2仪器
Rapid小轧车(瑞比染色试机有限公司),连续式拉幅定形试验机(日本迁井染机株式会社),UV-1000F型紫外线透过率测试仪(美国Labsphere公司),日晒牢度测试仪(SDLArias公司)。
1.3整理工艺
1.3.1防紫外、柔软同浴整理处方/(g/L)
柔软剂DT-50B20
防紫外线整理剂UA-20茗
工艺流程二浸二轧整理液(轧余率65%)_烘干(90℃×70s)
1.3.2防紫外、免烫同浴整理
处方/(g/L)
树脂整理剂F—ECO100
催化剂FM30
纤维保护剂HDP30
柔软剂DT50B20
防紫外线整理剂UA-20菇
工艺流程二浸二轧整理液(轧余率65%)一+烘干(90℃×708)_焙烘(150℃×3rain)
1.4测试方法
防紫外线性能按照GB/T18830—2002(纺织品防紫外线性能的评定》测试,采用UV.1000F型紫外线透过率测试仪测试们叩值等参数;日晒牢度按照AATCC16E一2003《耐光色牢
度》测试。
2结果与讨论
2.1防紫外线整理剂UA-20用量的影响染料对光的吸收具有选择性。一部分染料对光的吸收可延伸到紫外线波长范围内,从而可提高织物的紫外线防护性能。为避免染料种类对测试结果产生影响,试验采用白色面料。取不同用量防紫外线整理剂UA-20,采用增白棉织物按1.3.1节工艺进行整理,UA-20用量与棉织物坍下值的关系由图l可以看出,随着防紫外线整理剂UA-20用量从5g/L增加到30g/L,棉织物的u即值逐渐增大,防紫外线效果显著提高;UA-20用量为30一50g/L时,UPF值已达30以上,但增幅很小。这是因为UA.20是水分散型高分子紫外线吸收剂,自身不具备能与纤维素纤维上羟基反应的官能团,它通过吸附在纤维表面,赋予面料优良的防紫外线效果。UA-20在棉织物上具有一个最大吸附量,超过该吸附量则难以与纤维结合。防紫外线、免烫整理时亦如此。综合考虑生产成本和防紫外线效果,防紫外线整理剂UA-20的较佳用量为30∥L。
2.2加工方式对防紫外线效果的影响
采用增白棉织物分别按1.3节工艺进行防紫外/免烫和防紫外/柔软同浴整理,考察不同加工方式对防紫外线整理效果的影响,见图2。由图2可以看出,防紫外线整理剂UA-20用量小于lOg/L,免烫整理织物的防紫外线效果高于柔软整理织物;UA-20用量大于lOg/L,柔软整理织物的防紫外线效果更好。UA-20用量较低时,免烫整理树脂初缩体可与相邻的纤维素分子链上的羟基发生共价键结图2柔软整理与免烫整理的防紫外线效果合,将相邻的大分子链互相连接起来,限制纤维分子的相对滑移,从而减小纤维分子内部的空隙,降低紫外线的透过率。由于UA-20对纤维的亲和力优于树脂对纤维的亲和力,随着其用量的增加,柔软整理织物上固着的防紫外线整理剂量更高,所以防紫外线效果更好。
2.3荧光增白剂对防紫外线效果的影响选用相同组织规格的增白与未增白织物,分别进行防紫外线/柔软同浴整理,考察荧光增白剂对防紫外线效果的影响,见表1。表1荧光增白剂对织物防紫外线效果的影响UA-20用量未增白织物增白织物
/(∥L)UPFUVA/%UVB/%UPFUVA/%UVB/%
1012.2l7.377.8516.353.187.7l
2024.153.275.9826.972.0r75.85
3033.163.194.8536.781.954.70
由表l可知,增白织物的UPF值较未增白织物提高2-4,UVA波段(400—320nin)的紫外线透过率降低较多,UVB波段(320—280nm)变化微小。荧光增白剂能够吸收400nm以下的紫外线,其最大吸收波长为360—380nln(位于UVA波段),所以,织物增白后防紫外线效果较高,且UVA波段透过率较UVB波段低。荧光增白剂可将吸收的能量转换,辐射出400一500nm的紫色或蓝色荧光,赋予织物增白效果。
2.4防紫外线织物的耐洗性
按1.3节工艺分别对增白织物进行防紫外/免烫同浴整理和防紫外/柔软同浴整理,防紫外线整理剂UA-20用量30g/L。测定水洗不同次数后整理织物的耐洗性织物,水洗后其防紫外线效果变化规律相似,即水洗5次时防紫外线效果有提高,UPF值增大;之后,UPF值逐渐降低,水洗30次后趋于平缓。这是因为织物在加工过程中纤维受到拉伸,水洗后产生缩水。缩水后的织物密度和紧度变大,织物孔隙率减小,透过的紫外线减少,所以5次水洗后防紫外线效果变好。随着水洗次数的增加,未牢固结合的防紫外线整理剂被洗除,织物防紫外线效果逐渐变差。50次水洗后,柔软整理和免烫整理织物的UPF值分别下降7.4%和5.8%,均在可接受范围内。
2.5日晒牢度
采用1.3节工艺分别对不同颜色纯棉织物进行整理,防紫外线整理对织物日晒牢度的影响见表2。表2不同整理方式的日晒牢度对比日晒牢度/级纯棉织物普通柔软整理防紫外线+柔软整理防紫外线+免烫整理
蓝色343/4
红色3/4A,S4
紫色3/44,s4
白色23/43
灰色2/343/4
它颜色可提高1级,防紫外线、柔软同浴整理织物的日晒牢度优于防紫外线/免烫整理。这可能是由于经过紫外线整理后,固着在纤维上的防紫外线整理剂对紫外线有吸收和反射作用,并进行能量交换,以热能或其它无害低能辐射将能量释放或消耗,避免染料产生光化学反应,从而改善了日晒牢度(1)防紫外线与柔软免烫同浴整理时,当其用量小于10g/L时,防紫外线/免烫同浴整理的防紫外线效果优于防紫外线/柔软同浴整理;用量大于10g/L时,防紫外线/柔软同浴整理的效果更好。(2)防紫外线/柔软同浴整理织物和防紫外线/免烫同浴整理织物的耐水洗性能较好,50次水洗后,其UPF值仅分别下降7.4%和5.8%。(3)荧光增白剂可以提高织物的防紫外线效果;防紫外线整理可改善织物的13晒牢度kezfZNUEi


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