背膠工藝對傘布防紫外線功能的提高及其甲醛含量的影響

黃宏馳

摘 要：本次工作為探究傘布背膠工藝對紫外線防護功能及游離甲醛釋放帶來的影響。選取多款國產雨傘布作分析樣本，使用配備積分球的紫外分光光度計測定紫外線防護系數（UPF）和使用水萃取法測定傘布的甲醛含量。實驗表明，背膠工藝能夠大幅度提高傘布的防紫外線功能，使之達到“防紫外線產品”要求，而未背膠產品均無法達到“防紫外線產品”要求，黑膠布和色膠布的表現要優于銀膠布；但同時，背膠工藝會帶來成品甲醛含量的增加，有必要通過改進工藝配方等手段進一步加以控制。

關鍵詞：傘布；背膠；UPF；甲醛含量

中圖分類號：TQ433 文獻標識碼：A

1.實驗部分

1.1 儀器

紫外線防護系數（UPF）：日立U-3010紫外可見分光光度計（附：固體樣品倉、積分球）。

甲醛含量：島津UV2450紫外可見分光光度計，10mm石英比色皿，恒溫振蕩水浴鍋。

1.2 實驗方法

紫外線防護系數（UPF）：按國標GB/T 18830-2009執行，在積分球入口前方放置試樣試驗，傘布外表面朝著UV光源。掃描波長范圍：280nm～400nm，掃描速度：中，狹縫寬度：5nm。每塊布測試4個位置，測試光譜透射比并分別計算UV-A（315nm～400nm）波段、UV-B（280nm～315nm）波段平均透射比和UPF值（以試樣多個部位測試結果的最低值作為報出值）。

甲醛含量：按GB/T 2912.1-2009執行，將試樣剪碎后，稱取2g放入250mL具塞三角燒瓶中，加100mL水后密閉，在40℃水浴中的振蕩60min后過濾，移取5mL濾液加入5mL乙酰丙酮溶液，混勻后在40℃水浴中顯色30min，用等比例蒸餾水加乙酰丙酮作空白對照，用紫外可見分光光度計在412nm波長處測定（10mm的比色皿）。

2.結果與討論

太陽傘是否具備防紫外線性能主要由傘布所決定，抗紫外線功能是其區別于一般雨傘用的普通防水布料的最大特點。評判依據國家標準GB/T 18830-2009《紡織品防紫外線性能的評定》以紫外線防護系數（UPF，即“皮膚無防護時計算出的紫外線輻射平均效應與皮膚有織物防護時計算出的紫外線輻射平均效應的比值”）和UV-A（315nm～400nm）波段平均透射比共同表征。當樣品的UPF>40，且T（UVA）AV<5%時，方可稱為“防紫外線產品”。

背膠工藝屬于織物涂層處理。通過在織物表面均勻地涂布一層（或多層）高分子化合物（涂層整理劑，即具有成膜性能的合成高聚物。），通過黏合作用在織物表面形成一層（或多層）薄膜的整理加工技術，起到改善織物的外觀、手感或風格，使織物增加新的功能，如防風、防水、透濕、阻燃、遮光等表征特性。不同涂層材料在背膠工藝上存在差異。聚丙烯酸酯（PA）類多用干法涂布（刮刀涂層-烘干-軋光），而聚氨酯（PU）類常采用濕法涂布（先將涂層聚合物與二甲基甲酰胺DMF溶混成漿后在基布上涂布，再將涂布面與水溶液接觸，令DMF由涂布層中向溶液中擴散析出）。

從材質上分，傘布常用背膠涂層有：

（1）聚丙烯酸酯（PA）類，價格低，工藝較成熟，耐日光，氣候牢度好，不易泛黃，透明度及相容性好，利于生產有色涂層產品，耐洗性好，黏著力強。

（2）聚氨酯（PU）類，彈性好，皮膜強度高，耐寒、耐干洗（耐溶劑性能好）。

（3）聚氯乙烯（PVC類），無毒，耐氣候、耐酸堿性好，絕緣性好，易染成各種顏色。行業內更習慣于按背膠顏色進行劃分，通常有：銀膠布、黑膠布、色膠布等。

2.1 背膠工藝對紫外線防護系數（UPF）的影響

通常來說，對傘布紫外線防護系數（UPF）影響因素有：背膠涂層、基布材質、顏色、織物密度（T，dtex分特克斯）和紗線粗細（D但尼爾）等。本次所取樣品名稱主要有：PG（碰子pongee，滌綸春亞紡）和滌綸（滌塔夫taffeta），其面布材質均為：100%聚酯纖維（滌綸），材質對紫外線的吸收差異可忽略。

樣品編號排序是根據面布顏色由淺到深排列，測試結果應為每組的5個點，為了直觀特將各點之間用圖線連接。主要探討不同背膠涂層帶來的影響。

由圖1可以看出：

未經過背膠工藝處理的A組樣品，其紫外線防護系數（UPF）隨著樣品顏色的加深出現增大的趨勢，但幅度不明顯。在未做背膠處理的情況下，除UPF外，未背膠產品在UV-A波段紫外透射比也未達標，A組5個樣品均未達到“防紫外線產品“要求。

B組樣品為銀膠布，經過涂層處理后，傘布的紫外線防護系數（UPF）有很大提升，均達到“防紫外線產品”要求；同類樣品間，由于背膠工藝（涂層顏色、成膜厚度及均勻度）上的差異導致防紫外線能力存在明顯的個體差異。此外，從顏色-UPF的圖線波動上看，經過銀膠背膠處理后傘布顏色對紫外線防護的影響較弱，這與銀膠的膠層厚度較大有關。

圖2是在圖1的基礎上加入了C組黑膠布與D組色膠布作對照，可以發現：

（1）黑膠布和色膠布，在防紫外線能力上，二者差異不明顯，與銀膠布一樣，盡管同類產品間存在個體差異，但防紫外線能力仍明顯優于銀膠布及未背膠產品。黑膠/色膠產品有取代銀膠產品成為太陽傘市場主力的趨勢。這其中，除銀膠涂層自身具有涂布顆粒粗易脫落，易老化變黑，過水后常因背膠涂層收縮導致剝落產生印道等痼疾外，更優異的紫外線防護能力也是消費者購買時一項重要的參考因素。

（2）圖2中，淺顏色樣品C1（白色面布/黑膠）和D1（淺綠色面布/淺綠色膠）的UPF值在同類產品當中均最低，表明顏色因素特別是背膠層的顏色對樣品的紫外線防護能力存在影響，深色背膠的產品表現更好。

2.2 背膠工藝對傘布甲醛含量的影響

從圖3可以看出：

未作背膠工藝處理的傘布甲醛含量普遍低于經背膠工藝處理的傘布，即背膠工藝不可避免地帶來一定程度的甲醛污染，因此《傘類產品安全通用技術條件》對傘類產品面料的甲醛含量限量要求具有現實意義和必要性。

相同類型背膠的產品在甲醛含量的測試結果也存在明顯差異，與其紫外線防護能力的表現不存在關聯，應當與不同生產廠家之間所用原料及工藝的差別有關，無法類比。

即將強制實施的GB31892-2015《傘類產品安全通用技術條件》標準中甲醛含量的指標限量參照GB18401-2010《國家紡織產品基本安全技術規范》中“非直接接觸皮膚產品”（C類）要求，符合此類產品的實際使用情況。本次實驗中的4組樣品均符合要求。但部分樣品的實測結果較高，存在進一步改進的空間。隨著人們環保意識的不斷增強，在要求增加紫外線防護效果的同時，也希望盡可能減少甲醛污染。但目前含甲醛類織物整理劑（整理劑、固色劑及印花粘合劑等）由于其工藝成熟、成本低，無甲醛粘合劑的市場推廣阻力很大，因此，通過對傘類產品的面料進行游離甲醛限量，有助于倒閉企業采取改進措施，嚴格控制背膠工藝過程，有效降低甲醛含量，對行業健康發展將有一定的促進作用。

結論

本次試驗表明：使用背膠工藝，能夠有效提高傘布的紫外線防護能力，黑膠布和色膠布的紫外線防護效果優于銀膠布，挑選防紫外線的晴雨傘品優先選擇背膠傘。同時，與無背膠產品相比，背膠工藝會在一定程度上造成甲醛含量的增加，盡管所測樣品均能滿足國家傘類產品強制性安全標準的要求，但是部分樣品實測結果偏高，隨著國家傘類產品安全標準于2017年4月1日強制實施，選擇合適的背膠材料，適當改進生產工藝，減少游離甲醛污染，成為擺在生產企業面前的迫切要求。

參考文獻

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