抗紫外線產品的研究

周欣楠

（常熟理工學院紡織服裝與設計學院，江蘇 常熟 215500）

1 防紫外線紡織品的作用及原理

紡織品的抗紫外線性能主要是通過織物內部分子吸振、分子斷裂化學反應吸振、高密度材料反射吸振及晶格吸振等方式實現的。紡織品的組分纖維及其含有或攜帶物質的化學結構是決定織物抗紫外線性能優劣的主要影響因素。同時，紡織材料本身的規格、結構及性能也影響其抗紫外線能力。日常生活中的普通紡織品雖然對紫外線能夠起到一定的防御作用并保護皮膚，但實際效果不佳，而通過纖維改性、浸漬、涂層等后整理方法獲得的抗紫外線紡織品，則可有效解決這些問題。目前用于制備抗紫外線紡織品的后整理方法主要為添加紫外線屏蔽劑或紫外線吸收劑。添加紫外線屏蔽劑是通過提高紡織品對紫外線的反射能力達到抗紫外線效果的；添加紫外線吸收劑是通過抗紫外線涂層吸收紫外線而達到抗紫外線效果的。

2 防紫外線的影響因素及組成

2.1 防紫外線纖維基材影響因素

2.1.1 纖維種類

纖維種類的差異性導致其結構必然存在差異，所以會對吸收紫外線的能力及防紫外線性能造成影響。比如紫外線能量會被錦綸纖維結構的—CN 基團吸收、轉化為熱能消散；聚酯纖維中的苯環及蛋白質纖維分子中的芳香族氨基酸均能將紫外線吸收；麻類纖維的特殊果膠質斜偏孔結構由于有大小各異的空隙，且纖維表面溝壑較多、裂紋縱橫，可有效吸收光波，防紫外線效果較好。

2.1.2 纖維形態結構

羊毛及聚酯纖維截面為圓形，可有效反射光、減小紫外線穿透率。另外，纖維直徑和反射效果呈反比，所以要想提高防紫外線性能，可選擇超細纖維加工織物。

2.1.3 結構、緊密性等因素

織物孔隙率直接受組織結構、厚度、緊密性影響，且孔隙率和防紫外線效果呈反比。

2.1.4 染料顏色

若織物材質相同，當顏色存在差異時，防紫外線性能也存在較大差異，原因是一些染料吸收帶可延伸到紫外光譜區吸收部分紫外線，所以織物顏色越深，防紫外線性能越高。

2.1.5 其他要素

在防紫外線效果方面，衣物濕態遠不如干燥狀態。原因是當水分存在于紗線、纖維空隙中時，使光具備的分散作用降低，從而破壞了防紫外線性能。

此外，短纖織物的防紫外線效果優于長絲織物，細纖織物的防紫外線效果優于粗纖織物等。

2.2 紡織品整理劑分析

2.2.1 紫外線吸收劑

紫外線吸收劑是一種吸收波長在270～300nm 的有機化合物，在諸多領域被使用，比如高分子材料及紡織品加工業。合成紫外線吸收劑主要為共軛體系化合物，常見類型包括水楊酸酯類、甲烷衍生物、金屬離子化合物類、二苯甲酮類等。經過試驗研究可知，苯丙三唑作為紫外線吸收劑與聚合物，具有較好的穩定性、相容性，因此得以大量應用在合成材料、涂層制品行業。

2.2.2 紫外線反射劑

紫外線反射劑的原理是反射、折射紫外線，從而起到防紫外線的作用。在實踐中，可在纖維或織物中加入陶瓷或金屬氧化物等細粉，提高織物表面反射、散射紫外線的能力，防止紫外線穿透織物。當前，無機防紫外線添加劑、納米粉體是常見的紫外線反射劑。

3 抗紫外面料國內外研究現狀

抗紫外線整理技術日益成熟，各類抗紫外線的纖維、織物以及服裝越來越多。納米技術正被逐漸應用到抗紫外線整理中。

一種由AkzoNobel 公司與澳大利亞Lenzing 公司合作開發的稱為EnkaSun 的系列織物，由一種具有天然的內在防曬功能的粘膠復絲制成，可以提供高達30 的防曬因數。

目前在抗紫外線功能整理中，使用較多的納米顆粒是TiO2、ZnO 等，通常使用溶膠、凝膠整理方法來整理，制備所得的織物具有較好的抗紫外線性能，但其斷裂強力等一些物理指標下降。李曉霞等人即利用TiO2、ZnO 的良好的抗紫外線性能，開發研究了一種超薄的抗紫外線面料，在其中還加入了玉石粉、珍珠粉、漢麻粉等材料，使這款面料具有多功能性。DUAN WEI 等人通過CeO2溶膠處理棉織物，然后再用低表面能物質十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷（DFTMS）改良，從而獲得一種具備良好防水性能、抗紫外線性能的織物。

目前，納米粉體改性整理抗紫外線面料的研究正在逐漸步入正軌，但天然纖維粉體在這方面的應用較少。

4 市場中常見的抗紫外線產品

4.1 抗紫外線礦物窗簾

在紫外線的照射下過度暴曬對人體的健康有極大的危害。在很多家庭、企業和機關里大家都拉起窗簾，打開日光燈，在日光燈下工作。這種做法不僅對人的視力造成損害，還會造成極大的資源浪費。抗紫外線礦物窗簾通過在窗簾上依附礦物質薄膜，讓人們可以既享受到自然光的照明，又不會被紫外線曬傷。

4.2 抗紫外線耐曬箱包

一般箱包表面材料和內飾面料多為普通化纖材料，不能抵抗外部紫外線的侵害，長期日曬照射下易產生褪色、老化、破損等問題。現在的箱包生產過程采用自主研發箱包面料和相應的防紫外線整理劑進行處理，提高了箱包面料的抗紫外線性能，提升了產品的質量。

4.3 防曬衣

防曬衣的作用是防紫外線，其原理就是在布料中加入防曬助劑——抗紫外線整理劑。它的防曬招數主要有兩種：一種是讓衣服吸收紫外線，另一種是使紫外線在衣服表面發生折射、反射、散射。如有特殊需要還可以將布料密度織得更大一些來增強防曬效果。