1、臭氧層的破壞、酸雨、地球溫暖化,森林減少等地球環(huán)境問題,對即將步入21世紀的人類而言,是緊迫而且重要的課題。? 1982年10月,在南極觀測到了同溫層臭氧層厚度有減少的現象,其后,藉人造衛(wèi)星確認南極有巨大的臭氧層空洞存在以來,人們對紫外線的關心呈升高的趨勢。
過度的紫外輻射對人體有害已普遍為人所知,抗紫外線化妝品已為許多婦女愛用,在此種背景中,開發(fā)能有效地遮斷對人體有害的過度的紫外線的紡織品已成為潮流。
2、 抗紫外線整理的發(fā)展概況
太陽光譜中,紫外線占約6%。國際照明委員會(CIE)將紫外線分為三個波段,分別為長波段UV-A(320-400nm)能深入真皮層助長人體皮膚中黑色素生成,及促使人體皮膚老化;中波段UV-B(290-320nm)會引起曬傷,使皮膚起紅斑、水泡;短波段UV-C(180-290nm)會引起皮膚癌。但290nm以下短波長紫外線
UV-C被大氣層中二氧化碳吸收而無法到達地面。部分長波長UV-A及中波長UV-B紫外線會被臭氧層吸收。隨著臭氧層被破壞,到達地面的紫外幅射量增加。據測定每破壞10%臭氧層,到達地面紫外線就增加20%。因此,防紫外線的重點是在防止UV-A及UV-B的紫外線。
純棉織物作為夏季服裝越來越受到廣大消費者歡迎,但棉對紫外線的屏蔽效果是各種纖維中最差的,為此,我們將研究的重點放在純棉織物抗紫外線整理方面。
3、紫外線防止方法
在紡織品中一般可利用無機顏料如:氧化鋅、二氧化鈦等,對紫外線的反射作用來達到屏蔽目的。但此類物質與纖維無親合性、不易施加于棉紡織品上,對織物的手感,風格方面也會有較大的影響。也可利用有機型紫外線吸收劑,因其具有選擇性吸收高能量紫外線的能力,并進行能量轉換,以熱能形式或無害的低能輻射將能量釋放或消耗。
有機紫外線吸收劑大致有以下幾種:
3.1 水楊酸酯類:
此類化合物有:水楊酸苯酯、水楊酸-4-叔丁基苯酯,對、對’-異丙叉雙酚雙水楊酸酯等。易吸收280-330nm紫外線,但吸收系數較低,在曝曬過程中分子重排成二苯甲酮類,有強烈吸收輻射能的作用,然而,此重排反應是不完全的,且形成醌型反應物,帶有顏色。
3.2 二苯甲酮類:
此類化合物有:2,4二羥基二苯甲酮,2羥基4正辛氧基二苯甲酮、2羥基5氯二苯甲酮等,由于具有高共軛結構和氫鍵,吸收紫外線后,放出螢光、磷光回到基態(tài)能級,同時伴隨著發(fā)生氫鍵的光致互變異構,此結構能夠接受光能而不導致鍵的斷裂,且能使光能轉變成熱,從而消耗吸收的能量。
3.3 苯并三唑類:
此類化合物有:2(2’羥基5’甲基苯基)苯并三唑、2(2’羥基3’叔丁基5’甲基苯基)5氯苯并三唑等。
4、抗紫外劑的要求:
作為紡織品用紫外線吸收劑應具備以下特點:
4.1 安全無毒,特別對人體皮膚應無刺激和過敏反應;
4.2 吸收紫外線范圍廣和效果良好;
4.3 對熱、光和化學品穩(wěn)定,無光催化作用;
4.4 吸收紫外線后無著色現象;
4.5 不影響或少影響紡織品的色牢度、白度、強力和手感;
4.6 耐洗性良好。
作為高效紫外線吸收劑,首先應對波長為290-400nm的輻射有盡可能高的吸收系數(或稱消光系數),因此可用吸收曲線來衡量它的優(yōu)劣。一般將紫外線吸收劑溶解后,以紫外光譜儀,測得其紫外光譜圖。
我們選擇了有機型紫外線吸收劑,并經大量反復比較,加入乳化劑、分散劑等復配成紫外線吸收劑——抗紫外劑UV。該抗紫外劑UV,主要用于純棉織物,能強烈吸收250-360nm紫外線。
外觀:乳白或淡黃色乳液或分散液
含固量:20%左右
離子性:非離子型
溶解性:可與水混合
毒性:無毒
pH值:7左右
5、目前我們已實際達到的水平
紫外吸收特性:290-400nm的紫外線經過抗紫外線織物,其透過率為未施加抗紫外劑面料的48%以下。小樣試驗已可達到未施加抗紫外劑面料的30%以下。反射率為未施加抗紫外劑面料的50%以下,小樣試驗其反射率可達到未施加抗紫外劑面料的45%以下。
耐水洗性:按紡織部FJ-54P-85部頒標準進行經過10次連續(xù)水洗,其290-400nm透射率為未經洗滌的織物的75%以上。
安全性:我們選用的紫外線吸收劑的大鼠急性口服半致死量LD50達到3200 mg/Kg-1600mg/Kg,故對人體無毒。經上海醫(yī)藥工業(yè)研究院毒理研究室對豚鼠皮膚進行刺激試驗與過敏試驗表明,經抗紫外劑UV整理的40sKT純棉抗紫外線汗布,未見任何紅斑及過敏現象,結果顯示為陰性,并未見明顯刺激反應。經皮膚刺激強度評價為該樣品對豚鼠皮膚無刺激性。
6、 結束語:
6。1 抗紫外線整理紡織品是90年代新發(fā)展的功能性產品,在日本尤其受到婦女青睞。各種紡織品原來已有一定程度的抗紫外線功能,抗紫外整理是提高它們的屏蔽功能,達到保護人體的目的。紡織品原料中,棉纖維本身對紫外線屏蔽率最差,而棉紡織品是最理想的服用面料,目前我們使用紫外劑UV可提高棉織物紫外線屏蔽率50%以上。耐水洗性也良好。數據均由中國計量科學研究院光學處理測定得出。
6。2 經抗紫外劑UV整理的純棉織物的安全性也較好,對人體皮膚無刺激、無過敏反應。結論由上海醫(yī)藥工業(yè)研究院毒理研究室測定得出。
6。3 目前我們所做的抗紫外線織物與國際先進水平仍有一定的差距。目前研究也僅是比較初步的,有不完善的地方請指正。