Факторы, влияющие на устойчивость текстиля к ультрафиолету, и меры по улучшению
December 12, 2025
Солнечное излучение включает инфракрасное (ИК), ультрафиолетовое (УФ), видимый свет и другие виды излучения. Ультрафиолетовые лучи - это общее название для излучений с длиной волны от 0,01 нм до 0,40 нм в электромагнитном спектре. Также известные как "ультрафиолетовый свет", ультрафиолетовые лучи можно разделить на длинноволновые ультрафиолетовые (UVA), средневолновые ультрафиолетовые (UVB), коротковолновые ультрафиолетовые (UVC) и вакуумный ультрафиолет.
Ультрафиолетовое излучение относится к солнечному излучению с длиной волны 290 ~ 400 нм, включая средне- и длинноволновые ультрафиолетовые лучи (UVA и UVB), а также коротковолновые ультрафиолетовые лучи (UVC). UVC поглощается озоновым слоем, поэтому ультрафиолетовые лучи, которые в основном влияют на человеческое тело, - это UVA и UVB.
Защита текстиля от солнца в основном нацелена на UVA + UVB. Поэтому международные стандарты единообразно выбирают диапазон 280-400 нм в качестве спектра оценки.
Факторы, влияющие на устойчивость текстиля к ультрафиолету
Ультрафиолетовое излучение также может оказывать неблагоприятное воздействие на ткани. Основные факторы, влияющие на устойчивость тканей к ультрафиолету, включают: тип волокна, структуру пряжи, пористость ткани, структурные параметры ткани, цвет, вес и толщину, а также химические добавки. Растяжение, смачивание и стирка, которые могут возникнуть в условиях повседневного использования, также могут оказать существенное влияние на устойчивость к ультрафиолету.
Текстиль, защищающий от ультрафиолета
Показатели и стандартные требования
Показатели защиты от ультрафиолета в основном используются для измерения способности продукта блокировать ультрафиолетовые лучи. Общие показатели защиты от ультрафиолета включают следующее:
1. UPF (Фактор защиты от ультрафиолета)
Определение: Отношение среднего эффекта ультрафиолетового излучения, рассчитанного, когда кожа не защищена, к эффекту, рассчитанному, когда кожа защищена тканью. Численное значение: Чем выше значение UPF, тем сильнее способность продукта защищать от ультрафиолета. Вообще говоря, UPF50+ означает, что продукт может блокировать более 98% ультрафиолетовых лучей. Применение: Обычно используется для маркировки солнцезащитной одежды, солнцезащитных зонтиков и других продуктов.
2. Коэффициент пропускания UVA
Определение: Доля полосы ультрафиолета A (длина волны 315 нм - 400 нм), проходящей через продукт. Численное значение: Чем ниже коэффициент пропускания, тем лучше эффект блокировки UVA. Применение: Вместе с UPF это важный показатель для оценки характеристик солнцезащитных продуктов.
3. Коэффициент пропускания UVB Определение: Доля полосы ультрафиолета B (длина волны 280 нм - 315 нм), проходящей через продукт. Численное значение: Чем ниже коэффициент пропускания, тем лучше эффект блокировки UVB. Применение: Это важно в некоторых областях с высокими требованиями к защите от ультрафиолета, таких как оборудование для активного отдыха и оптические линзы.
Методы тестирования характеристик защиты от ультрафиолета
1. Метод спектрофотометра
Облучите образец монохроматическими или полихроматическими ультрафиолетовыми лучами, соберите общее спектральное прошедшее излучение, определите общее спектральное пропускание и рассчитайте фактор защиты от ультрафиолета (UPF) образца.
2. Облучение образцов параллельными световыми пучками Метод сбора всего прошедшего света с помощью интегрирующей сферы может гарантировать, что прошедший свет со всех направлений будет собран, что делает результаты измерений более полными и точными. Интегрирующая сфера может эффективно гомогенизировать свет и уменьшить погрешности измерений, вызванные неравномерным освещением.
3. Облучение образцов полусферическим светом Сбор параллельного прошедшего света, фокусировка на измерении прошедшего света в определенном направлении, что позволяет конкретно изучать оптические свойства образца в определенном направлении.
Стандарты испытаний характеристик защиты от ультрафиолета для текстиля в разных странах
В соответствии с национальным стандартом GB/T 18830-2009 "Оценка характеристик защиты текстиля от ультрафиолета", текстиль, защищающий от ультрафиолета, должен соответствовать требованиям UPF > 40 и коэффициенту пропускания UVA < 5%, чтобы называться продуктами, защищающими от ультрафиолета.
Фактор защиты от ультрафиолета (UPF) относится к отношению среднего эффекта ультрафиолетового излучения, рассчитанного, когда кожа не защищена, к эффекту, рассчитанному, когда кожа защищена тканью. Чем выше значение UPF, тем лучше характеристики защиты текстиля от ультрафиолета. UVA - это самая длинноволновая часть ультрафиолетовых лучей с сильным проникновением, которая может достигать дермального слоя кожи и повреждать эластичные и коллагеновые волокна. Чем меньше коэффициент пропускания UVA, тем лучше характеристики защиты текстиля от ультрафиолета.
Подходы к улучшению характеристик защиты текстиля от ультрафиолета
1. Азокрасители могут поглощать ультрафиолетовое излучение и предотвращать фотодеградацию полимеров;
2. Используйте волокна с высоким фактором защиты от ультрафиолета для плетения тканей;
3. Добавьте частицы с функцией защиты от ультрафиолета во время ткачества;
4. Измените структуру ткани, например, увеличив толщину и плотность ткани;
5. Добавьте соответствующее количество УФ-отделочного агента в ткань для достижения устойчивости к ультрафиолету и защиты от солнца.
Механизм устойчивости волокон и тканей к ультрафиолету
Когда ультрафиолетовые лучи облучают поверхность ткани, часть ультрафиолетовых лучей будет передаваться, поглощаться и отражаться тканью. На рисунке ниже показана структура текстиля и различные пути распространения ультрафиолетовых лучей на поверхности ткани. Волокна на поверхности ткани уменьшают вред, причиняемый ультрафиолетовым излучением коже человека, поглощая часть высокой энергии ультрафиолетовых лучей и преобразуя ее в другие формы энергии, в то время как другая часть излучения отражается или рассеивается самими волокнами.
Поэтому для определенной химической обработки волокон или тканей можно использовать агенты, экранирующие ультрафиолет. Его основной механизм действия заключается в отражении большей части ультрафиолетовых лучей или их избирательном поглощении и преобразовании этих высоких энергий в низкие для высвобождения, тем самым достигая эффекта защиты от ультрафиолета. Существует много способов достижения этого эффекта.
В этой статье в основном рассказывается о достижении защиты с помощью отделочных агентов.
УФ-стойкие отделочные агенты
УФ-стойкие отделочные агенты подходят для УФ-стойкой отделки различных типов волокон текстиля, таких как спортивная одежда для активного отдыха и вся одежда, предназначенная для работы на открытом воздухе. Они могут эффективно предотвращать УФ-излучение и улучшать характеристики защиты тканей от солнца. При использовании в одной ванне с крашением полиэстера изменение цвета незначительно.
Характеристики
• ✓ Обладает эффектом поглощения ультрафиолетовых лучей, значительно снижает коэффициент пропускания ультрафиолета, эффективно предотвращает УФ-излучение (UVA, UVB), и ткань имеет высокий индекс защиты от солнца;
• ✓ Хорошая устойчивость к стирке и отличная совместимость со смолами, смягчителями и оптическими отбеливателями;
• ✓ Обычно подходит для всех волокнистых материалов, но если используются матирующие агенты для волокон или структура ткани слишком рыхлая, эффект отделки уменьшится;
• ✓ Не влияет на ощущение ткани и мало влияет на оттенок ткани;
• ✗ Может быть несовместим с другими продуктами для последующей отделки. Рекомендуется предварительно проверить его совместимость и эффект.
Применение
Встряхните перед использованием, чтобы обеспечить наилучший эффект.
Рекомендуемая дозировка: 20～50 г/л для метода пропитки
Рекомендуемый процесс: Разбавьте рабочий раствор → (пропитка-сушка, скорость подбора 70～80%) → сушка → фиксация
Дозировку можно соответствующим образом увеличить или уменьшить в соответствии с фактическими потребностями.
Когда начальное значение UPF ткани очень низкое или требуемое значение UPF очень высокое, рекомендуется увеличить дозировку до 50～80 г/л.