概述国内外市场上防紫外线纤维与织物的开发与应用情况

概述国内外市场上防紫外线纤维与织物的开发与应用情况

时间：2010-09-14 09:46:43 来源：作者：

    一、前言
    近年来，由于氟利昂等含卤化合物大量排放，滞留在地球上空，被紫外线分解形成的活性氯与臭氧发生连锁化学反应，使空气中的臭氧层遭到破坏形成空洞，致使紫外线照射到地面上，紫外线会对人的皮肤造成伤害。据科学家预测到2050年大气平流层臭氧量将会减少约20％左右，到那时紫外线将会给人类健康带来更大的危害。因此，人们开发了具有防紫外线功能的纤维及其纺织品。
二、防紫外线纤维的开发历史
    早在20世纪80年代初期，日本可乐丽公司就推出有防紫外线功能的ESMO纤维，利用化纤改性技术，将纳米防紫外线材料作为添加剂来对纤维实现改性，制备功能化纤维和纳米复合纤维。例如湿法纺丝中的溶液共混，就是在将高聚物经适当的溶剂溶解后，将纳米粒子加入其中，然后进行纺丝加工；而熔融纺丝则是将纳米微粒加入熔融的聚合物中，制备功能化纤维。国外防紫外线纤维的大量开发，始于20世纪90年代初期，比较好的是日本，目前日本有十多家公司在生产性能优异的防紫外线纤维。我国防紫外线纤维开发虽然起步较晚，但发展很快。目前已有上海、天津，无锡等地开发出了防紫外线纤维，是在成纤聚合物聚合过程中或熔融状态下，加入具有防紫外线屏蔽性能的能吸收紫外线的添加剂氧化钛(TiO2 )融熔纺丝制成防紫外线纤维。用这种纤维织成的织物。其紫外线屏蔽指数大于50、紫外线透过率小于3％，对紫外线辐射不仅具有反射作用，而且还具有强烈的选择、吸收将紫外线能量转换成热能或其他无害的低能形式，予以释放或消耗。因此，该纤维具有防暑、隔热，触感凉爽的服用性能。特别适用织制夏季服装面料。
    另外，自从1989年Solar Protective Factory公司（SPF）发现紫外线（UV）穿透T恤会达到警戒的百分比后，SPF公司就开始研发防晒布料。事实上，SPF公司是第一家，也是唯一一家布料经过美国太空总署(NASA)测试并获得验证的厂商。此外，SPF也与美国测试与材料协会(American Society of Testing and Material, ASTM)合作，协助建立全球最具公信力的布料与成衣检验标准。这些标准确保穿戴者的衣物在相当于两年的洗涤与拉扯后，仍具抗紫外线效果。SPF公司开发Solarprotiferous制作法，提高布料的抗UV特性。布料结构的创新包括纱线样式与编织、针织技术，运用紫外线吸收及反射的药剂、化学处理与环保材料，如竹炭与椰炭，还有钛和其它奇特的复合物等，这些都是Solarprotiferous制作法的一部分。该制作法促进了增进紫外线反射与吸收的创新。另外，将布料表面的紫外线转移为红外线更能使布料外部的温度保持稳定，使布料与皮肤接触面产生凉爽感，也因此更加具有保护性与舒适度。SPF公司已经推出世界首创，符合皮肤癌症基金会(Skin Cancer Foundation)推荐标章规范的全棉T恤。皮肤癌症基金会为美国第一个致力于教育大众以及医疗专业人员有关日晒安全知识的机构，也是全球唯一致力于皮肤癌的防治、侦测与治疗的机构。SPF公司的全棉T恤是唯一符合美国测试与材料协会标准，防晒系数（UPF）达50+的全棉T恤。防晒系数的检验测试是在成衣经过40次洗涤以及100小时紫外线曝晒之后，给予系数的检定，并由美国的国际UV测试实验室（International UV Testing Laboratory）进行测试。这件防晒T恤的价格由11.95美元（短袖）至17.95美元（长袖）不等，且仅在网站上贩卖（www.SPFStore.com）。
三、防紫外线纤维的制造及性能
    首先选择合适的防紫外线添加剂（俗称防紫外线吸收剂、紫外线稳定剂）很重要，这是一类能选择性地强烈吸收波长为290-400nm的紫外线，有效地防止和抑制光、氧老化作用而自身结构不起变化的助剂。这类助剂还应具备五毒、低挥发性、良好的热稳定性、化学稳定性、耐水解性、耐水中萃取性、与高聚物的相容性。防紫外线添加剂可分为无机物和有机物两大类，特别能使紫外线散射而消除的无机物质有二氧化钛、氧化锌、滑石粉、陶土、碳酸钙等等，这些无机物质具有较高的折射率，使紫外线发生散射从而防止紫外线入侵皮肤。其中氧化锌和二氧化酞的紫外线透射率较低，为大多数紫外线纤维所选用。
1.防紫外线纤维的制备方法
1.1在成纤聚合物聚合过程中或熔融状态下加入具有紫外线屏蔽性能的成分。
    也就是选择一种合适的紫外线吸收剂与成纤高聚物的单体一起共聚，制得防紫外线共聚物，然后纺成防紫外线纤维。例如，日本专利报道，用常规的直接酯化或酯交换后缩聚的方法制得防紫外线良好的线型聚酯，再通过常规的熔融纺丝法纺制成纤维。这种纤维具有良好的防紫外线性能，能有效地吸收波长为280-340nm的紫外线，可用作室外用品。
1.2在纤维制造过程中或任意阶段将屏蔽紫外线剂混入纤维中。
    防紫外线纤维的生产制造可通过共混纺丝制得，即将紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂的粉体在聚合物聚合时加入或直接共混纺丝，也可先制成防紫外线母粒再进行纺丝。这样制得的防紫外线纤维比后整理法制成的纺织品的防紫外线功能持久，耐洗性好，手感柔软，易于染色。但其混纺丝法由于粉体加入量的多少、颗粒的大小和均匀度的不同，其功能也不一样，并有可能逐渐堵塞喷丝孔，缩短喷丝板的寿命，增加成本。
2．防紫外线纤维的性能
    目前，国内外防紫外线纤维的开发工作正在不断地加快，作为各种纺织品面料，防紫外线纤维必须具有一定的性质。
●　具有良好的紫外线屏蔽功能
●　聚合物经改性产生良好的持久性
●　与普通制品一样耐洗和耐烫性好
●　从聚合物中溶出屏蔽剂，但不产生剥离，安全性好。
●　与混入无机化合物同样，安全性、光稳定性良好，对皮肤无伤害。
●　阳光下穿着感舒适
●　加工方便，具有持久性。
四、国际市场上各个公司开发的抗紫外线产品情况
1.香港福田实业公司具排汗功能及防紫外线布料
    近年来，香港福田实业(集团)有限公司推出一种具排汗功能的布料系列Dr. Dry，能使穿着者在剧烈运动中仍能保持干爽及舒适。Dr. Dry品牌于4年前由福田命名，以特殊交织的物料来达致超卓水份蒸发的特性。这种特别的布料能提供干爽的感觉，在日常或剧烈活动后倍感舒适。Dr. Dry能改良便服、睡衣、内衣及运动服的特性，是制造这类衣物的理想布料。福田实业执行董事严振铭说：Dr. Dry是首批在市场上拥有吸湿作用的产品之一。福田实业又推出防紫外线布料，能有效阻挡紫外线，亦可减低晒伤及皮肤受损的危险。福田实业采用紫外线保护指数（UPF）作为其防紫外线布料的量度指针。UPF值达15的布料只有1/15的紫外线可穿越；而UPF值达20的布料只有1/20的紫外线可穿越。
2.日本小松精炼公司新型防紫外线面料
　　日本小松精炼(Komatsu Seiren）公司的UVDigital99涤纶、锦纶织物，用一种双重效果，即可以吸收紫外线、又可以反射、折射紫外线的涂层材料处理后制成。面料能保护皮肤免受紫外线侵害，可用于运动服、室外服装和伞等。另外，据日本媒体报道，日本东丽（Toray）公司新近推出一种新型防紫外面料，它的原料是Arfix涤纶。这种原料采用特殊的合成陶瓷来实现紫外线防护功能，还具有防透明、凉爽功能，并具有丰富的褶皱和棉型手感。

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