織物含水率對其抗紫外性能的影響

曹機良，孟春麗，邊亞敏

(河南工程學院材料與化學工程系，鄭州450007)

近年來，隨著人們生活水平的提高，越來越多的人開始關注紡織品的保健和防護功能［1-3］。由于環(huán)境惡化，地球表面的紫外線增多，皮膚癌等發(fā)病率增高，嚴重威脅著人類的健康，故抗紫外線整理關注度比較高，同時也促使廣大企業(yè)和科研機構開發(fā)防紫外線服裝面料［4-5］。

紫外線分為紫外線A(320～400 nm波段)、紫外線B(280～320 nm波段)和紫外線C(200～280 nm波段)，由于紫外線C不能到達地球表面，故紡織品紫外線防護整理主要為檢測其對紫外線A(UVA)和紫外線B(UVB)的防護效果。常用的評價方法有紫外線透過率(TUVA和TUVB)和紫外線防護系數(shù)(UPF值)［6-7］。

目前，市場上具有防紫外線功能的面料和產品較多，但其抗紫外性能大多在織物含水率較低的狀態(tài)下測定，而人體夏季實際使用抗紫外線面料的過程中，織物上往往帶有較多的汗液。因此，織物帶有汗液時其抗紫外線性能的變化也是值得關注的，因為此狀態(tài)下的織物防紫外線性能更加貼近實際應用［8］。鑒于此，本研究用模擬汗液對不同類型的織物進行處理，測試織物含水率對其抗紫外性能的影響，為消費者和相關企業(yè)提供參考。

1 試驗

1.1 材 料

織物:棉、滌綸、錦綸、羊毛、65/35滌棉混紡機織物、蠶絲雙縐織物、腈綸針織物。

化學品:L-組氨酸鹽酸鹽一水合物、氯化鈉，均為化學純。

1.2 織物模擬汗液整理方法

整理液由L-組氨酸鹽酸鹽一水合物質量濃度0.5 g/L和氯化鈉質量濃度5 g/L組成?？椢锝浾硪憾埡?，于80℃烘燥不同時間，得到不同含水率的試樣。

1.3 測試方法

織物的紫外線防護因子(UPF值)和紫外線透過率在HB902型紡織品紫外線測試儀(山東萊州市電子儀器有限公司)上測定。

2 結果與討論

2.1 棉織物

由不同含水率條件下棉織物的抗紫外性能可知(圖1)，隨著棉織物含水率的增加，其紫外線A的透過率(TUVA)和紫外線B的透過率(TUVB)均逐漸增大。由此說明，隨著棉織物含水率的增加，越來越多的紫外線能夠透過織物到達人體皮膚，故棉織物的抗紫外性能隨其含水率的增加而降低。這一點從棉織物的紫外線防護指數(shù)(UPF)值隨含水率的增加而降低可以更直觀地看出。因為照射到織物表面的紫外線往往以散射、吸收和透過3種形式分散，當織物的含水率越高，被織物散射出去的紫外線越低，而被織物吸收的紫外線基本不變，故導致被透過織物的紫外線增加。夏季純棉襯衫或純棉T恤比較受廣大消費者的歡迎，人們在穿著此類服飾時應考慮到織物含水率增加帶來的抗紫外性能減弱這一影響。

圖1 含水率對棉織物抗紫外性能的影響Fig.1 Effect of moisture content on anti-ultraviolet capability of cotton fabrics

2.2 滌綸織物

由不同含水率的滌綸織物的抗紫外性能可知(圖2)，隨著滌綸織物含水率的增加，其TUVA和TUVB在300～320 nm波段上逐漸增加，TUVB在280～300 nm波段上變化較小，織物的UPF值也有所下降?？梢?，隨著含水率的增加，滌綸織物的抗紫外性能有所降低。裙子或運動服等夏季服飾較常采用滌綸作為主要面料，雖然滌綸織物本身的吸水性較差，但汗液對其抗紫外性能的影響仍不可忽視。

圖2 含水率對滌綸織物抗紫外性能的影響Fig.2 Effect of moisture content on anti-ultraviolet capability of polyester fabrics

2.3 錦綸織物

由不同含水率的錦綸織物的抗紫外性能可知(圖3)，隨著錦綸織物含水率的增加，其UPF值逐漸下降，TUVA和TUVB均逐漸增大?？梢?，隨著含水率的增加，錦綸織物的抗紫外性能逐漸降低。錦綸織物由于其特有的彈性特征和相對較高的回潮率而廣受喜愛，它常以純紡或混紡(錦棉、滌錦等)織物的形式作為夏季面料。但汗液對其抗紫外性能有明顯的下降作用。

圖3 含水率對錦綸織物抗紫外性能的影響Fig.3 Effect of moisture content on anti-ultraviolet capability of nylon fabrics

2.4 腈綸織物

由不同含水率的腈綸織物的抗紫外性能可知(圖4)，隨著腈綸含水率的增加，其紫外線A的透過率TUVA和紫外線B的透過率TUVB均逐漸增大。由此說明，隨著腈綸織物含水率的增加，腈綸織物的抗紫外性能逐漸降低。這一結果也可以從腈綸的紫外線防護指數(shù)(UPF)值降低看出。

圖4 含水率對腈綸織物抗紫外性能的影響Fig.4 Effect of moisture content on anti-ultraviolet capability of acrylon fabrics

2.5 羊毛織物

由不同含水率的羊毛織物的抗紫外性能可知(圖5)，隨著羊毛織物含水率的增加，TUVA逐漸升高，說明羊毛織物對紫外線A的防護效果隨織物含水率的增加而降低，而織物的TUVB逐漸降低，說明羊毛織物對紫外線B的防護效果隨織物含水率的增加而增加，但織物的UPF值隨含水率的增加而降低，說明羊毛織物的總體抗紫外線性能隨織物含水率的增加而降低。輕薄款式的羊毛織物也是夏季服裝的首選，考慮到紫外線B對人體的危害遠大于紫外線A，且羊毛含水越多，其抗紫外線B的能力越強，故這一類織物由于含水率的變化而導致抗紫外能力的下降，但造成對人體的影響較小。

圖5 含水率對羊毛織物抗紫外性能的影響Fig.5 Effect of moisture content on anti-ultraviolet capability of wool fabrics

2.6 蠶絲織物

不同含水率條件下蠶絲織物的抗紫外性能可知(圖6)，隨著蠶絲織物含水率的增加，TUVA逐漸升高，說明蠶絲織物對紫外線A的防護效果隨織物含水率的增加而降低，而織物的TUVB在280～290 nm波段上逐漸降低，TUVB在290～320 nm波段上逐漸增加。通過織物TUVB在280～320 nm波段上的總體變化可知，蠶絲織物對紫外線B的防護效果隨織物含水率的增加而降低，故織物的UPF值隨含水率的增加而降低。蠶絲織物由于其獨特的優(yōu)點而深受廣大女性的熱捧，是常見的夏季面料之一，但織物含水率增加可導致其抗紫外性能的減弱。

圖6 含水率對蠶絲織物抗紫外性能的影響Fig.6 Effect of moisture content on anti-ultraviolet capability of silk fabrics

3 結論

1)隨著織物含水率的增加，棉、滌綸、錦綸和腈綸的紫外線透過率均逐漸增加，羊毛的TUVA逐漸升高，而 TUVB有所降低;蠶絲織物的 TUVA和 TUVB在290～320 nm波段上逐漸升高，而 TUVB在 280～290 nm波段上逐漸降低。

2)棉、滌綸、錦綸、腈綸、羊毛、蠶絲織物的抗紫外性能隨著其含水率的增加而降低，這是因為濕的織物在紗線和纖維之間的水分減弱了紫外線的散射效應，從而提高了織物的紫外線透過率。

［1］EDLICH R F， COX M J， BECKER D G， et al.Revolutionary advances in sun protective clothing:an essential step in eliminating skin cancer in our world［J］.Journal of Long-Term Effects of Medical Implants，2004，14(2):95-105.

［2］WANG S Q，KOPF A W，MATX J，et al.Reduction of ultraviolet transmission through cotton T-shirt fabrics with low ultraviolet protection by various laundering methods and dyeing:clinical implications ［J］.Journal of American Academy of Dermatology，2001，44(5):767-774.

［3］顧艷楠，鄭今歡.抗紫外防水涂層織物整理研究［J］.現(xiàn)代紡織技術，2012，20(4):8-12.GU Yannan， ZHENG Jinhuan. Study of the anti-UV waterproof and permeable coated fabric finishing ［J］.Advanced Textile Technology，2012，20(4):8-12.

［4］李明珠，張慶，余逸男，等.隔熱降溫抗紫外遮陽紡織品［J］.印染，2011，37(21):28-30.LI Mingzhu，ZHANG Qing，YU Yinan，et al.Sunshade cloth with thermal insulation and UV protection［J］.Dyeing＆ Finishing，2011，37(21):28-30.

［5］顧艷楠，鄭今歡.抗紫外防水透濕涂層織物整理研究［J］.現(xiàn)代紡織技術，2012(04):8-12.GU Yannan， ZHENG Jinhuan. Study of the anti-UV waterproof and permeable coated fabric finishing ［J］.Advanced Textile Technology，2012(04):8-12.

［6］唐人成，梅世英，趙建平.Lyocell紡織品染整加工技術［M］.北京:中國紡織出版社，2001:321-327.TANG Rencheng，MEIShiying，ZHAOJianping.Dyeing and Finishing of Lyocell Fabrics［M］.Beijing:China Textile ＆Apparel Press，2001:321-327.

［7］曹益寧，崔志華，陳維國，等.吡啶酮型苯并三唑紫外線吸收劑的合成與光譜特性［J］.浙江理工大學學報，2011，28(6):846-849，880.CAO Yining，CUI Zhihua，CHEN Weiguo，et al.Synthesis and spectral properties of pyridone type benzotriazole uv absorber［J］.Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2011，28(6):846-849，880.

［8］付世偉.常用紡織原料干濕狀態(tài)下抗紫外性能的比較［J］.質量技術監(jiān)督研究，2009(2):32-35.FU Shiwei.Comparison of the anti-UV property in common textile raw material under the dry and wet condition［J］.Quality and Technical Supervision Research，2009(2):32-35.