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Flammhemmende Stoffe und Textilien mit UV-Schutz

Aktualisiert am 9. Januar 2025
Inhaltsverzeichnis

    Aabstrakt. In diesem Artikel werden hauptsächlich die Bedeutung UV-beständiger Stoffe, die Prinzipien und Produktionsprozesse der UV-Beständigkeit sowie die Methoden und Indikatoren zur Bewertung der UV-Beständigkeitsleistung von Stoffen vorgestellt. BEGOODTEX kombiniert UV-Schutztechnologie in flammhemmenden Stoffen.

    1. Überblick

    Klassifizierung und Funktion der ultravioletten Strahlung

    Neben dem, was wir im Sonnenspektrum als Licht sehen können, besteht es auch aus ultraviolettem und infrarotem Licht, das mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Ultraviolettes Licht ist eine Wellenart, die eine kürzere Wellenlänge als sichtbares Licht hat und etwa 6 Prozent des Spektrums ausmacht. Der Wellenlängenbereich für Strahlung liegt zwischen 200 und 400 Nanometern. Basierend auf der Wellenlänge und verschiedenen biologischen Auswirkungen der Strahlung. Es ist in drei Bands kategorisiert; UV A für 320 bis 400 Lichtwellen; UV B für den Wellenlängenbereich 290 bis 320 nm; und UV C für den Bereich von 200 bis 290 nm.

    Die als Ozonschicht bekannte Schutzschicht der Atmosphäre nimmt aufgrund der Freisetzung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen wie Freon durch menschliche Aktivitäten und tägliche Routinen in den letzten Jahren ab. Diese Ausdünnung der Ozonschicht hat zu einem Anstieg der Strahlung geführt, die die Erdoberfläche erreicht, was zu einer Zunahme von Krankheiten führt, die durch übermäßige UV-Strahlung verursacht werden. Typischerweise bieten normale Bekleidungsmaterialien einen 50-prozentigen Schutz vor ultravioletten Strahlen, was nicht den erforderlichen Schutzstandards entspricht. Darüber hinaus kann eine längere Einwirkung von Strahlung zum Ausbleichen und Altern der Stoffe führen. Daher ist die Anwendung von UV-Behandlungen auf Textilien unerlässlich.

    Überlegungen zur UV-Beständigkeit von Textilienfun5-last

    Wenn Sonnenlicht auf die Oberfläche eines Stoffes trifft; Ein Teil davon prallt ab, ein anderer Teil dringt ein und der Rest geht durch den Stoff selbst. Stoffe bestehen aus verschiedenen Faserarten und verfügen über komplizierte Oberflächenmuster, die UV-Strahlen absorbieren und streuen können, um deren Durchlässigkeit zu verringern. Die Art und Weise, wie UV-Strahlen gestreut und reflektiert werden, hängt von der einzigartigen Oberflächenform der einzelnen Fasern sowie der Struktur und Farbintensität des Stoffes ab. Von nun an ist es wichtig, bei der Prüfung der Wirksamkeit von Textilien gegen schädliche UV-Strahlen eine Reihe von Aspekten sorgfältig zu berücksichtigen.

    Fasertyp

    Verschiedene Fasertypen weisen unterschiedliche Absorptionsgrade auf. Diffuse Reflexion ultravioletter Strahlen aufgrund von Faktoren wie ihrer Zusammensetzung und Struktur auf molekularer Ebene sowie ihren Oberflächeneigenschaften und Querschnittsformen. Auch wenn Fasern mit unterschiedlichem Querschnitt aus dem Material bestehen, reflektieren sie ultraviolette Strahlen unterschiedlich, wobei die Absorptionsfähigkeit durch die Kontaktfläche beeinflusst wird. Im Vergleich zu synthetischen Stoffen mit Querschnitt zeigen synthetische Stoffe mit flachen und unregelmäßigen Fasern in dieser Hinsicht eine bessere Leistung. Stoffe mit Fasern bieten im Vergleich zu Stoffen mit langen Fasern einen besseren Schutz vor UV-Strahlen, während verarbeitete Seidenprodukte Rohseidenprodukten aus synthetischen Fasern überlegen sind und feinere Stoffe raueren vorzuziehen sind.

     

    Vergleich der UPF-Werte verschiedener Stoffe
    Produktname Abdeckungskoeffizient (%) Stoffgewicht (g/㎡) UPF
    Polyestertaft 98 142.9 34
    Twill-Stoff aus reiner Baumwolle 100 264.8 13
    Polyester-Strickstoff 81 106.1 17
    Nadelweberei aus Baumwolle 83 124.1 4
    Polyestergewebe 82 133.0 12
    Bedruckter Baumwollstoff 81 106.1 4

     

    Behandlungsstoff

    Stoffe, die mit Ausrüstungen wie Beschichtungen oder wasser- und ölabweisenden Mitteln behandelt wurden, können durch den Prozess eine Verbesserung ihrer UV-Schutzeigenschaften erfahren. Diese Verbesserung ist auf die erhöhte Dicke und verringerte Porosität des Stoffes nach der Behandlung sowie auf die inhärenten UV-Schutzeigenschaften des Ausrüstungsmittels selbst zurückzuführen.

    2. Anti-UV-Veredelungsmechanismus und Anti-UV-Veredelungsmittel

    Mechanismus der UV-beständigen Veredelung

    Wenn Licht optisch auf ein Objekt trifft, wird es von der Oberfläche reflektiert, teilweise vom Objekt absorbiert und gelangt zum Rest durch das Objekt hindurch. Typischerweise ergibt die Summe aus Transmission minus Reflexion plus Absorption 100 %. Die Idee hinter der UV-Behandlung besteht darin, UV-Schutzmittel zur Behandlung von Fasern oder Stoffen zu verwenden. Wenn Sonnenlicht auf die Stoffoberfläche trifft, dringt nur ein kleiner Teil durch die Öffnungen im Material; Der größte Teil davon wird zurückreflektiert oder von der UV-Schutzverbindung absorbiert und in niedrigere Energie umgewandelt, bevor er wieder emittiert wird. Verhindert effektiv ultraviolette Strahlen. Im Wesentlichen schützen Textilien vor Strahlung durch zwei Hauptmethoden; reflektiert Licht und absorbiert es.

    UV-beständiges Veredelungsmittel

    Es gibt zwei Kategorien von Ausrüstungsmitteln, die üblicherweise für die UV-Beständigkeit verwendet werden: anorganische und organische Optionen.

    1. Anorganische UV-beständige Ausrüstungsmittel:

    Die meisten der verwendeten anorganischen UV-Schutzlacke bestehen aus Metallen und Metalloxiden sowie deren Salzen, die in der Materialwissenschaft und Technik als UV-Schutzmittel bezeichnet werden. Diese mit UV-Schutz ausgestatteten anorganischen Substanzen zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus: Sie sind für Menschen und Tiere ungefährlich, obwohl sie bei Hautkontakt weder riechen noch reizen. weist thermische Stabilität auf, ohne sich leicht zu zersetzen oder zu verdampfen; und der Nachweis einer wirksamen Abschirmung gegen schädliche ultraviolette Strahlen. Sie dienen bekanntermaßen als sichere Schutzmittel gegen UV-Strahlen und besitzen darüber hinaus den zusätzlichen Vorteil, dass sie die Vermehrung von Bakterien und Pilzen hemmen und unangenehme Gerüche abwehren.

    1. Organische UV-beständige Ausrüstungsmittel:

    Organische UV-beständige Abschirmmittel werden konkret wie folgt klassifiziert:

    Benzonverbindungen.

    Benzotriazol-Klasse.

    Salicylsäureverbindungen.

    Organisches Nickelpolymer.

    Triazin-Klasse.

    Ersetzen Sie Acrylnitril.

    Zimtester

    Aminobenzoesäure und ihre Ester.

    201

    3. Herstellung von UV-beständigen Fasern und Textilien

    UV-beständige Faser

    In China wurdentelFortschritte bei der Herstellung von UV-Schutzfasern erzielt, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Entwicklung von Polyestermaterialien lag, die UV-Schutz bieten. Dazu gehören Typen wie Polyester-Stapelfaser, Polyester-POI, FDV, UDF und DTU. Bestimmte Polyesterfasern konnten bis zu 94 bis 98 % der UV-Strahlen blockieren.

     

    Es gibt Methoden zur Herstellung von Fasern, die effektiv UV-Strahlen widerstehen, und diese können in die folgenden vier Typen eingeteilt werden.

     

    Methode nach der Implantation

     

    Nach Abschluss des Produktionsprozesses von Fasern wie Baumwollfasern unter Berücksichtigung der UV-Beständigkeit durch Methoden wie Tauch- und Färbebäder oder Drucktechniken, um Anti-UV-Ausrüstungsmittel in die Fasern einzubetten.

     

    Copolymerisationsspinnverfahren

     

    Bei der Copolymerisationsspinnmethode werden zunächst UV-Absorber mit Monomeren faserbildender Polymere copolymerisiert und anschließend Polymere mit Anti-Ultraviolett-Funktion hergestellt. Anschließend werden konventionelle Spinnverfahren zur Herstellung von UV-beständigen Fasern eingesetzt. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Herstellung synthetischer Polyesterfasern mit Anti-Ultraviolett-Funktion verwendet. Diese Fasern haben gute Anti-Ultraviolett-Eigenschaften und können ultraviolette Strahlen mit Wellenlängen von 280–340 nm effektiv absorbieren.

     

    Bverliehen Sfeststecken

    Mischgarn kann als Mischgarn kategorisiert werden, und geschnittene Mischgarne sind auf dem Markt für synthetische Faserarten erhältlich, die direkt gesponnen werden; Man kann den UV-Schutz dieser Fasern verbessern, indem man Anti-UV-Ausrüstungsmittel entweder in die Spinnflüssigkeit (Spinnschmelze oder Spinnlösung) oder direkt in das Polymermaterial selbst einarbeitet.

     

    Verbundspinnverfahren

    Die durch Spinnen hergestellten Fasern weisen typischerweise eine Hautkernstruktur auf, wobei die Kernschicht mit UV-beständigen Ausrüstungsmitteln durchtränkt ist und die äußere Schicht aus herkömmlichen Polymermaterialien besteht.

    UV-beständige Textilien

    UV-beständige Textilien entstehen durch Textilveredlungsprozesse, bei denen der Einsatz von UV-Strahlungsschutzmitteln, die Vorbereitung von Flüssigkeiten für Veredelungsanwendungen und die Wahl geeigneter Veredelungsmethoden im Mittelpunkt stehen.

    Oberflächenbeschichtungsverfahren

    Durch das Auftragen eines UV-Veredelungsmittels auf das Beschichtungsmittel und die anschließende Erzeugung eines Films auf der Stoffoberfläche durch Trocknung und Wärmebehandlung mithilfe einer Beschichtungsmaschine erreicht die Oberflächenbeschichtungsmethode effektiven UV-Schutz und Sonnenschutz bei verschiedenen Fasertypen bei geringer Temperatur Kosten, ohne dass fortgeschrittene Anwendungstechniken oder Ausrüstungsanforderungen erforderlich sind. Die Textur und die Eigenschaften der mit dieser Technik behandelten Gegenstände können sich optisch verändern. Wie gut sie Wasser absorbieren und Luft durchlassen. Diese Methode wird typischerweise bei der Arbeit mit Materialien wie Arbeitskleidung, Sonnenschirmen und Zelten eingesetzt.

    Immersionsmethode

    (1) Färben im gleichen Badverfahren. Polyester-UV-Absorber weisen Hydrophobie und eine gewisse Affinität zu Polyester auf, so dass durch Hochtemperatur- und Hochdruck-Färbeverfahren eine UV-beständige Ausrüstung und Färbung im selben Bad erreicht werden kann.

    (2) Separate Immersionsmethode. Wasserlösliche UV-Absorber können aufgrund ihrer Sulfonsäuregruppen im selben Bad mit anionischen Farbstoffen wie Säurefarbstoffen und Metallkomplexfarbstoffen zum Färben von Wolle, Seide und Nylon verwendet werden. Diese Methode ist für Woll-, Seiden-, Nylon- und Baumwollstoffe geeignet, für Polyesterstoffe jedoch aufgrund der hohen Kosten und unbefriedigenden Ergebnisse nicht sehr geeignet.

    Druckrecht

    Um die Farbbeständigkeit bedruckter Stoffe gegenüber Lichteinwirkung zu verbessern, wird eine Verbesserung durch die Einbeziehung von UV-Absorbern in die Druckpaste zusammen mit Farbstoffen erreicht, die häufig für Innendekorationsstoffe verwendet werden, die eine hohe Lichtechtheit erfordern. Daher entscheiden sich ausländische Länder häufig für UV-Absorber und Farbstoffe mit hervorragender Lichtbeständigkeit für Co-Druckzwecke auf ihren Textilien.

    Tauchwalzverfahren

    Die Tauchwalztechnik eignet sich gut für verschiedene Stoffarten; Wasserlösliche UV-Absorber können sich an hydrophile Fasern binden und unlösliche UV-Absorber können sich an hydrophobe Fasern binden, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden, ähnlich dem Prozess des Heißschmelzfärbens mit dispergierten Farbstoffen.

    Mikrokapsel PVerarbeitung

    Die Herstellung von Mikrokapseln durch Mikrokapselverarbeitung umfasst die Herstellung von Kapseln, die UV-Absorber enthalten und von Polymeren mit hohem Molekulargewicht umhüllt werden. Dabei kommt eine Technik zum Einsatz, bei der Polymerisation und Mikroverkapselung gleichzeitig kombiniert werden. Durch die Einkapselung von Absorbern im Kern der Kapsel und die anschließende Befestigung der Mikrokapseln am Stoff mithilfe von Klebstoffen und Vernetzungsmitteln entstehen Textilien mit einem UV-Schutz von über 85 %.

    IFM -Arbeitskleidung

    4. Bewertung der UV-Beständigkeit von Stoffen

    Es gibt viele Standards zur Messung der UV-Beständigkeit von Stoffen, wie zum Beispiel AS/NZS 4399-1996 in Australien und Neuseeland, GB/T 18830-2009 in China, AATCC183-2014, ASTM D6603-2012, ASTM D6544-2012 in China Vereinigte Staaten usw.

    Bewertungsmethode für die UV-Beständigkeitsleistung

    Standardtestmethode

    Der chinesische Standard GB/T 18830-2009 „Bewertung der UV-Schutzleistung von Textilien“ legt die Testmethoden für die UV-Schutzleistung von Textilien sowie die Bewertungs- und Angabemethoden für das Schutzniveau fest. Diese Norm legt fest, dass ein Produkt als UV-beständig bezeichnet werden kann, wenn der UPF-Wert der Probe mehr als 40 und die T (UV-A) weniger als 5 % beträgt.

    Andere Testmethoden

    (1) Ultraviolett-Spektrophotometer-Methode. Mithilfe eines UV-Spektrophotometers als Strahlungsquelle wird ein bestimmter Wellenlängenbereich (280–400 nm) ultravioletten Lichts erzeugt und auf den Stoff gestrahlt. Dann wird eine Ulbrichtkugel verwendet, um den Strahlungsfluss zu sammeln, der in verschiedenen Richtungen durch das Gewebe geht, und die UV-Durchlässigkeit wird berechnet. Je kleiner die UV-Durchlässigkeit, desto besser ist die Fähigkeit des Stoffes, UV-Strahlen abzuschirmen.

    (2) Methode zur Akkumulation der UV-Intensität. Bestrahlen Sie einen auf einem UV-Intensitätsspeicher liegenden Stoff mit ultraviolettem (UV) Licht, bestrahlen Sie ihn für eine bestimmte Zeit, messen Sie die kumulierte Menge an UV-Licht, die durch den Stoff dringt, und berechnen Sie sie dann. Je geringer die kumulierte Menge an ultravioletter Strahlung durch den Stoff ist, desto besser.

    (3) Illuminometer-Methode. Messen Sie mit einer UV-Lampe als Lichtquelle und dem Hinzufügen von UV-transparentem Glas zum Beleuchtungsstärkemessgerät die kumulative Menge an Q8, die durch die Probe gelangt, und die kumulative Strahlungsmenge, ohne die Probe zu platzieren.

    (4) Fading-Methode. Decken Sie die Probe auf der Lichtechtheits-Standardkarte in einem Abstand von 50 cm von der Probe ab und bestrahlen Sie sie mit ultraviolettem Licht, um die Zeit zu bestimmen, die die Lichtechtheits-Standardkarte benötigt, um ihre Farbe auf Stufe 1 zu ändern. Je länger die verwendete Zeit, desto besser die Abschirmwirkung .

     

    Indikatoren zur Bewertung der UV-Beständigkeitsleistung

    UV-Durchlässigkeitsverhältnis

    Die UV-Durchlässigkeit ist die Messung der UV-Strahlung, die eine Probe durchdringt, im Vergleich zur UV-Strahlung, die durchdringt, ohne dass eine Probe vorhanden ist. Die Verwendung der Durchlässigkeit hilft bei der Beurteilung des UV-Schutzes von Stoffen und ermöglicht Berechnungen, um festzustellen, ob die UV-Durchlässigkeit eines Stoffes unter dem akzeptablen Wert liegt, um in bestimmten Situationen Hautschäden durch UV-Strahlen zu verhindern.

    UV-Abschirmungsrate

    Der Grad des UV-Schutzes ist ein Maß, das den Verbrauchern hilft, auf einfache Weise zu verstehen, wie gut ein Produkt UV-Strahlen blockiert und die bei ihnen gut ankommt. Obwohl UV-Durchlässigkeit und UV-Abschirmungsrate je nach Standpunkt unterschiedlich erklärt werden können, vermitteln sie im Wesentlichen die Bedeutung für den Durchschnittsmenschen.

    Lichtschutzfaktor (SP). UV-Strahlen-Abschirmungsstufe (URSL).

    LSFs sind in Kosmetika weit verbreitet, während UPFs in Textilien zum Schutz vor UV-Strahlung weit verbreitet sind. Die UPFs messen den UV-Beständigkeitsgrad von Stoffen. Sind entscheidend für die Bewertung ihrer Leistung gegen UV-Strahlen.

     

    UPF Range PSchutz CKlassifizierung UV TTransmissionsgrad (%) UPF Grade
    15~24 Besserer Schutz 6.7~4.2 15,20
    25~39 Sehr guter Schutz 4.1~2.6 25,30,35
    40~50,50+ Sehr ausgezeichneter Schutz ≤2.5 40,45,50,50+

     

    Durchdringungsrate

    In nationalen Standards werden der UPF-Wert und die UV-A-Durchlässigkeit zusammen als Indikatoren zur Bewertung der UV-Beständigkeit verwendet, wobei der UPF-Wert größer als 30 und die UV-A-Durchlässigkeit 5 % nicht überschreitet.

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