Tessuti e tessili ignifughi anti-UV

UNastratto. Questo articolo introduce principalmente l'importanza dei tessuti resistenti ai raggi UV, i principi e i processi di produzione della resistenza ai raggi UV, nonché i metodi e gli indicatori per valutare le prestazioni di resistenza ai raggi UV dei tessuti. BEGOODTEX combina la tecnologia di protezione UV in tessuti ignifughi.

1. Panoramica

Classificazione e funzione delle radiazioni ultraviolette

Oltre a ciò che possiamo vedere come luce nello spettro solare, esso è costituito anche da luce ultravioletta e infrarossa che non può essere vista ad occhio nudo. La luce ultravioletta è un tipo di onda che ha una lunghezza d'onda più corta della luce visibile e costituisce circa il 6% dello spettro. La gamma di lunghezze d'onda delle radiazioni è compresa tra 200 e 400 nanometri. Basato sulla lunghezza d'onda e sui vari impatti biologici delle radiazioni. È classificato in tre fasce; UV A da 320 a 400 onde luminose; UV B per la gamma di lunghezze d'onda da 290 a 320 nm; e UV C, per l'intervallo da 200 a 290 nm.

Lo strato protettivo dell'atmosfera noto come strato di ozono si sta riducendo a causa del rilascio di clorofluorocarburi come il Freon dalle attività umane e dalla routine quotidiana negli ultimi anni. Questo assottigliamento dello strato di ozono ha portato ad un aumento delle radiazioni che raggiungono la superficie terrestre con conseguente aumento delle malattie causate da un'eccessiva esposizione ai raggi UV. In genere i normali materiali per indumenti offrono una protezione del 50% contro i raggi ultravioletti, un livello inferiore agli standard di protezione necessari. Inoltre l'esposizione prolungata alle radiazioni può portare allo scolorimento e all'invecchiamento dei tessuti. Di conseguenza, diventa essenziale applicare trattamenti UV ai tessuti.

Considerazioni sulla resistenza ai raggi UV dei tessuti

Quando la luce solare colpisce la superficie di un tessuto; alcuni rimbalzano mentre altri si inzuppano e il resto attraversa il tessuto stesso. I tessuti sono costituiti da tipi di fibre e possiedono intricati motivi superficiali che possono assorbire e disperdere i raggi UV per ridurne la trasmissione. I modi in cui i raggi UV si diffondono e riflettono differiscono in base anche alle forme superficiali uniche delle singole fibre, alla struttura del tessuto e all'intensità del colore. D'ora in poi, quando si esamina l'efficacia dei tessuti contro i dannosi raggi UV è fondamentale prendere in considerazione in modo approfondito una serie di aspetti.

Tipo di fibra

Diversi tipi di fibre mostrano diversi gradi di assorbimento. Riflessione diffusa dei raggi ultravioletti dovuta a fattori quali la loro composizione e struttura a livello molecolare, nonché le caratteristiche superficiali e le forme della sezione trasversale che possiedono. Anche se realizzate con il materiale, le fibre con sezioni trasversali diverse riflettono i raggi ultravioletti in modo diverso con capacità di assorbimento influenzate dalla superficie di contatto. In confronto ai tessuti sintetici a sezione trasversale, i tessuti sintetici a fibra piatta e irregolare dimostrano prestazioni migliori a questo riguardo. I tessuti con fibre offrono una maggiore protezione dai raggi UV rispetto ai tessuti con fibre lunghe, mentre i prodotti in seta lavorati superano i prodotti in seta grezza realizzati con fibre sintetiche e sono preferibili tessuti più fini rispetto a quelli più ruvidi.

Tessuto di trattamento

I tessuti che sono stati trattati con finiture come rivestimenti o idrorepellenti e oleorepellenti potrebbero notare un miglioramento nelle loro proprietà di protezione UV come risultato del processo. Questo miglioramento può essere attribuito all'aumento dello spessore e alla ridotta porosità del tessuto, dopo il trattamento, nonché alle capacità intrinseche di schermatura UV dell'agente di finissaggio stesso.

2. Meccanismo di finitura anti UV e agenti di finitura anti UV

Meccanismo di finitura resistente ai raggi UV

Quando la luce colpisce otticamente un oggetto, si riflette su parte della superficie, viene assorbita in parte dall'oggetto e passa attraverso l'oggetto per il resto. In genere la somma della trasmittanza meno la riflettanza più l'assorbanza è pari al 100%. L’idea alla base della lavorazione ultravioletta prevede l’utilizzo di agenti schermanti ultravioletti per trattare fibre o tessuti. Quando la luce solare colpisce la superficie del tessuto solo una piccola parte penetra attraverso le aperture del materiale; la maggior parte viene riflessa o assorbita dal composto di protezione ultravioletta e trasformata in energia inferiore prima di essere nuovamente emessa. Contrastando efficacemente i raggi ultravioletti. In sostanza, i tessuti proteggono dalle radiazioni, attraverso due metodi principali; riflettendo la luce e assorbendola.

Agente di finitura resistente ai raggi UV

Esistono due categorie di agenti di finitura comunemente utilizzati per la resistenza ai raggi UV, opzioni inorganiche e organiche.

1. Finitori inorganici resistenti ai raggi UV:

La maggior parte dei prodotti di finitura inorganici resistenti ai raggi UV utilizzati sono costituiti da metalli e ossidi metallici insieme ai loro sali, definiti agenti di protezione UV nel campo della scienza e dell'ingegneria dei materiali. Queste sostanze inorganiche dotate di capacità di protezione UV presentano caratteristiche come essere innocue per l'uomo e gli animali nonostante siano prive di odore o irritazione al contatto con la pelle; mostrare stabilità termica senza decomporsi o evaporare facilmente; e dimostrare una schermatura efficace contro i dannosi raggi ultravioletti. Sono noti per fungere da agenti protettivi sicuri contro i raggi UV e possiedono anche il vantaggio aggiuntivo di inibire la proliferazione di batteri e funghi e allontanare gli odori sgradevoli.

2. Finitori organici resistenti ai raggi UV:

Gli agenti schermanti organici resistenti ai raggi UV sono specificamente classificati come segue:

Composti del benzone.

Classe del benzotriazolo.

Composti dell'acido salicilico.

Polimero di nichel organico.

Classe triazinica.

Sostituisci l'acrilonitrile.

Esteri cinnamati

Acido aminobenzoico e suoi esteri.

3. Produzione di fibre e tessuti resistenti ai raggi UV

Fibra resistente ai raggi UV

tel, in Cina, ci sono stati progressi nella creazione di fibre anti-UV con un’attenzione particolare allo sviluppo di materiali in poliestere che offrono protezione UV. Questi includono tipi come fibra in fiocco di poliestere, POI in poliestere, FDV, UDF e DTU. Alcune fibre di poliestere sono state in grado di bloccare dal 94 al 98% dei raggi UV.

Esistono metodi per creare fibre che resistono efficacemente ai raggi UV e queste possono essere classificate nei quattro tipi seguenti.

Metodo post-impianto

Dopo aver completato il processo di produzione di fibre come le fibre di cotone tenendo presente la resistenza ai raggi UV attraverso metodi quali bagni di tintura e immersione o tecniche di stampa per incorporare agenti di finitura anti-UV nelle fibre.

Metodo di filatura per copolimerizzazione

Il metodo di filatura di copolimerizzazione prima copolimerizza gli assorbitori di ultravioletti con monomeri di polimeri che formano fibre e quindi produce polimeri con funzione anti-ultravioletti. Quindi, vengono utilizzati metodi di filatura convenzionali per produrre fibre anti-ultraviolette. Questo metodo viene utilizzato principalmente per produrre fibre sintetiche di poliestere con funzione anti-ultravioletta. Queste fibre hanno buone proprietà anti-ultraviolette e possono assorbire efficacemente i raggi ultravioletti con lunghezze d'onda di 280-340 nm.

Bprestato Sappuntare

Il filato misto può essere classificato come filato misto e sul mercato sono disponibili filati misti tagliati per le varietà di fibre sintetiche che vengono filate direttamente; è possibile migliorare la protezione UV di queste fibre incorporando agenti di finitura anti UV nel fluido di filatura (fusione di filatura o soluzione di filatura) o direttamente nel materiale polimerico stesso.

Metodo di filatura composita

Le fibre prodotte attraverso la filatura presentano tipicamente una struttura skin core in cui lo strato centrale è infuso con agenti di finitura resistenti ai raggi UV e lo strato esterno è composto da materiali polimerici tradizionali.

Tessuti resistenti ai raggi UV

I tessuti resistenti ai raggi UV vengono creati attraverso processi di finitura tessile che si concentrano sull'utilizzo di agenti per resistere alle radiazioni UV e sulla preparazione di liquidi per le applicazioni di finitura, scegliendo al contempo metodi di finitura appropriati.

Metodo di rivestimento superficiale

L'applicazione di un agente di finitura UV all'agente di rivestimento e quindi l'utilizzo di una macchina di rivestimento per creare una pellicola sulla superficie del tessuto attraverso l'asciugatura e il trattamento termico è il modo in cui il metodo di rivestimento superficiale ottiene protezione UV e funzioni di protezione solare in modo efficace su vari tipi di fibre a un basso costo senza necessità, per tecniche di applicazione avanzate o requisiti di apparecchiature. La consistenza e le caratteristiche degli articoli trattati con questa tecnica potrebbero subire alcune modifiche nell'aspetto. Quanto bene assorbono l'acqua e consentono all'aria di attraversarli. Questo metodo viene generalmente utilizzato quando si lavora con materiali, come ombrelloni e tende da lavoro.

Metodo di immersione

(1) Tintura nello stesso metodo del bagno. Gli assorbitori UV in poliestere hanno idrofobicità e una certa affinità per il poliestere, quindi è possibile utilizzare processi di tintura ad alta temperatura e alta pressione per ottenere finissaggio e tintura resistenti ai raggi UV nello stesso bagno.

(2) Metodo di immersione separata. Gli assorbitori UV solubili in acqua, grazie ai loro gruppi di acido solfonico, possono essere utilizzati nello stesso bagno con coloranti anionici come coloranti acidi e coloranti a complesso metallico per la tintura di lana, seta e nylon. Questo metodo è adatto per tessuti di lana, seta, nylon e cotone, ma poco adatto per tessuti in poliestere a causa dei costi elevati e dei risultati insoddisfacenti.

Legge sulla stampa

Per migliorare la durabilità del colore dei tessuti stampati rispetto all'esposizione alla luce, si ottiene un miglioramento includendo assorbitori UV nella pasta da stampa insieme a coloranti spesso utilizzati per tessuti decorativi per interni che richiedono elevati livelli di resistenza alla luce; quindi i paesi stranieri optano comunemente per assorbitori UV e coloranti con resistenza alla luce superiore per scopi di costampa sui loro tessuti.

Metodo di laminazione per immersione

La tecnica del rotolamento ad immersione funziona bene con tipi di tessuti; gli assorbitori UV solubili in acqua possono legarsi alle fibre idrofile e gli assorbitori UV insolubili possono legarsi alle fibre idrofobiche quando esposti ad alte temperature, simile al processo di tintura a caldo, con coloranti dispersi.

Microcapsula Pelaborazione

La creazione di microcapsule attraverso la lavorazione delle microcapsule comprende la fabbricazione di capsule contenenti assorbitori di ultravioletti avvolti da polimeri ad alto peso molecolare utilizzando una tecnica che combina simultaneamente polimerizzazione e microincapsulazione. Incapsulando gli assorbitori all'interno del nucleo della capsula e successivamente fissando le microcapsule al tessuto utilizzando adesivi e agenti reticolanti si ottengono tessuti con una protezione ultravioletta superiore all'85%.

4. Valutazione delle prestazioni di resistenza ai raggi UV del tessuto

Esistono molti standard per misurare la resistenza ai raggi UV dei tessuti, come AS/NZS 4399-1996 in Australia e Nuova Zelanda, GB/T 18830-2009 in Cina, AATCC183-2014, ASTM D6603-2012, ASTM D6544-2012 in Stati Uniti, ecc.

Metodo di valutazione delle prestazioni di resistenza ai raggi UV

Metodo di prova standard

Lo standard cinese GB/T 18830-2009 “Valutazione delle prestazioni di protezione UV dei tessili” specifica i metodi di prova per le prestazioni di protezione UV dei tessili, nonché i metodi di valutazione ed espressione del livello di protezione. Questo standard stabilisce che quando il valore UPF del campione è superiore a 40 e il T (UV-A) è inferiore al 5%, può essere definito un prodotto resistente ai raggi UV.

Altri metodi di prova

(1) Metodo spettrofotometrico ultravioletto. Utilizzando uno spettrofotometro UV come sorgente di radiazione, un determinato intervallo di lunghezze d'onda (280-400 nm) di luce ultravioletta viene generato e irradiato sul tessuto. Successivamente, viene utilizzata una sfera integratrice per raccogliere il flusso di radiazione che passa attraverso il tessuto in varie direzioni e viene calcolata la trasmittanza UV. Minore è la trasmittanza UV, migliore è la capacità del tessuto di schermare i raggi UV.

(2) Metodo di accumulo dell'intensità UV. Utilizzando la luce ultravioletta (UV) per irradiare un tessuto posizionato su un accumulatore di intensità UV, irradiarlo per un dato tempo, misurare la quantità cumulativa di luce UV che passa attraverso il tessuto e quindi calcolarla. Minore è la quantità cumulativa di radiazioni ultraviolette attraverso il tessuto, meglio è.

(3) Metodo dell'illuminometro. Utilizzando una lampada UV come sorgente luminosa e aggiungendo vetro trasparente UV all'illuminamento, misurare la quantità cumulativa di Q8 che passa attraverso il campione e la quantità cumulativa di irradiazione senza posizionare il campione.

(4) Metodo di dissolvenza. Coprire il campione sulla card standard di solidità alla luce, a 50 cm di distanza dal campione, e irradiarlo con luce ultravioletta per determinare il tempo necessario affinché la card standard di solidità alla luce cambi colore al livello 1. Maggiore è il tempo utilizzato, migliore è l'effetto schermante .

Indicatori per valutare le prestazioni di resistenza ai raggi UV

Rapporto di trasmittanza UV

La trasmittanza UV è la misurazione della radiazione UV che passa attraverso un campione rispetto alla radiazione UV che passa senza che sia presente un campione. L'utilizzo della trasmittanza aiuta a valutare la protezione UV fornita dai tessuti e consente di effettuare calcoli per determinare se la trasmittanza UV di un tessuto è inferiore al livello accettabile per prevenire danni alla pelle causati dai raggi UV, in determinate situazioni.

Tasso di schermatura UV

Il tasso di protezione UV è una misura che aiuta i consumatori a capire quanto bene un prodotto blocca i raggi UV in un modo semplice che risuona facilmente con loro. Sebbene la trasmittanza UV e il tasso di schermatura UV possano essere spiegati in modo diverso in base a diversi punti di vista, essenzialmente trasmettono il significato alla persona media.

Fattore di protezione solare (SP). Livello di schermatura ai raggi ultravioletti (URSL).

Gli SPF sono comuni nei cosmetici mentre gli UPF sono prevalenti nei tessuti per scopi di protezione UV. Gli UPF misurano il livello di resistenza ai raggi UV dei tessuti. Sono fondamentali per valutare la loro prestazione, contro i raggi UV.

Tasso di penetrazione

Negli standard nazionali, il valore UPF e la trasmittanza UV-A vengono utilizzati insieme come indicatori per valutare le prestazioni di resistenza ai raggi UV, con un valore UPF superiore a 30 e una trasmittanza UV-A non superiore al 5%.

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