Anti-UV-vlamvertragende stoffen en textiel

Abstrekken. Dit artikel introduceert voornamelijk het belang van UV-bestendige stoffen, de principes en productieprocessen van UV-bestendigheid, evenals de methoden en indicatoren voor het evalueren van de UV-bestendigheid van stoffen. BEGOODTEX combineert UV-beschermingstechnologie in vlamvertragende stoffen.

1. Overzicht

Classificatie en functie van ultraviolette straling

Naast wat we in het zonnespectrum als licht kunnen zien, bestaat het ook uit ultraviolet en infrarood licht dat niet met het blote oog waarneembaar is. Ultraviolet licht is een type golf met een kortere golflengte dan zichtbaar licht, dat ongeveer 6 procent van het spectrum uitmaakt. Het golflengtebereik voor straling ligt tussen 200 en 400 nanometer. Gebaseerd op de golflengte en verschillende biologische effecten van straling. Het is onderverdeeld in drie bands; UV A voor 320 tot 400 lichtgolven; UV B voor een golflengtebereik van 290 tot 320 nm; en UV C, voor het bereik van 200 tot 290 nm.

De beschermende laag van de atmosfeer, bekend als de ozonlaag, is aan het afnemen als gevolg van de uitstoot van chloorfluorkoolwaterstoffen zoals Freon door menselijke activiteiten en dagelijkse routines in de afgelopen jaren. Deze verdunning van de ozonlaag heeft geleid tot een toename van de straling die het aardoppervlak bereikt, wat resulteert in een toename van ziekten veroorzaakt door overmatige blootstelling aan UV-straling. Normale kledingmaterialen bieden doorgaans 50% bescherming tegen ultraviolette straling, wat niet voldoet aan de noodzakelijke beschermingsnormen. Bovendien kan langdurige blootstelling aan straling leiden tot vervaging en veroudering van stoffen. Als gevolg hiervan wordt het essentieel om UV-behandelingen op textiel toe te passen.

Overwegingen bij UV-bestendigheid van textiel

Wanneer zonlicht het oppervlak van een stof raakt; sommige stuiteren er vanaf, terwijl andere doordrenkt raken en de rest door de stof zelf gaat. Stoffen bestaan ​​uit soorten vezels en hebben ingewikkelde oppervlaktepatronen die UV-stralen kunnen absorberen en verspreiden om de transmissie ervan te verminderen. De manieren waarop UV-stralen verstrooien en reflecteren, verschillen ook op basis van de unieke oppervlaktevormen van individuele vezels, de structuur en de kleurintensiteit van de stof. Voortaan is het bij het onderzoeken van de effectiviteit van textiel tegen schadelijke UV-straling van cruciaal belang om met een aantal aspecten grondig rekening te houden.

Vezeltype

Verschillende soorten vezels vertonen een verschillende mate van absorptie. Diffuse reflectie van ultraviolette stralen als gevolg van factoren zoals hun samenstelling en structuur op moleculair niveau, evenals oppervlaktekenmerken en dwarsdoorsnedevormen die ze bezitten. Zelfs als ze van het materiaal zijn gemaakt, reflecteren vezels met verschillende dwarsdoorsneden ultraviolette stralen op een andere manier, waarbij de absorptiemogelijkheden worden beïnvloed door het contactoppervlak. In vergelijking met synthetische stoffen met een dwarsdoorsnede vertonen synthetische stoffen met platte en onregelmatige vezels in dit opzicht betere prestaties. Stoffen met vezels bieden meer bescherming tegen UV-straling vergeleken met stoffen met lange vezels, terwijl verwerkte zijdeproducten beter presteren dan ruwe zijdeproducten gemaakt van synthetische vezels en fijnere stoffen de voorkeur hebben boven ruwere stoffen.

Behandeling stof

Stoffen die zijn behandeld met afwerkingen zoals coating of water- en olieafstotend, kunnen als resultaat van het proces een verbetering in hun UV-beschermingseigenschappen zien. Deze verbetering kan worden toegeschreven aan de toegenomen dikte en verminderde porositeit van het weefsel, na de behandeling, maar ook aan de inherente UV-afschermende eigenschappen van het afwerkingsmiddel zelf.

2. Anti-UV-afwerkingsmechanisme en anti-UV-afwerkingsmiddelen

Mechanisme voor UV-bestendige afwerking

Wanneer licht optisch op een object valt, reflecteert het een deel van het oppervlak, wordt het gedeeltelijk door het object geabsorbeerd en gaat het voor de rest door het object. Typisch gesproken is de som van de transmissie minus de reflectie plus de absorptie gelijk aan 100%. Het idee achter ultraviolette verwerking omvat het gebruik van ultraviolette afschermingsmiddelen om vezels of stoffen te behandelen. Wanneer zonlicht het oppervlak van de stof raakt, dringt slechts een klein deel door de openingen in het materiaal; het grootste deel ervan wordt teruggekaatst of geabsorbeerd door de ultraviolette beschermingsverbinding en omgezet in lagere energie voordat het opnieuw wordt uitgezonden. Effectief tegenwerken van ultraviolette stralen. In wezen beschermt textiel tegen straling, via twee hoofdmethoden; licht reflecteren en absorberen.

UV-bestendig afwerkingsmiddel

Er zijn twee categorieën afwerkingsmiddelen die gewoonlijk worden gebruikt voor UV-bestendigheid: anorganische en organische opties.

1. Anorganische UV-bestendige afwerkingsmiddelen:

De meeste van de gebruikte anorganische UV-bestendige afwerkingsmiddelen bestaan ​​uit metalen en metaaloxiden samen met hun zouten, die op het gebied van de materiaalkunde en techniek UV-beschermende middelen worden genoemd. Deze anorganische stoffen die zijn uitgerust met UV-beschermingsmogelijkheden vertonen eigenschappen zoals onschadelijk voor mens en dier, ondanks dat ze bij contact met de huid geen enkele geur of irritatie vertonen; het tonen van thermische stabiliteit zonder gemakkelijk te ontbinden of te verdampen; en het aantonen van effectieve bescherming tegen schadelijke ultraviolette stralen. Het is bekend dat ze dienen als veilige beschermingsmiddelen tegen UV-straling, terwijl ze ook de extra voordelen hebben dat ze de proliferatie van bacteriën en schimmels remmen en onaangename geuren afweren.

2. Organische UV-bestendige afwerkingsmiddelen:

Organische UV-bestendige beschermingsmiddelen worden specifiek als volgt geclassificeerd:

Benzoneverbindingen.

Benzotriazol-klasse.

Salicylzuurverbindingen.

Organisch nikkelpolymeer.

Triazine-klasse.

Vervang acrylonitril.

Cinnamaat-esters

Aminobenzoëzuur en zijn esters.

3. Productie van UV-bestendige vezels en textiel

UV-bestendige vezel

Detelis er in China vooruitgang geboekt bij het maken van anti-UV-vezels, met een bijzondere nadruk op de ontwikkeling van polyestermaterialen die UV-bescherming bieden. Deze omvatten soorten zoals polyester stapelvezels, polyester POI, FDV, UDF en DTU. Bepaalde polyestervezels zijn in staat geweest om maar liefst 94 tot 98% van de UV-stralen te blokkeren.

Er zijn methoden om vezels te maken die effectief UV-straling weerstaan ​​en deze kunnen worden onderverdeeld in de volgende vier typen.

Post-implantatiemethode

Na voltooiing van het productieproces van vezels zoals katoenvezels, waarbij UV-bestendigheid in gedachten wordt gehouden door middel van methoden zoals onderdompeling en verfbaden of druktechnieken om anti-UV-afwerkingsmiddelen in de vezels in te bedden.

Copolymerisatie-spinmethode

De copolymerisatiespinmethode copolymeriseert eerst ultravioletabsorberende stoffen met monomeren van vezelvormende polymeren en produceert vervolgens polymeren met een anti-ultraviolette functie. Vervolgens worden conventionele spinmethoden gebruikt om anti-ultraviolette vezels te produceren. Deze methode wordt voornamelijk gebruikt om polyesterkunstvezels met anti-ultraviolette werking te produceren. Deze vezels hebben goede anti-ultraviolette eigenschappen en kunnen effectief ultraviolette stralen met golflengten van 280-340 nm absorberen.

Buitgeleend Svastzetten

Gemengd garen kan worden gecategoriseerd als gemengd garen en gesneden gemengde garens zijn op de markt verkrijgbaar voor synthetische vezelvariëteiten die direct worden gesponnen; men kan de UV-bescherming van deze vezels verbeteren door anti-UV-afwerkingsmiddelen op te nemen in de spinvloeistof (spinsmelt of spinoplossing) of rechtstreeks in het polymeermateriaal zelf.

Samengestelde spinmethode

De door spinnen geproduceerde vezels vertonen doorgaans een huidkernstructuur waarbij de kernlaag is doordrenkt met UV-bestendige afwerkingsmiddelen en de buitenlaag is samengesteld uit traditionele polymeermaterialen.

UV-bestendig textiel

UV-bestendig textiel wordt gemaakt door middel van textielafwerkingsprocessen die zich richten op het gebruik van middelen die UV-straling weerstaan ​​en het voorbereiden van vloeistoffen voor afwerkingstoepassingen, terwijl de juiste afwerkingsmethoden worden gekozen.

Oppervlaktecoatingmethode

Door een UV-afwerkingsmiddel op het coatingmiddel aan te brengen en vervolgens een coatingmachine te gebruiken om door middel van drogen en warmtebehandeling een film op het textieloppervlak te creëren, bereikt de oppervlaktecoatingmethode UV-bescherming en werkt de zonbescherming effectief op verschillende soorten vezels tegen een lage prijs. kosten zonder de noodzaak van geavanceerde toepassingstechnieken of apparatuurvereisten. De textuur en kenmerken van de items die met deze techniek worden behandeld, kunnen enkele veranderingen ondergaan in termen van hun uiterlijk. Hoe goed ze water absorberen en lucht doorlaten. Deze methode wordt doorgaans gebruikt bij het werken met materialen, zoals zonneschermen voor werkkleding en tenten.

Onderdompelingsmethode

(1) Verven volgens dezelfde badmethode. Polyester UV-absorbers hebben hydrofobiciteit en een zekere affiniteit voor polyester, zodat verfprocessen bij hoge temperatuur en hoge druk kunnen worden gebruikt om UV-bestendige afwerking en verven in hetzelfde bad te bereiken.

(2) Afzonderlijke onderdompelingsmethode. In water oplosbare UV-absorptiemiddelen kunnen vanwege hun sulfonzuurgroepen in hetzelfde bad worden gebruikt met anionische kleurstoffen zoals zure kleurstoffen en metaalcomplexkleurstoffen voor het verven van wol, zijde en nylon. Deze methode is geschikt voor stoffen van wol, zijde, nylon en katoen, maar niet erg geschikt voor polyesterstoffen vanwege de hoge kosten en onbevredigende resultaten.

Drukrecht

Om de kleurduurzaamheid van bedrukte stoffen tegen blootstelling aan licht te verbeteren, wordt verbetering bereikt door UV-absorberende stoffen in de drukpasta op te nemen, samen met kleurstoffen die vaak worden gebruikt voor decoratieve stoffen voor binnenshuis die een hoge lichtechtheid vereisen; vandaar dat het buitenland vaak kiest voor UV-absorberende middelen en kleurstoffen met superieure lichtbestendigheid voor co-printdoeleinden op hun textiel.

Dompelwalsmethode

De techniek van dompelwalsen werkt goed met soorten stoffen; wateroplosbare UV-absorbers kunnen zich binden aan hydrofiele vezels en onoplosbare UV-absorbers kunnen zich binden aan hydrofobe vezels bij blootstelling aan hoge temperaturen, vergelijkbaar met het proces van hotmelt-verven, met gedispergeerde kleurstoffen.

Microcapsule Prossen

Het creëren van microcapsules door middel van microcapsuleverwerking omvat de vervaardiging van capsules die ultravioletabsorbers bevatten die zijn omhuld door polymeren met een hoog molecuulgewicht, met behulp van een techniek die gelijktijdig polymerisatie en micro-inkapseling combineert. Het inkapselen van absorbers in de kern van de capsule en het vervolgens bevestigen van de microcapsules aan het weefsel met behulp van kleefstoffen en verknopingsmiddelen levert textiel op met een ultraviolette bescherming van meer dan 85%.

4. Evaluatie van de UV-bestendigheid van stoffen

Er zijn veel normen voor het meten van de UV-bestendigheid van stoffen, zoals AS/NZS 4399-1996 in Australië en Nieuw-Zeeland, GB/T 18830-2009 in China, AATCC183-2014, ASTM D6603-2012, ASTM D6544-2012 in de Verenigde Staten, enz.

Evaluatiemethode voor UV-bestendigheid

Standaard testmethode

De Chinese norm GB/T 18830-2009 “Evaluatie van de UV-beschermingsprestaties van textiel” specificeert de testmethoden voor de UV-beschermingsprestaties van textiel, evenals de evaluatie- en uitdrukkingsmethoden voor het beschermingsniveau. Deze norm schrijft voor dat wanneer de UPF-waarde van het monster groter is dan 40 en de T (UV-A) minder dan 5% is, er sprake is van een UV-bestendig product.

Andere testmethoden

(1) Ultraviolette spectrofotometermethode. Met behulp van een UV-spectrofotometer als stralingsbron wordt een bepaald golflengtebereik (280-400 nm) ultraviolet licht gegenereerd en op de stof gestraald. Vervolgens wordt een integrerende bol gebruikt om de stralingsflux die in verschillende richtingen door de stof gaat te verzamelen, en wordt de UV-doorlaatbaarheid berekend. Hoe kleiner de UV-doorlaatbaarheid, hoe beter de stof UV-stralen kan afschermen.

(2) Accumulatiemethode voor UV-intensiteit. Gebruik ultraviolet (UV) licht om een ​​stof te bestralen die op een UV-intensiteitsaccumulator is geplaatst, bestraal deze gedurende een bepaalde tijd, meet de cumulatieve hoeveelheid UV-licht die door de stof gaat en bereken deze vervolgens. Hoe kleiner de cumulatieve hoeveelheid ultraviolette straling door de stof, hoe beter.

(3) Illuminometermethode. Gebruik een UV-lamp als lichtbron en voeg UV-transparant glas toe aan de verlichtingssterktemeter. Meet de cumulatieve hoeveelheid Q8 die door het monster gaat en de cumulatieve hoeveelheid bestraling zonder het monster te plaatsen.

(4) Vervagingsmethode. Bedek het monster op de lichtechtheidsstandaardkaart, op 50 cm afstand van het monster, en bestraal het met ultraviolet licht om te bepalen hoe lang het duurt voordat de lichtechtheidsstandaardkaart van kleur verandert naar niveau 1. Hoe langer de gebruikte tijd, hoe beter het afschermende effect .

Indicatoren voor het evalueren van de prestaties op het gebied van UV-bestendigheid

UV-doorlaatbaarheidsverhouding

UV-doorlaatbaarheid is de meting van UV-straling die door een monster gaat, vergeleken met UV-straling die erdoorheen gaat zonder dat er een monster aanwezig is. Het gebruik van doorlaatbaarheid helpt bij het beoordelen van de UV-bescherming die door stoffen wordt geboden en maakt berekeningen mogelijk om te bepalen of de UV-doorlaatbaarheid van een stof onder het acceptabele niveau ligt om in bepaalde situaties huidbeschadiging door UV-stralen te voorkomen.

UV-beschermingssnelheid

De mate van UV-bescherming is een maatstaf die consumenten helpt te begrijpen hoe goed een product UV-stralen blokkeert op een eenvoudige manier die er gemakkelijk mee resoneert. Hoewel de UV-doorlaatbaarheid en de UV-beschermingsgraad verschillend kunnen worden verklaard op basis van verschillende gezichtspunten, brengen ze in wezen de betekenis over op de gemiddelde persoon.

Zonbeschermingsfactor (SP). Beschermingsniveau voor ultraviolette straling (URSL).

SPF's komen veel voor in cosmetica, terwijl UPF's veel voorkomen in textiel voor UV-beschermingsdoeleinden. De UPF's meten het UV-bestendigheidsniveau van stoffen. Zijn cruciaal voor het evalueren van hun prestaties op het gebied van UV-straling.

Penetratiesnelheid

In nationale normen worden de UPF-waarde en de UV-A-doorlaatbaarheid samen gebruikt als indicatoren om de UV-bestendigheidsprestaties te beoordelen, waarbij de UPF-waarde groter is dan 30 en de UV-A-doorlaatbaarheid niet meer dan 5%.

5. Verkennen BEGOODTEX Anti-UV Farmzalig–vertragend Ttechnologie

BEGOODTEX aanbiedingen anti-UV vlamvertragende stoffen voor veiligheid en duurzaamheid in zowel commerciële als residentiële omgevingen. Onze applicatie binnen beschermende kleding En materialen voor interieurdecoratie demonstreert de veelzijdigheid en effectiviteit van dit hoogwaardige textiel.