Tecidos e têxteis anti-UV retardadores de chamas

UMresumo. Este artigo apresenta principalmente a importância dos tecidos resistentes aos UV, os princípios e processos de produção da resistência aos UV, bem como os métodos e indicadores para avaliar o desempenho dos tecidos em termos de resistência aos UV. BEGOODTEX combina tecnologia de proteção UV em tecidos retardadores de chamas.

1. Visão geral

Classificação e função da radiação ultravioleta

Além do que podemos ver como luz no espectro solar, ela também consiste em luz ultravioleta e infravermelha que não pode ser vista a olho nu. A luz ultravioleta é um tipo de onda que tem um comprimento de onda mais curto do que a luz visível, constituindo cerca de 6% do espectro. A faixa de comprimento de onda da radiação cai entre 200 e 400 nanômetros. Com base no comprimento de onda e nos vários impactos biológicos da radiação. É categorizado em três bandas; UV A para 320 a 400 ondas de luz; UV B para faixa de comprimento de onda de 290 a 320 nm; e UV C, para a faixa de 200 a 290nm.

A camada protetora da atmosfera conhecida como camada de ozônio está se esgotando devido à liberação de clorofluorcarbonos como Freon das atividades humanas e das rotinas diárias nos últimos anos. Este adelgaçamento da camada de ozono levou a um aumento da radiação que atinge a superfície da Terra, resultando num aumento de doenças causadas pela exposição excessiva aos raios UV. Normalmente, os materiais de vestuário normais oferecem 50% de proteção contra os raios ultravioleta, o que fica aquém dos padrões de proteção necessários. Além disso, a exposição prolongada à radiação pode levar ao desbotamento e envelhecimento dos tecidos. Como resultado, torna-se essencial aplicar tratamentos UV aos têxteis.

Considerações sobre a resistência UV dos têxteis

Quando a luz solar atinge a superfície de um tecido; alguns ricocheteiam enquanto outros ficam encharcados e o resto passa pelo próprio tecido. Os tecidos consistem em tipos de fibras e possuem padrões de superfície intrincados que podem absorver e espalhar os raios UV para diminuir sua transmissão. As maneiras pelas quais os raios UV se espalham e refletem também diferem com base nas formas únicas da superfície das fibras individuais, na estrutura do tecido e na intensidade da cor. Doravante‌‌ ‌ao‌ ‌examinar‌ ‌a‌ ‌eficácia‌ ‌dos‌ ‌têxteis‌ ‌contra‌ ‌nocivos‌ ‌raios UV, é crucial levar em consideração uma série de aspectos completamente.

Tipo de fibra

Diferentes tipos de fibras apresentam vários graus de absorção. Reflexão difusa dos raios ultravioleta devido a fatores como sua composição e estrutura em nível molecular, bem como às características de superfície e formatos de seção transversal que possuem. Mesmo que sejam feitas a partir do material, fibras com seções transversais diferentes refletem os raios ultravioleta de maneira diferente, com capacidades de absorção influenciadas pela área da superfície de contato. Em comparação, com os tecidos sintéticos de secção transversal, os tecidos sintéticos de fibras planas e irregulares demonstram melhor desempenho neste aspecto. Os tecidos com fibras oferecem mais proteção contra os raios UV em comparação com os tecidos com fibras longas, enquanto os produtos de seda processados ​​superam os produtos de seda crua feitos de fibras sintéticas e os tecidos mais finos são preferíveis aos mais ásperos.

Tecido de tratamento

Os tecidos que foram tratados com acabamentos como revestimento ou repelente de água e óleo podem apresentar uma melhoria em suas propriedades de proteção UV como resultado do processo. Esta melhoria pode ser atribuída ao aumento da espessura e à redução da porosidade do tecido, após o tratamento, bem como às capacidades inerentes de proteção UV do próprio agente de acabamento.

2. Mecanismo de acabamento anti-UV e agentes de acabamento anti-UV

Mecanismo de acabamento resistente a UV

Quando a luz atinge um objeto opticamente, ela reflete parte da superfície, é parcialmente absorvida pelo objeto e passa através do objeto para o resto. Normalmente falando, a soma da transmitância menos a refletância mais a absorvância é igual a 100%. A ideia por trás do processamento ultravioleta envolve o uso de agentes de proteção ultravioleta para tratar fibras ou tecidos. Quando a luz solar atinge a superfície do tecido, apenas uma pequena porção penetra através das aberturas do material; a maior parte é refletida de volta ou absorvida pelo composto de proteção ultravioleta e transformada em energia inferior antes de ser emitida novamente. Impedindo eficazmente os raios ultravioleta. Em essência, os têxteis protegem contra a radiação, através de dois métodos principais; refletindo a luz e absorvendo-a.

Agente de acabamento resistente a UV

Existem duas categorias de agentes de acabamento comumente usados ​​para resistência aos raios UV: opções inorgânicas e orgânicas.

1. Agentes de acabamento inorgânicos resistentes a UV:

A maioria dos acabamentos inorgânicos resistentes a UV empregados consistem em metais e óxidos metálicos juntamente com seus sais, chamados de agentes protetores UV no campo da ciência e engenharia de materiais. Estas substâncias inorgânicas equipadas com capacidades de proteção UV apresentam características como serem inofensivas para humanos e animais, apesar de não possuírem qualquer odor ou irritação em contacto com a pele; apresentando estabilidade térmica sem se decompor ou evaporar facilmente; e demonstrando proteção eficaz contra raios ultravioleta prejudiciais. Eles são conhecidos por servirem como agentes protetores seguros contra os raios UV, ao mesmo tempo que possuem os benefícios adicionais de inibir a proliferação de bactérias e fungos e afastar odores desagradáveis.

2. Agentes de acabamento orgânicos resistentes aos UV:

Os agentes orgânicos de proteção resistentes aos raios UV são especificamente classificados da seguinte forma:

Compostos de benzona.

Classe benzotriazol.

Compostos de ácido salicílico.

Polímero de níquel orgânico.

Aula de triazina.

Substitua a acrilonitrila.

Ésteres de cinamato

Ácido aminobenzóico e seus ésteres.

3. Produção de fibras e têxteis resistentes aos raios UV

Fibra resistente a UV

tel, na China, tem havido avanços na criação de fibras anti-UV, com foco particular no desenvolvimento de materiais de poliéster que oferecem proteção UV. Isso inclui tipos como fibra de poliéster, POI de poliéster, FDV, UDF e DTU. Certas fibras de poliéster foram capazes de bloquear até 94 a 98% dos raios UV.

Existem métodos para criar fibras que resistem eficazmente aos raios UV e estas podem ser categorizadas nos quatro tipos seguintes.

Método pós-implantação

Depois de concluir o processo de produção de fibras como fibras de algodão com resistência aos raios UV em mente, através de métodos como imersão e banhos de tingimento ou técnicas de impressão para incorporar agentes de acabamento anti-UV nas fibras.

Método de fiação de copolimerização

O método de fiação por copolimerização primeiro copolimeriza absorvedores de ultravioleta com monômeros de polímeros formadores de fibras e depois produz polímeros com função anti-ultravioleta. Em seguida, métodos de fiação convencionais são usados ​​para produzir fibras anti-ultravioleta. Este método é usado principalmente para produzir fibras sintéticas de poliéster com função anti-ultravioleta. Essas fibras têm boas propriedades anti-ultravioleta e podem absorver efetivamente os raios ultravioleta com comprimentos de onda de 280-340 nm.

Bemprestado éfixação

Os fios misturados podem ser categorizados como fios misturados e os fios misturados fatiados estão disponíveis no mercado para variedades de fibras sintéticas que são fiadas diretamente; pode-se aumentar a proteção UV dessas fibras incorporando agentes de acabamento anti-UV no fluido de fiação (solução de fiação ou solução de fiação) ou diretamente no próprio material polimérico.

Método de fiação composta

As fibras produzidas através da fiação exibem tipicamente uma estrutura central de pele em que a camada central é infundida com agentes de acabamento resistentes aos UV e a camada externa é composta por materiais poliméricos tradicionais.

Têxteis resistentes aos raios UV

Os têxteis resistentes aos raios UV são criados através de processos de acabamento têxtil que se concentram na utilização de agentes para resistir à radiação UV e na preparação de líquidos para aplicações de acabamento, ao mesmo tempo que escolhem métodos de acabamento apropriados.

Método de revestimento de superfície

Aplicar um agente de acabamento UV ao agente de revestimento e, em seguida, usar uma máquina de revestimento para criar um filme na superfície do tecido por meio de secagem e tratamento térmico é como o método de revestimento de superfície atinge a proteção UV e as funções de proteção solar de forma eficaz em vários tipos de fibras em um baixo sem a necessidade de técnicas de aplicação avançadas ou requisitos de equipamentos. A textura e as características das peças tratadas com esta técnica podem sofrer algumas alterações no seu aspecto. Quão bem eles absorvem água e permitem que o ar passe através deles. Este método é normalmente empregado ao trabalhar com materiais, como guarda-sóis e tendas para trajes de trabalho.

Método de imersão

(1) Tingimento no mesmo método de banho. Os absorventes UV de poliéster têm hidrofobicidade e uma certa afinidade com o poliéster, portanto, processos de tingimento em alta temperatura e alta pressão podem ser usados ​​para obter acabamento e tingimento resistentes a UV no mesmo banho.

(2) Método de imersão separado. Os absorvedores de UV solúveis em água, devido aos seus grupos de ácido sulfônico, podem ser usados ​​no mesmo banho com corantes aniônicos, como corantes ácidos e corantes complexos metálicos para tingir lã, seda e náilon. Este método é adequado para tecidos de lã, seda, náilon e algodão, mas não é muito adequado para tecidos de poliéster devido aos altos custos e resultados insatisfatórios.

Lei de Impressão

Para aumentar a durabilidade da cor dos tecidos estampados contra a exposição à luz, a melhoria é conseguida através da inclusão de absorvedores de UV na pasta de impressão juntamente com corantes frequentemente utilizados para tecidos decorativos de interiores que exigem altos níveis de resistência à luz; portanto, os países estrangeiros geralmente optam por absorvedores de UV e corantes com resistência superior à luz para fins de co-impressão em seus têxteis.

Método de rolamento por imersão

A técnica de laminação por imersão funciona bem com tipos de tecidos; absorventes de UV solúveis em água podem se ligar a fibras hidrofílicas e absorventes de UV insolúveis podem se ligar a fibras hidrofóbicas quando expostos a altas temperaturas, semelhante ao processo de tingimento por fusão a quente, com corantes dispersos.

Microcápsula pprocessamento

A criação de microcápsulas através do processamento de microcápsulas inclui a fabricação de cápsulas contendo absorvedores de ultravioleta que são envoltas por polímeros de alto peso molecular usando uma técnica que combina polimerização e microencapsulação simultaneamente. Encapsular absorventes, dentro do núcleo da cápsula e subsequentemente fixar as microcápsulas ao tecido usando adesivos e agentes de reticulação produz têxteis com proteção ultravioleta superior a 85%.

4. Avaliação do desempenho da resistência UV do tecido

Existem muitos padrões para medir a resistência UV de tecidos, como AS/NZS 4399-1996 na Austrália e Nova Zelândia, GB/T 18830-2009 na China, AATCC183-2014, ASTM D6603-2012, ASTM D6544-2012 no Estados Unidos, etc

Método de avaliação para desempenho de resistência UV

Método de teste padrão

A norma chinesa GB/T 18830-2009 “Avaliação do desempenho da proteção UV dos têxteis” especifica os métodos de teste para o desempenho da proteção UV dos têxteis, bem como os métodos de avaliação e expressão do nível de proteção. Esta norma estipula que quando o valor UPF da amostra for superior a 40 e o T (UV-A) for inferior a 5%, pode ser denominado produto resistente aos UV.

Outros métodos de teste

(1) Método espectrofotômetro ultravioleta. Usando um espectrofotômetro UV como fonte de radiação, uma certa faixa de comprimento de onda (280-400nm) de luz ultravioleta é gerada e irradiada no tecido. Em seguida, uma esfera integradora é usada para coletar o fluxo de radiação que passa através do tecido em várias direções, e a transmitância UV é calculada. Quanto menor for a transmitância UV, melhor será a capacidade do tecido de proteger os raios UV.

(2) Método de acumulação de intensidade UV. Usando luz ultravioleta (UV) para irradiar um tecido colocado em um acumulador de intensidade UV, irradie-o por um determinado tempo, meça a quantidade cumulativa de luz UV que passa pelo tecido e depois calcule-a. Quanto menor for a quantidade acumulada de radiação ultravioleta através do tecido, melhor.

(3) Método do iluminômetro. Usando uma lâmpada UV como fonte de luz e adicionando vidro transparente UV ao medidor de iluminância, meça a quantidade cumulativa de Q8 que passa pela amostra e a quantidade cumulativa de irradiação sem colocar a amostra.

(4) Método de desbotamento. Cubra a amostra no cartão padrão de resistência à luz, a 50 cm de distância da amostra, e irradie-a com luz ultravioleta para determinar o tempo para o cartão padrão de resistência à luz mudar de cor para o nível 1. Quanto maior o tempo usado, melhor será o efeito de proteção .

Indicadores para avaliar o desempenho da resistência UV

Relação de transmitância UV

A transmitância UV é a medição da radiação UV que passa através de uma amostra em comparação com a radiação UV que passa sem a presença de uma amostra. O uso da transmitância ajuda a avaliar a proteção UV fornecida pelos tecidos e permite cálculos para determinar se a transmitância UV de um tecido está abaixo do nível aceitável para evitar danos à pele causados ​​pelos raios UV, em determinadas situações.

Taxa de proteção UV

A taxa de proteção UV é uma medida que ajuda os consumidores a entender o quão bem um produto bloqueia os raios UV de uma maneira direta e que ressoa facilmente com eles. Embora a transmitância UV e a taxa de proteção UV possam ser explicadas de forma diferente com base em vários pontos de vista, elas essencialmente transmitem o significado para a pessoa média.

Fator de proteção solar (SP). Nível de proteção contra raios ultravioleta (URSL).

Os FPS são comuns em cosméticos, enquanto os FPS são predominantes em têxteis para fins de proteção UV. Os UPFs medem o nível de resistência UV dos tecidos. São cruciais para avaliar o seu desempenho, face aos raios UV.

Taxa de penetração

Nas normas nacionais, o valor UPF e a transmitância UV-A são usados ​​juntos como indicadores para avaliar o desempenho da resistência UV, com valor UPF superior a 30 e transmitância UV-A não superior a 5%.

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