（中國化纖工業(yè)協(xié)會 顧超英/文）
　　1概述
　　在物質(zhì)生活水平日益提高的今天，人們對面料與服裝的傳統(tǒng)意識也有了新的突破，在追求舒適、高檔的同時，更要求保健功能性成了新的時尚。
　　近年來，由于大量的氟利昂等含鹵素化合物滯留在地球上空，被紫外線分解形成活性氯，進而與臭氧發(fā)生連鎖化學反應(yīng)，使臭氧層遭到破壞，使短波紫外線有可能到達地面。紫外線對人體長期照射，會給人體帶來各種不同程度的傷害，如使白內(nèi)障的病人人數(shù)增加、人的免疫功能下降、阻礙植物和海水動物的成長發(fā)育等等，為此人們開發(fā)了一種防紫外線穿透的纖維，俗稱：“防紫外線纖維”，用這種纖維織造出的面料具有防紫外線效果，該面料對夏天野外作業(yè)時間長的人員，軍人、交通警察、地質(zhì)人員、建筑工人等等穿上這種面料制成的衣物，就可以防紫外線穿透。用防紫外線纖維制作的汽車內(nèi)裝飾布可減輕褪色，延長因紫外線照射而引起老化的時間。
　　有關(guān)專家曾經(jīng)預(yù)測過，到2050年，平流層臭氧量將減少4%-20%。屆時，紫外線對人類健康的影響也將成倍增大。因此，防紫外線紡織品應(yīng)運而生，防紫外線纖維也逐漸受到人們的高度重視，未來防紫外線纖維將是一種極具開發(fā)前景的防護功能纖維。
　　2、防紫外線纖維的制造及性能
　　首先選擇合適的防紫外線添加劑（俗稱防紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑）很重要，這是一類能選擇性地強烈吸收波長為290-400nm的紫外線，有效地防止和抑制光、氧老化作用而自身結(jié)構(gòu)不起變化的助劑。這類助劑還應(yīng)具備五毒、低揮發(fā)性、良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、耐水解性、耐水中萃取性、與高聚物的相容性。
　　防紫外線添加劑可分為無機物和有機物兩大類，能使紫外線散射而消除的無機物質(zhì)有二氧化鈦、氧化鋅、滑石粉、陶土、碳酸鈣等等，這些無機物質(zhì)具有較高的折射率，使紫外線發(fā)生散射從而防止紫外線入侵皮膚。其中氧化鋅和二氧化酞的紫外線透射率較低，為大多數(shù)紫外線纖維所選用。
　　2.1防紫外線纖維的制備方法
　　2.1.1防紫外線纖維生產(chǎn)方法
　　2.1.1.1在成纖聚合物聚合過程中或熔融狀態(tài)下加入具有紫外線屏蔽性能的成分。也就是選擇一種合適的紫外線吸收劑與成纖高聚物的單體一起共聚，制得防紫外線共聚物，然后紡成防紫外線纖維。例如，日本專利報道，用常規(guī)的直接酯化或酯交換后縮聚的方法制得防紫外線良好的線型聚酯，再通過常規(guī)的熔融紡絲法紡制成纖維。這種纖維具有良好的防紫外線性能，能有效地吸收波長為280-340nm的紫外線，可用作室外用品。
　　2.1.1.2在纖維制造過程中或任意階段將屏蔽紫外線劑混入纖維中。
　　防紫外線纖維的生產(chǎn)制造可通過共混紡絲制得，即將紫外線屏蔽劑或紫外線吸收劑的粉體在聚合物聚合時加入或直接共混紡絲，也可先制成防紫外線母粒再進行紡絲。這樣制得的防紫外線纖維比后整理法制成的紡織品的防紫外線功能持久，耐洗性好，手感柔軟，易于染色。但其混紡絲法由于粉體加入量的多少、顆粒的大小和均勻度的不同，其功能也不一樣，并有可能逐漸堵塞噴絲孔，縮短噴絲板的壽命，增加成本。
　　2.2防紫外線纖維的性能
　　目前，國內(nèi)外防紫外線纖維的開發(fā)工作正在不斷地加快，作為各種紡織品面料，防紫外線纖維必須具有一定的性質(zhì)。
　　具有良好的紫外線屏蔽功能
　　聚合物經(jīng)改性產(chǎn)生良好的持久性
　　與普通制品一樣耐洗和耐燙性好
　　從聚合物中溶出屏蔽劑，但不產(chǎn)生剝離，安全性好。
　　與混入無機化合物同樣，安全性、光穩(wěn)定性良好，對皮膚無傷害。
　　陽光下穿著感舒適
　　加工方便，具有持久性。
　　3、防紫外線纖維與紡織品的應(yīng)用
　　在纖維、紗線和織物中添加了紫外線屏蔽劑而制成的防紫外線紡織品，對紫外線的防護能力顯著提高，其紫外線屏蔽率一般可達到90%以上，有的甚至在99%以上。目前，具有防紫外線功能的滌綸類、羊毛、麻類、蠶類等已經(jīng)成為下游紡織行業(yè)的首選原料了。
　　近些年來，國外像日本的各個公司在開發(fā)防紫外線纖維方面成績就十分顯著，日本公司制造防紫外線纖維的加工方法一般是采用浸漬有機系紫外線吸收劑或纖維中混入可散射、吸收紫外線的陶瓷微粒的方法。前者主要用于棉纖維，后者方法主要用于聚酯纖維。一般在聚合前混入陶瓷微粒子，然后進行聚合制成陶瓷均勻分散的原液，經(jīng)紡絲得到防紫外線纖維。多使用TiO2系的陶瓷。例如，可樂麗公司開發(fā)的Esumo產(chǎn)品是混入了可吸收紫外線、反射可見光和紅外線的陶瓷微粉末的聚酯纖維。下表1為部分日本公司名稱以及開發(fā)的防紫外線纖維商品名情況。
 

　　最近幾年來，而我國防紫外線纖維開發(fā)的速度同樣也很快，特別是在滌綸防紫外線開發(fā)方面取得了突破性的進展。據(jù)有關(guān)科技文獻顯示，在江蘇儀征，上海石化、天津石化等地均有PET和纖維的生產(chǎn)。品種有滌綸短纖、滌綸POY、FDY、UDY、DTY等滌綸其它的品種，有的滌綸纖維防紫外線的阻擋率已達94-98%。如天津石化公司開發(fā)的滌綸幾種防紫外線面料、經(jīng)國家計量研究院測試結(jié)果表明，其對紫外線的阻擋率可達97%以上。效果也非常好。
　　目前，市場上的防紫外線服飾大都為化纖及化纖混紡織物，但各化纖應(yīng)用領(lǐng)域的側(cè)重點有所不同。各纖維品種主要應(yīng)用領(lǐng)域見表1。

　　其中，抗紫外線滌綸纖維非常適用于生產(chǎn)各類機織、針織服飾面料，可純紡或交織生產(chǎn)，主要用于加工夏季服裝面料及太陽帽、涼傘、夏季女式長筒襪等，織造性能良好，織物風格獨特、手感舒適?？棺贤饩€滌綸織物具有較強的紫外屏蔽率(可達98％)，且該產(chǎn)品無毒、無味、功能性持久、對皮膚無刺激。預(yù)期該產(chǎn)品是一種非常具有市場開發(fā)潛力的集功能性、保健性、舒適性為一體的紡織原料。
　　4、防紫外線面料的性能
　　一般而言，面料的防紫外性能又決定于組成面料的纖維抗紫外性能，不同纖維材料抗紫外能力是不同的，同一纖維對不同波長的紫外線透過率也不同。
　　根據(jù)有關(guān)專家研究結(jié)果表明：滌綸的抗紫外性能最好，因為在滌綸分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)具有吸收紫外線的作用。在化纖中錦綸（尼龍）、粘膠（人造棉、人造絲）抗紫外性能均不佳。在天然纖維中，如夏季穿著的純棉或真絲服裝，抗紫外能力甚小。
　　另外，面料的防紫外性能還與面料的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般織物越厚，抗紫外性能越好。但是有的較薄的織物只要經(jīng)過防紫外處理，就能具有較好的抗紫外性能。再者，織物的致密度由于擋光能力不同，抗紫外性能也不同，如針織物比機織物要疏松，抗紫外性能就不如機織物。在機織物中平紋織物孔隙率大于斜紋，斜紋又大于緞紋，所以緞紋織物的抗紫外性能最好。還有就是面料的顏色也影響其抗紫外性能，以滌綸織物試驗為例,有關(guān)研究表明，黑色的紫外線透過率為5％；藏青、紅、深綠、紫色透過率為5％～10％；綠、淡紅、淡綠、白色透過率為15％～20％。所以深色織物的紫外光的透過率小，防紫外性能比淺色織物好。
　　5、介紹新型防紫外線纖維與紡織品
　　5.1利用納米新型無機防紫外整理劑開發(fā)針織產(chǎn)品
　　太陽光線中的紫外線，過去很長時間以來，人們只知道對人體是有益的，如可促進維生素D的合成作用，促進骨骼組織發(fā)育的作用，成長期的兒童多曬太陽，多在戶外活動，有利于防止佝僂病，有益于身體健康。但是現(xiàn)代科學研究表明紫外線對人體的有害影響要遠大于它的有利作用。過多的遭受紫外線輻射對人體是有害的。紫外線UV是電磁波譜中波長從100~400納米的輻射總稱。
　　A段紫外線UVA（波長315~400nm），由于大氣層吸收較少，大部分可到達地面，A段紫外線危險性較小，但過量的紫外線照射會抑制免疫系統(tǒng)功能，B段紫外線UVB（波長280~315nm），由于大氣層吸收，有極少量的UVB可到達地面，但是由于人類生產(chǎn)和生活活動大量的排放氟利昂之類的氟氯化烴化合物，使地球環(huán)境和平流層臭氧都遭到日趨嚴重的破壞，使南極、北極地區(qū)上空臭氧空洞出現(xiàn)，地球保護圈臭氧層變的稀薄，到達地面的UVB輻射量增多，UVB對人體的危害比UVA要大的多，主要表現(xiàn)在是皮膚變紅，長期接受可能導致皮膚癌、白內(nèi)障及抑制免疫系統(tǒng)功能；C段紫外線(波長在280nm以下)幾乎都被臭氧層吸
收，對我們影響不大。對針織服裝賦予抗紫外效果，保護人類的健康，已成為刻不容緩的任務(wù)。原有的有機類的抗紫外整理劑，存在不同程度的毒性和刺激性等問題，如添加量過多，會導致人體化學過敏，甚至引起皮膚癌的發(fā)生，某些抗紫外整理劑還會對環(huán)境產(chǎn)生影響。這些問題的出現(xiàn)限制了有機類抗紫外整理劑的推廣和進一步的應(yīng)用。納米新型無機抗紫外整理劑對人體沒有毒副作用，而且抗紫外效果和各方面性能有很大程度的提高。以TiO2為例，相關(guān)研究證明粉體對UVA光以散射為主，對UVB光以吸收為主，在一定粒度范圍內(nèi)，隨著粒徑的減小，對紫外線的吸收能力顯著加強。應(yīng)用納米抗紫外劑，僅需極少的量就可以達到防護效果，且對織物無任何損害，對人體安全性很高。例如，浙江工程學院開發(fā)的納米防紫外線滌綸纖維原料織造出的織物就非常有安全性。
　　因此，近期國際市場已經(jīng)有應(yīng)用納米技術(shù)開發(fā)的抗紫外線纖維以及織物，并運用這些纖維與織物生產(chǎn)出了各種功能性面料與服裝。如今，納米技術(shù)也成了運用高新技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品的重要途徑。
　　5.2利用陶瓷微粉開發(fā)的防紫外線陶瓷纖維
　　利用陶瓷微粉與纖維或織物結(jié)合。增加表面對紫外線的反射和散射作用，以防紫外線透過織物而損害人體皮膚，其中沒有光能的轉(zhuǎn)化作用。這些陶瓷粉末包括高嶺土、碳酸鈣、滑石粉、氧化鐵、氧化鋅、氧化亞鉛等。經(jīng)試驗對310～370nm波長區(qū)紫外線的反射或防護效果，以氧化鋅和氧化亞鉛為好，二氧化鈦和高嶺土也有一定作用。這些無機組分與紫外線吸收劑相比，每單位重量的紫外線吸收效果雖稍小，但光熱穩(wěn)定性、耐久性等優(yōu)良。此外，紫外線吸收劑與陶瓷微粉在纖維或織物上同時應(yīng)用，則相互還有增效，防護效果更為優(yōu)越。
　　5.3開發(fā)大麻防紫外線纖維與織物
　　山西綠洲紡織有限責任公司的大麻棉混紡染色布采用的是11S大麻棉混紡紗制織而成，具有“綠色環(huán)保纖維”的防紫外線、耐熱耐寒等優(yōu)良特性，紡紗加入的45％的棉纖維，集兩種純大然纖維素纖維的優(yōu)點，使得大麻棉餛紡布手感柔軟，穿著舒適無刺癢感，無靜電集聚。經(jīng)染色、超級柔軟整理后，手感柔順滑爽，懸垂性、流動性好，是一種理想的西服、襯衣用料。
　　鑒于大麻防紫外線的優(yōu)良特性，近年來倍受消費者青睞。由大麻長纖紡紗制成的純大麻長纖布布面豐滿厚實，光澤柔和，具備屏蔽紫外線的特殊功效。經(jīng)染色整理后，布面組織豐滿圓潤，手感柔順滑襦，懸垂性好，色調(diào)給人以朦朧、細膩的感覺。該公司的大麻牛仔布居世界首創(chuàng)產(chǎn)品，加工成衣后具有傳統(tǒng)牛仔服的粗獷豪放，自然得體等風格，又具有屏蔽紫外線和殺菌的功能，尤其以吸濕透氣、柔軟懸垂見長，并克服了純棉牛仔緊密厚實透氣性差等缺點。
　　5.4具有防紫外線功能的細旦丙綸纖維紡織品
　　清華大學在細旦丙綸纖維的聚合體內(nèi)加入0.5%能夠吸收紫外線的陶瓷納米微粒(一般選入納米TiO2或ZnO微粒)，便可獲得出色的防紫外線效果。用具有防紫外線功能的細旦丙綸纖維織造的功能性織物，用于下游制衣廠制成的服裝，具有抗紫外線，防止人體皮膚老化及產(chǎn)生癌變的可能。并且還能保持細旦丙綸特有的芯效應(yīng)，導汗透濕，保持皮膚干爽舒適功能。
　　5.5防紫外線抗衰老滌綸的研制
　　我國的華東地區(qū)個別部門已經(jīng)研究出了將紫外線散射劑和吸收劑，配以分散劑與PET通過熔融共混制成改性母粒，然后將改性母粒與PET切片按一定的比例共混紡絲，制成防紫外線纖維。由該纖維所織成的抗紫外線織物可遮蔽90%以上的紫外線和部分紅外線，因此穿著該織物曬不黑并且具有涼爽的感覺，可防止因日曬所引起的皮膚病(包括皮膚癌)。該織物經(jīng)仿真處理后，其回潮率在相同條件下比一般滌綸織物要高，穿著舒適，滑爽，懸垂性好，不透明，酷似真絲，很受人們的喜愛。
　　6、結(jié)論
　　目前，我國國內(nèi)市場上防紫外線的紡織產(chǎn)品日益增多，“紡織品抗紫外線性能評定標準”也已經(jīng)開始制定。防紫外線紡織品的國內(nèi)外市場潛力是巨大的，相信很快，我國化纖行業(yè)，特別是生產(chǎn)滌綸長絲產(chǎn)品的企業(yè)，將會大力開發(fā)防紫外線纖維及面料，以滿足消費者需求，擴大市場規(guī)模。另外，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)必須盡快追蹤國內(nèi)外先進技術(shù)研究，堅持開發(fā)新產(chǎn)品，在不遠的明天一定能夠形成新的經(jīng)濟增長點。