结构参数对涤纶长丝织物抗紫外线功能的影响.pdf

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1、第2 9 卷第l l 期 2 0 0 8 年1 1 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 1 l N O V 2 0 0 8 文章编号：0 “ 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 8 ) 1 1 - 0 0 5 2 0 5 结构参数对涤纶长丝织物抗紫外线功能的影响 段亚峰1 ，潘葵2 ，叶海娜1 ，吴惠英3 ( 1 绍兴文理学院，浙江绍兴3 1 2 0 0 0 ；2 苏州出入境检验检疫局，江苏苏州2 1 5 0 2 1 ； 3 苏州经贸职业技术学院，江苏苏州2 1 5 0 3 1 ) 摘要针对夏

2、装用涤纶面料的抗紫外线问题，以含有功能性母粒添加剂的抗紫外涤纶长丝为原料，通过织物样 品织制和测试实验，探讨原料中母粒添加剂含量及经纬密度、织物组织等结构参数变化对涤纶织物抗紫外线功能 的影响，认为功能母粒含量越高，经纬密度越大，组织平均浮长越长，织物抗紫外线性能越好，尤其是重组织织物的 抗紫外线性能更优越。 关键词涤纶；织物；结构参数；抗紫外线 中圈分类号：T S1 5 6文献标识码：A I n f l u e n c eo fs t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fp o l y e s t e rf a b r i c o ni t sa n t

3、 i - u l t r a v i o l e tp r o p e r t i e s D U A NY a f e n 9 1 ，P A NK u i 2 ，Y EH a i n a l ，W UH u i y i n 9 3 ( 1 5 ：J l 伽妇曙C o l l e g eo f A r t sa n d 栅，S h a o x i n g ，Z h e j a n g3 1 2 0 0 0 ，C h n a ；2 S u d t o uE n t r y E x i tI n s p e c t i o na n d Q u a r a m b t eB r e a u ，S

4、u z h o u ，五口，垮“2 1 5 0 2 1 ，C h n a ；3 S u z h o uI n s t i t u t eo fT r a d e C o m m e r e n c e ，S u z h o u ，西伊“2 1 5 0 3 1 ，C h n a ) A b s t r a c tF o ri m p r o v i n gt h eu l t r a v i o l e t p r o t e c t i o np r o p e r t i e so fp o l y e s t e rf a b r i c sf o rs u m m e ra p p a

5、r e l s ，t h i s a r t i c l ea d d sf u n c t i o n a la n t i U Vm a s t e rb a t c ha d d i t i v et op o l y e s t e rf i l a m e n t sw h i c ha r eu s e dt ow e a v eal o to f f a b r i cs a m p l e s 。a n dt e s t i n go fs a m p l e sa 弛c o n d u c t e d T h ee f f e c to fs t r u c t u r a

6、lc h a n g e ss u c h 鹄f a b r i cc o u n ta n d w e 国, v e 酗w e l la st h ec o n t e n to fm a s t e rb a t c ha d d i t i v ei nt h em a t e r i a lo nt h eu l t r a v i o l e tp r o t e c t i o np r o p e r t i e so f p o l y e s t e rf a b r i c si si n v e s t i g a t e d T h er e s u l t ss h

7、o wt h a tt h eu l t r a v i o l e tp r o t e c t i o np r o p e r t i e so fp o l y e s t e rf a b r i c si s i m p r o v e dw i t hi n c r e a s i n gt h ec o n t e n to ff u n c t i o n a la d d i t i v e ，f a b r i cc o u n ta n df l o a to fw e a v e ，e s p e c i a l l yt h e f a b r i cw i t h

8、b a c k e dw e a v e s K e yw o r d sp o l y e s t e rf i l a m e n t ；f a b r i c ；s t r u c t u r a lp a r a m e t e r ；a n t i u l t r a v i o l e t 人们对纺织品的要求已不再局限于保暖、舒适 等基本特性，还希望其具有保健、安全等特殊功能， 如防紫外线、防电磁波、防水防油、抗菌、阻燃等。近 年来紫外线对人体的危害逐渐受到关注n 。 ，抗紫 外线纺织品在功能纺织品市场中已占有相当重要的 地位。 本文选用抗紫外功能母粒切片纺制的涤纶D T Y 长丝

9、为经、纬纱织成不同组织的机织物，研究原料中 功能母粒含量及织物组织、经纬密度等结构参数对 织物抗紫外线功能的影响。 1 抗紫外涤纶长丝原料性能测试 1 1实验部分 1 1 1 实验样品 分别选用普通涤纶长丝和母粒功能添加剂含量 不同的3 种抗紫外涤纶D T Y 长丝( 线密度均为 8 3 3d t e x 7 2f ) 为经、纬纱织成不同组织的机织物， 经精练一碱减量一定型等加工后，测试其紫外线屏 蔽效应，系统比较不同的功能母粒添加量对织物抗 收稿日期“ 2 0 0 7 1 2 2 8修回日期“ 2 0 0 8 0 2 1 5 基金项目 2 0 0 7 年绍兴市重点建设学科计划项目 作者简介：

10、段亚峰( 1 9 6 卜) ，男，教授。研究方向为新型纺织材料结构性能与功能性纺织品研发。E - m a i l ：d u a n y y d l 8 8 8 1 6 3 咖。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 1 期段亚峰等：结构参数对涤纶长丝织物抗紫外线功能的影响 5 3 紫外效果的影响。原料中抗紫外线功能添加剂质量 分数如表1 所示。 裹1 选用原料及其拉伸断裂性能 T a b 1M a t e r i a l sa n dt e n s

11、 i l ep r o p e r t yo fy a r n 1 1 2 抗紫外涤纶长丝断裂强度测定 根据G B T3 9 1 6 - - 1 9 9 7 ( 纺织品单纱断裂强力测 试方法，采用Y G 0 2 1 A 型单纱强力机测试试样的断 裂强度。预加张力为1 6 6c N ，有效夹持距离为 5 0 0 咖，拉伸速度为1 0 0r a m r a i n ，样品测试根数 为2 0 。 1 2 测试结果 4 种原料的拉伸断裂性能测试结果如表1 所 示。可以看出，随着抗紫外线功能母粒质量分数的 增加，纱线断裂伸长率增大，但对纱线强度基本没有 影响。 2 抗紫外涤纶长丝织物的设计 采用抗紫外涤

12、纶长丝开发夏季服装面料，在满 足基本服用性能要求的基础上，尽可能地提高抗紫 外线性能。在织物的风格设计上，结合当前面料流 行趋势，注重保持涤纶织物的优良特点，围绕轻、薄、 挺、爽设计，使抗紫外线涤纶面料尽可能体现出高 档化。 2 1 组织结构设计 确定织物组织时，应充分考虑织物孔隙大小、孔 隙多少、浮线长短对抗紫外线性能的影响。实验选择 1 2 斜纹、1 2 斜纹纬二重、5 2 纬面缎纹、5 2 缎纹纬二 重4 种组织进行对比，织物规格设计如表3 所示。 表3 织物的规格设计 1 r i b 3 S p e e i t l e a t i o no ft a b r i e 织物编号原料序号组

13、织 密筹吖1 0e 纬m 向) - 1 ) 织物编号原料序号组织 密警1 0e 纬m 向) - 1 ) l I2 1 斜纹纬二重4 8 04 5 32 4 I V2 I 斜纹 6 4 03 1 5 2 I I2 1 斜纹纬二重4 8 04 5 32 5 I5 2 纬面缎纹 6 4 03 9 4 3 n l 2 1 斜纹纬二重4 8 04 5 32 6 。l I5 2 纬面缎纹 6 4 03 9 4 4 1 V2 ，l 斜纹纬二重4 8 04 5 32 7 。5 2 纬面缎纹 6 4 03 9 4 5 I5 2 缎纹纬二重4 8 04 7 32 8 1 Y 5 2 纬面缎纹 6 4 03 9 4

14、 6 I I5 2 缎纹纬二重4 4 7 32 9 mI5 2 缎纹纬二重 6 4 04 7 3 7 。5 ，2 缎纹纬二重4 8 04 7 33 0 1 1 5 2 缎纹纬二重 6 4 0 4 7 3 8 1 V5 2 缎纹纬二重4 8 04 7 33 1 I i l 5 1 2 缎纹纬二重 6 4 0 4 7 3 9 I2 1 l 斜纹5 2 03 1 53 2 1 Y5 2 缎纹纬二重 6 4 04 7 3 I O o I T 2 1 斜纹 5 2 03 1 5 3 3 1 V 2 1 斜纹 3 2 03 1 5 1 1o n l 2 ，l 斜纹5 加3 1 53 4 0 I V 2 ，

15、1 斜纹纬二重 3 加4 5 3 1 2 。2 X 斜纹 5 加3 1 5 3 5 1 V 5 ，2 纬面缎纹 3 2 03 9 4 1 3 I5 2 纬面缎纹 5 2 03 9 4 撕 1 V 5 2 缎纹纬二重 3 2 04 7 3 1 4 。I I5 2 纬面缎纹5 3 9 4 3 7 0 1 Y 2 1 斜纹8 0 0 3 1 5 1 5 5 ，2 纬面缎纹5 2 0 3 9 4 3 8 。1 V2 1 斜纹纬二重8 0 0 4 5 3 1 6 1 V5 1 2 纬面缎纹5 2 0 3 9 4 3 9 1 V5 2 纬面缎纹8 0 0 3 9 4 1 7 I2 1 1 斜纹纬二重5 2

16、 0 4 5 3 4 0 。 I V 5 1 2 缎纹纬二重8 0 0 4 7 3 1 8 I T 2 1 1 斜纹纬二重5 2 04 5 34 1o2 1 斜纹 5 2 03 9 4 1 9 m n l 2 1 斜纹纬二重5 2 04 5 34 2 0 I l l 2 ，l 斜纹 5 2 04 7 3 2 0 I V 2 1 斜纹纬二重 5 2 04 5 3 4 3 。 n l2 1 斜纹5 2 0 5 5 1 2 l 。I2 1 斜纹 6 4 03 1 54 4 d n l 2 1 斜纹纬二重， 5 2 04 7 3 2 2 2 1 斜纹 6 4 03 1 5 4 5 n l 5 2 纬面

17、缎纹5 2 04 7 3 2 3 。 1 1 1 2 1 斜纹 6 4 03 1 5 4 6 。5 2 缎纹纬二重 5 2 0 4 7 3 2 2 织造工艺设计与小样试织 2 2 1 工艺流程 原检一整经一穿综筘一织造一坯检一精练一碱 减量一定型。 2 2 2 加工设备 台湾硕奇公司的$ W 5 5 0 小型单丝整经机、 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 5 4 纺织学报 第2 9 卷 S L 7 9 0 0 气动剑杆小样织机。 2 2 3 织造工艺

18、 在织造过程中，由于抗紫外线涤纶D T Y 丝与普 通涤纶D T Y 丝主成分相同，在整个织造过程中未出 现异常情况；但由于抗紫外线功能母粒的加入，使织 造过程静电现象明显，易产生毛丝，影响正常织造， 因此要严格控制湿度，间断性地向纱线喷雾加湿以 减少静电，控制上机张力使开口清晰。 3 织物抗紫外线性能测试 目前国内外用来表征紫外线防护能力的指标有 紫外线遮蔽率、紫外线遮蔽系数U P F 等。本文采用 紫外分光光度计，测定抗紫外线织物在特定波长内 的紫外线透过率，进而求出织物对紫外线的防护系 善 蠡 2 8 03 0 03 2 03 4 03 6 03 8 04 波长v n m ( a ) l

19、 。q 2 8 03 0 03 2 0 3 4 03 6 0 3 8 04 0 0 波长n m ( c ) 9 。一1 2 2 9 0 3 1 0 3 4 0 3 7 04 0 0 渡 ( f ) 2 t + 一2 4 + 数U P F “5 | 。U P F 值越大，织物的紫外线防护能力 越强。 4 E ( A ) ( A ) A U P F i - 1 # 塑一= E ( A ) T ( A ) e ( A ) A = 2 8 0 yE ( 2 ) ( A ) ! 圣 4 0 0 ：E ( A ) e ( A ) T ( A ) 愚 式中：E ( A ) 为日光光谱辐照度，依照欧盟标准；

20、e ( A ) 为相对的红斑效应，依照欧盟标准；r ( A ) 为试 样i 在波长A 时的透过率；A A 为波长间隔。 3 1 织物抗紫外性能测试结果 在织物密度和组织结构相同的前提下，比较不 同原料织物的抗紫外线性能，测试结果见图1 。 波长n m ( b ) 5 。一8 2 8 03 3 03 8 0 波长，皿 ( d ) 1 3 # 一1 扩 ( g ) 2 5 # - 2 8 # 4 3 0 波长r i m ( e ) 1 7 # 一2 0 I 2 8 03 1 03 4 03 7 04 0 0 波长, n m ( h ) 2 9 # 一3 2 图1 不同原料织物紫外线透射性能比较 F

21、 i g 1 U l t r a v i o l e tr a y st r a n 锄i s s i o np e r f o r m a n c ec o m p a r i s o no ff a b r i cw i t hd i f f e r e n tn 擅由e r i a l 筋 ” m 5 0 莲* 每婀 加筋博，O 口鼍-最 ” 加 ” m 5 O 口莓每嬲 “巧加”m，0 述鼍每搬 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 l 期

22、段亚峰等：结构参数对涤纶长丝织物抗紫外线功能的影响 5 5 由图1 可知，用原料制成的织物抗紫外线性 能最佳，在这基础上选择原料为研究对象，在组织 2 8 03 0 0 3 2 03 4 0 3 6 0 3 8 04 0 0 。 波鼬 ( a ) 纬密3 1 5 根1 0 t i n 霉 簧 与纬密相同的前提下，分析经密对织物抗紫外线效 果的影响，测试结果如图2 所示。 2 5 2 0 荨1 5 螽o 5 O 波f c n m ( b ) 纬密4 5 3 根，1 0 锄 2 8 03 2 03 6 04 0 02 8 03 2 03 6 04 0 0 波t f c n m波长，m n ( c

23、) 纬密3 9 4 根1 0 锄( d ) 纬密4 7 3 根1 0 锄 图2 经密对织物抗紫外线性能的影响 F i g 2 I n f l u e n c eo fw a r pd e n s i t yo na n t i - u h r a v i o l e tr a y so ff a b r i c ( a ) W e f td e n s i t y3 1 5p i e c e l Oe r a ； ( b ) W 出d e n s i t y4 5 3p i e c e l Oc m ；( c ) W e f td e n s i t y3 9 4p i e c e l Oc

24、m ；( d ) W e f td e n s i t y4 7 3p i e c e 1 0c m 以相同原料、组织结构、经密，不同纬密的织物 为试样，分析纬密对抗紫外线效果的影响，测试结果 如图3 所示。 2 8 03 2 03 6 0 4 0 0 波长 m 图3 纬密对织物抗紫外线性能的影响 F i g 3 I n f l u e n c eo fw e f td e n s i t yo n a n t i - u l t r a v i o l e tr a y so ff a b r i c 以相同原料、经密、纬密，不同组织结构的织物， 分析组织结构对抗紫外线效果的影响，测试结果如

25、 图4 所示。 根据测试所得数据，按式( 1 ) 计算各织物的平均 透过滤T ( U V A ) 。T ( U V B ) 。和平均紫外线防护系数 U P F , 值，结果见表4 。 3 2 结果分析 织物的组织结构和经纬密度相同而原料不同 时，1 。、4 的U P F 值分别为9 4 、4 9 0 9 ；2 与3 。原料 图4 组织结构对织物抗紫外线性能的影响 F i g 4 I n f l u e n c eo fw e a v eo i la n t i - u l t r a v i o l e t m y so ff a b r i c 中功能母粒添加剂含量差异不大，织物紫外线透射

26、率曲线几乎完全重合；4 织物的抗紫外线性能最 好，相比未添加功能母粒的1 织物其U P F 值提高率 超过4 0 0 。 原料、组织结构和纬密相同而经密不同时，织物 的U P F 值随着经密的增加抗紫外线性能增强【6 1 ；对于 原料、组织结构和经密相同，纬密不同的织物，随着纬 密的增加其抗紫外线性能增强。织物密度增大时，紧 度增大，经纬纱排列越紧密，紫外线透过率越差，抗紫 外性能越好。密度越大，经纬向屈曲波高增大，光在 具有层状构造的纤维之间发生的反射与折射的次数 多，被纤维吸收的也多，透过织物的光线就弱，因此， 筋加博m ，0 蓬鼍每街 笛 埒 m ， O 述鼍每螂 万方数据 PDF Wa

27、termark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 5 6 纺织学报第2 9 卷 裹4 织物平均透射率与紫外线防护系数 T a b 4M e a nt r a n s m i t t a n c ea n du l t r a v i o l e t p r o t e c te o e m c i e n t0 ff a b r i c 零警华1 T ( t J V 广B ) , u 序号厂厂“。“序号 “ 1 1 5 6 51 0 89 4 0 2 4 o 5 7 41 2 62 3

28、8 4 2 5 2 41 1 62 6 0 4 2 5 1 3 7 00 8 71 0 7 6 3 5 0 41 4 6勰9 7 2 6 4 0 90 8 13 3 7 7 4 o 2 6 10 9 44 9 0 9 2 7 3 9 30 9 93 4 2 5 5 1 3 9 00 9 11 0 6 0 2 8 03 7 50 9 8 3 5 7 3 6 06 4 91 1 62 1 4 7 2 9 01 3 3 20 7 9 1 1 1 0 7o4 2 91 0 63 1 4 63 0 4 0 40 8 13 4 1 5 8o2 9 50 8 34 4 9 8 3 1 2 9 7O 8 7“

29、5 l 9 01 7 1 51 1 58 5 8 3 2 0 1 9 80 6 96 5 1 4 1 0 7 9 11 3 91 7 6 4 3 3 6 7 81 9 01 9 6 0 1 1 7 4 4 1 6 21 8 3 83 4 5 7 41 8 52 2 7 2 1 2 05 5 81 4 62 4 0 43 5 5 0 71 2 72 6 5 5 1 3 1 4 2 30 8 81 0 3 8 3 6 0 4 9 61 3 l2 7 0 0 1 4 5 1 0 62 3 3 9 3 7 2 7 90 8 14 7 4 6 1 5 4 1 51 0 53 2 4 3 3 8 2 0

30、50 7 76 1 9 6 1 6 03 3 30 9 73 9 6 63 9o1 9 60 6 86 5 7 4 1 7 1 4 的0 9 71 0 0 34 0 1 5 80 6 87 8 8 1 1 8 05 5 71 1 52 4 6 94 1 6 1 81 3 0 2 2 2 4 1 9 4 0 l1 0 93 3 2 34 2 5 1 51 2 6 7 l 2 0 03 0 60 9 94 2 6 04 3 4 7 5I 0 l 2 8 8 9 2 l 。 1 8 6 4 1 3 07 7 64 4 04 9 91 1 l 2 7 3 9 2 2 06 4 31 1 2 2 1 7

31、 3 4 5 3 O 8 83 4 3 2 2 3 。 5 9 31 2 62 3 1 4 4 6 4 4 1 0 9 03 1 2 1 织物的光透过率下降，抗紫外线的性能较好。 原料、经纬密相同而织物组织结构不同时，抗紫 外线性能优劣排序为5 2 纬面缎纹 5 2 缎纹纬二 重 1 1 2 斜纹纬二重 1 2 斜纹。在其他规格不变的 条件下，织物组织结构不同，浮长较长的组织覆盖率 高，孔隙度较少，抗紫外线的能力相对较强。组织结 构不同，经纬纱的空间几何形态也不同；交织次数越 多，其经纬纱屈曲越多，织物布面平整度降低程度越 大，织物表面对紫外线反射能力就越差，紫外线屏蔽 能力就低。 我国相关织

32、物抗紫外线性能标准规定U P F 3 0 ， U V A 透射率5 。4 0 。织物的U P F 值接近8 0 ，U V A 透射率只有1 5 8 ，在本文所设计的试样中是抗紫 外线性能最好的。如果织物的密度、组织设计不合 理，即使是用高含量抗紫外线母粒纺制的涤纶长丝， 其织物的U P F 值仍低于3 0 ，因此，在用8 3 。3d t e r d 7 2f 涤纶丝进行织物组织与密度等结构参数设计时，注 意必须使经密、纬密分别大于4 8 0 、3 2 0 根1 0c l n ，组 织最好不要选择l ，1 平纹和1 2 斜纹，而应选用浮长 线较长的斜纹组织、缎纹组织或重组织。 4 结论 1 )

33、原料对织物抗紫外线性能有重要影响，织物 的抗紫外线性能随着抗紫外线功能母粒添加量的增 加而增强。 2 ) 织物的紧密程度是影响织物抗紫外线性能的 重要因素，紫外线透过率与织物的密度呈反相关关 系，密度越大，抗紫外线性能越好。 3 ) 织物组织结构对织物的抗紫外线效果有较大 的影响。采用浮线较长且浮长线排列规律不明显的 组织，可得到良好的紫外线防护效果，尤其是重组织 织物抗紫外线性能更优越。 致谢绍兴九洲化纤工业有限公司为研究工作提供了 原材料和纺丝加工实验条件，徐双喜高级工程师对本文给予 了技术指导和支持，在此深表感谢和敬意! 参考文献： 1 曹欣羊，段亚峰，钱樟宝，等功能性涤纶凉爽纤维 生产

34、工艺 J 纺织学报，2 0 0 7 ，2 8 ( 7 ) ：1 2 1 4 2 T o m o k ol l i m a ，l V t a s a k oS a t o S t u d i e so nu l t r a v i o l e t - r a y s b l k i I l gb yd y e df a b r i c s c o l n p l l g i f l o nb e t M r e e l l ld i r e c td y e e e l l u l o a n dd i g p e r s ed y e p o l y e s t e r c I I A I C

35、2 0 0 4C o l o r a n dP a i n t s ，L n t e r mM e e t i n go ft h eI n t e r n a t i o n a lC o l o r A s s o c i a t i o nP r o c e e d i n g s 2 0 0 4 ：1 7 1 1 7 4 3 G i e sP e t e rI t ，R o yC o l i nR ，S i m o nT o o m e y ，e ta 1 P r o t e c t i o na g a i s ts o l a ru l t r a v i o l e tr a d

36、 i a t i o n J M u t a t i o n R e s e a r c h 。1 9 9 8 ( 4 2 2 ) ：1 5 2 2 4 张玲玲，郑今欢，刘今强纤维素织物的纳米抗紫外线 整理技术 J 纺织学报，2 0 0 6 ，2 7 ( 7 ) ：8 1 2 5 C o e k e l lC h a r l e sS B i o l o g i c a le f f e c t so f h i g h u l t r a v i o l e t r a d i a t i o nO l le a r l ye a r t h - at h e o r e t i c a le v a l u a t i o n J T h e o r B i o l ，1 9 9 8 ，1 9 3 ( 4 ) ：7 1 7 7 2 9 6 刘杰，周蓉，卢士艳影响抗紫外线纺织品防护性能因 素的研究 J 中原工学院学报，2 0 0 4 ，1 5 ( 3 ) ：1 4 1 5 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark