天然彩色棉产品抗紫外线处理

                                

    天然彩色棉通过对棉花植株植入不同颜色基因，使棉桃生长过程中具有不同的颜色，已具有棕、黄、绿、红和灰等多种色系，但真正达到商业化应用的天然彩色棉仅有棕色和绿色两大色系。从目前的情况看，天然彩色棉与白棉相比较，纤维细、长度短、含杂率高，而且色谱欠丰富，色素不稳定。因此开发高附加值的产品是目前有色棉纺织产品开发的主要方向，其中抗紫外线处理值得探讨和研究的课题之一。
　　波长320-400nm范围内的光线称为紫外线（UVA），一般直接到达地面。人体少量接受紫外线辐射能促进维生素D的合成，有利于钙的吸收，对人体骨骼生长有利，并有消毒和杀菌作用；但过量接受紫外线辐射，紫外线将深入皮肤内部，逐渐破坏肌肉中的弹力纤维，使肌肉失去弹性，皮肤失去水分，轻者导致皮肤松驰，出现皱纹，重者会造成皮肤损害，如产生皮炎，甚至致癌。
近年来，由于工业快速发展造成空气污染，大气层中的臭氧层曹到破坏，使吸收紫外线的功能弱化。目前，太阳光中辐射到地面的紫外线强度增加已导致人类皮肤病发病率递增。因此，保护人体避免过量的紫外线照射成为当今消费市场的需求，也是许多行业开发新产品的重要目标之一。
　　不同材料具有不同的抗紫外能力，在波长290-320nm（UVB）段，棉和粘胶的紫外线透过率最高；合成纤维紫外线透过率最低，即对紫外线的吸收强于天然纤维。目前纺织品抗紫外线处理主要应用于合成纤维，并取得了很好的效果。但考虑到棉纤维是夏季最适用的服装原料，并且对紫外线敏感的人群往往对常用的合成染料也很敏感，而漂白、染色引起的有害残留化合物会和紫外线一样诱发多种过敏疾病。因此，以无需染色的天然彩色棉作为对象，开发防紫外线服装与纺织品，具有现实意义。
　　（1）抗紫外线处理的天然彩色棉织物在加工中不使用对环境有污染的浆料、染料和、无有害工业废弃物的排放；
　　（2）抗紫外线处理的天然彩色棉织物不含有漂白、染色引起的有害残留化合物，避免了人体皮肤长期接触有害物质和紫外线诱发多种过敏疾病的可能性；
　　（3）抗紫外线处理的天然彩色棉织物是夏季穿着的理想服装面料，既具有防紫外线效果，能抵抗夏季强烈的日照，同时又穿着舒适、吸汗、透气、手感柔软；
　　（4）经过抗紫外线处理的天然彩色棉织物在抗菌、防臭等功能方面也极有可能得到不同程度的提高；
　　（5）天然彩色棉作抗紫外线处理是对彩色棉面料进行功能性开发的新尝试，能体现较高的现代纺织科技水平。同时，它又符合现今人们对环保、保健性面料的追求，具有较好的社会效益；
　　天然彩棉的抗紫外线处理有以下方法：
　　1、纤维法 在纺丝过程中加入紫外线遮蔽剂，制得抗紫外线纤维，该方法较适于化纤的处理。然后再将这种功能纤维与天然彩色棉混纺，最终可制得具有抗紫外线功能的混纺织物。
　　2、涂层法 借助粘合剂将紫外线遮蔽剂涂于彩色棉织物表面。此种方法对使用的粘合剂要求较高，而且会影响手感，适合于装饰、家用或产业用纺织品。
　　3、整理法 在彩色棉纤维或织物的加工过程中，将紫外线吸收剂和荧光剂附于其表面。作为夏季服装面料，对柔软性、舒适性要求高，可对织物进行浸压法、吸尽法或印花法处理，整理法的适用面较广。
　　常用的紫外线屏蔽剂有：
　　1、紫外线反射剂 紫外线反射剂具有反射紫外线的功能，可直接添加到高分子聚合物中作为纤维法纺丝；也可以采用涂层法、整理法而附着在织物表面。通常以ZnO、TiO2、Fe2O3等金属氧化物作为反射剂。
　　2、紫外线吸收剂 紫外线吸收剂能强烈吸收紫外线，并能进行能量转换从而减少透过量。吸收剂一般为有机化合物，主要采用二苯甲酮类和苯并三唑类。可以用高温高压吸尽法、浸压法和涂层法处理到织物上，但对棉、麻等天然纤维缺乏亲和力，需借助树脂固着在织物表面。
　　鉴于有机化合物处理有背于天然绿色环保原则，故对天然彩色棉织物应采用紫外线反射剂进行整理法处理。
　　检测手段
　　1、分光光度仪法 采用积分球式紫外分光光度计测试织物的紫外线透过率。紫外线透过率为透过织物光强与射入织物光强之比，可以直接从仪器上读出。
　　2、变色褪色法 利用光敏 染料染色的基布，放在标准紫外光光源下，上面覆盖待测织物，开启光源，光照一定时间，然后观察覆盖物下面光敏 染料染色基布的颜色变化情况。颜色变化越小，说明待测织物阻隔紫外线的效果越好。但是此方面要受到操作者的目测水平、纤维种类、面料颜色及厚度的影响，测试存在一定误差。
　　3、紫外线强度累计法 利用紫外线照射放在紫外线强度累计仪上的织物，按给定时间照射，测出通过织物的紫外线累计量，及未放试样下紫外线灯的照射累计量，然后计算机紫外线的透过率。
　　4、直观法 分别用防紫外线织物和相同材质的未经处理织物覆盖皮肤，通过照射紫外线进行直接对比观察。由于个体的皮肤敏感程度不同，可比性差，此方法很难得到统一的定量依据。
　　通过对天然彩色棉样本及其对照样本做不同的工艺处理，进行横向和纵向的比较，分析异同点，进行优化处理可得到较为成熟，切实可行的工艺路线；使用简单易行的定性测试方法和科学准确的定量测试方法对处理后的天然彩色棉样本进行检测，能确保其具备目前商业要求的遮光率。在坚持绿色环保的原则下，通过抗紫外线处理，并根据需要添加某些，还能提高天然彩色棉的抗菌、防臭等功能。