高透光低紫外线窗纱织物光学及透气性能研究.docx

? ? 高透光低紫外线窗纱织物光学及透气性能研究 ? ? 隋伟东，陈慰来 (浙江理工大学材料与纺织学院，杭州 310018) 高透光低紫外线窗纱织物光学及透气性能研究 隋伟东，陈慰来 (浙江理工大学材料与纺织学院，杭州 310018) 为研发具有良好光学性能的窗纱织物。采用全消光涤纶长丝和欧根丝作为主要原料，通过工艺设计、后整理工艺制备新型的窗纱织物，并对织物的光学性能以及透气性能进行测试对比分析。测试结果表明：研发的新型窗纱织物具有良好的透气性；同时能保证可见光透射率在35%～58%的范围内，将紫外线透射率范围控制在10%～25%。在保证了较高透光的前提下，降低了紫外线的透射率。具有一定的市场使用价值。 窗纱织物；全消光涤纶；透射率；反射率；透气率 0 引 言 随着科学技术的发展，各种性能优异纺织材料的出现，纺织织造技术的拓展运用，组织设计的多样化，使窗饰织物的种类和功能更加丰富，窗饰织物已不再局限于装饰作用，其光学性能也是一个重要的评价指标[1]，有关窗饰织物光学性能的研究日益增多，如任青年[2]、陆振乾等[3]对于窗饰织物的遮光性能研究，郑倩等[4]的防紫外线性能的研究。传统的窗饰织物虽然能在遮光、防紫外线、透气等单方面表现出色，但在综合性能上略有不足，往往以牺牲某一方面的功能来获取另外一种功能的提升。如防紫外性能好的窗帘，其透光、透气性能则差，特别是涂层窗帘的透气和透湿性极差；透光、透气性能佳的窗纱则不能遮蔽紫外线的辐射等。因此多功能协调存在于同块织物中，是提升传统织物窗饰功能性的一种途径。本文设计了一种新型窗纱织物，探讨其光学性能和透气性能，使其在保证较高透光的同时，具有良好的抗紫外线性能。 1 窗纱制备工艺 1.1 原料 选用全消光涤纶长丝做为织物的主要原料，全消光涤纶长丝中含有纳米级TiO2。TiO2是一种稳定、无毒无味的紫外线吸收剂[5]，折射率较大(TiO2的折射率是2.60，空气为1.00)，既能吸收、反射、散射紫外线，又能透过可见光[6]，此外通过二氧化钛的添加，提高了纤维的相对密度(比重)，使织物的悬垂性得到提高[7]。图1是全消光涤纶在扫描电子显微镜下的横截面形态和表面形态。 图1 全消光涤纶纤维横截面和纵向形态 1.2 织造工艺 本实验设计的窗纱织物经向选用2.22tex的黑白欧根丝，黑白欧根丝按照间隔的方式排列。纬向采用全消光涤纶长丝和22.22tex涤纶低弹丝按一定的比例排列。为了更好地研究全消光涤纶长丝对织物性能的影响，本实验选用了两种不同的规格全消光涤纶长丝，分别为5.56tex/24f和8.33tex/72f。试样的经密为640根/10cm，纬密则采用了280根/10cm和320根/10cm两种规格。 织造窗纱所选用的机器为意大利K88剑杆织机。因为湿热定形的温度比干热定形更低，能减少对织物性能的损害[8]，所以对织造后的窗纱试样采用水蒸汽湿热定形工艺进行定形，温度为110～130℃，时间为15～25s。其规格参数如表1所示。图2为其中试织试样的实物图。 表1 试织试样参数 图2 试样织物外观 2 结果与讨论 2.1 试样的基本参数 为了分析窗纱织物的光学性能及透气性能，试织了不同规格的4块窗纱试样。试样参数如表2所示。其中经向使用的同样是2.22tex的欧根丝，纬向为普通8.33tex/72f的涤纶纱线。 表2 对比试样规格参数 2.2 光学性能 本文在对窗纱织物光学性能的研究中采用了目前使用最广且相对精度较高的分光光度计法[9]，使用Lambda 900紫外/可见/近红外分光光度计，测试波段选取为200～1500nm，最终选取280～780nm之间的数据。然后根据公式(1)、(2)计算其波段上的平均透过率T(Δλ)AV和平均反射率R(Δλ)AV，以平均值量化织物对特定波段光的透射和反射性能，计算结果如表3所示。 (1) (2) 式中：To(λ)—未放置织物在波长为λ时的光谱透过率(%)； Ro(λ)—未放置织物在波长为λ时的光谱反射率(%)； λx、λy—分别表示波段的上下限的波长(nm) Δλ—波长间隔(nm)。 表3 织物平均透过率与反射率 从表3中可以看出，试样1—3号的紫外线透射率要明显低于可见光透过率，4号和5号织物的可见光与紫外线透射率相近，对比1号和5号试样，2号和4号试样，可以看到设计试织的1号和2号试样在保证相近的可见光的前提下，明显有着更低的紫外线透过率，起到了高透光低紫外线的效果。 2号试样纬密要高于1号试样，所以其紫外线和透光率都较低，而且透光率降低的比例更高。这是因为以全消光涤纶长丝作为主要原料起到抗紫外线效果，其密度的增加，虽然会增加织物的紧密度，提高其抗紫外线性能，但是其透光率降低程度必然会更高。3号试样采用了5.56tex的全消光涤纶，织物的紧密