Tejidos y textiles ignífugos anti-UV

AResumen. Este artículo presenta principalmente la importancia de los tejidos resistentes a los rayos UV, los principios y procesos de producción de la resistencia a los rayos UV, así como los métodos e indicadores para evaluar su rendimiento. BEGOODTEX integra la tecnología de protección UV en tejidos ignífugos.

1. Descripción general

Clasificación y función de la radiación ultravioleta

Además de lo que podemos ver como luz en el espectro solar, también se compone de luz ultravioleta e infrarroja, invisible a simple vista. La luz ultravioleta es un tipo de onda con una longitud de onda más corta que la luz visible y representa alrededor del 6 % del espectro. El rango de longitud de onda de la radiación oscila entre 200 y 400 nanómetros. Según la longitud de onda y los diversos impactos biológicos de la radiación, se clasifica en tres bandas: UV A, para ondas de luz de 320 a 400 nm; UV B, para longitudes de onda de 290 a 320 nm; y UV C, para el rango de 200 a 290 nm.

La capa protectora de la atmósfera, conocida como capa de ozono, se está deteriorando debido a la liberación de clorofluorocarbonos como el freón, proveniente de las actividades humanas y la rutina diaria en los últimos años. Este adelgazamiento de la capa de ozono ha provocado un aumento de la radiación que llega a la superficie terrestre, lo que resulta en un incremento de enfermedades causadas por la exposición excesiva a los rayos UV. Normalmente, las prendas de vestir convencionales ofrecen un 50 % de protección contra los rayos ultravioleta, lo que no cumple con los estándares de protección necesarios. Además, la exposición prolongada a la radiación puede provocar la decoloración y el envejecimiento de las telas. Por lo tanto, es esencial aplicar tratamientos UV a los textiles.

Consideraciones sobre la resistencia UV de los textiles

Cuando la luz solar incide sobre la superficie de una tela, una parte rebota, otra se absorbe y la otra la atraviesa. Las telas están compuestas por fibras y poseen intrincados patrones superficiales que absorben y dispersan los rayos UV, reduciendo así su transmisión. La forma en que los rayos UV se dispersan y reflejan varía según las formas superficiales únicas de cada fibra, así como la estructura y la intensidad del color de la tela. Por lo tanto, al examinar la eficacia de los textiles contra los dañinos rayos UV, es crucial considerar detenidamente diversos aspectos.

Tipo de fibra

Los diferentes tipos de fibras presentan distintos grados de absorción. La reflexión difusa de los rayos ultravioleta se debe a factores como su composición y estructura molecular, así como a las características superficiales y la forma de su sección transversal. Incluso si están hechas de fibras con diferentes secciones transversales, reflejan los rayos ultravioleta de forma distinta, y su capacidad de absorción depende de la superficie de contacto. En comparación con los tejidos sintéticos de sección transversal, los tejidos sintéticos de fibras planas e irregulares muestran un mejor rendimiento en este aspecto. Los tejidos con fibras ofrecen mayor protección contra los rayos UV que los tejidos con fibras largas, mientras que los productos de seda procesados ​​superan a los de seda cruda fabricados con fibras sintéticas, y se prefieren los tejidos más finos a los más ásperos.

Comparación de los valores UPF de diferentes tejidos
Nombre del producto	Coeficiente de cobertura (%)	Peso de la tela (g/㎡)	UPF
Tafetán de poliéster	98	142.9	34
Tejido de sarga de algodón puro	100	264.8	13
Tejido de punto de poliéster	81	106.1	17
Tejido con aguja de algodón	83	124.1	4
Tejido de poliéster	82	133.0	12
Tela estampada de algodón	81	106.1	4

Tejido de tratamiento

Las telas tratadas con acabados como recubrimientos o repelentes al agua y al aceite pueden experimentar una mejora en sus propiedades de protección UV como resultado del proceso. Esta mejora se puede atribuir al mayor grosor y la menor porosidad de la tela después del tratamiento, así como a la capacidad inherente de protección UV del propio agente de acabado.

2. Mecanismo de acabado anti-UV y agentes de acabado anti-UV

Mecanismo de acabado resistente a los rayos UV

Cuando la luz incide ópticamente en un objeto, se refleja en una parte de su superficie, es absorbida parcialmente por el objeto y pasa a través del resto. Normalmente, la suma de la transmitancia menos la reflectancia más la absorbancia es igual al 100 %. La idea detrás del procesamiento ultravioleta consiste en utilizar agentes de protección ultravioleta para tratar fibras o tejidos. Cuando la luz solar incide en la superficie del tejido, solo una pequeña parte penetra a través de las aberturas del material; la mayor parte se refleja o es absorbida por el compuesto de protección ultravioleta y se transforma en una energía más baja antes de volver a emitirse. Esto bloquea eficazmente los rayos ultravioleta. En esencia, los textiles protegen contra la radiación mediante dos métodos principales: reflejando la luz y absorbiéndola.

Agente de acabado resistente a los rayos UV

Hay dos categorías de agentes de acabado que se utilizan comúnmente para la resistencia a los rayos UV: opciones inorgánicas y orgánicas.

1. Agentes de acabado inorgánicos resistentes a los rayos UV:

La mayoría de los acabados inorgánicos resistentes a los rayos UV empleados consisten en metales y óxidos metálicos, junto con sus sales, conocidos como agentes de protección UV en el campo de la ciencia e ingeniería de materiales. Estas sustancias inorgánicas con propiedades de protección UV presentan características como ser inocuas para humanos y animales, a pesar de no producir olor ni irritación al contacto con la piel; presentar estabilidad térmica sin descomponerse ni evaporarse fácilmente; y demostrar una protección eficaz contra los dañinos rayos ultravioleta. Se sabe que actúan como agentes de protección seguros contra los rayos UV, además de poseer las ventajas adicionales de inhibir la proliferación de bacterias y hongos y evitar los olores desagradables.

2. Agentes de acabado orgánicos resistentes a los rayos UV:

Los agentes protectores orgánicos resistentes a los rayos UV se clasifican específicamente de la siguiente manera:

Compuestos de benzona.

Clase de benzotriazol.

Compuestos de ácido salicílico.

Polímero de níquel orgánico.

Clase de triazina.

Reemplace el acrilonitrilo.

Ésteres de cinamato

Ácido aminobenzoico y sus ésteres.

3. Producción de fibras y textiles resistentes a los rayos UV

Fibra resistente a los rayos UV

tel, en China se han producido avances en la creación de fibras anti-UV, con especial atención al desarrollo de materiales de poliéster que ofrecen protección UV. Estos incluyen tipos como fibra corta de poliéster, poliéster POI, FDV, UDF y DTU. Ciertas fibras de poliéster han logrado bloquear hasta el 94% al 98% de los rayos UV.

Existen métodos para crear fibras que resistan eficazmente los rayos UV y estos se pueden clasificar en los siguientes cuatro tipos.

Método post implantación

Después de completar el proceso de producción de fibras como las fibras de algodón con resistencia a los rayos UV en mente a través de métodos como baños de inmersión y teñido o técnicas de impresión para incrustar agentes de acabado anti-UV en las fibras.

Método de hilado por copolimerización

El método de hilado por copolimerización consiste en copolimerizar primero los absorbentes ultravioleta con monómeros de polímeros formadores de fibras y, a continuación, producir polímeros con función anti-ultravioleta. Posteriormente, se utilizan métodos de hilado convencionales para producir fibras anti-ultravioleta. Este método se utiliza principalmente para producir fibras sintéticas de poliéster con función anti-ultravioleta. Estas fibras poseen buenas propiedades anti-ultravioleta y pueden absorber eficazmente los rayos ultravioleta con longitudes de onda de 280-340 nm.

Bprestado sfijación

El hilo mezclado se puede clasificar como hilo mezclado y los hilos mezclados cortados están disponibles en el mercado para variedades de fibras sintéticas que se hilan directamente; uno puede mejorar la protección UV de estas fibras incorporando agentes de acabado anti UV en el fluido de hilado (fusión de hilado o solución de hilado) o directamente, en el propio material polimérico.

Método de hilado compuesto

Las fibras producidas mediante hilado generalmente presentan una estructura de núcleo de piel en la que la capa central está impregnada de agentes de acabado resistentes a los rayos UV y la capa exterior está compuesta de materiales poliméricos tradicionales.

Textiles resistentes a los rayos UV

Los textiles resistentes a los rayos UV se crean a través de procesos de acabado textil que se centran en el uso de agentes para resistir la radiación UV y la preparación de líquidos para aplicaciones de acabado, eligiendo al mismo tiempo los métodos de acabado adecuados.

Método de recubrimiento de superficies

La aplicación de un agente de acabado UV al agente de recubrimiento y el uso de una máquina de recubrimiento para crear una película sobre la superficie del tejido mediante secado y tratamiento térmico permiten lograr una protección UV y solar eficaz en diversos tipos de fibras a bajo costo, sin necesidad de técnicas de aplicación avanzadas ni equipos. La textura y las características de los artículos tratados con esta técnica pueden variar en cuanto a su aspecto, su capacidad de absorción de agua y su permeabilidad al aire. Este método se emplea habitualmente al trabajar con materiales como ropa de trabajo, parasoles y tiendas de campaña.

Método de inmersión

(1) Teñido en el mismo método de baño. Los absorbentes UV de poliéster tienen hidrofobicidad y cierta afinidad por el poliéster, por lo que se pueden utilizar procesos de teñido a alta temperatura y alta presión para lograr un acabado y teñido resistentes a los rayos UV en el mismo baño.

(2) Método de inmersión separada. Los absorbentes UV solubles en agua, gracias a sus grupos de ácido sulfónico, pueden utilizarse en el mismo baño con colorantes aniónicos, como colorantes ácidos y colorantes de complejos metálicos, para teñir lana, seda y nailon. Este método es adecuado para tejidos de lana, seda, nailon y algodón, pero no es muy adecuado para tejidos de poliéster debido a su elevado coste y a sus resultados insatisfactorios.

Ley de Imprenta

Para mejorar la durabilidad del color de las telas impresas frente a la exposición a la luz, se logra una mejora incluyendo absorbentes de rayos UV en la pasta de impresión junto con tintes que a menudo se utilizan para telas decorativas de interiores que exigen altos niveles de resistencia a la luz; por lo tanto, los países extranjeros comúnmente optan por absorbentes de rayos UV y tintes con resistencia a la luz superior para fines de coimpresión en sus textiles.

Método de laminación por inmersión

La técnica de laminado por inmersión funciona bien con diversos tipos de telas; los absorbentes UV solubles en agua pueden unirse a fibras hidrófilas y los absorbentes UV insolubles pueden unirse a fibras hidrófobas cuando se exponen a altas temperaturas, de manera similar al proceso de teñido por fusión en caliente, con tintes dispersos.

Microcápsula pagprocesamiento

La creación de microcápsulas mediante el procesamiento de microcápsulas incluye la fabricación de cápsulas que contienen absorbentes ultravioleta envueltos por polímeros de alto peso molecular mediante una técnica que combina simultáneamente la polimerización y la microencapsulación. La encapsulación de los absorbentes dentro del núcleo de la cápsula y la posterior fijación de las microcápsulas al tejido mediante adhesivos y agentes reticulantes da como resultado textiles con una protección ultravioleta superior al 85 %.

4. Evaluación del rendimiento de la resistencia a los rayos UV de los tejidos

Existen muchas normas para medir la resistencia a los rayos UV de los tejidos, como AS/NZS 4399-1996 en Australia y Nueva Zelanda, GB/T 18830-2009 en China, AATCC183-2014, ASTM D6603-2012, ASTM D6544-2012 en los Estados Unidos, etc.

Método de evaluación del rendimiento de resistencia a los rayos UV

Método de prueba estándar

La norma china GB/T 18830-2009, «Evaluación del rendimiento de la protección UV de los textiles», especifica los métodos de prueba para determinar el rendimiento de la protección UV de los textiles, así como los métodos de evaluación y expresión del nivel de protección. Esta norma estipula que cuando el valor UPF de la muestra es superior a 40 y la T (UV-A) es inferior al 5 %, se puede considerar un producto resistente a los rayos UV.

Otros métodos de prueba

(1) Método del espectrofotómetro ultravioletaUtilizando un espectrofotómetro UV como fuente de radiación, se genera luz ultravioleta en un rango de longitud de onda específico (280-400 nm) y se irradia sobre el tejido. Posteriormente, se utiliza una esfera integradora para captar el flujo de radiación que atraviesa el tejido en diversas direcciones y se calcula la transmitancia UV. Cuanto menor sea la transmitancia UV, mayor será la capacidad del tejido para protegerse de los rayos UV.

(2) Método de acumulación de intensidad UV. Utilizando luz ultravioleta (UV) para irradiar una tela colocada sobre un acumulador de intensidad UV, irradiándola durante un tiempo determinado, midiendo la cantidad acumulada de luz UV que la atraviesa y calculándola. Cuanto menor sea la cantidad acumulada de radiación ultravioleta que atraviesa la tela, mejor.

(3) Método del iluminómetro. Utilizando una lámpara UV como fuente de luz y añadiendo vidrio transparente UV al medidor de iluminancia, mida la cantidad acumulada de Q8 que pasa a través de la muestra y la cantidad acumulada de irradiación sin colocar la muestra.

(4) Método de desvanecimientoCubra la muestra con la tarjeta estándar de solidez a la luz, a 50 cm de distancia, e irradie con luz ultravioleta para determinar el tiempo que tarda la tarjeta estándar en cambiar de color al nivel 1. Cuanto mayor sea el tiempo de uso, mejor será el efecto de protección.

Indicadores para evaluar el rendimiento de la resistencia a los rayos UV

Relación de transmitancia UV

La transmitancia UV mide la radiación UV que atraviesa una muestra en comparación con la radiación UV que la atraviesa sin la presencia de la muestra. El uso de la transmitancia ayuda a evaluar la protección UV que ofrecen los tejidos y permite realizar cálculos para determinar si la transmitancia UV de un tejido está por debajo del nivel aceptable para prevenir daños en la piel causados ​​por los rayos UV, en ciertas situaciones.

Tasa de protección UV

El índice de protección UV es una medida que ayuda a los consumidores a comprender la eficacia del producto para bloquear los rayos UV de una manera sencilla y comprensible. Si bien la transmitancia UV y el índice de protección UV pueden explicarse de forma diferente según los distintos puntos de vista, en esencia, transmiten su significado a la persona promedio.

Factor de protección solar (SP). Nivel de protección contra rayos ultravioleta (URSL).

Los FPS son comunes en cosméticos, mientras que los FPU predominan en textiles para la protección UV. Los FPU miden el nivel de resistencia de las telas a los rayos UV y son cruciales para evaluar su rendimiento frente a los rayos UV.

UPF Rángel	PAGprotección doclasificación	UV ttransmisión (%)	UPF GRAMOrade
15~24	Mejor protección	6.7~4.2	15,20
25~39	Muy buena protección	4.1~2.6	25,30,35
40~50,50+	Muy excelente protección	≤2.5	40,45,50,50+

Tasa de penetración

En las normas nacionales, el valor UPF y la transmitancia UV-A se utilizan juntos como indicadores para evaluar el rendimiento de resistencia a los rayos UV, siendo el valor UPF superior a 30 y la transmitancia UV-A no superior al 5%.

5. ExploradorBOODTEX Anti-UV Faburrido–retardante ttecnología

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