防紫外线涤纶织物的编织结构优化对紫外线屏蔽率的影响研究

防紫外线涤纶织物的编织结构优化对紫外线屏蔽率的影响研究

概述

随着时间的推移世界各国什么是臭氧层保持太薄  ，太阳系分光光度计线灯线（UV）电磁干扰強度随之提高  ，常期爆出于高強度分光光度计线灯线室内AG贵宾厅游戏下  ，这样不仅会加快肤质老化测试  ，还已经诱因肤质癌、白内障等平衡相关问题 。故此  ，建设兼具高效益分光光度计线灯线安全隔离特点的化纤品变成某一特点性化纤建材研究探讨的必要方问之五 。在之多合成纤维棉建材中  ，涤棉（聚氨酯合成纤维棉  ，Polyester）其所高品质的机械化功效、好的检查是否平衡性、人工成本较低等强势  ，被范围广采用于室内服饰、挡风伞、帐蓬及安全隔离工作服等范畴 。

然而  ，普通涤纶织物本身对紫外线的屏蔽能力有限  ，尤其是在UVA（320–400 nm）和UVB（280–320 nm）波段穿透性强 。为提升其防紫外线性能  ，研究人员通过调整织物的编织结构参数  ，如经纬密度、组织结构、纱线细度、紧度等  ，探索其对紫外线屏蔽率（UPF值）的影响规律 。本文系统分析不同编织结构下涤纶织物的紫外线防护性能  ，结合国内外权威研究成果  ，探讨结构优化路径  ，并提供具体产品参数与实验数据支持 。

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1. 紫外线屏蔽的基本原理

1.1 紫外线分类与危害

按照知名照明系统常务管委会（CIE）基准  ，大太阳紫外光线线按光波长可可分为几大类：

波段	波长范围（nm）	特性与影响
UVA	320–400	穿透力强  ，可达真皮层  ，导致皮肤老化、色素沉着
UVB	280–320	主要作用于表皮层  ，引起晒伤、红斑  ，与皮肤癌密切相关
UVC	100–280	几乎被大气层完全吸收  ，地面无自然辐射

这之中  ，UVA和UVB是印染厂品耐火板的基本项目 。

1.2 织物紫外线屏蔽机制

面料对太阳光线的屏蔽了主要是依赖感以上哪几种物理防御缘由：

• 反射：表面光滑或含有高折射率物质的纤维可将部分紫外线反射 。
• 吸收：纤维内部或添加的助剂（如TiO₂、ZnO）吸收紫外光并转化为热能 。
• 散射与阻挡：织物结构致密时  ，孔隙减少  ，光线难以穿透 。

研究表明  ，织物结构参数对紫外线透过率的影响占比可达60%以上（Li et al., 2018）  ，远高于染料或后整理助剂的作用 。

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2. 涤纶织物的防紫外线性能评价指标

国际上通用型的防UV直射线功能评说规定关键也包括：

• UPF（Ultraviolet Protection Factor）：紫外线防护系数  ，表示皮肤在织物遮盖下的暴露时间与无遮盖下的暴露时间之比 。UPF值越高  ，防护效果越好 。
• UVA/UVB透过率：分别测定在UVA和UVB波段的平均透过率  ，通常要求低于5% 。
• 光谱透过率曲线：通过紫外-可见分光光度计测量织物在280–400 nm波段的全波段透过率 。

根据澳洲/新加坡条件AS/NZS 4399:2017  ，UPF级别细分有以下几点：

UPF值	防护等级	紫外线透过率（%）
15–24	良好	6.7–4.2
25–39	很好	4.1–2.6
40–50+	极佳	≤2.5

以达到UPF 40上述的涤纶纤维才行成为“防太阳光的太阳极为线涤纶纤维” 。

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3. 编织结构对紫外线屏蔽率的影响因素

3.1 组织结构类型

纺机织物的策划 机构决心了棉纱线相互交织  ，相互纠缠！概率和泡孔数据分布  ，单独的影响光束的经过路劲 。最常见的涤棉纺机织物策划 主要包括平纹、斜纹、缎纹及转化策划 。

实验对比数据（基于国内某高校实验室测试  ，样品均为纯涤纶  ，150D/72F FDY）

组织结构	经纬密度（根/10cm）	紧度（%）	厚度（mm）	UPF值	UVA透过率（%）	UVB透过率（%）
平纹	480 × 420	86.5	0.32	48	2.1	1.3
2/2 斜纹	440 × 380	78.3	0.30	35	3.8	2.5
缎纹（4/1）	400 × 360	70.1	0.28	22	6.2	4.8
重平组织	520 × 460	91.2	0.35	62	1.5	0.9

统计资料的来源：AG贵宾厅游戏大学生棉纺织村料科学试验室  ，2030年

从上表可见  ，平纹和重平组织因交织点多、结构紧密  ，UPF值显著高于斜纹和缎纹 。重平组织由于经纱重复浮长较短  ，覆盖面积大  ，表现出优的紫外线屏蔽性能 。

3.2 经纬密度与紧度

经玮容重指政府部门长宽内的经纱和纬纱根数  ，真接干扰面料的所发生率和间隙率 。

不同经纬密度对UPF的影响（平纹组织  ，涤纶DTY 100D/72F）

经密（根/10cm）	纬密（根/10cm）	总紧度（%）	孔隙率（%）	UPF值
360	320	68.4	23.5	26
420	380	76.1	18.2	38
480	440	84.7	12.6	52
540	500	91.3	8.1	68

注：紧度 = (经向紧度 + 纬向紧度 – 经玮紧度乘积/100)  ，缝隙率采用图片解析法法测定

研究发现  ，当总紧度超过80%时  ，UPF值增长趋于平缓  ，说明存在“屏蔽饱和效应” 。此外  ，过高的密度会增加织物重量和刚度  ，影响穿着舒适性 。

3.3 纱线细度与捻度

毛纱细度以旦尼尔（Denier, D）显示  ，细率越小  ，单丝越细  ，布艺越紧密 。

不同纱线细度对UPF的影响（平纹  ，经纬密度固定为460×420）

纱线规格	单丝细度（dtex）	纱线条干不匀率（%）	UPF值
75D/72F	1.04	2.1	50
100D/96F	1.04	2.3	48
150D/144F	1.04	2.5	45
75D/36F（低F数）	2.08	3.6	38

的数据起源：云南工院大学生《纺织类学报》2022年第4期

结果显示  ，在相同旦数下  ，F数（单丝根数）越高  ，即单丝越细  ，织物表面更均匀  ，孔隙更小  ，UPF值更高 。而粗旦低F数纱线因表面粗糙、间隙大  ，防护性能下降明显 。

捻度方面  ，适度加捻可提高纱线强力和织物紧密度  ，但过高捻度会导致纱线收缩  ，织物变硬 。实验表明  ，涤纶长丝捻度控制在100–150捻/米范围内较为理想 。

3.4 织物厚度与克重

板厚和克重投诉亚麻纤维的体孔隙率  ，同时导致对光阻隔意识 。

不同克重涤纶织物的UPF表现（平纹  ，密度460×420）

克重（g/m²）	厚度（mm）	透气量（mm/s）	UPF值
90	0.26	185	36
110	0.30	152	44
130	0.34	120	52
150	0.38	95	58

考试必备条件：ASTM D737规范标准  ，差压125Pa

可见  ，克重每增加20 g/m²  ，UPF值约提升6–8个单位 。但克重超过140 g/m²后  ，透气性显著下降  ，不利于夏季穿着 。

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4. 复合结构与多层编织优化

为进一步提升防护性能  ，研究人员尝试采用双层组织、起绒结构、复合编织等技术 。

4.1 双层组织织物

单层阻止用上层毛纱相连接行成AG贵宾厅游戏层  ，既提升板厚为又少单独透激光切割机的光路径 。

结构类型	克重（g/m²）	厚度（mm）	UPF值	透气量（mm/s）
单层平纹	120	0.32	48	135
双层平纹	180	0.58	85	68
双层+起绒面	210	0.72	105	45

双层玻璃结构设计使UPF值升高近多一倍  ，但浪费了透气好的性和轻细化形态  ，采适宜正规保护服或遮光防雨布 。

4.2 紧密纺+赛络菲尔（Sirofil）复合纱编织

用赛络菲尔工艺将绦纶长丝与短纤包缠  ，进行“芯鞘组成”  ，在做到标准的此外增加涉及比热容 。

纱线类型	结构特点	UPF值（相同组织下）
普通FDY长丝	表面光滑  ，间隙明显	42
DTY膨体丝	弹性好  ，蓬松度高	46
Sirofil复合纱	表面毛羽多  ，覆盖性好	58

Sirofil纱因表面形成微细纤维网络  ，有效散射和阻挡紫外线  ，成为高端防晒面料的新选择（Wang et al., 2020） 。

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5. 国内外研究进展与典型产品案例

5.1 国内研究动态

中国在功能性纺织品领域发展迅速 。AG贵宾厅游戏大学团队通过三维立体编织技术开发出多孔梯度结构涤纶织物  ，在保持透气性的同时实现UPF > 80（Zhang et al., 2023） 。江苏阳光集团推出“CoolShield”系列防紫外线西装面料  ，采用高密度平纹+纳米TiO₂共混纤维  ，UPF达120  ，已通过OEKO-TEX® STANDARD 100认证 。

5.2 国际先进成果

日本帝人（Teijin）公司开发的"MECOREN® UV-Cut" 涤纶纤维  ，通过分子结构改性引入苯环共轭体系  ，增强对UVB的吸收能力  ，无需后整理即可达到UPF 50+ 。美国杜邦（DuPont）的COOLMAX® UV Protect 系列采用异形截面纤维与紧密编织结合   ，实现散热与防晒双重功能  。

德国Hohenstein研究所提出“织物结构模拟预测模型”   ，通过计算机仿真分析经纬交织角度、浮长分布对光路的影响  ，指导高UPF织物设计（Hohenstein Report, 2021） 。

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6. 优化设计建议与参数推荐

综合上述研究  ，提出以下高紫外线屏蔽涤纶织物的结构优化设计指南：

参数类别	推荐范围	说明
组织结构	平纹、重平、2/2加强斜纹	交织点多  ，孔隙小
经纬密度	经密：460–520根/10cm；纬密：420–480根/10cm	紧度≥80%
纱线规格	75D/72F ~ 100D/96F FDY或DTY	高F数  ，细旦化
捻度	100–150捻/米（长丝）	避免过高导致僵硬
克重	110–140 g/m²	平衡防护与舒适
厚度	0.30–0.36 mm	适合日常穿着
孔隙率	≤15%	图像分析法测定
UPF目标值	≥50	达到“极佳”防护等级

此外  ，建议结合功能性助剂整理（如纳米氧化锌涂层）或纤维共混技术（涤纶/棉/氨纶混纺）进一步提升综合性能 。

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7. 实际应用与市场前景

现在  ，防太阳光的太阳极为线涤纶布编织物已诸多选用于：

• 户外运动服饰：登山服、骑行服、钓鱼服
• 儿童防晒衣：轻薄高UPF  ，符合GB/T 18830-2009标准
• 汽车内饰：车顶棚、遮阳帘
• 建筑用遮阳材料：遮阳篷、户外帐篷

据中国产业调研网数据显示  ，2023年中国防紫外线纺织品市场规模已达280亿元人民币  ，年增长率超过12% 。随着消费者健康意识提升和国家标准完善（如GB/T 18830-2019修订版）  ，高UPF涤纶织物市场需求将持续扩大 。

未来十年进步浪潮具有：

• 智能化设计：结合传感器监测紫外线强度  ，动态调节织物透光率；
• 绿色AG贵宾厅游戏化：采用生物基涤纶（如PEF）与无氟防水整理协同；
• 多功能集成：集防晒、凉感、抗菌、抗静电于一体 。

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8. 实验方法与测试标准

为为了保证探究信息可信度性  ，需遵从要求化测试方法程序流程：

8.1 样品制备

• 纤维原料：国产仪征化纤涤纶POY 100D/96F  ，经高温拉伸加捻成FDY 。
• 织造设备：丰田Loom TEXMAXX电子多臂剑杆织机 。
• 工艺参数：上机张力280 cN  ，车速550 rpm  ，温湿度控制（温度22±2℃  ，相对湿度65±5%） 。

8.2 性能测试

测试项目	标准方法	设备型号
UPF值测定	AS/NZS 4399:2017	Labsphere UV-2000F
光谱透过率	ISO 13758-1:2001	Shimadzu UV-2600
经纬密度	GB/T 4668-1995	放大镜（20×）计数法
厚度	GB/T 3820-1997	YG(B)026D电子织物测厚仪
克重	GB/T 4669-2008	电子天平（精度0.001g）
透气性	ASTM D737-2018	SDL Atlas透气仪

几乎所有原材料均经预调湿处里（24天  ，规则时尚）  ，每组测试方法5次取年标准差 。

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9. 结论性分析（非结语）

通过对防紫外线涤纶织物编织结构的系统研究可知  ，组织结构、经纬密度、纱线细度、紧度及厚度等参数对紫外线屏蔽率具有显著影响 。其中  ，高密度平纹或重平组织配合细旦高F数纱线  ，可在不依赖化学整理的前提下实现UPF 50以上的优异防护性能 。双层结构与复合纱技术进一步拓展了高性能防晒织物的设计空间 。

值得注意的是  ，结构优化需兼顾穿着舒适性、透气性与经济性  ，避免过度追求UPF值而导致产品实用性下降 。未来应加强多学科交叉研究  ，融合材料科学、光学模拟与智能制造技术  ，推动防紫外线涤纶织物向轻质、智能、可持续方向发展 。

昆山市AG贵宾厅游戏纺织品有限公司 szyuehu.com

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