香云纱真丝织物抗紫外线性能研究进展

摘要： 香云纱作为国家级非物质文化遗产，是世界纺织品中唯一用纯植物染料染色的丝绸面料，具有天然环保、挺括顺滑、抗菌除臭、防晒防水等优势，被誉为“软黄金”。现阶段由于臭氧层的严重破坏，对人类健康及其他方面产生重要威胁，织物抗紫外线性能研究逐渐成为纺织品行业的重要方向。相比于普通真丝织物，香云纱由于特殊染整工艺，具有优异的紫外线防护性能。但该染整过程较为传统，实际生产具有较大限制，行业产业化率低。基于此文章综述了香云纱特殊染整工艺及其抗紫外线性能、其他真丝织物抗紫外线研究等内容，总结了香云纱抗紫外线染整过程存在的问题与改进方向，并对其发展趋势进行了展望，以指导实际生产应用，为未来香云纱产品设计创新及性能改善提供借鉴，提升产品服用性能，推动行业发展。

关键词： 香云纱;国家级非物质文化遗产;真丝织物;抗紫外线改性处理;绿色低碳;多功能性丝绸

中图分类号： TS101.923 文献标志码： A

近年来，由于臭氧层被破坏，到达地面的紫外线辐射大幅度增加。紫外线辐射（Ultraviolet radiation，UVR）中，长波紫外线（Ultraviolet A，UVA）和中波紫外线（Ultraviolet B，UVB）的穿透力较强，过度的紫外线辐射会对人类社会造成威胁［1］，还会影响动植物的成长，加速日用材料的老化降解等。随着绿色环保［2］、原生态［3］与新中式浪潮［4］的兴起，加上中国“双碳”目标的提出［5］，香云纱作为世界纺织品中唯一用纯植物染料染色的丝绸面料，逐渐走进大众视野。它凉爽宜人、轻薄柔软、遇水快干、对皮肤具有保健作用［6］，具有广阔的应用前景和研究价值。

通过国内外研究调查发现，现阶段国外对香云纱的研究较少，行业仍处于初级阶段。国内已针对香云纱历史由来、染整技艺及研究价值等内容展开研究，香云纱优异的抗紫外线性能与其特殊染整技艺关系密切，但在实际生产应用过程中还存在染整过程传统、对人工及自然环境依赖大、主要群体集中于中老年人群等问题。基于此，本文综述了赋予香云纱优异性能的薯莨液上染过程、河泥过乌过程等内容，总结了现阶段普通真丝织物抗紫外线整理的方式，主要包括添加有机类紫外吸收剂、无机类紫外反射剂、天然色素整理，并对香云纱染整技艺和抗紫外线性能现存问题与改进方向进行了归纳总结，为后续类似原理在其他真丝织物及各类纺织品中的拓展应用奠定基础，从而推动香云纱行业产业化发展，加速行业向高舒适性、多功能性、绿色低碳方向发展。

1 香云纱概述与研究价值

1.1 历史渊源

香云纱原名“莨纱、莨绸”等，因服用过程中易沙沙作响，故称之为“响云纱”，后又因谐音称为香云纱［7］。原产于广东省佛山市顺德区，该地区养蚕缫丝业有着悠久的历史，完整保存了香云纱的染整技艺。唐代已有关于薯莨的记载，北宋沈括和明代李时珍都曾记述过薯莨的染色作用。明代永乐年间，广东莨纱已经出口到国外。民国初期，珠三角地区呈现香云纱行业欣欣向荣局面。20世纪20年代，行业发展进入鼎盛时期。后因“二次世界大战”引发的世界性经济危机，价格低廉人造丝的问世对其带来严重打击，行业发展一落千丈。香云纱行业发展已有一千多年历史，2008年其染整技艺被列入国家级非物质文化遗产［8］，2011年原国家质检总局批准对“香云纱”实施地理标志产品保护，发展逐渐走向稳定［9］。

1.2 染整技艺

传统香云纱染整技艺只利用薯莨汁液和河泥为原料，主要工艺流程如图1所示。该过程中晒莨的最佳时间为一天中气温最高的中午，且对河泥、天气等自然条件有较强依赖性，整套操作在实际生产中耗时较长。

1.3 研究价值

目前在国外的传播与研究中，香云纱行业仍处于初级开发阶段，对香云纱的记载较少。不过作为中国非物质文化遗产代表性项目，香云纱已多次参加国际文化交流活动，并得到外国友人及专家学者们的高度赞赏。作为岭南地区的国家级非物质文化遗产，香云纱拥有广阔的高端消费市场，蕴含中华民族的优秀文化要素，研究价值主要包括服用、环保、经济、文化等方面。

香云纱最根本的性能即其优异的服用性能，由于薯莨液的整理给织物表面留下胶质膜，赋予其爽滑不黏身、富有光泽、挺括有身骨等特质，织物会越穿越亮、越柔软，富有生命气息。薯莨的药用价值也赋予香云纱一定的皮肤保健与紫外线防护性能。其染整技艺始终保持着传统工序、天然原料和绿色生产理念，积极响应国家绿色低碳发展战略，未来在纺织品行业将有广阔发展前途。

香云纱一直是高端奢侈产品的代表，高昂的物料、加工和护理成本及优异的服用性能使其产品具有高附加值特性，合理地开发能带来巨大的经济利润。作为岭南地区独特文化产品，纯手工生产流程及衍生产品等均可作为旅游资源，带动地区经济发展。它还见证了民族文化的变迁和革新，承载的内涵和审美满足了大部分拥有较高人文素养之人的精神诉求，国际传播更是有效培育了文化认同下对香云纱产品的需求。

2 紫外线分析

2.1 介 绍

紫外线又称紫外辐射，按照波长可分为UVA（长波紫外线）、UVB（中波紫外线）和UVC（短波紫外线）三种［10］，其中臭氧层能较好吸收UVC;按照其来源又可分为天然和人工紫外线，前者主要来源于到达地球表面的紫外辐射，后者主要源于气体电弧和灯具设备产生特定波段的紫外线［11］。

2.2 影 响

研究表明，适度紫外线辐射在抑制肥胖［12］、降低糖尿病发病率［13］及降低心血管疾病发病率［14］等方面具有一定作用，但过度紫外线辐射会带来皮质性白内障、皮肤恶性黑素瘤、皮肤基底细胞癌等危害［15］，国际癌症研究机构已将紫外线列为Ⅰ类致癌物。图2展示了不同波段紫外线对人体的辐射。图3是一名28年货车司机（70岁）左右脸部对比情况，由于受到固定方向太阳光照射，其左脸明显比右脸衰老得更快，有了更多的皱纹、下垂、蛋白流失等特征，这些都是阳光过度暴晒的典型症状。

2.3 紫外线测试标准

不同国家针对紫外线测试有着不同的标准。根据中国现行GB/T 18830—2009《纺织品防紫外线性能的评定》标准，利用式（1）（2）可计算织物UPF值及UVA的透过率T（UVA）AV。当样品UPFgt;40且T（UVA）AVlt;5%时，可被称为“防紫外线产品”，二者缺一不可。还可根据式（3）计算织物黄变率。

式中：b为织物变黄/蓝程度，正值代表织物变黄，负值代表织物变蓝，b值越大，表示光照后的织物越黄;bT为紫外光照射T小时后的b值;b0为未经紫外光照织物的b值。

3 香云纱抗紫外线性能研究

通过有关研究调查可知，相比于普通丝织物，香云纱抗紫外线性能有了明显提升，具有极低的紫外线透过率和较高的UPF值，其中蕴含的原理主要包括以下两个方面。

3.1 薯莨汁液上染

从香云纱染整过程来看，需将薯莨捣碎制成汁液，对其进行浸染，如图4所示。经过煮炼、曝晒等多道工序，在织物表面形成一层厚厚的涂覆层，一定程度上提升其抗紫外线性能。林柯等［16］利用薯莨提取物对蚕丝进行染色，研究证明

该提取物中大多数缩合单宁和多酚的分子量高于1 000，且显示染料与蚕丝之间存在多种相互作用，包括氢键作用力和范德华力。李落叶等［17］利用丙酮和乙醇两种不同溶剂对薯莨及其渣料进行浸提，并对提取物的成分进行分析，证明了薯莨提取物的主要化学成分是缩合单宁，且经水浸泡过的薯莨渣中仍含有大量单宁成分。周玉阳等［18］通过单宁酸（TA）溶液吸光度测试实验发现，在紫外线可见光区域，TA溶液的吸光度与浓度之间存在良好的线性相关性，并证明了经TA溶液上染整理，能赋予香云纱织物优越的抗紫外线性能。

3.1.1 单宁的紫外线防护功效

单宁成分拥有优异的抗菌［19］、抗紫外线［20］、阻燃［21］等性能，具有广阔的应用前景和研究价值，其紫外线吸收性能可从pH值、酯化或醚化程度等多方面展开研究。已有相关研究证明了单宁具有的紫外线屏蔽性能。朱庆昊等［22］利用低成本单宁提取物为原料，设计出壳聚糖和单宁提取物的交联共聚物，将其用作纸张的涂层，该涂层纸表现出优异的抗紫外线老化性能。侯昕志等［23］研究了香云纱的传统染整工艺，包括薯莨染色、晾晒、扫色、河泥过污、洗纱晒纱等步骤，证明了该面料在抗晒、抗皱、硬挺度、抗菌等性能上的独特优势。徐莹等［24］以单宁和木质素为添加剂，聚乙烯醇为母体，制备了具有生物降解性能的复合薄膜，研究表明，经单宁和木质素改性的PVOH薄膜表面光滑，无气孔与裂纹，且单宁的加入使其对紫外线和可见光（UV-（VL））的抵抗能力增强。在相同条件下，亚铁盐媒染剂对蚕丝织物UVA透过率的改善效果最好，在UVB和UVC的透过率检测中三者无明显差别。张明洋等［25］利用壳聚糖/聚乙二醇对棉织物进行预处理，再用茶多酚对棉织物进行改性整理，改性后的棉织物具有更加优异的紫外线防护能力，UPF值最高达90+，且经多次水洗后仍可达40+，符合织物防紫外线防护品要求。这些尝试初步验证了缩合单宁成分对紫外线防护性能提升方面的功效。

3.1.2 单宁与蚕丝纤维的络合作用

天然小分子化合物与蛋白质大分子之间具有普遍的相互作用，如氢键、疏水键、范德华力等作用力［26］。薯莨中的缩合单宁是一种多酚类化合物，结构上含有较多的酚羟基及苯环，可依靠其与蛋白质大分子链产生氢键及疏水键作用力形成牢固结合［27］。姜洪武等［28］利用富含织物单宁的柞树皮染料对蚕丝织物进行染色，通过K/S值的测试证明单宁酸（鞣酸）分子中具有多个酚羟基，该结构使其具有与蛋白质结合以及与金属离子（Fe2+、Fe2+）发生配位络合的作用。黄方千等［29］总结出主要的植物天然染料，有蒽醌类、萘醌类、黄酮类、多酚类等衍生物，这类物质大多含有多个酚羟基、甲氧基、氨基等，易与金属离子发生络合反应。马赫里等［30］通过实验证明，作为媒染剂的金属离子在对真丝织物染色时，既能与蛋白质分子中的氮原子或氧原子发生配位，又能与天然染料分子中的羟基或者羰基络合，进而提高上染率、色深及色牢度。

香云纱染整过程中，薯莨色素的酚羟基与蛋白多肽链上的羰基形成大量的氢键，使得蚕丝纤维与色素之间形成交联结构;主要利用河泥中的铁离子与单宁成分充分反应，单宁物质氧化变性后的鞣酸沉积在织物表面产生棕色效果，二者反应形成黑色难溶沉积物鞣酸亚铁。

3.2 特有河泥过乌

在“过乌”阶段，利用珠三角地区特有的没被污染过的河泥对其正面进行涂覆、曝晒等工序，使香云纱呈现正面乌黑发亮、反面红棕色的效果。通过印染加工还可赋予其更多丰富色彩，如图5所示，展示了几种不同香云纱正反面异色的效果。单宁作为多酚类化合物，还是一种理想的胶黏剂［31］，促使河泥中腐殖酸、富里酸、金属离子（Fe2+）等与蛋白质纤维络合，在香云纱织物表面沉积厚厚的亮黑涂层，增加织物厚度，并改变其吸收光谱，使织物涂层吸收紫外线和可见光，提升面料抗紫外线性能［32］。

3.2.1 有机质中腐殖酸、富里酸作用

土壤中富含生物遗留残体在经微生物分解而形成的黑褐色腐殖质，占土壤有机质总量的75%左右。根据其在水溶液中溶解性，主要将其分为腐殖酸（HA）、富里酸（FA）、胡敏素三种成分［33］。

李哲阳［34］对香云纱染整用河泥关键成分及反应原理展开研究，确定河泥有机质中参与香云纱染整反应的主要是HA和FA成分，胡敏素与其他不溶物则没有参与反应。由于薯莨中缩合单宁成分与金属离子具有较强的络合能力，可作为蛋白质纤维与河泥反应的媒介，将河泥中有机质与金属离子络合在织物表面，最终形成亮黑沉积涂层。在另一项研究工作中，通过杭州下沙与香云纱产区佛山顺德和西樵的河泥作对比实验，观察出后者的HA和FA的芳香化程度明显高于前者，使得香云纱涂层更加乌黑发亮，且其中的含氧官能团如羟基、羧基、肽键等明显更高，HA和Fe2+具有更强的络合能力［35］。进一步验证了河泥有机质中HA与FA能与薯莨色素形成稳定的络合结构，在香云纱织物表面沉积牢固涂层。

3.2.2 金属离子作用

杨军等［36］研究了TA和Fe3+在提升交联果胶（PE）物理化学性能中的作用，制备了PE/TA/Fe3+复合膜。研究表明，TA和Fe3+的共同作用可以显著提高PE薄膜的紫外线阻隔性能和抗氧化性能。同时，Fe3+可以与TA形成金属苯酚网络，并与PE膜交联，使PE膜的结构更加致密。在有关香云纱的染整技艺记载中，大部分文献表明河泥中关键染色成分是Fe3+。然而，实验团队在尝试多种Fe3+化合物（如FeCl3、Fe2O3、Fe（OH）3、β-FeOOH等）后，均未染色成功，表明Fe3+可能并不是染色关键成分。进一步以Fe2+化合物（FeSO4与FeS）为主要成分对绸布上染，成功将绸布染黑，证明了河泥中Fe2+是其染色关键成分，目前这一过程依赖的Fe2+主要依靠盐酸提取。还有学者［37］通过添加铁还原细菌对干裂河泥进行微生物改良，证明了利用Fe3+还原成Fe2+的河泥也可用于香云纱染整。

综合来看，相比于普通真丝织物，香云纱具有优异抗紫外线性能。经薯莨染整后，在其富含的缩合单宁作为媒介的条件下，香云纱面料富含的蛋白质纤维与河泥有机质中腐殖酸、富里酸、Fe2+等成分发生络合反应，在其表面留下厚厚的黑亮涂层，增强织物厚度，且涂层含有的化学成分能有效增强对紫外线的吸收能力，改善了香云纱织物的紫外线防护性能。

4 其他真丝织物抗紫外性能研究

真丝织物纤维中丝素蛋白占了绝大部分，主要由甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸等18种氨基酸组成，其服用过程中会因光照、温度、生物等因素造成织物表面形态、色彩、手感、白度、结晶度和相对分子质量等的变化［38］。图6展现了紫外线照射到纺织品中的原理。太阳光中主要是波长200～330 nm的紫外线，与蚕丝纤维的主要紫外吸收光谱高度重合（250～300 nm）［39］，因此真丝织物容易吸收紫外线发生化学反应而产生黄变。现阶段真丝织物的抗紫外线整理工艺主要有有机紫外线吸收剂整理、无机紫外线屏蔽剂整理和天然色素提取物整理三种方式。

4.1 有机类紫外线吸收剂

这类吸收剂主要通过吸收高能量紫外线并以热能或低能辐射状态释放来达到紫外线防护效果，主要代表物有二苯甲酮类、苯丙三唑类、水杨酸脂类等化合物，其热稳定性和化学稳定性好［40］，但由于部分产品存在发育毒性、生殖毒性等缺陷，对人体及环境造成一定危害，已被确定为环境中的新兴污染物，使用受到限制。

4.1.1 二苯甲酮类

二苯甲酮类紫外线吸收剂在现阶段有广泛的应用，但日常使用价格较贵。其分子结构中存在易与纤维结合的反应性羟基，吸收紫外线后分子发生振动，破坏内在氢键，打开螯合环，以热能形式释放出能量。毕野等［41］以2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（UV-9）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为原料制备二苯甲酮类中间体（UG），并与乙烯基硅油（ViSO）共聚，得到了具有较强紫外线吸收能力和高光稳定性的二苯甲酮有机硅型产物。高树珍等［42］以2，4-二羟基二苯甲酮和N-羟甲基丙烯酰胺为原料，合成了一种整理剂，该整理剂对织物的紫外线防护系数（UPF）可达近80。

4.1.2 苯并三唑类

苯并三唑类吸收剂作用原理与二苯甲酮类相似，但没有反应性基团，其能大量吸收UVA，高熔点性能使其易吸附在纤维上达到吸收和屏蔽紫外线的效果，且具有一定的耐洗性。邵轶琴等［43］将功能涂层浸入苯并三唑衍生物和TiO2混合物溶液中，采用碱催化聚合法合成氨基苯并三唑固定在织物纤维上，发现其可与纤维素形成共价键。织物的紫外线防护系数显著提高，且性能具有持久性。

4.1.3 水杨酸脂类

水杨酸脂类吸收剂最早应用于紫外线屏蔽尝试，其分子中也含内在氢键，在紫外线辐射下分子会发生重新排列，形成二苯甲酮结构，增强紫外线吸收能力。在应用中价格低廉，但也存在一定局限性，大部分只对UVB产生吸收，对UVA的吸收较少。刘仕艳［44］以4-羟基1，3-苯二甲酸为原料，合成了9种4-羟基-1，3-苯二甲酸二酯衍生物，在310 nm波长附近，这些化合物对紫外线吸收能力较强，具有开发紫外线吸收剂的潜力。

4.2 无机类反射型紫外线屏蔽剂

无机类反射型紫外线屏蔽剂主要通过反射和散射紫外线降低到达皮肤的紫外线辐射，电子在紫外线照射时被迫振动，成为二次波源发射电磁波，尽可能散射掉部分紫外线，减少了人体皮肤接收到的紫外线辐射。该类屏蔽剂在纳米级金属氧化物与石墨烯材质氧化还原等应用较为常见。

4.2.1 纳米级金属氧化物

通过将金属氧化物类（如二氧化钛、氧化铁、氧化锌和氧化亚铅等）紫外线屏蔽剂制成纳米材料与纤维或织物结合，可增强纺织品对紫外线的反射和散射作用。其中，氧化锌本身携带抗红外线、紫外线、抑制细菌等功效［45］，使用较为常见，可用于高质量的织物后整理。夏月等［46］利用溶胶—凝胶法制备了纳米ZnO粒子，通过聚多巴胺（PDA）、聚乙烯亚胺（PEI）对聚丙烯（PP）进行表面亲水处理，获得改性PP熔喷材料（M-PP），并将壳聚糖（CS）和ZnO依次沉积在改性后的M-PP上，得到ZnO/CS@M-PP复合材料，结果表明一定范围内ZnO质量浓度与M-PP的抗紫外线和抗菌性能呈正相关。杨慧宇等［47］通过原子层沉积法（ALD）制备了均匀且十分轻薄的TiO2-Al2O3涂层，外层TiO2作为紫外线吸收剂，在紫外线下直接照射60 min（相当于经连续强烈太阳光暴晒3 285 d）后丝织物没有褪色，且照射后织物柔韧性、化学稳定性、热稳定性等显著提升，有望为功能性纤维和新型织物提供指导。

4.2.2 石墨烯材质应用

石墨烯作为一种二维、蜂窝状碳材料，由碳原子以sp2杂化方式形成，它拥有着优异的力学［48］、热学［49］和光电学［50］性能，这些性能使其成为21世纪“新材料之王”。通过后整理技术将石墨烯与传统织物结合，可以开发出抗紫外线、阻燃、抗菌等功能性纺织品。方婧等［51］制备了还原氧化石墨烯（rGO）与丝绸的混合织物，经氧化石墨烯（GO）整理后的织物有效提升了抗紫外线性能，而还原处理后的rGO/蚕丝织物的紫外线防护性能也有了进一步改善，该方法为后续真丝织物抗紫外线性能的提升提供了新的途径。Bhattacharjee等［52］利用还原氧化石墨烯（rGO）和银纳米颗粒包覆真丝织物，通过UVA、UVB透过率的测试，石墨烯衍生物和纳米颗粒的涂覆均将真丝织物的UPF值提升了10+，证明了石墨烯和银纳米颗粒涂层织物优异的紫外线屏蔽性。

4.3 天然色素提取物

天然色素提取物对织物染色或后整理改性的研究已有较多尝试，且大部分研究均证明了天然物质在纺织品功能改性中多方面的功效。在绿色环保、循环经济、低碳发展等大环境下，绿色、天然、环保的整理方式将是未来行业发展的重点。王艳来等［53］探索了一种使用芦荟皮（AVRs）对真丝织物同时进行染色和抗紫外线功能整理的方式，所得AVRs提取物主要包括多酚类和类黄酮物质，染色织物的UPF值达2 075.76，经过25次洗涤循环后仍保持在1 241.23。李明等［54］以单宁酸作为媒染剂，利用天然绿色抗氧化的巴西莓对蚕丝织物进行生态染色，染色后蚕丝织物紫外防护性能及吸湿导热性能得到增强，这与香云纱染整过程有着相似的原理。俞丹等［55］以红花黄衍生物为原料，通过简洁环保的技术赋予真丝织物阻燃、抗菌、抗紫外线等性能，UPF值能达到70+，可称为良好的“抗紫外线产品”。这些研究均为纺织品天然染色和功能整理奠定了基础。

5 现有问题与改进方向

5.1 问 题

香云纱特殊染整过程能赋予其优越的抗紫外线性能，但过程中仍存在一些不足之处：1） 薯莨液作为天然植物染料，对香云纱的上染效率及上染率较低，整个过程对自然条件依赖极高;2） 制作过程中需经20多遍薯莨的浸泡，对于提升其抗紫外线性能及其他服用性能来说，每次绸布吸附色素的量及每次最佳薯莨液浓度难以确定，大部分依靠传统手艺人的经验;3） 整个过程均靠人工完成，需耗费大量时间、精力，效率较低，难以推动行业产业化发展;4） 珠三角地区由于工业发展产生大量电子垃圾与重金属污染，适用于香云纱染整的未污染河泥越来越少;5） 经薯莨和河泥染整的传统香云纱色彩单一暗沉，在现阶段审美多元、个性、时尚的趋势下知名度与接受度不高，其发展局限在中老年群体中。

5.2 改进方向

针对现存问题，后续研究可从以下几个方面进行改进：1） 尝试突破自然环境与地理条件的限制，减少香云纱染整过程的人工环节，降低成本，促进香云纱行业产业化发展;2） 可从每次染整薯莨液浓度、染料pH值、上染温度与时间等因素考虑，提高上染率，增强其抗紫外线性能;3） 根据珠三角地区特用河泥的成分研究，尝试合成乌泥，减少对自然条件的依赖;4） 加快智能科技在其上染、涂泥、洗沙、晒纱、收纱等步骤的应用，提高生产效率;5） 未来行业的设计创新应更加注重“Z时代”年轻群体的消费审美，尝试与数码印花等科学技术相结合，开发更多色彩丰富、图案新颖的产品，打开更广阔的市场，推动香云纱行业高舒适性、多功能性、绿色低碳、个性多元发展。

6 结 论

中国于2020年9月明确提出“双碳”政策，即2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的发展目标。香云纱作为世界纺织品中唯一用纯植物染料染整的真丝织物，其发展能以较低代价走上低碳甚至是零碳的道路，顺应世界纺织品发展趋势，具有广阔的市场前景和应用潜力。本文以香云纱抗紫外线性能研究为出发点，从香云纱特殊染整工艺、抗紫外线原理及其他真丝织物抗紫外线整理等方面进行综述，并对现存问题与改进方向进行了归纳总结，得出以下结论。

1） 香云纱优异的抗紫外线性能主要是薯莨汁液、香云纱面料富含的蛋白质纤维与河泥共同作用的结果。薯莨汁液提取物（缩合单宁）本身携带较强的紫外线吸收能力，在染整过程中以其作为媒介，使河泥中的腐殖酸、富里酸、Fe2+与蛋白质纤维发生络合反应，在织物表面沉积厚厚的黑胶涂覆层，增强织物厚度，提升织物紫外线防护性能。

2） 现阶段其他真丝织物的抗紫外性能主要通过有机类紫外线吸收剂整理、无机类紫外线屏蔽剂整理、天然色素提取物整理三种整理方法实现。

3） 有机类紫外线吸收剂中二苯甲酮类、苯并三唑类及水杨酸脂类化合物使用较为常见;无机类紫外屏蔽剂中纳米级金属氧化物（如纳米ZnO、TiO2等粒子）与石墨烯材料的应用最为频繁;天然染整理方式中芦荟皮、金银花、花青素等天然色素已被广泛实验与应用。

4） 在弘扬绿色环保的发展大环境下，天然色素提取物对纺织品整理研究已有较多尝试，并证实了其可行性，未来可从香云纱染整技艺原理出发，研究天然色素提取物在其他真丝织物及纺织品行业功能整理中的作用，从而推动行业绿色可持续发展。

参考文献：

［1］PICCININO D， CAPCCHI E， TOMAINO E， et al. Nano-structured lignin as green antioxidant and UV shielding ingredient for sunscreen applications［J］. Antioxidants， 2021， 10（2）： 274.

［2］黄梓宁. 绿色发展背景下环保面料在现代服装设计中的应用研究［J］. 皮革制作与环保科技， 2022， 3（21）： 26-28.

HUANG Z N. Application of environmental protection fabrics in modern fashion design under the background of green development［J］. Leather Manufacture and Environmental Technology， 2022， 3（21）： 26-28.

［3］姚慧. 何以“原生态”？ 对全球化时代非物质文化遗产保护的反思［J］. 文艺研究， 2019（5）： 143-151.

YAO H. What is “primitiveness”？ Reflection on the protection of intangible cultural heritage in the era of globalization［J］. Literature amp; Art Studies， 2019（5）： 143-151.

［4］刘红文， 李翠云， 黄智高， 等. 新中式服装产品的消费需求与产品设计供给落差［J］. 纺织学报， 2021， 42（8）： 167-174.

LIU H W， LI C Y， HUANG Z G， et al. Research on gap between consumer demand and product design supply of new Chinese-style clothing products［J］. Journal of Textile Research， 2021， 42（8）： 167-174.

［5］孙泉辉， 金绍君， 朱金尧， 等. “双碳”目标下资源型企业绿色创新驱动因素实证研究［J］. 工业技术经济， 2023， 42（10）： 92-98.

SUN Q H， JIN S J， ZHU J Y， et al. An empirical study on the driving factors of green innovation in resource： Based enterprises under the “Dual-carbon” target［J］. Journal of Industrial Technologyl and Economy， 2023， 42（10）： 92-98.

［6］周文龙， 张羡， 马明波， 等. 家用洗涤对莨纱绸织物性能的影响［J］. 丝绸， 2024， 61（3）： 38-43.

ZHOU W L， ZHANG X， MA M B， et al. Effect of home laundering on the properties of gambiered Guangdong silk fabrics［J］. Journal of Silk， 2024， 61（3）： 38-43.

［7］李维贤， 赵耀明， 师严明. 香云纱的加工工艺及其生态性［J］. 印染， 2008（16）： 30-32.

LI W X， ZHAO Y M， SHI Y M. Ecological manufacture of gambiered Guangdong silk［J］. China Dyeing amp; Finishing， 2008（16）： 30-32.

［8］DEAVILLE E R， GREEN R J， MUELLER-HARVEY I， et al. Hydrolyzable tannin structures influence relative globular and random coil protein binding strengths［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2007， 55（11）： 4554-4561.

［9］钟翠婷， 李明书. 创新创业项目下的非遗传承： 以佛山香云纱为例［J］. 投资与创业， 2023， 34（3）： 10-13.

ZHONG C T， LI M S. Inheritance of intangible cultural heritage under innovation and entrepreneurship projects： Case of the gambiered Canton gauze［J］. Investment and Entrepreneurship， 2023， 34（3）： 10-13.

［10］拉瓜登顿， 措加旺姆， 诺桑， 等. 珠峰地面太阳光谱观测［J］. 太阳能学报， 2024， 45（4）： 554-559.

LAGBA T Z， TSOJA W M， NORSANG G， et al. Solar Spectra observation on ground in Mt Everest region［J］. Acta Energiae Solaris Sinica， 2024， 45（4）： 554-559.

［11］MILLER S L， LINNES J， LUONGO J. Ultraviolet germicidal irradiation： Future directions for air disinfection and building applications［J］. Photochemistry and Photobiology， 2013， 89（4）： 777-781.

［12］祝纤纤， 朱至锴， 姚圣泓， 等. 紫外线照射在疾病发生发展中的作用研究进展［J］. 环境与职业医学， 2023， 40（7）： 848-853.

ZHU X X， ZHU Z K， YAO S H， et al. Research progress on roles of ultraviolet irradiation in diseases［J］. Journal of Environmental and Occupational Medicine， 2023， 40（7）： 848-853.

［13］MILLER K M， HART P H， LUCAS R M， et al. Higher ultraviolet radiation during early life is associated with lower risk of childhood type 1 diabetes among boys［J］. Scientific Reports， 2021， 11（1）： 18597.

［14］FAN J L， WATANABE T. Atherosclerosis： Known and unknown［J］. Pathology International， 2022， 72（3）： 151-160.

［15］LUCAS R M， YAZAR S， YOUNG A R， et al. Human health in relation to exposure to solar ultraviolet radiation under changing stratospheric ozone and climate［J］. Photochemical amp; Photobiological Sciences， 2019， 18（3）： 641-680.

［16］LIN K， WANG Q， HUANG X， et al. The investigation on dark dyeing properties of silk using Dioscorea cirrhosa Lour. tuber extracts with varied molecular weights［J］. Textile Research Journal， 2024： 10.1177/00405175241233740.

［17］李落叶， 杨晓朱， 雷梦英， 等. 薯莨单宁的提取及其抑菌活性研究［J］. 林业与环境科学， 2022， 38（3）： 80-85.

LI L Y， YANG X Z， LEI M Y， et al. Tannic acid extraction from dioscorea cirrhosa and antimicrobial activity of D. cirrhosa extract［J］. Forestry and Environmental Science， 2022， 38（3）： 80-85.

［18］ZHOU Y Y， ZHENG F Y， WANG J J. Ultrasonic-aided co-precipitation of tannins and chitosan ammonium salt on cotton fabric for antimicrobial and ultraviolet-shielding properties： An efficient， colourless， and eco-finishing strategy［J］. Materials， 2022， 15（12）： 4367.

［19］SOMAYEH B， LISZT Y C M， ALESSANDRO F M， et al. Expanding the scope of an amphoteric condensed tannin， tanfloc， for antibacterial coatings［J］. Journal of Functional Biomaterials， 2023， 14（11）： 554.

［20］FU H， HUANG R P， LI J F， et al. Multifunctional cinnamaldehyde-tannic acid nano-emulsion/chitosan composite film for mushroom preservation［J］. Food Hydrocolloids， 2023（145）： 109111.

［21］WANG X Y， YANG G C， GUO H W. Tannic acid as biobased flame retardants： A review［J］. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis， 2023（174）： 106111.

［22］ZHU Q， TAN J， LI D， et al. Cross-linked chitosan/tannin extract as a biodegradable and repulpable coating for paper with excellent oil-resistance， gas barrier and UV-shielding［J］. Progress in Organic Coatings， 2023， 176： 107399.

［23］侯昕志， 唐维. 香云纱在服装中的应用研究［J］. 西部皮革， 2021， 43（13）： 25-26.

HOU X Z， TANG W. Research on the application of Xiangyun silk in clothing［J］. West Leather， 2021， 43（13）： 25-26.

［24］XU Y， LIU B W， ZHENG L L， et al. Facile fabrication of high-performance composite films comprising polyvinyl alcohol as matrix and phenolic tree extracts［J］. Polymers， 2023， 15（6）： 1424.

［25］张明洋， 姜方志， 张林. 壳聚糖/聚乙二醇和茶多酚对棉织物的抗紫外线整理［J］. 毛纺科技， 2023， 51（11）： 23-28.

ZANG M Y， JIANG F Z， ZHANG L. UV resistant finishing of cotton fabric with chitosan/polyethylene glycol and tea polyphenols［J］. Wool Textile Journal， 2023， 51（11）： 23-28.

［26］罗鹏云， 李岩竣， 左新秀， 等. 蛋白质寡聚化的活体检测技术及其研究进展［J］. 科学通报， 2024， 69（8）： 1034-1046.

LUO P Y， LI Y J， ZUO X X， et al. Technology and research progress on in vivo protein oligomerization detection［J］. Chinese Science Bulletin， 2024， 69（8）： 1034-1046.

［27］崔豪杰， 艾丽， 曹红梅， 等. 双面双色和多功能真丝素绉缎的制备及性能研究［J］. 丝绸， 2023， 60（2）： 68-74.

CUI H J， AI L， CAO H M， et al. Preparation and properties of multifunctional silk crepe satin with double colors on both sides［J］. Journal of Silk， 2023， 60（2）： 68-74.

［28］姜洪武， 黄芳. 柞树皮染料在柞蚕丝上的染色性能［J］. 毛纺科技， 2022， 50（11）： 16-20.

JIANG H W， HUANG F. Dyeing properties of tussah silk dyed with oak barks extract［J］. Wool Textile Journal， 2022， 50（11）： 16-20.

［29］黄方千， 李强林， 肖秀婵. 植物天然染料在真丝织物染色中的应用研究进展［J］. 印染助剂， 2022， 39（1）： 5-12.

HUANG F Q， LI Q L， XIAO X C. Research progress in dyeing of silk fabrics with plant natural dyes［J］. Textile Auxiliaries， 2022， 39（1）： 5-12.

［30］ANDRIAMANANTENA M， DANTHU P， CARDON D， et al. Malagasy dye plant species： A promising source of novel natural colorants with potential applications-A review［J］. Chemistry amp; Biodiversity， 2019， 16（12）： e1900442.

［31］ZHOU J J， LIN Z X， JU Y， et al. Polyphenol-mediated assembly for particle engineering［J］. Accounts of Chemical Research， 2020， 53（7）： 1269-1278.

［32］梁赛俊， 许亮， 方丽英. 单宁类植物提取物在纺织品染色中的研究［J］. 印染助剂， 2023， 40（5）： 7-12.

LIANG S J， XU L， FANG L Y. Research of tannin plant extracts in textile dyeing［J］. Textile Auxiliaries， 2023， 40（5）： 7-12.

［33］郝港利， 邓文博， 刘文娟. 芦芽山阔叶林土壤中腐殖酸和富里酸的提取与表征研究［J］. 山西大学学报（自然科学版）， 2023， 46（4）： 961-968.

HAO G L， DENG W B， LIU W J. Study on isolation and characterization of soil humic acid and fulvic acid in broadleaf forest from Luya mountain［J］. Journal of Shanxi University （Natural Science Edition）， 2023， 46（4）： 961-968.

［34］李哲阳. 莨纱绸生产用河泥的关键成分及日晒对薯莨色素结构的影响［D］. 杭州： 浙江理工大学， 2023.

LI Z Y. Key Components of River Mud Used in Gummed Canton Silk and the Effect of Solarization on the Structure of Dioscorea Cirrhosa Lour Pigment［D］. Hangzhou： Zhejiang Sci-Tech University， 2023.

［35］李哲阳， 马明波， 周文龙. 莨纱绸制备用河泥的关键成分及其结构特征［J］. 纺织学报， 2023， 44（2）： 230-237.

LI Z Y， MA M B， ZHOU W L. Key components and structural characteristics of river mud used in production of gummed Canton silk［J］. Journal of Textile Research， 2023， 44（2）： 230-237.

［36］YANG J， CAI W J， RIZWAN KHAN M， et al. Application of tannic acid and Fe3+ crosslinking-enhanced pectin films for passion fruit preservation［J］. Foods， 2023， 12（18）： 3336.

［37］潘媛媛， 左志伟， 孙国萍. 香云纱染整技艺及其机理探讨［J］. 东华大学学报（社会科学版）， 2022， 22（4）： 56-61.

PAN Y Y， ZUO Z W， SUN G P. Dyeing technique of Xiang-yun-sha and its mechanism exploration［J］. Journal of Donghua University （Social Science）， 2022， 22（4）： 56-61.

［38］刘庆悦， 唐人成. 蚕丝与聚乳酸纤维织物碱剂和蛋白酶脱胶研究［J］. 针织工业， 2023（10）： 23-28.

LIU Q Y， TANG R C. Alkaline and enzymatic degumming of silk and polylactide fabric［J］. Knitting Industries， 2023（10）： 23-28.

［39］齐迪， 丁洪， 王祥荣. 儿茶素络合染料的制备及其对蚕丝织物的染色性能［J］. 纺织学报， 2023， 44（3）： 111-118.

QI D， DING H， WANG X R. Preparation of catechin complex dye and its dyeing properties on silk fabric［J］. Journal of Textile Research， 2023， 44（3）： 111-118.

［40］裴继影， 刘耐， 胡俊杰， 等. 环境中有机紫外吸收剂前处理及仪器分析方法研究进展［J］. 中国环境监测， 2023， 39（6）： 157-169.

PEI J Y， LIU N， HU J J， et al. Research progress on pretreatment technique and instrumental analysis method of organic ultraviolet absorbers in environment matrices［J］. Environmental Monitoring in China， 2023， 39（6）： 157-169.

［41］毕野， 王文波， 殷广明， 等. 二苯甲酮类有机硅型紫外线吸收剂的合成与表征［J］. 印染助剂， 2021， 38（1）： 18-21.

BI Y， WANG W B， YIN G M， et al. Synthesis and characterization of benzophenone organosilicon ultraviolet absorbent［J］. Textile Auxiliaries， 2021， 38（1）： 18-21.

［42］高树珍， 白欣宇， 唐蓉蓉， 等. 二苯甲酮类紫外线吸收剂的合成［J］. 印染， 2021， 47（11）： 58-61.

GAO S Z， BAI X Y， TANG R R， et al. Synthesis of dihydroxybenzophenone ultraviolet absorbent［J］. China Dyeing amp; Finishing， 2021， 47（11）： 58-61.

［43］SHAO Y Q， ZHU P， CHEN W L. Nano TiO2/amino-benzotriazole functionalization of cotton knitted fabrics for ultraviolet protection and antibacteria by pad-dry method［J］. Textile Research Journal， 2023， 93（1/2）： 80-91.

［44］刘仕艳. 水杨酸工业生产副产物的开发与利用研究［D］. 南京： 东南大学， 2016.

LIU S Y. Study on Development and Utilization of Salicylic Acid Industrial by Product［D］. Nanjing： Southeast University， 2016.

［45］ATTIA G H， MOEMEN Y S， YOUNS M， et al. Antiviral zinc oxide nanoparticles mediated by hesperidin and in silico comparison study between antiviral phenolics as anti-SARS-CoV-2［J］. Colloids and Surfaces B： Biointerfaces， 2021（203）： 111724.

［46］夏月， 孙辉， 于斌. ZnO/CS@M-PP复合熔喷材料的制备及其抗菌抗紫外性能［J］. 浙江理工大学学报（自然科学）， 2023， 49（6）： 674-680.

XIA Y， SUN H， YU B. Preparation of ZnO/ CS@M-PP composite melt-blown materials and their antibacterial and UV resistance properties［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University （Natural Sciences）， 2023， 49（6）： 674-680.

［47］YANG H Y， YU Z W， LI K， et al. Facile and effective fabrication of highly UV-resistant silk fabrics with excellent laundering durability and thermal and chemical stabilities［J］. ACS Applied Materials amp; Interfaces， 2019， 11（30）： 27426-27434.

［48］曾春芽， 单慧媚， 赵超然， 等. 纳米铁-氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备及其力学性能［J］. 复合材料学报， 2022， 39（4）： 1739-1747.

ZENG C Y， SHAN H M， ZHAO C R， el al. Preparation and mechanical properties of nano-iron-graphene oxide/chitosan composites［J］. Acta Materiae Compositae Sinica， 2022， 39（4）： 1739-1747.

［49］WANG M， JIANG X， SUN H， et al. Electrical and thermal properties of bio-inspired laminated Cu/Ti3SiC2/C composites reinforced by graphene nanoplatelets［J］. Journal of Alloys and Compounds， 2024， 991： 174557.

［50］KAMAKSHI T， SUNDARI G S， RAMACHANDRARAO M V， et al. A novel nickel-doped photoactive nanocomposite materials for the application of wastewater treatment［J］. Inorganic Chemistry Communications， 2024， 160： 111945.

［51］方婧， 高晓红， 蔡小斌， 等. 还原氧化石墨烯改性蚕丝织物的抗紫外性能［J］. 印染， 2020， 46（9）： 45-48.

FANG J， GAO X H， CAI X B， et al. UV protection of silk fabric modified with reduced graphene oxide［J］. China Dyeing amp; Finishing， 2020， 46（9）： 45-48.

［52］BHATTACHARJEE S， MACINTYRE C R， BAHL P， et al. Reduced graphene oxide and nanoparticles incorporated durable electroconductive silk fabrics［J］. Advanced Materials Interfaces， 2020， 7（20）： 2000814.

［53］WANG Y L， HUANG L， WANG P， et al. Silk textile finished with natural dyes and UV resistance agents from agricultural waste aloe vera rinds［J］. The Journal of The Textile Institute， 2024， 115（4）： 632-638.

［54］李明， 刘建伟， 唐立， 等. 蚕丝织物的巴西莓生态染色及功能性［J］. 印染， 2024， 50（5）： 21-25.

LI M， LIU J W， TANG L， et al. Ecological dyeing of silk fabric with brazilberry and its functionalities［J］. China Dyeing amp; Finishing， 2024， 50（5）： 21-25.

［55］YU D， LIU Y S， REN Y L， et al. One-pot strategy to simultaneously prepare dyed， flame retardant and UV-resistant silk fabric based on a safflower yellow derivative［J］. RSC Advances， 2022， 12（40）： 26147-26159.

Research progress on the UV resistance of fabrics made of gambiered Guangdong gauze

ZHANG Chi， WANG Xiangrong

CHEN Jiahua1a， ZOU Shijie1a， WU Wei1a， ZHENG Jingjing1， L Jianyuan2

（1a.School of Fashion Design amp; Engineering; 1b.Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology， Ministry of Education，Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China; 2.Zhejiang Kaiyuan Cultural Development Co.， Ltd.， Huzhou 313200， China）

Abstract： As an important part of national intangible cultural heritage in China， gambiered Guangdong gauze is the only silk fabric in the world that is dyed with pure plant dyes. With unique advantages such as coolness and comfort， environmental protection， antibiosis and deodorization， sun-resistance and water resistance， and certain health benefits for the skin， it is known as “soft gold”. However， it relies heavily on artificial and natural environments for dyeing and finishing. Currently， most research mainly focuses on the dyeing ingredients of Dioscorea cirrhosa Lour and river mud. There is little research on its update of dyeing modes， further improvement in performance of wearing， and design innovation. In recent years， due to the extensive use of substances such as chlorofluorocarbons （CFCs）， carbon tetrachloride （CCl4）， and methane （CH4）， the destruction of the ozone layer has been accelerated. This has led to a significant increase in ultraviolet radiation reaching the ground， endangering the ecological environment and the survival of humans and other organisms. The energy of solar radiation is mainly concentrated in visible light， infrared and ultraviolet regions. Excessive and strong ultraviolet radiation can easily cause sunstroke， skin burns， basal cell carcinoma of the skin and other diseases. But as silk is precisely composed of a large amount of protein fibers， it is prone to yellowing， aging， and even pulverization after UV radiation， which affects the beauty and performance of fabrics. Therefore， research on the UV resistance of silk fabrics is imminent.

This article， starting with the special dyeing and finishing technique of gambiered Guangdong gauze， summarized the historical origins， research value， and the principle that its UV resistance is superior to other silk fabrics. Its dyeing and finishing process， a pure handmade technique that combines plant dyeing （Dioscorea cirrhosa Lour） and mineral dyeing （river mud）， is completed through multiple complex processes of “thrice steaming， nine times of boiling， and eighteen times of drying”， mainly including preparation of Dioscorea cirrhosa Lour extract， dyeing， mud applying and washing， sun drying， and gauze collecting. Compared to other silk fabrics， the special dyeing and finishing process endows it with excellent UV resistance and antibacterial properties. Secondly， the reasons why gambiered Guangdong gauze has better UV resistance than other silk fabrics were summarized. There are mainly two aspects： firstly， during the dyeing process， the tannin components in the Dioscorea cirrhosa Lour extract have excellent UV absorption ability， which improves the UV resistance of the fabric; secondly， in the mud applying process， under the action of tannin components， metal ions， humus， fulvic acid and other substances in the river mud undergo complex reactions with protein fibers， forming a black coating layer on the surface， which increases the thickness of the fabric and changes its absorption spectrum. This allows the fabric coating to absorb ultraviolet and visible light， improving the fabric’s UV resistance. However， this dyeing and finishing technique is faced with the problems of traditional process， high dependence on manual labor， and low production efficiency which leads to low industrialization rate of the industry. At the same time， due to its monotonous colors and outdated patterns， the main market of gambiered Guangdong gauze is concentrated in the middle-aged and elderly population， while there is low popularity and acceptance among the young generation. Thirdly， this article also studied the anti-UV modification and finishing of ordinary silk fabrics. Most of the research mainly characterizes the anti-UV performance with UPF value， UVA and UVB transmittance. And the current after-treatment methods for improving the anti-UV performance of silk fabrics mainly include adding organic UV absorbents， inorganic UV reflection agents， and natural pigment extracts. Adding UV absorbents enhances the effect by absorbing UV rays through an anti UV coating. Adding UV reflection agent enhances the effect by enhancing the ability to reflect UV rays. In the context of promoting green and environmentally friendly development， a large number of studies have attempted and proven the role of natural pigment extracts in improving the UV resistance of textiles. Finally， the article summarized the existing problems and improvement directions in the gambiered Guangdong gauze industry. In response to existing problems， future research in this industry can mainly be improved in five aspects. Firstly， it is necessary to try to break through the limitations of natural environment and geographical conditions， reduce the manual process of dyeing and finishing， and lower costs. Secondly， it is necessary to establish the optimal process conditions and standards for gambiered Guangdong gauze’s dyeing and finishing through experiments， in order to maximize the dyeing rate， save time and economic costs. Thirdly， it is necessary to attempt to artificially synthesize black mud by studying the special components of river mud so as to reduce dependence on natural conditions. Fourthly， it is necessary to accelerate the application of intelligent technology in its dyeing， finishing， and production processes， and improve production efficiency， so as to promote the industrialization development of the industry. Fifthly， for future industry design innovation， it is necessary to pay more attention to the consumer aesthetics of the young group of Generation Z， try to combine with digital printing and other technologies， develop more products with rich colors and novel patterns， and open up a broader young market， so as to promote the development of the gambiered Guangdong gauze industry towards high comfort， multifunctionality， green and low-carbon， personality and diversity.

The induction and summary of the special dyeing and finishing process and the principle of UV resistance of gambiered Guangdong gauze， and ordinary silk fabrics’ UV resistant finishing is beneficial for the inheritance and development of natural plant-dyed fabrics and national intangible cultural heritage， and also provides reference for the further improvement of the anti-UV performance of gambiered Guangdong gauze and other fabrics. Based on the carbon peaking and carbon neutrality goals and industry development trends， research can be conducted on the role of natural pigment extracts in improving the functions of other silk fabrics and textiles in the future from the perspective of gambiered Guangdong gauze dyeing and finishing technology， so as to promote the green and sustainable development of the industry.

Key words： gambiered Guangdong gauze; national intangible cultural heritage; silk fabric; anti-UV modification treatment; green and low-carbon; multifunctional silk

收稿日期： 2023-12-04; 修回日期： 2024-05-28

基金项目： 浙江省教育厅一般科研项目（Y202353495）

作者简介： 陈佳桦（2000），女，硕士研究生，研究方向为服装材料功能性改进与舒适性研究。通信作者：郑晶晶，副教授，zjj.cecily@163.com。