Radiación ultra-violeta

La región de la radiación ultra-violeta se extiende desde 400 hasta 100 nm y la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) ila divide en 3 bandas: UV A, UVB, y UV C (Diagrama 2). 

La radiación debajo de 175nm se filtra debido a la absorción por el oxígeno en las capas de la atmósfera arriba de 60 millas. La radiación entre 175nm y 290nm se filtra mediante la capa de ozono de estratosfera y por el vapor de agua y bióxido de carbono. La longitud de onda mínima que alcanza la superficie de la Tierra es de 290nm (Diagrama 3). 

Exposición del hilo a la luz solar

La degradación UV de los hilos se enfoca en los cambios físicos y químicos que resultan de la irradiación de los polímeros base por la luz ultra violeta o visible. La energía que se absorbe conduce a la degradación de la cadena de polímeros y una pérdida de fortaleza en el hilo. También ataca los tintes en cuestión, lo que lleva a un desvanecimiento o manchado del color del hilo.

Protección del hilo de coser mediante vidrio

Las ventanas que contienen vidrio ordinario filtran la radiación de alta frecuencia entre 290 y 320nm; esto proporciona una protección parcial contra la luz UV. El vidrio laminado usado en la mayoría de los parabrisas de auto ofrece una protección mucho mayor que el vidrio endurecido que se usa en las ventanillas laterales y trasera, filtrando virtualmente toda la radiación debajo de 380nm. El vidrio automotriz entintado, aunque diseñado para absorber la radiación infrarroja, también absorbe la radiación ultra violeta debajo de 340nm.

Los factores que afectan la llegada de UV a la superficie de la Tierra

La intensidad y longitud de onda de la radiación UV que llega a la superficie de la Tierra se ven afectadas por muchos factores (Diagrama 4). La cobertura de nubes influye en la cantidad de filtrado atmosférico, y por lo tanto influye en la longitud de onda mínima que llega a la superficie.

La intensidad de radiación total y su distribución en se ven afectadas por la latitud geográfica y las posiciones diaria y estacional del sol. Cuando el sol está directamente en el zenit, la luz pasa por la cantidad mínima de aire en su camino a la superficie y por lo tanto existe un filtrado atmosférico mínimo de la radicación UV.

Cuando el sol está más abajo en el cielo, la luz viaja a través de una masa mayor de aire así que la absorción de UV se aumenta. Así como la intensidad y longitud de onda de la radiación UV, se descargan óxidos de nitrógeno y azufre en la atmosfera como contaminantes de la combustión de combustibles fósiles. El desgaste de los textiles a causa de estos óxidos es una combinación de oxidación e hidrolisis. El proceso es catalizado por los ácidos producidos como resultado de la reacción de estos gases con la humedad atmosférica.

Todos los polímeros se degradan a diferentes velocidades. La degradación UV tiene el resultado de un deterioro gradual de las propiedades de los hilos. Las fibras del hilo son particularmente vulnerables a los agentes de degradación por su forma geométrica (razón alta de área a volumen).

La degradación UV tiene como resultado: 

• Reducción de la fortaleza
• Reducción en la resistencia a la abrasión
• Desvanecimiento de los colores del hilo

Factores que afectan la degradación UV

La degradación UV está influida por muchos factores: 

1) Tipo de fibra

a) Condiciones de fabricación
b) Historial térmico del polímero
c) Impurezas 

2) Aditivos

Se cuenta con muchos aditivos, por ejemplo, los compuestos de cobre, absorbentes de UV y anti-oxidantes son efectivos para reducir el proceso de degradación. Los aditivos como los absorbentes de UV tienen mucho más efecto si se agregan a la fibra en crudo durante el hilado que si se agregan posteriormente, por ejemplo durante el teñido, ya que aplicarlo aquí puede permitirle migrar a otros componentes después de la costura, , negando su efecto. 

3) Tintes

El buen uso selectivo de tintes minimiza la degradación ya que los tintes pueden actuar como foto-catalizadores o foto-estabilizadores. La mayoría de grados de solidez de color pueden cumplirse usando los tintes apropiados, tales como tintes premet para automotriz.

4) Longitud de onda

Mientras menor es la longitud de onda, más alta es la energía de la radiación disponible para degradar el hilo. 

5) Intensidad

La cantidad de radiación que llega a través de la atmosfera afectada por: 

a) Nivel del sol 
b) Cobertura de nubes
c) Contaminación

Prueba de hilos para Resistencia UV 

La prueba de cualquier hilo para Resistencia UV tiene que considerar las siguientes condiciones: 

a) Longitud de onda
b) Intensidad 
c) Humedad 
d) Temperatura 
e) Duración de la Exposición 

Las variaciones en cualquiera de estas condiciones tendrán un efecto en la degradación UV del hilo sin importar que tipo de hilo se use o qué protección UV tenga. Estas condiciones afectarán: 

a) La degradación del hilo 
b) El nivel de solidez de color

Sin embargo, se pueden producir hilos que tengan una alta resistencia a degradación UV procesando cuidadosamente inhibidores químicos de UV durante su fabricación, y usando tintes selectivos para producir buenos niveles de solidez de color. La mayoría de las pruebas UV se realizan a un valor de longitud de onda entre 400nm y 300nm, mientras menor es la longitud de onda, más severa es la prueba. 

Cuando se especifica un hilo para resistencia UV deben saberse dos cosas: 

1) El estándar que debe alcanzar el hilo. 
2) Las condiciones bajo las cuales debe alcanzarse el estándar. 

Una vez que esto se conoce, se puede llevar a cabo el desarrollo de un hilo que cumpla con esos requerimientos. 

Comentario: Simplemente porque un hilo cumple con un estándar dado bajo un cierto conjunto de condiciones, no quiere decir que lo cumplirá bajo diferentes condiciones, es decir, si se reduce la longitud de onda de la fuente de luz, la energía mayor resultante degradará el hilo a un grado más alto, y el hilo podrá no cumplir con el estándar acordado. En general, si los hilos se van a probar para Resistencia UV, deben probarse sobre una base relativa, es decir, en relación con un estándar O con otros hilos bajo las MISMAS condiciones. Coats suministra hilo Coats Dabond hilo para usos externos y Coats Neophil y Coats Gral para aplicaciones automotrices resistentes a UV.