夜光涂層織物的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與性能研究

　　摘要： 探討發(fā)光材料的種類和含量對涂層織物發(fā)光性能的影響。分析比較了添加不同發(fā)光材料的夜光 涂層織物的發(fā)光性能差異，探究了發(fā)光材料含量對于涂層織物發(fā)光性能的影響;根據(jù)優(yōu)化工藝，設(shè)計(jì)并制備了三 種夜光涂層織物。采用余輝亮度測試儀、織物風(fēng)格儀和熒光分光光度計(jì)對涂層織物的發(fā)光性能、織物風(fēng)格以及 耐水洗性進(jìn)行了測試。結(jié)果表明：不同發(fā)光材料會導(dǎo)致夜光涂層織物明顯的光色差異，添加 40% 發(fā)光材料的涂 層織物發(fā)光性能最好;涂層織物具有良好的柔軟度、滑糯度、懸垂性和耐水洗牢度。認(rèn)為：所設(shè)計(jì)的夜光涂層物 具有獨(dú)特的美感和實(shí)用價值。

　　關(guān)鍵詞： 夜光涂層織物;整理劑;發(fā)光材料;發(fā)射光譜;亮度;織物風(fēng)格;絲網(wǎng)印刷;圖案設(shè)計(jì)

　　夜光涂層織物一般以機(jī)織物為基布，加入一 定的發(fā)光材料與其他整理劑，經(jīng)過涂層制備而 成。制備的產(chǎn)品在吸收紫外光或可見光后可在 黑暗中持續(xù)發(fā)光數(shù)小時，具有晝夜變色的獨(dú)特性 能和特殊美學(xué)效果，能夠滿足現(xiàn)代人們對時尚的 追求和個性化的審美需要[1⁃3]。這類涂層工藝簡 單、流程較短、容易操作，因此受到人們廣泛的關(guān)注和研究。夜光涂層織物不僅廣泛應(yīng)用于家紡 產(chǎn)品、趣味服裝及裝飾裝潢等方面，而且正在向 交通、建筑、國防等領(lǐng)域發(fā)展，擁有著廣闊的市場前景[4⁃6] 。

　　熒光技術(shù)方向評職知識：熒光探針類論文發(fā)表方法

　　目前市場上所見的夜光涂層織物比較單一， 缺乏美感。本研究旨在用不同的發(fā)光材料制備 多種夜光涂層機(jī)織物，探究發(fā)光材料的種類和涂 料中發(fā)光材料的含量對涂層發(fā)光性能的影響，并 借助絲網(wǎng)印刷技術(shù)設(shè)計(jì)制作了幾種圖案的夜光 涂層織物，通過一定的設(shè)計(jì)賦予織物藝術(shù)效果， 為夜光織物的開發(fā)提供新的思路。

　　1 試驗(yàn)部分

　　1. 1 材料

　　棉機(jī)織面料;高彈性聚氨酯整理劑;稀土鋁 酸 鍶(SrAl2O4 ∶Eu2+ ，Dy3+ ;Sr4Al14O25∶Eu2+ ， Dy3+ );紅色熒光染料。

　　1. 2 樣品的制備

　　分別在涂層漿料中添加一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的發(fā) 光材料，并使用磁力攪拌器攪拌均勻，制得夜光 涂層漿料。在基布上通過干法涂層法制備夜光 涂 層 織 物 ，并 采 用 真 空 干 燥 箱(60±5)℃ 烘 10 min，烘干后得到夜光涂層織物[7] 。

　　1. 3 樣品的測試

　　采用熒光分光光度計(jì)測試夜光涂層織物的 發(fā)射光譜，發(fā)射光譜的檢測波長間隔為 5 nm，電 壓為 380 V。采用余輝亮度測試儀測試涂層的余 輝性能，激發(fā)時間 15 min，設(shè)置激發(fā)照度 1 000 lx。 采用 PhabrOmeter3 型織物風(fēng)格儀對夜光涂層織 物的硬挺度、柔軟度及懸垂性等進(jìn)行測試。

　　2 測試結(jié)果與討論

　　2. 1 發(fā)光材料對夜光織物發(fā)光性能的影響

　　按 1. 2 中 方 法 ，用 三 種 發(fā) 光 材 料(SrAl2O4 ∶ Eu2+ ，Dy3+)、(Sr4Al14O25∶Eu2+ ，Dy3+)和紅色熒光 染料分別制備了含量均為 30% 的三種光色的夜 光涂層織物。選用 350 nm 的光激發(fā) 樣品，測試了三種織物的發(fā)射光譜。(SrAl2O4 ∶Eu2+ ，Dy3+)的光譜分布于黃綠光 區(qū)，是一種被用來大量生產(chǎn)夜光纖維、發(fā)光性能 很好的鋁酸鹽類夜光材料，用其制備的夜光涂層 織物的發(fā)射光譜主峰在 520 nm 處，光色也呈黃綠 色[8];紅 色 夜 光 涂 層 織 物 是 通 過 在 發(fā) 光 材 料 (SrAl2O4 ∶Eu2+ ，Dy3+)中加入紅色熒光顏料顆粒 制備的，可以看出加入紅色熒光顏料后涂層織物的發(fā)射光譜與之前比較出現(xiàn)了輕微的右移，這可能是由于發(fā)光材料發(fā)射光被紅色顏料 所吸收，另外發(fā)光的光色受到無機(jī)透明色料的牽 引，而靠近了紅色顏料的顏色[9⁃10]。

　　藍(lán)綠色夜光 織物(Sr4Al14O25∶Eu2+ ，Dy3+)被激發(fā)后，呈現(xiàn)出主 峰在 490 nm 處的寬帶發(fā)射，Sr4Al14O25 中有兩種 不同 Sr 格位，根據(jù)格位大小的不同與晶體場的強(qiáng) 弱關(guān)系，位于 490 nm 處的發(fā)射峰可歸屬于 Eu2發(fā) 射中心所產(chǎn)生的[11⁃12] 。

　　2. 2 發(fā)光材料的含量對夜光織物的影響

　　2. 2. 1 發(fā)光材料含量對發(fā)射光譜的影響 按 1. 2 中方法分別制備了發(fā)光材料含量為 20%、25%、30%、35% 和 40% 的夜光涂層織物。對 5 種織物的發(fā)光性能進(jìn)行測試。在 350 nm 的激發(fā)光照射下， 490 nm 處的發(fā)射峰強(qiáng)度隨著發(fā)光材料含量的增 加而增強(qiáng)，發(fā)射光譜的峰形基本不變，發(fā)射峰依 次為 492 nm、490 nm、487 nm、491 nm 和 490 nm， 在 20%~30% 范圍內(nèi)發(fā)射峰強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，但繼 續(xù)提高發(fā)光材料的含量，發(fā)射峰強(qiáng)度變化不大。 試驗(yàn)結(jié)果證明：發(fā)光材料含量對發(fā)射光譜主波長的位置以及其峰形的影響很小。一般而言，夜光 涂層織物的發(fā)射峰強(qiáng)度會隨著發(fā)光材料的含量 的升高而增強(qiáng)，但不是線性相關(guān)的。在生產(chǎn)應(yīng)用 中，發(fā)光材料添加的量并不是越多越好，應(yīng)根據(jù) 實(shí)際情況而定。

　　2. 2. 2 發(fā)光材料含量對夜光織物亮度的影響

　　分別對不同發(fā)光材料含量的夜光涂層織物 的亮度進(jìn)行測試�？梢钥闯觯�夜 光涂層織物的初始亮度隨著發(fā)光材料含量的提 升而增加，余輝時間也更長，發(fā)光性能較好。當(dāng) 發(fā)光材料含量為 20% 時，夜光涂層織物的初始亮 度最低，只有 0. 409 cd/m2 ;增加發(fā)光材料含量至 40% 時，初始亮度提高到 1. 438 cd/m2 。分析認(rèn) 為可能跟發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理有關(guān)，發(fā)光材料 (Sr4Al14O25∶Eu2+ ，Dy3+)被外界光激發(fā)時，Eu2+ 離子在晶格中發(fā)生 4f 6 5d1 -4f 7 能級躍遷，從基態(tài)電 子被激發(fā)到激發(fā)態(tài)[13]。

　　光的激發(fā)令一些電子躍 遷到導(dǎo)帶上，并被限制在稀土發(fā)光材料大量深度 合適的能級缺陷中;當(dāng)激發(fā)光不再照射后，晶格 振動而產(chǎn)生的熱擾動使電子從能級缺陷中被緩 慢釋放出來，引起材料長時間的發(fā)光[14] 。吸收的 能量與儲存在能級陷阱中的電子數(shù)量是影響余 輝時間最重要的因素，如果發(fā)光材料含量比較 少，那么被激發(fā)光所激發(fā)的電子就相對較少，涂 層發(fā)光性能較差[15⁃17]。隨著發(fā)光材料含量的提 高，單位面積的涂層織物上黏附的發(fā)光材料數(shù)量 更多，被激發(fā)光激發(fā)的電子也更多，釋放的能量 較大，涂層發(fā)光性能較好。

　　3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

　　自制的夜光涂層織物發(fā)光性能優(yōu)異，手感柔 軟，折皺回復(fù)性和懸垂性也較好，且耐水洗牢度 較強(qiáng)。對夜光涂層進(jìn)行進(jìn)一步的圖案設(shè)計(jì)，以應(yīng) 用到服裝或家紡產(chǎn)品上，產(chǎn)生獨(dú)特的美學(xué)價值與 市場價值;利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將設(shè)計(jì)的圖案涂布 在基布上，可得到圖案清晰美觀的涂層織物。

　　4 結(jié)論

　　(1)夜光涂層織物的發(fā)光性能主要受到發(fā)光 材料種類與發(fā)光材料含量的影響，不同發(fā)光材料 制得的夜光涂層織物光色差異較大，夜光涂層織 物的發(fā)光性能隨發(fā)光材料含量的增加而提高，但 增加至一定程度之后，亮度趨于平緩。

　　(2)經(jīng)涂層整理后的夜光織物仍具有較好的 服用性能，手感柔軟光滑，耐水洗牢度高，且具有 良好的懸垂性。

　　(3)設(shè)計(jì)了三種不同圖案的夜光涂層織物， 并選擇“貓”、“麋鹿”和“玫瑰花”為典型紋樣進(jìn)行 織物的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，得到的成品花形紋樣清晰，在 夜晚可以清晰地看到紋樣發(fā)出三種光色，夜光效 果持續(xù)穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)效果。

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　　作者：曹 亮 1 邢 樂 2 陳 欣 2

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