夜光涂層織物的產品設計與性能研究

所屬分類：電子論文閱讀次時間：2020-09-02 11:30

本文摘要：摘要：探討發光材料的種類和含量對涂層織物發光性能的影響。分析比較了添加不同發光材料的夜光涂層織物的發光性能差異，探究了發光材料含量對于涂層織物發光性能的影響;根據優化工藝，設計并制備了三種夜光涂層織物。采用余輝亮度測試儀、織物風格儀和熒

　　摘要：探討發光材料的種類和含量對涂層織物發光性能的影響。分析比較了添加不同發光材料的夜光涂層織物的發光性能差異，探究了發光材料含量對于涂層織物發光性能的影響;根據優化工藝，設計并制備了三種夜光涂層織物。采用余輝亮度測試儀、織物風格儀和熒光分光光度計對涂層織物的發光性能、織物風格以及耐水洗性進行了測試。結果表明：不同發光材料會導致夜光涂層織物明顯的光色差異，添加 40% 發光材料的涂層織物發光性能最好;涂層織物具有良好的柔軟度、滑糯度、懸垂性和耐水洗牢度。認為：所設計的夜光涂層物具有獨特的美感和實用價值。

　　關鍵詞：夜光涂層織物;整理劑;發光材料;發射光譜;亮度;織物風格;絲網印刷;圖案設計

熒光材料

　　夜光涂層織物一般以機織物為基布，加入一定的發光材料與其他整理劑，經過涂層制備而成。制備的產品在吸收紫外光或可見光后可在黑暗中持續發光數小時，具有晝夜變色的獨特性能和特殊美學效果，能夠滿足現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注和研究。夜光涂層織物不僅廣泛應用于家紡產品、趣味服裝及裝飾裝潢等方面，而且正在向交通、建筑、國防等領域發展，擁有著廣闊的市場前景[4⁃6] 。

　　熒光技術方向評職知識：熒光探針類論文發表方法

　　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光材料制備多種夜光涂層機織物，探究發光材料的種類和涂料中發光材料的含量對涂層發光性能的影響，并借助絲網印刷技術設計制作了幾種圖案的夜光涂層織物，通過一定的設計賦予織物藝術效果，為夜光織物的開發提供新的思路。

　　1 試驗部分

　　1. 1 材料

　　棉機織面料;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量分數的發光材料，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測試夜光涂層織物的發射光譜，發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，激發時間 15 min，設置激發照度 1 000 lx。采用 PhabrOmeter3 型織物風格儀對夜光涂層織物的硬挺度、柔軟度及懸垂性等進行測試。

　　2 測試結果與討論

　　2. 1 發光材料對夜光織物發光性能的影響

　　按 1. 2 中方法，用三種發光材料(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 的光激發樣品，測試了三種織物的發射光譜。(SrAl2O4 ∶Eu2+ ，Dy3+)的光譜分布于黃綠光區，是一種被用來大量生產夜光纖維、發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射光譜與之前比較出現了輕微的右移，這可能是由于發光材料發射光被紅色顏料所吸收，另外發光的光色受到無機透明色料的牽引，而靠近了紅色顏料的顏色[9⁃10]。

　　藍綠色夜光織物(Sr4Al14O25∶Eu2+ ，Dy3+)被激發后，呈現出主峰在 490 nm 處的寬帶發射，Sr4Al14O25 中有兩種不同 Sr 格位，根據格位大小的不同與晶體場的強弱關系，位于 490 nm 處的發射峰可歸屬于 Eu2發射中心所產生的[11⁃12] 。

　　2. 2 發光材料的含量對夜光織物的影響

　　2. 2. 1 發光材料含量對發射光譜的影響按 1. 2 中方法分別制備了發光材料含量為 20%、25%、30%、35% 和 40% 的夜光涂層織物。對 5 種織物的發光性能進行測試。在 350 nm 的激發光照射下， 490 nm 處的發射峰強度隨著發光材料含量的增加而增強，發射光譜的峰形基本不變，發射峰依次為 492 nm、490 nm、487 nm、491 nm 和 490 nm，在 20%~30% 范圍內發射峰強度顯著增強，但繼續提高發光材料的含量，發射峰強度變化不大。試驗結果證明：發光材料含量對發射光譜主波長的位置以及其峰形的影響很小。一般而言，夜光涂層織物的發射峰強度會隨著發光材料的含量的升高而增強，但不是線性相關的。在生產應用中，發光材料添加的量并不是越多越好，應根據實際情況而定。

　　2. 2. 2 發光材料含量對夜光織物亮度的影響

　　分別對不同發光材料含量的夜光涂層織物的亮度進行測試。可以看出，夜光涂層織物的初始亮度隨著發光材料含量的提升而增加，余輝時間也更長，發光性能較好。當發光材料含量為 20% 時，夜光涂層織物的初始亮度最低，只有 0. 409 cd/m2 ;增加發光材料含量至 40% 時，初始亮度提高到 1. 438 cd/m2 。分析認為可能跟發光材料的發光機理有關，發光材料 (Sr4Al14O25∶Eu2+ ，Dy3+)被外界光激發時，Eu2+ 離子在晶格中發生 4f 6 5d1 -4f 7 能級躍遷，從基態電子被激發到激發態[13]。

　　光的激發令一些電子躍遷到導帶上，并被限制在稀土發光材料大量深度合適的能級缺陷中;當激發光不再照射后，晶格振動而產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光[14] 。吸收的能量與儲存在能級陷阱中的電子數量是影響余輝時間最重要的因素，如果發光材料含量比較少，那么被激發光所激發的電子就相對較少，涂層發光性能較差[15⁃17]。隨著發光材料含量的提高，單位面積的涂層織物上黏附的發光材料數量更多，被激發光激發的電子也更多，釋放的能量較大，涂層發光性能較好。

　　3 產品設計

　　自制的夜光涂層織物發光性能優異，手感柔軟，折皺回復性和懸垂性也較好，且耐水洗牢度較強。對夜光涂層進行進一步的圖案設計，以應用到服裝或家紡產品上，產生獨特的美學價值與市場價值;利用絲網印刷技術將設計的圖案涂布在基布上，可得到圖案清晰美觀的涂層織物。

　　4 結論

　　(1)夜光涂層織物的發光性能主要受到發光材料種類與發光材料含量的影響，不同發光材料制得的夜光涂層織物光色差異較大，夜光涂層織物的發光性能隨發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)設計了三種不同圖案的夜光涂層織物，并選擇“貓”、“麋鹿”和“玫瑰花”為典型紋樣進行織物的創新設計，得到的成品花形紋樣清晰，在夜晚可以清晰地看到紋樣發出三種光色，夜光效果持續穩定，達到了預期設計效果。

　　參考文獻：

　　[1] 王建，李永貴，朱亞楠，等 . 柔軟整理對夜光涂層織物性能的影響[J].紡織學報，2013，34(9)：99-102.

　　[2] 安曉龍，于樹發，羅軍，等 . 非織造夜光涂層織物發光性能研究[J]. 化工新型材料，2018，46(11)：115- 117，121.

　　[3] 劉衛華，羅軍，安曉龍，等 . 合成革的夜光整理及其性能研究[J].化工新型材料，2018，46(1)：240-243.

　　[4] 吳仁芬，朱亞楠，王建，等 . 含氟拒水整理劑對夜光涂層織物性能的影響[J]. 化工新型材料，2015，43 (10)：234-236.

　　[5] 徐晶，劉軍紅，喻忠軍 . 夜光紡織品應用及發展現狀 [J].中國纖檢，2013(19)：82-84.