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夜光纺织品应用及发展现状
责任编辑:刘焱 文章来源:中国纤检杂志

  人类很早以前就了解到大自然中存在一些可自行发光的物质。我国民间流传的“夜明珠”,又有著名诗句“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”。这里所说的夜明珠、夜光杯就是人们对自然界物质自行发光现象的认知[1]。人们将夜光材料应用到纺织品上,做成夜光纺织品,一定程度上解决了黑暗环境带来的诸多不便。如使用用夜光材料加工的工作服,能够提高工作、交通安全性。在降落伞上使用夜光织物和夜光绳索,可以使夜间军事训练人员更安全。在电影院使用夜光地毯,既可以方便人们寻找座位,当危险发生时,又可以让人们有秩序地撤离。综上所述,适用于特殊环境的夜光纺织品具有广阔应用前景。

  1 夜光材料的概述

  1.1 发展历史

  夜光材料的发展可以分为三个阶段,即第一代自发光材料,是由居里夫人发现的镭元素为代表,但是具有一定辐射性;第二代自发光材料,是以传统的硫化物材料为代表,但是这种材料对人体具有毒害性、发光亮度低、持续时间短等缺点,因而其应用领域受到限制;第三代自发光材料,即稀土夜光材料,将这种材料与前两代自发光材料相比,具有无毒、无放射性、发光时间更长、可以重复使用等显著优点,因而在发光材料中占有举足轻重的地位[2,3]。在夜光材料研究方面,日本村山义彦研制出一种夜光材料,其亮度高于传统夜光材料的100倍,但是由于该夜光材料的颗粒粒径和硬度较大,所以不适用于制造纤维。1998年,德国公司通过在纺丝液中添加硫化锌等发光材料,研制出一种可发出绿光的纤维,但是由于日常环境中的光线难以满足该纤维的发光要求,因而制约其广泛应用。从2000年至今,相继有研究者开发出皮芯结构发光纤维,美国有两家公司开发了夜光纤维,但添加放射性同位素钜147制成,其使用受到限制[4]。     在我国,由无锡宏源和江南大学联合研制的夜光纤维产品填补了国内空白,属国内首创[5]。

  1.2 夜光材料种类

  使物体在夜间醒目的材料有反光材料和夜光材料。反光材料即将玻璃微珠涂到物体上,当光线照射到玻璃微珠涂层上时,光线发生反射,因而使物体醒目。特点是在作用时必须要有入射光源,没有入射光源就无法发光。夜光材料正好与之相反,在白天有入射光源时与普通物质具有完全一样的性能,但是在夜间黑暗状态下无需入射光源,即可持续发光[6]。

  夜光材料分为自发光型和蓄光型两种。自发光型夜光材料不需要从外部吸收能量,无论黑夜或白天都可持续发光;蓄光型夜光材料,即当受到可见光照射时,发生光的吸收,将光能储存于纤维之中,没有可见光时,将储存于纤维之中的能量释放出来,产生光的发射。前者由于含有放射性物质,不符合人体安全和环境保护,使用受到比较大的限制;后者主要包括金属硫化物和稀土材料,金属硫化物同样具有放射性,而稀土夜光材料则避免了这种缺点,同时其发光亮度、持续时间都大大优于金属硫化物发光材料,因而在夜光材料中占有绝对性优势。

  2 夜光纺织品的种类

  夜光纺织品主要包括两种:一种是采用夜光印花浆料的夜光印花织物,另一种是采用夜光纤维经过纺纱织造而成的夜光纺织品。

  2.1 夜光印花织物

  夜光印花织物是利用涂层整理技术,将添加夜光材料的印花浆用于纺织品上印制花纹[7],其加工工艺基本上与一般涂料印花相似,实际生产中,夜光印花一般都和染料或涂料共印,这样服装在白天颜色艳丽、图案丰富,夜晚人们可在室内5m处见到织物发出的亮光[8-9]。如果同时配合图案设计,能产生昼夜变色的特殊效果[10]。但是由于夜光印花织物手感、服用性能、耐洗涤性能及发光效果差,而且生产及使用过程中对环境污染严重,因此新型夜光纤维织物应运而生。

  2.2 夜光纤维与普通纤维混纺织物

  夜光纤维是利用稀土材料作为发光体,经过表面涂层法或特种纺丝工艺制成的蓄光型新型高科技功能纤维[11]。

  2.2.1 表面涂层法夜光纤维

  表面涂层法生产出的夜光纤维,是将稀土化合物溶解于适当的溶剂中,再将其与一定的粘合剂混合制成色浆。将纤维放到这样的色浆中经过涂层处理,得到夜光纤维。采用这种方法得到的夜光纤维和夜光涂层织物类似,由于发光化合物在纤维表面,耐洗性、耐酸碱性等都不是很理想。

  2.2.2 特种纺丝工艺夜光纤维

  采用特种纺丝工艺生产夜光纤维,即在聚酯材料纺丝液中,添加稀土铝酸盐发光材料和纳米级助剂,经过特种纺丝工艺制成夜光聚酯长丝。只要吸收可见光10min,便将光能储存于纤维之中,在黑暗状态下持续发光10h以上,产品无毒害,使用安全。同时由于发光化合物均匀存在于整根发光纤维中,其夜光性能不会受到水洗的影响,可循环使用。目前,国内有生产出稀土彩色夜光纤维,即在可见光的条件下,这种夜光纤维可以呈现出红色、黄色、蓝色等;在没有可见光的条件下,由自身发出红光、黄光、绿光等各种色彩的光,具有特殊的夜光视觉效果。这种稀土夜光纤维本身绚丽多彩,利用它加工成的纺织产品可以无需染色,避免了染整工序废水对环境的污染,可以称之为新型的环保纤维。同时,稀土夜光纤维具有余辉时间长、亮度高、无放射性、对环境和人体绝对安全的优点[12-14]。因此,采用特种纺丝工艺制造出的夜光纤维是比较理想的夜光纺织品原料。

  3 夜光纺织品的应用现状

  夜光纺织品的应用领域非常广泛,目前已经在纺织服装、装饰工艺品、玩具及产业用纺织品等领域有了不同的产品。在投放市场过程中得到客户和消费者的肯定和瞩目,产生良好的经济效益。2008年1月—2010年11月,夜光纤维及制品的销售额达到8000多万元人民币[15]。

  3.1 纺织服装用品

  夜光服装在白天与普通服装具有完全一样的使用性能,没有任何特异之处。这种服装目前有少量应用于夜间作业、娱乐场所等光线比较黑暗的地方。国际海事局规定,远洋轮上的工作人员,必须穿着夜光服装以提高工作的安全性;舞台表演者穿上这种发光服装,既具有鲜明的个性特征,又能造就一种特殊的舞台效果[16]。儿童穿戴这种夜间发光的服装、鞋帽,可以增加儿童服装的趣味性,满足他们的好奇心理。采用夜光花式纱线加工成的服装可以吸引年轻消费者的注意力,满足他们对时尚和潮流的追求,符合年轻人的消费观念[17]。

  3.2 毛绒玩具、刺绣工艺品

  在普通百姓的生活中,夜晚发光的玩具更能受到儿童及年轻人的喜爱。传统的发光玩具主要是在普通材料中掺进一些放射性物质,如35Sr、90Sr等。由于存在一定的放射性危险,已经逐步被摒弃不再使用[18]。取而代之采用新型夜光材料制作发光玩具,这种玩具白天与普通玩具十分相似,一旦置于黑暗环境中便通体透亮,非常吸引儿童及年轻消费者的目光。如2010年上海世博会特许商品——吉祥物海宝,投放市场后,受到了国内外游客的广泛欢迎。由此,类似的夜光纺织品在玩具市场悄然走俏。将夜光纱线应用于刺绣工艺品中,不仅具有特殊的视觉效果,彰显刺绣艺术的魅力,而且也给刺绣品行业打开了创造的想象空间,大大提高了产品的附加值[19]。

  3.3 产业用制品

  由夜光纤维制作而成的绳索已经被广泛运用到诸如夜间救援、夜间军事训练等方面,大大提高了工作人员安全性。在日本等渔业发达国家,稀土夜光纤维已经被制作成渔网投入了实际生产当中,利用海洋里一些鱼类的趋光性,可以在一定程度上提高捕捞的产量[20]。将夜光纺织品添加到消防设施、器材上,即使在黑暗的环境中,我们也可以马上看到消防人员和消防器材,达到自救和被救的目的。夜光纺织品制成的标记物,可以给夜间行驶的驾驶员发出提示信号,避免交通事故。

  3.4 目前产品面临的问题及解决方法

  高昂的产品价格成了制约夜光服装发展的瓶颈。设计师们在进行产品设计时,既要考虑产品的新颖性,又要考虑市场的接受能力。目前切实可行的方法主要是从织物混纺、交织的方面着手考虑,另一方面在成衣上采用刺绣的方法少量使用夜光纱线,以此来降低服装面料的成本。但是采用这些方法,必须选择适量的夜光纤维,这样既降低产品成本,又具有较好的夜光效果。






 

 

 

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