紡織品蓄光性能評(píng)價(jià)的影響因素

袁志磊，張薇薇，沈 波，蔡佳仕，林立虎

（上海海關(guān)，上海 200135）

蓄光紡織品是近年來發(fā)展起來的具有自發(fā)光性能的新型功能性產(chǎn)品；是將蓄光材料與紡織纖維結(jié)合在一起的各類織物及其制品；能主動(dòng)吸收太陽光、室內(nèi)燈光、雜散光等可見光，并將其儲(chǔ)存起來，在移去光源后仍可持續(xù)發(fā)光一定時(shí)間［1］，并可循環(huán)使用。目前，市場上的蓄光紡織品按加工工藝分類主要包括：（1）蓄光纖維經(jīng)織造加工而成；（2）采用紡織品整理技術(shù)生成蓄光印花織物、蓄光涂層織物［2-3］。由于蓄光紡織品具有蓄光和發(fā)光特性，所以廣泛應(yīng)用于國防工業(yè)、建筑裝潢、交通運(yùn)輸、夜間作業(yè)、日常生活及娛樂服飾等領(lǐng)域。在警示性功能服裝上，蓄光材料能夠在黑暗的環(huán)境中持續(xù)發(fā)光，提高辨識(shí)度，保護(hù)自身安全［4］；在裝飾性服裝上，蓄光材料可以打破傳統(tǒng)服飾的款式限制，增加新意，尤其是在舞臺(tái)服裝的應(yīng)用上，在燈熄滅后能夠呈現(xiàn)出奇特的發(fā)光效果，給人不一樣的視覺沖擊［5］；在家用紡織品方面，主要應(yīng)用在窗簾、門簾、毛毯、沙發(fā)上，不僅起到裝飾作用，還有一定的照明指示作用［6］；在毛絨玩具上，蓄光材料增加了玩具的個(gè)性化，吸引兒童和消費(fèi)者的目光［7］。

評(píng)價(jià)蓄光紡織品蓄光性能的指標(biāo)主要是自發(fā)光亮度和衰減速度，但目前國內(nèi)外對(duì)紡織品蓄光性能的評(píng)價(jià)研究還較少，缺乏相應(yīng)的理論和測(cè)試依據(jù)。針對(duì)市場上常見的幾種蓄光紡織品，本文研究光源、激發(fā)時(shí)間以及水洗對(duì)紡織品蓄光性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料及儀器

選取3 種類型的蓄光紡織品（見表1），分別制成直徑為5 cm 的圓形試樣。

表1 蓄光紡織品樣品

LS-150 亮度計(jì)（日本KONICA MINOLTA 公司），LX1010BS 欣寶高精度照度計(jì)，自制蓄光性能測(cè)試裝置［見圖1，含有4 種照度可以調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)光源，分別為D65光源（模擬人工日光）、CWF 光源（模擬商店燈光）、F 光源（模擬家庭燈光）、A 光源（模擬射燈燈光），內(nèi)表面為中性灰色，可對(duì)樣品進(jìn)行不同光源下的激發(fā)］。

圖1 蓄光性能測(cè)試裝置

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）在測(cè)試前將樣品放置在黑暗中至少24 h，使樣品的余輝亮度衰減完全；測(cè)試要在暗室中進(jìn)行，以免受其他光線的影響；（2）打開一種標(biāo)準(zhǔn)光源，調(diào)節(jié)至規(guī)定照度，穩(wěn)定至少10 min，然后將樣品放在光源正下方50 cm 處，正面向上進(jìn)行光照；（3）光照一定時(shí)間后關(guān)閉光源，立刻測(cè)試發(fā)光亮度，記錄初始亮度值以及30 min 內(nèi)每間隔1 min 的亮度變化情況；（4）按照上述步驟再進(jìn)行其他光源的測(cè)試。

1.3 測(cè)試

發(fā)光亮度：采用亮度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試范圍為0.001～999 900 cd/m2；照度：采用高精度照度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試范圍1～100 000 Lux。

2 結(jié)果與討論

2.1 光源的影響

由圖2 可知，各種蓄光紡織品在不同激發(fā)光源的照射下，余輝亮度變化規(guī)律基本一致。在關(guān)閉光源的1 min內(nèi)，余輝亮度迅速衰減，降低到初始余輝亮度的10%～20%；在1～20 min 內(nèi)，余輝亮度衰減速度逐漸減慢，衰減到初始余輝亮度的1%～2%；衰減規(guī)律呈對(duì)數(shù)關(guān)系，這兩個(gè)階段為快衰減過程。20 min后，余輝亮度衰減比較緩慢，為慢衰減過程，但發(fā)光亮度仍高于人眼可辨的最低亮度值0.32 mcd/m2，因此，蓄光紡織品在黑暗環(huán)境中在較長時(shí)間內(nèi)可被人眼觀測(cè)到，具有高辨識(shí)度。

此外，在相同照度和激發(fā)時(shí)間下，蓄光紡織品在不同光源激發(fā)后的初始亮度有明顯差異；D65光源激發(fā)的初始亮度最高，其次為CWF 光源、A 光源，F(xiàn) 光源激發(fā)的初始亮度最低。這說明不同種類的光源對(duì)蓄光紡織品的激發(fā)效果有差異，因此，在紡織品蓄光性能的評(píng)價(jià)中，應(yīng)采用多種標(biāo)準(zhǔn)光源分別進(jìn)行測(cè)試，從而進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)［8］。

圖2 不同紡織品在不同光源激發(fā)后的亮度變化

2.2 激發(fā)時(shí)間的影響

由圖3 可知，當(dāng)激發(fā)時(shí)間為5 min 時(shí)，蓄光紡織品的初始亮度較??；當(dāng)逐漸延長激發(fā)時(shí)間后，初始亮度逐漸提高，但在一定激發(fā)時(shí)間（約20 min）后逐漸趨于穩(wěn)定。這說明當(dāng)激發(fā)時(shí)間達(dá)到20 min 左右時(shí)，該蓄光紡織品的發(fā)光亮度基本達(dá)到飽和狀態(tài)，再延長激發(fā)時(shí)間，初始亮度無明顯提高。主要原因是蓄光材料具有不同深度的缺陷能級(jí)，當(dāng)蓄光材料接受光照時(shí)，較深的缺陷能級(jí)具有優(yōu)先捕獲激發(fā)態(tài)電子的趨勢(shì)，直到將能級(jí)填滿，較淺的缺陷能級(jí)才開始捕獲電子，其中，較深的缺陷能級(jí)對(duì)應(yīng)著蓄光材料的慢衰減過程，較淺的缺陷能級(jí)對(duì)應(yīng)著快衰減過程［9］。當(dāng)激發(fā)時(shí)間較短時(shí)，僅較深的缺陷能級(jí)達(dá)到飽和狀態(tài)，而較淺的缺陷能級(jí)還沒有捕獲足夠的電子，因此，隨著激發(fā)時(shí)間的延長，蓄光紡織品的初始亮度逐漸提高。而在較長時(shí)間的激發(fā)下，蓄光材料的缺陷能級(jí)基本都被電子填滿，達(dá)到了飽和狀態(tài)，再延長激發(fā)時(shí)間也不能使更多的電子被激發(fā)，蓄光紡織品的初始亮度達(dá)到了最大值。據(jù)此，在紡織品蓄光性能的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中，將樣品的光照時(shí)間設(shè)定為20 min 左右，即能在較短的光照時(shí)間內(nèi)使蓄光紡織品的發(fā)光亮度達(dá)到較大值，充分激發(fā)蓄光紡織品的發(fā)光性能。

圖3 蓄光紡織品在不同激發(fā)時(shí)間的初始亮度

2.3 水洗的影響

將表1 中9 塊樣品按照GB/T 8629—2017《紡織品試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》4N 程序洗滌5 次，平攤晾干。由表2 可知，蓄光纖維紡織品和蓄光印花紡織品經(jīng)5 次洗滌后，初始亮度均降低到原來的60%以下。原因是部分蓄光材料與織物纖維結(jié)合不牢固，經(jīng)過水洗后脫落，導(dǎo)致發(fā)光亮度降低。說明該種蓄光紡織品的耐水洗性能較差，使用壽命不長。蓄光涂層紡織品經(jīng)水洗后發(fā)光性能降低較小，原因是蓄光材料經(jīng)過涂層整理后牢固地貼合在織物上，即使經(jīng)過洗滌也不會(huì)脫落，耐水洗能力較強(qiáng)，具有較好的耐水洗性能，增加了該蓄光紡織品的耐用性能。

表2 洗滌前后紡織品的蓄光性能

該實(shí)驗(yàn)說明蓄光紡織品的加工工藝影響其耐用性，如果蓄光材料與織物或纖維結(jié)合不牢固，會(huì)在使用中脫落，蓄光性能降低。因此，在紡織品蓄光性能的測(cè)試評(píng)價(jià)中應(yīng)考核其耐水洗性能，如果產(chǎn)品在多次洗滌后發(fā)光性能仍能滿足一定的蓄光性能要求，可稱之為蓄光紡織品。

3 結(jié)論

在相同照度下，蓄光紡織品用D65光源激發(fā)的初始亮度最大，F(xiàn) 光源激發(fā)的初始亮度最低；蓄光紡織品的初始亮度隨著激發(fā)時(shí)間的延長逐漸提高，但一定時(shí)間后會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)；蓄光紡織品的發(fā)光亮度在初始1 min內(nèi)衰減最快，20 min后衰減變緩慢；蓄光紡織品經(jīng)過洗滌后，蓄光性能有不同程度的下降，蓄光涂層紡織品的耐水洗性能相對(duì)較好。