徐秋香



摘要:稀土夜光纖維是一種新型高科技功能纖維,該纖維只要吸收任何可見光10分鐘,便能將光能蓄貯于纖維之中,在黑暗狀態下持續發光10小時以上。該纖維獨特的發光性能越來越引起人們的關注,本文主要闡述了夜光纖維的發光機理及其在萬圣節服飾上的應用情況。
關鍵詞:夜光纖維;發光機理;萬圣節服飾;應用
1 夜光纖維的發光原理及特性
1.1 夜光纖維的發光原理
稀土夜光纖維 (Rare earth luminous fibers)是一種新型高科技功能纖維,該纖維是以滌綸、錦綸或丙綸樹脂為基質,添加包膜處理的稀土鋁酸鍶微粒、納米級功能助劑,經特種紡絲工藝制成的蓄能型多色夜光纖維[1]。
由于稀土元素有較多能級,當稀土離子受可見光時,電子從基態或是下能級躍遷至上能級,吸收光能儲存于纖維中。沒有可見光時,電子將從激發態高能級躍遷至下能級或是基態,將儲存于纖維中的光能放出形成發射光,而電子處于陷阱能集中的時間決定發光材料持續發光的時間[2-3]。由此纖維能夠發光并根據能量差的不同使得纖維呈現不同顏色(見圖1)[4]。對于波長450μm以下的可見光具有較強的吸收能力,在可見光照射約10min后, 便能將光能蓄貯于纖維之中,在黑暗狀態下持續發光10小時以上。
圖1 稀土鋁酸鹽發光機理示意圖
1.2 夜光纖維的發光特性
(1)發光亮度高,持續時間長,發光性能穩定。
(2)不含有放射性元素,物理化學性能穩定,對人體沒有傷害,是綠色健康材料。
(3)色彩絢麗,且最終產品不需染色,不僅避免了染料對纖維發光性能的影響,也避免了染整工序的廢水對環境的污染,符合國家提倡的環保理念[5]。
(4)可反復吸光、蓄光與發光,可循環使用,而且亮度不受水洗等因素的影響。
(5)在可見光的條件下,具有各種色彩,如紅色、黃色、藍色、綠色等;在沒有可見光的條件下,自身發出各種色彩的光,如紅色、黃色、藍色、綠色等。
2 夜光纖維的應用領域
2.1 夜光纖維的種類
目前夜光纖維有18種顏色的夜光滌綸和錦綸長絲,產品規格有75D/24f、150D/36f、300D/72f(如表1),其離開光源10min后的亮度在0.1cd/m2,滿足人眼對光視覺的需求。經上海市輻射環境監督站、中國計量科學研究院和無錫市纖維檢驗所等檢驗,該纖維符合服用的要求[5]。
表1 現有的夜光纖維種類
2.2 夜光纖維的應用領域
稀土夜光纖維作為新型的功能性纖維,以其獨特的光色性能已經在多個領域得到廣泛的應用。目前夜光纖維已經廣泛應用于國防工業、航空航海、消防應急、夜間作業、日常生活及休閑娛樂等領域。
例如,最近國際海事局作出規定,凡在遠洋輪上工作的服裝均必須要有夜光標記。此外,近年來時常發生中小學生在來往學校的途中,由于光線較弱而出現交通事故的現象,如果用夜光纖維在服裝上制成各種標志,可大大提高其夜間行走及上下學時的交通安全性。在漆黑的地下礦井中,發光服裝便于礦工們相互聯絡,即使遭遇事故,也便于救援人員及時發現受困的礦工。在家居用品方面,采用夜光纖維可以做發光窗簾、拖鞋等,即使在夜晚仍然可以發光,便于夜間活動。在玩具制作方面,可以制成發光毛絨玩具,吸引兒童及年輕消費者的目光。如2010年上海世博會特許商品——吉祥物海寶,一經投放市場,就受到了國內外游客的廣泛歡迎。由此,類似的夜光紡織品在玩具市場悄然走俏。將夜光紗線應用于刺繡工藝品中,不僅具有特殊的視覺效果,彰顯刺繡藝術的魅力,而且也給刺繡品行業打開了創造的想象空間,大大提高了產品的附加值。隨著社會的進步及經濟的發展,各個領域消費群體對功能性紡織品的需求不斷增加,夜光纖維未來的應用空間將更加廣泛。
3 夜光纖維在萬圣節服飾上的應用
3.1 夜光纖維萬圣節服飾的優缺點
萬圣節的活動時間大部分是在夜晚,因此將夜光纖維加入到萬圣節的服飾裝扮中,讓萬圣節的夜晚“耀眼奪目”,可以給萬圣節的夜色帶來神秘的色彩。以往的服飾都是采用熒光系列的裝飾物,或者是依靠電子發光的燈飾之類在萬圣節的晚上點亮黑夜,然而無論是熒光產品還是燈飾之類,它們都是額外附加在人們身上的“負擔”,所以人們身穿這種發光材料的服裝明顯覺得沉重,不舒適,不能自如地、盡情地歡愉,并且像依靠電池發光的燈飾之類,本身發光會產生一定的熱量,讓人體感覺不適。然而稀土夜光纖維正是可以彌補它們的缺陷,所以將稀土夜光纖維巧妙地與萬圣節服飾相結合,由于其良好的發光性能及柔軟的服用性能,一定會讓萬圣節給人們帶來不一樣的舒適與精彩。
然而,夜光纖維作為一種高科技產品,其科技含量高、投入大、成本高、價格昂貴,所以在進行產品設計時,不僅要考慮到產品的新穎性,還要考慮到市場的接受能力。在設計產品時要在考慮效果的同時控制其原料的用量比例,以達到控制原料成本的目的。在控制成本的同時如何較好地體現夜光纖維的發光特性是設計過程中比較重要的一點,所以本文認為夜光纖維不應該是大面積使用,而是將其應用于標志性的圖案和裝飾上,爭取用少量的夜光纖維達到畫龍點睛的效果。
3.2 應用實例展示
本文選取了三個比較有代表性的萬圣節服飾圖案,分別是“骷髏頭”圖案、字母“A”圖案和“蝙蝠”圖案,圖2~圖7分別給出了普通紗線和夜光紗線繡成的圖案在白天和夜晚對比效果。
圖2 白天普通紗線與夜光紗線繡成的“骷髏頭”對比圖
圖3 夜晚普通紗線與夜光紗線繡成的“骷髏頭”對比圖
圖4 白天普通紗線與夜光紗線繡成的“A”圖案對比圖
圖5 夜晚普通紗線與夜光紗線繡成的“A”圖案對比圖
圖6 白天普通紗線與夜光紗線繡成的“蝙蝠”對比圖endprint
圖7 夜晚普通紗線與夜光紗線繡成的“蝙蝠”對比圖
從圖2~圖7可以看出,用夜光纖維繡成的圖案,在白天與普通紗線繡成的圖案并無大的區別,然而在夜間黑暗狀態下二者就會有明顯不同,用夜光纖維繡成的圖案輪廓清晰,耀眼可見,可明顯區別于周圍環境,而普通纖維繡成的圖案在夜晚則什么都看不見。
此外,由于受夜光纖維發光機理的影響,顏色越淺其夜晚發光效果越好,所以為了達到比較理想的發光效果,在設計時還是盡可能選擇一些淺色系的顏色,并盡可能選用纖維相對集中的圖案,從而達到最佳的發光效果。
4 結語
稀土夜光纖維的出現給予特殊的萬圣節服飾不一樣的效果,由于夜光纖維的加入,使得萬圣節服裝更加豐富多彩,從而進一步增加了萬圣節夜晚的神秘節日氣氛。另一方面也拓展了夜光纖維的應用領域,從目前的交通指揮服、地震煤礦開采事故中安全救護服等領域拓展到了萬圣節等節日舞臺上。
考慮到萬圣節服飾的系列性,下一步將研究如何將夜光纖維應用到萬圣節假發及面具等其他節日服飾上,開發出一系列萬圣節夜光服飾。出于對夜光纖維價格的考慮,今后開發時會利用夜光纖維與普通纖維相互搭配來降低成本,同時通過提高繡花密度,從而達到比較理想的發光效果。此外,還可以利用圖案的巧妙設計,更加突出夜光纖維的裝飾性及功能性,用更加豐富的圖案來裝飾萬圣節的夜晚。
參考文獻:
[1] 徐燃霞, 葛明橋, 李永貴. 蓄能型夜光絲的染色性能[J]. 印染, 2005,(18): 9-11.
[2] MOORE P B. Victor A. Synthesizing Eu2+ activated strorium aluminate phosphor [J]. Electrochem Soc,1971,118(6): 930-933.
[3] HONG Gun-Young, Yoo Kyoung. Enhancement of luminous intensity of spherical Yarn [J]. Journal of the Electrochemical Society, 2003,150(4): 67-71.
[4] 徐燃霞, 葛明橋. 蓄能型夜光織物的開發及應用[J]. 江南大學學報,2004,(2): 185.
[5] 葛明橋, 虞國煒. 彩色與彩色光稀土夜光纖維的開發與應用[J]. 針織工業, 2004,(4): 65-67.
(作者單位:宿遷市纖維檢驗所)endprint