紡織品蓄光性能評價的影響因素

袁志磊，張薇薇，沈 波，蔡佳仕，林立虎

（上海海關，上海 200135）

蓄光紡織品是近年來發展起來的具有自發光性能的新型功能性產品；是將蓄光材料與紡織纖維結合在一起的各類織物及其制品；能主動吸收太陽光、室內燈光、雜散光等可見光，并將其儲存起來，在移去光源后仍可持續發光一定時間［1］，并可循環使用。目前，市場上的蓄光紡織品按加工工藝分類主要包括：（1）蓄光纖維經織造加工而成；（2）采用紡織品整理技術生成蓄光印花織物、蓄光涂層織物［2-3］。由于蓄光紡織品具有蓄光和發光特性，所以廣泛應用于國防工業、建筑裝潢、交通運輸、夜間作業、日常生活及娛樂服飾等領域。在警示性功能服裝上，蓄光材料能夠在黑暗的環境中持續發光，提高辨識度，保護自身安全［4］；在裝飾性服裝上，蓄光材料可以打破傳統服飾的款式限制，增加新意，尤其是在舞臺服裝的應用上，在燈熄滅后能夠呈現出奇特的發光效果，給人不一樣的視覺沖擊［5］；在家用紡織品方面，主要應用在窗簾、門簾、毛毯、沙發上，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性化，吸引兒童和消費者的目光［7］。

評價蓄光紡織品蓄光性能的指標主要是自發光亮度和衰減速度，但目前國內外對紡織品蓄光性能的評價研究還較少，缺乏相應的理論和測試依據。針對市場上常見的幾種蓄光紡織品，本文研究光源、激發時間以及水洗對紡織品蓄光性能的影響。

1 實驗

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（日本KONICA MINOLTA 公司），LX1010BS 欣寶高精度照度計，自制蓄光性能測試裝置［見圖1，含有4 種照度可以調節的標準光源，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），內表面為中性灰色，可對樣品進行不同光源下的激發］。

圖1 蓄光性能測試裝置

1.2 實驗步驟

（1）在測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；測試要在暗室中進行，以免受其他光線的影響；（2）打開一種標準光源，調節至規定照度，穩定至少10 min，然后將樣品放在光源正下方50 cm 處，正面向上進行光照；（3）光照一定時間后關閉光源，立刻測試發光亮度，記錄初始亮度值以及30 min 內每間隔1 min 的亮度變化情況；（4）按照上述步驟再進行其他光源的測試。

1.3 測試

發光亮度：采用亮度計進行測試，測試范圍為0.001～999 900 cd/m2；照度：采用高精度照度計進行測試，測試范圍1～100 000 Lux。

2 結果與討論

2.1 光源的影響

由圖2 可知，各種蓄光紡織品在不同激發光源的照射下，余輝亮度變化規律基本一致。在關閉光源的1 min內，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，余輝亮度衰減速度逐漸減慢，衰減到初始余輝亮度的1%～2%；衰減規律呈對數關系，這兩個階段為快衰減過程。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境中在較長時間內可被人眼觀測到，具有高辨識度。

此外，在相同照度和激發時間下，蓄光紡織品在不同光源激發后的初始亮度有明顯差異；D65光源激發的初始亮度最高，其次為CWF 光源、A 光源，F 光源激發的初始亮度最低。這說明不同種類的光源對蓄光紡織品的激發效果有差異，因此，在紡織品蓄光性能的評價中，應采用多種標準光源分別進行測試，從而進行綜合評價［8］。

圖2 不同紡織品在不同光源激發后的亮度變化

2.2 激發時間的影響

由圖3 可知，當激發時間為5 min 時，蓄光紡織品的初始亮度較小；當逐漸延長激發時間后，初始亮度逐漸提高，但在一定激發時間（約20 min）后逐漸趨于穩定。這說明當激發時間達到20 min 左右時，該蓄光紡織品的發光亮度基本達到飽和狀態，再延長激發時間，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，當蓄光材料接受光照時，較深的缺陷能級具有優先捕獲激發態電子的趨勢，直到將能級填滿，較淺的缺陷能級才開始捕獲電子，其中，較深的缺陷能級對應著蓄光材料的慢衰減過程，較淺的缺陷能級對應著快衰減過程［9］。當激發時間較短時，僅較深的缺陷能級達到飽和狀態，而較淺的缺陷能級還沒有捕獲足夠的電子，因此，隨著激發時間的延長，蓄光紡織品的初始亮度逐漸提高。而在較長時間的激發下，蓄光材料的缺陷能級基本都被電子填滿，達到了飽和狀態，再延長激發時間也不能使更多的電子被激發，蓄光紡織品的初始亮度達到了最大值。據此，在紡織品蓄光性能的評價實驗中，將樣品的光照時間設定為20 min 左右，即能在較短的光照時間內使蓄光紡織品的發光亮度達到較大值，充分激發蓄光紡織品的發光性能。

圖3 蓄光紡織品在不同激發時間的初始亮度

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合不牢固，經過水洗后脫落，導致發光亮度降低。說明該種蓄光紡織品的耐水洗性能較差，使用壽命不長。蓄光涂層紡織品經水洗后發光性能降低較小，原因是蓄光材料經過涂層整理后牢固地貼合在織物上，即使經過洗滌也不會脫落，耐水洗能力較強，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

該實驗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合不牢固，會在使用中脫落，蓄光性能降低。因此，在紡織品蓄光性能的測試評價中應考核其耐水洗性能，如果產品在多次洗滌后發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 結論

在相同照度下，蓄光紡織品用D65光源激發的初始亮度最大，F 光源激發的初始亮度最低；蓄光紡織品的初始亮度隨著激發時間的延長逐漸提高，但一定時間后會達到飽和狀態；蓄光紡織品的發光亮度在初始1 min內衰減最快，20 min后衰減變緩慢；蓄光紡織品經過洗滌后，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較好。