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        蓄光膜面料發(fā)光性能的研究

        2018-09-07 01:37:24王彩云
        中國纖檢 2018年8期
        關(guān)鍵詞:照度亮度光源

        文/王彩云

        蓄光膜面料是以蓄光材料為涂層劑、織物為基布,經(jīng)涂層工藝,將蓄光材料在織物表面形成一層蓄光膜的自發(fā)光涂層織物。蓄光膜面料,屬于光致發(fā)光材料,即在接受光源照射時(shí)可吸收光能并儲存,待光源撤去后,再將儲存的能量以光的形式釋放出來,形成了暗處可見的自發(fā)光材料。

        引言

        蓄光膜面料是以蓄光材料為涂層劑、織物為基布,經(jīng)涂層工藝,將蓄光材料在織物表面形成一層蓄光膜的自發(fā)光涂層織物[1]。蓄光膜面料,屬于光致發(fā)光材料,即在接受光源照射時(shí)可吸收光能并儲存,待光源撤去后,再將儲存的能量以光的形式釋放出來,形成了暗處可見的自發(fā)光材料[2],如圖1、圖2。因其自發(fā)光特性,蓄光膜面料廣泛應(yīng)用于道路交通、航空航海、夜間作業(yè)、舞臺表演、服裝、玩具等領(lǐng)域,具備廣闊的市場應(yīng)用前景[3]。

        圖1 在光照環(huán)境中的蓄光膜面料

        圖2 在黑暗環(huán)境中的蓄光膜面料

        對于蓄光膜面料,其蓄光自發(fā)光性是其最重要的特性,因此對其發(fā)光性能的研究就顯得尤為重要。本文研究的蓄光膜面料的發(fā)光性能以初始發(fā)光亮度和發(fā)光亮度衰減規(guī)律展開。初始發(fā)光亮度是我們?nèi)庋劭梢姷膮?shù),而發(fā)光亮度衰減是指在光照停止激發(fā)后,發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度逐漸減弱,直至完全消失的過程[4]。本文擬以D65光源為激發(fā)光源,研究蓄光膜面料在該光源下不同照度、不同激發(fā)時(shí)間下的初始發(fā)光亮度及發(fā)光亮度衰減情況以表征其發(fā)光性能。

        1 試驗(yàn)

        1.1 試驗(yàn)條件

        儀器設(shè)備:D65光源;照度:1000lx、1500lx、2000lx;LS-150亮度計(jì),測量范圍:0.001mcd/m2~999900mcd/m2,采用間隔6s測量模式;

        環(huán)境條件:恒溫暗室(在無光源照射時(shí),樣品放置臺面及樣品放置四周亮度應(yīng)為0mcd/m2)。

        1.2 樣品

        蓄光膜面料(福建省向興紡織科技有限公司提供):樣品在測試前,應(yīng)置于黑暗環(huán)境中,待其能量釋放完畢不再發(fā)光(亮度測試為0mcd/m2)。

        1.3 測試過程

        將不小于14.4mm的樣品置于恒溫暗室環(huán)境中,采用一定照度的D65光源照射一定時(shí)間,撤去光源后立即使用亮度計(jì)進(jìn)行初始發(fā)光亮度測量及亮度衰減規(guī)律測量。

        2 結(jié)果分析與討論

        2.1 激發(fā)條件與初始發(fā)光亮度

        以D65作為激發(fā)光源即照射光源,分別進(jìn)行激發(fā)照度為1000lx、1500lx、2000lx,照射時(shí)間為5min、10min、15min、20min的12次試驗(yàn)后,其測試結(jié)果如圖3、圖4所示。

        從圖1可以看出,蓄光膜面料在不用照度的D65光源激發(fā)下,呈現(xiàn)不同的初始發(fā)光亮度值,且隨著激發(fā)照度升高其初始亮度也升高。

        圖3 蓄光膜面料在不同激發(fā)照度下的初始發(fā)光亮度值

        圖4 蓄光膜面料在不同激發(fā)條件下的初始發(fā)光亮度值

        而從圖3可以看出蓄光膜面料在同一照度的D65光源下,照射時(shí)間從5min延長至20min,其初始發(fā)光亮度基本相當(dāng),即是說在同一照度下,從5min開始延長激發(fā)時(shí)間,蓄光膜面料的初始發(fā)光亮度值已不再增加。這證明,對于同一個(gè)蓄光膜面料在相同照度下,經(jīng)過5min的激發(fā),蓄光膜面料的初始發(fā)光亮度值已達(dá)到飽和。

        2.2 激發(fā)條件與蓄光膜面料發(fā)光亮度衰減規(guī)律

        根據(jù)2.1的結(jié)論,選擇了2000lx、不同照射時(shí)間進(jìn)行蓄光膜面料發(fā)光亮度衰減規(guī)律的研究。發(fā)光規(guī)律的研究主要著眼于蓄光膜面料在2000lx照度下照射5min、10min、15min、20min后,其亮度衰減曲線,以及其亮度衰減至10mcd/m2和3mcd/m2所需時(shí)間(見圖5、圖6、圖7)。

        圖5 在2000lx、不同照射時(shí)間激發(fā)下蓄光膜面料發(fā)光亮度衰減曲線(衰減至10mcd/m2)

        圖6 在2000lx、不同照射時(shí)間激發(fā)下蓄光膜面料發(fā)光亮度衰減曲線(從10mcd/m2衰減至3 mcd/m2)

        圖7 在2000lx、不同照射時(shí)間下蓄光膜發(fā)光亮度和時(shí)間的雙對數(shù)圖

        圖5和圖6分別是蓄光膜面料在2000lx的D65光源下,照射不同時(shí)間后,其發(fā)光亮度衰減至10mcd/m2和3mcd/m2的曲線圖。由圖5、圖6可知,該蓄光膜面料在同一照度下,照射時(shí)間從5min延長至20min其亮度曲線衰減趨于一致。即是說,延長照射時(shí)間對于蓄光膜面料的亮度衰減速度并無明顯影響。這與其初始發(fā)光亮度在5min后已達(dá)到飽和的規(guī)律一致。

        同時(shí),從圖7可知,蓄光膜面料在撤去光源的60s內(nèi)發(fā)光亮度急劇下降,尤其是前30s發(fā)光亮度衰減速度很快,隨后發(fā)光亮度進(jìn)入緩慢衰減階段,衰減曲線平緩,直至276s后發(fā)光亮度衰減至10mcd/m2。而由圖4可知,隨著發(fā)光亮度的降低,發(fā)光亮度呈現(xiàn)臺階式下降,即,在低于10mcd/m2的亮度下,蓄光膜面料在每一個(gè)發(fā)光亮度水平上維持一段時(shí)間后再下降至下一水平的發(fā)光亮度。而且,隨著發(fā)光亮度的降低,該趨勢越發(fā)明顯,維持在同一亮度水平的時(shí)間越久,直至702s衰減至3mcd/m2。同時(shí),從圖4也可知,在414s處7mcd/m2出現(xiàn)了偏離平臺測試值的結(jié)果。這是由于此時(shí)樣品的發(fā)光亮度較低以及儀器靈敏度所決定的。

        圖7為蓄光膜面料的發(fā)光亮度與發(fā)光時(shí)間的雙對數(shù)曲線圖。由該圖可知,蓄光膜面料在撤去光源后,隨著時(shí)間的變化,發(fā)光亮度不斷衰減,以發(fā)光亮度與時(shí)間做雙對數(shù)圖,呈現(xiàn)一條直線,其斜率即為該面料的衰減常數(shù)。這一衰減規(guī)律與蓄光型發(fā)光材料的發(fā)光余輝衰減過程I=At-n(I為激發(fā)光源停止t時(shí)后的發(fā)光強(qiáng)度;n為衰減常數(shù))[4]吻合。

        因此,由于在撤去光源后,蓄光膜面料的發(fā)光亮度迅速衰減,因此測試蓄光膜面料的初始發(fā)光強(qiáng)度應(yīng)盡可能快地測試,以免影響其測試值。而在5min的基礎(chǔ)上,延長時(shí)間,并不顯著影響蓄光膜面料的發(fā)光亮度衰減速度。

        3 結(jié)論

        (1)蓄光膜面料在D65光源激發(fā)下,隨著光源照度從1000lx提高至2000lx初始發(fā)光亮度逐漸增強(qiáng);在相同的照度下,激發(fā)5min即已達(dá)到該照度下的飽和初始發(fā)光亮度。

        (2)蓄光膜面料在D65光源激發(fā)時(shí),在固定的照度下,在5min的基礎(chǔ)上延長激發(fā)時(shí)間并不改變其發(fā)光亮度的衰減規(guī)律。其發(fā)光亮度衰減過程包含前30s的快速衰減過程及30s后的緩慢衰減過程。

        (3)蓄光膜面料在D65光源下,在固定的照度下,在5min、10min、15min、20min的激發(fā)下,其發(fā)光亮度衰減規(guī)律均符合蓄光發(fā)光材料的衰減規(guī)律。參考文獻(xiàn):

        [1]羅瑞林.涂層織物技術(shù)[M].北京:中國紡織出版社,2005.

        [2]肖志國,唐明道.蓄光型自發(fā)光材料及制品發(fā)展概況[J].中國工程科學(xué),2003,5(9):82.

        [3]朱亞楠,吳敏,李衛(wèi)珍,等.丙烯酸酯黏合劑對夜光涂層的影響[J].印染,2011(14):27.

        [4]肖志國,羅昔賢.蓄光型發(fā)光材料及其制品[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:12.

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