吳春芳，崔文波，許 標(biāo)

（上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 上饒 334000）

隨著人們對紡織材料的要求不斷提高，單一性能的紡織材料已經(jīng)不能滿足需求。人們對面料、服裝的輕薄、彈性、體型適應(yīng)性、功能性與舒適性、環(huán)保與保健等多方面性能提出了更高的要求，大量新型改性天然纖維和功能性化學(xué)纖維受到重視開發(fā)應(yīng)用。夜光纖維材料作為新型紡織纖維材料也得到了關(guān)注，人們紛紛對其性能與產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行深入研究。

1 夜光纖維的性能

并得到根據(jù)發(fā)光形式與發(fā)光性質(zhì)，可以分為自發(fā)光型纖維和蓄光纖維兩種。自發(fā)光型纖維是把放射性物質(zhì)添加到纖維材料中以達(dá)到發(fā)光效果，不符合環(huán)境保護(hù)要求，不適合在服裝紡織材料中應(yīng)用；稀土夜光纖維作為一種新型高科技蓄光纖維功能材料，能夠在光的照射下，吸收光波并儲存能量，當(dāng)周圍亮度下降到某一臨界值時，可以自發(fā)地發(fā)出光，時間長達(dá)10 h左右，生產(chǎn)過程不會對環(huán)境造成污染，是無毒無害的發(fā)光材料，能夠循環(huán)使用，市場前景廣闊。從稀土夜光纖維生產(chǎn)工藝和處理技術(shù)來看，傳統(tǒng)的表面涂層技術(shù)生產(chǎn)的夜光纖維制成的紡織物在手感性能、耐酸堿性能和服用性能以及發(fā)光性能方面相對較差，應(yīng)用有限。另一種是以其他纖維作為基材，通過特種工藝添加稀土發(fā)光材料，制作成具有蓄能功能的夜光纖維。由于稀土發(fā)光材料均勻分布于纖維基質(zhì)中，在抗酸堿性能、摩擦性能、發(fā)光性能方面有明顯的效果，是較為理想的夜光纖維紡織材料，現(xiàn)已研制出多種色光的夜光纖維，并對其性能進(jìn)行了相應(yīng)的分析。葉高明等[1]對夜光纖維發(fā)光性能在不同溫度條件、染料種類、染料用量等方面的變化進(jìn)行了分析，強(qiáng)調(diào)合適的定型溫度是140～195 ℃，黃色染料下夜光纖維的發(fā)光性能最佳。趙菊梅[2]對夜光纖維的發(fā)光光譜性能及余輝衰減性能等進(jìn)行了測試，分析認(rèn)為夜光纖維的發(fā)光在520 nm和575 nm附近呈現(xiàn)發(fā)射峰，主要是綠光或黃光。楊麗月[3]分析對比了干、濕態(tài)及熱處理后夜光纖維和普通滌綸纖維的力學(xué)性能指標(biāo)和吸放濕平衡回潮率。稀土夜光纖維因其具有特殊紡織性能，得到了廣泛的開發(fā)應(yīng)用。

2 夜光纖維編織物的性能

2.1 夜光纖維編織物的發(fā)光性能

稀土夜光纖維中含有多種稀土元素，由于稀土元素所具有的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)，具備豐富的電子能級，在光的強(qiáng)弱作用下能夠進(jìn)行能級間躍遷，光照強(qiáng)時，電子能級由低能級逐漸向高能級躍遷，同時，將光能儲存在纖維當(dāng)中；當(dāng)環(huán)境黑暗時，稀土元素釋放出儲存在纖維中的能量，電子從激發(fā)態(tài)向低能級躍遷，從而發(fā)出光線。稀土材料種類、濃度等不同，其能級間的能量差也不同，最終發(fā)出的光線顏色也不同。趙菊梅對稀土夜光纖維的發(fā)光性能分析得知，其主激發(fā)峰位于350 nm，而以滌綸為基體的多色夜光纖維在390 nm附近會出現(xiàn)激發(fā)次峰，黃色纖維在450～670 nm的可見光區(qū)是吸收光波的主要波區(qū)，而其發(fā)射峰主要集中在520 nm和575 nm附近[4]。這表明夜光纖維本身的顏色與發(fā)出的色光并不一致，夜光纖維主要是發(fā)黃光或綠光，而人類肉眼對其最敏感，可以起到較強(qiáng)的視覺效果。

在夜光纖維的余輝性能方面，由于夜光纖維中Eu2+外層電子在吸收光能時從基態(tài)4f7躍遷至激發(fā)態(tài) 4f65d，而其在發(fā)光時則由激發(fā)態(tài)以非輻射電子躍遷方式，逐步由高能級向低能級躍遷，最后從激發(fā)態(tài)降低至基態(tài)，能量以光子形式釋放。夜光纖維余輝性能表現(xiàn)為起初時段余輝亮度下降迅速，隨著時間的延長余輝亮度呈現(xiàn)緩慢衰減過程，因而可以分為快、中、慢3個衰減階段，在最后的慢衰減階段時耗時最長。夜光纖維的發(fā)光余輝完全消失至少需要10 h，在慢衰減階段中發(fā)光性能穩(wěn)定，發(fā)光強(qiáng)度衰減速度極其緩慢，發(fā)光纖維的應(yīng)用正是以這一性能為基礎(chǔ)的。

2.2 夜光纖維編織物的物理性能

夜光纖維在干態(tài)下斷裂強(qiáng)度較高，但處于濕態(tài)時其斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率（表1）都有所下降，這表明水分對夜光纖維內(nèi)存成分有一定影響。

表1 夜光纖維的斷裂強(qiáng)度及伸長率

夜光纖維的吸濕性能是進(jìn)行面料制作的重要衡量指標(biāo)，不但對其大小、質(zhì)量和物理性能有影響，還影響到夜光纖維的加工與生產(chǎn)。通過測試，夜光纖維的回潮率僅為0.22%，因此，需要添加其他吸濕性能較好的材料以改善其吸濕性能和增強(qiáng)其服用性能。

在熱學(xué)性能方面，通過對普通絳綸纖維與夜光纖維進(jìn)行加熱處理，隨著溫度升高其斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率都呈下降趨勢，但仍能保持在90%以上，這表明夜光纖維的耐熱性能較好，而在高熱的環(huán)境下，收縮率明顯增加（表2）。

表2 纖維的熱收縮率

3 夜光纖維產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)

3.1 夜光纖維產(chǎn)品的設(shè)計

夜光纖維紡織物創(chuàng)新設(shè)計需要對多種要素綜合考慮。從面料性能選取的角度來看，夜光纖維在熱濕穩(wěn)定性能和吸潮性能方面要比普通聚酯面料弱，在電學(xué)測試中，夜光纖維電阻大，容易產(chǎn)生靜電，不利于產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用，同時，作為新型纖維功能材料，生產(chǎn)要求技術(shù)高、成本大。因此，在夜光纖維產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計中要克服以上困難，需要把夜光纖維與氨綸等其他纖維進(jìn)行混紡交織，以達(dá)到安全、舒適的目的。從設(shè)計外觀效果的角度來看，不但要注意黑暗條件下光色與亮度所形成的視覺效果，還要注意白天的設(shè)計效果。從夜光纖維產(chǎn)品的設(shè)計過程來看，需要特別注重原料成分設(shè)計、紗線比例設(shè)計、織物結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品制作設(shè)計等關(guān)鍵環(huán)節(jié)[5]。

（1）在原料成分設(shè)計中，制作夜光纖維主要是利用硅酸鹽體系中含有的SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+，Sr2MgSi2O7∶Eu2+，Dy3+等成分，其中SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+是造成發(fā)光的主要成分，直接影響其發(fā)光性能，因此，從原料成分設(shè)計入手，可以制備出光色豐富的夜光纖維產(chǎn)品。

（2）在紗線比例設(shè)計中，通常選擇氨綸、絳綸、棉等與夜光纖維按一定的比例進(jìn)行設(shè)計，合理搭配使用，發(fā)揮不同原料的風(fēng)格特性，以克服天然纖維與化學(xué)纖維面料性能上的缺陷，設(shè)計制作出的紗線達(dá)到均勻度好、強(qiáng)力高、毛羽少、抗起毛起球的性能。

（3）在織物結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品制作設(shè)計上，編織的設(shè)計流程為：編織機(jī)的選擇與準(zhǔn)備→編織纖維的選取與織物結(jié)構(gòu)設(shè)計→編制織機(jī)工藝參數(shù)→試織→測試編織物密度并調(diào)整→編織產(chǎn)品。從設(shè)計效果來看，織物結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響產(chǎn)品的外觀紋路，只有合理選取編織纖維與設(shè)計，才能生產(chǎn)出色紗排列合理、密度適宜的織物，發(fā)揮夜光纖維的最佳光色與亮度。

3.2 夜光纖維產(chǎn)品的開發(fā)

3.2.1 夜光纖維在服裝服飾用品中的設(shè)計應(yīng)用

服裝服飾多元化、多功能化的發(fā)展趨勢給夜光纖維的開發(fā)應(yīng)用帶來了廣闊的前景。在服裝服飾中，應(yīng)用夜光纖維可以增強(qiáng)創(chuàng)意設(shè)計效果，增加普通服裝服飾品的功能與魅力，如個性內(nèi)衣、安全工作服、女士風(fēng)衣、時尚T恤等，拓展服裝服飾設(shè)計空間；用夜光纖維織物制作的雨披和交通安全服，有利于夜間司機(jī)看清道路上的人員，減少安全事故的發(fā)生，還可以開發(fā)設(shè)計礦井、隧道、環(huán)衛(wèi)等作業(yè)人員的發(fā)光工作服、發(fā)光安全帽，便于生產(chǎn)安全管理；夜光纖維織物也大量設(shè)計應(yīng)用在兒童服裝服飾及鞋帽上，以增加趣味性和滿足兒童的好奇心。一款夜光材料舞臺服裝可以使表演起到獨(dú)特的舞臺效果。

3.2.2 夜光纖維在家紡及產(chǎn)業(yè)用品中的設(shè)計應(yīng)用

夜光纖維在家紡中的設(shè)計應(yīng)用主要有地氈、毛毯、窗簾、門簾、沙發(fā)等，如在窗簾上繡星星與月亮的圖案，可以給人一種新奇的感覺，在家里營造出獨(dú)特的氛圍，還可以利用夜光纖維發(fā)光的特性開發(fā)防偽面料，制造防偽標(biāo)識。此外，在工程建設(shè)，消防安全、航天工程、交通運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)也有廣闊的應(yīng)用空間。