【集萃网观察】人类在很早以前就了解到,在大自然中存在一些可自行发光的物质。如早在公元450年,我国《后汉书》中提到所谓的“发光壁”,我国民间流传的“夜明珠”。又例如唐代诗人王翰写的著名《凉州曲》中,就有“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”的诗句。这里所说的夜光杯就是人们对自然界这种物质自行发光现象的认识,此后历代王朝都有过夜明珠的记载。人们设法利用自发光材料对纺织品进行印花,产生的动态印花效应是十分迷人的。随着人们生活需求的多样化,对服饰的追求也呈现出多元化趋势,夜光印花开始在毛皮服装使用,而且应用范围日渐扩大。
一、自发光材料的发光原理
我们从物理学中了解到光是一种具有一定能量的电磁波。波长不同,颜色就不同,光的吸收与发射实质上是它的原子体系不同能量(能级)跃迁的结果。当光照射一物质时,一定能量的光被原子吸收,原子核外围绕着原子核旋转的电子被激发,电子从较低的能级跃迁至较高的能级,此时的原子呈激发状态(或称之为受激吸收)。处在此状态的原子很不稳定,因原子内部碰撞及其矛盾,会跃迁至较低的能级,当电子从高能态返回低能态时放出一个光子,产生发光。这个光子与外来光子具有共性,即频率相同,被称为受激发射。根据有关测定,发光体发光的波长大于激发光的波长。
夜光印花材料是依据光致发光原理而进行研制的。在各种形式能量激发下能发光的物质叫做发光材料,如在紫外光、可见光以及红外光激发而发光的材料叫做光致发光材料。激发光源一般是日光及人工灯光,虽然发光时间不等,但安全实用。这种光致发光材料在没有外界光源的黑暗条件下发光,它的发光时间称为余辉。根据余辉的不同,又可分为长余辉发光材料、灯用发光材料和多光子发光材料。长余辉发光材料是一类吸收了激发光能并储存起来,光激发停止后,再把储存的能量以光的形式慢慢释放出来,并可持续几个甚至十几个小时的发光材料。这种吸收光一发光一储存一再发光,并可无限重复的过程和蓄电池充电一放电一再充电一再放电的反复重复相似,所以有人建议把这种长余辉发光材料称为蓄光型发光材料。新型蓄光发光材料的应用领域非常广泛,现在广泛应用于建筑装饰、交通运输、军事设施、消防安全、日用生活品等领域。
二、夜光印花浆的成分及调
配要想将光致发光材料用于皮毛上印制成花纹,就必须解决夜光印花浆在皮毛上的结合问题,并且自身稳定性良好,能形成均匀一体花型图案。夜光印花浆是以光致(蓄光)发光材料为主体的浆料,其他的组分如粘合剂、糊料以及配套添加的助剂均不应有影响发光材料发光的作用,发光材料也不得影响人体健康和环境的安全。为此对发光材料、糊料、粘合剂及助剂的选择应按如下进行:
1、发光材料
夜光印花目前是以光敏(蓄光)发光材料为主,当前可根据余辉时间的长短分为两种类型:一是传统型发光材料;二是余辉时间较短的硫化物复合材料。硫化物复合材料主要是高纯度的硫化锌或硫化镁中掺入铜和钴、或者铜和锰,掺入铜能增加发射光谱的波长宽度,而掺入钴可延长余辉时间,增强蓄光能力。各种不同发光材料的余辉时间和发光颜色都是有重要实用价值的参数。
如:发绿光的都是ZnS:Cu、Co的组合,有绿SL、绿BGDL、绿GL、起绒绿GR,余辉时间除绿sL为0.5s外均为15—20 min;发红光材料是ZnS:Cu、Mn的组合,有红GDL、起绒红GR,余辉时问均为15~20 min。发黄光材料有ZnS:Cu、Co,ZnS:Cu、Mn组合,有黄PL、黄TL、起绒黄PR,余辉时间均为l5~20 min。发蓝光材料为(MgSrO)S:Cu、Pb组合,有蓝QL,余辉时间200 min。人们希望开发出余辉时间更长的发光材料,大连路明发光材料科技股份有限公司开发出了以稀土代替碱土金属的发光材料,余辉有更大提高,如Y202s:Eu、Ln是近年来开发出的一种余辉时间可达300 min的新型红光材料。新型稀土金属盐自发光材料,主要由稀土离子激活的碱土金属铝酸盐等无机氧化物的复合体组成,具有不规则的无机晶体结构,是一种无毒、无挥发、无放射性,对人与其他生物安全的发光材料。对阳光、紫外光以及荧光均有良好的吸收性能。最大优点是发光亮度和余辉时间均比前述的传统ZnS型发光材料高出10~30倍左右,而且光照射强度越高,它的发光也越亮。为了防止该材料在日光和大气条件下变质,一般以硅酸钾包覆膜进行外层保护。通常,印花时使用发光材料不能太细,发光颗粒越细发光效果就会越差,当颗粒细小至5 nm以下就不会发光了。