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“仿蛾眼”增深劑施展“視覺(jué)魔術(shù)”

發(fā)布時(shí)間:2023-08-30 11:34:00來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)

  利用光學(xué)原理提高面料的視覺(jué)深度

  “仿蛾眼”增深劑施展“視覺(jué)魔術(shù)”

  ◎洪恒飛 本報(bào)記者 江 耘

  往深色面料上滴點(diǎn)水,濕潤(rùn)區(qū)域的顏色看起來(lái)深了很多,水一干就又恢復(fù)原樣。這種現(xiàn)象背后的光學(xué)原理,是科研人員研發(fā)增深劑的靈感之一。

  近日,在浙江科峰有機(jī)硅股份有限公司的實(shí)驗(yàn)室內(nèi),兩塊使用同類材質(zhì)、等量染色劑的面料擺放在記者面前,肉眼可見(jiàn)二者顏色一深一淺,手感卻別無(wú)二致。

  “唯一的變量在于,深色那塊在加工過(guò)程中使用了‘仿蛾眼’增深劑?!闭憬‖F(xiàn)代紡織技術(shù)創(chuàng)新中心項(xiàng)目推進(jìn)部經(jīng)理、浙江理工大學(xué)紹興柯橋研究院常務(wù)副院長(zhǎng)楊雷博士向記者介紹,“仿蛾眼”增深劑不參與染色,但可在不增加染料用量的前提下,利用光學(xué)原理提高面料的視覺(jué)深度。讓面料的顏色達(dá)到相同的特深色效果,相比完全靠染色,它可節(jié)約30%左右的染料。

  前不久,由浙江省現(xiàn)代紡織技術(shù)創(chuàng)新中心、浙江理工大學(xué)、浙江科峰有機(jī)硅股份有限公司、浙江紅綠藍(lán)紡織印染有限公司、浙江理工大學(xué)紹興柯橋研究院、浙江理工大學(xué)上虞工業(yè)技術(shù)研究院共同承擔(dān)的色光可控的“仿蛾眼”面料高效增深關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用項(xiàng)目通過(guò)中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)鑒定,被認(rèn)為達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

  色彩是時(shí)尚紡織的組成元素,既是紡織品圖案和款式的靈魂,又象征著紡織品的區(qū)域文化和人文特性。其中,深色尤其是特深色面料獨(dú)有的視覺(jué)美感使其在國(guó)際市場(chǎng)長(zhǎng)盛不衰。然而,加工深色面料時(shí),不僅染料用量多,還會(huì)受到飽和上限限制,這不僅造成面料浮色多、易褪色,而且存在染料浪費(fèi)、水污染嚴(yán)重等問(wèn)題。

  作為“仿蛾眼”增深劑技術(shù)負(fù)責(zé)人,楊雷介紹,目前市面上常用的增深劑是硅油類,我國(guó)增深硅油的應(yīng)用有十余年歷史,有很多更新?lián)Q代的產(chǎn)品面世。但這類產(chǎn)品的增深率較低,會(huì)使面料手感油膩、易紕裂,而且色光易發(fā)生改變,成品色光不可控。

  “增深現(xiàn)象其實(shí)很常見(jiàn)。比如布匹浸水后,顏色的視覺(jué)深度就加深了?!睏罾捉忉尩溃搜劭吹降拿媪项伾?,其實(shí)是面料直接反射的無(wú)色自然光和染料選擇吸收形成的有色光的混合光。當(dāng)面料表面沾水后,直接反射的無(wú)色光比重減少,由于能量守恒,染料選擇吸收而成的有色光比重隨之增大,使得面料顏色看起來(lái)更深。

  2015年開(kāi)始,楊雷團(tuán)隊(duì)開(kāi)始設(shè)想研發(fā)新型增深劑,經(jīng)過(guò)摸索試驗(yàn),逐漸明確了“仿蛾眼”結(jié)構(gòu)減反射增深及色光調(diào)控機(jī)制,開(kāi)發(fā)了增深率高、色光可控的非硅類“仿蛾眼”增深產(chǎn)品及相關(guān)加工技術(shù)。團(tuán)隊(duì)以納米球形乳膠粒為結(jié)構(gòu)單元,對(duì)面料表面進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)了“仿蛾眼”結(jié)構(gòu)高效增深面料的技術(shù)方案。

  自然界中,蛾類通常在夜間行動(dòng),特殊的眼部構(gòu)造使其雙眼具備超低反射率,在夜間也能捕捉到微弱的光線。

  “微觀視角下,蛾眼表面是一層排列緊密的納米凸起結(jié)構(gòu),會(huì)讓光線折射率沿深度方向呈連續(xù)變化,以致大部分的光會(huì)被吸收,只有極少量的光會(huì)被反射?!睏罾渍f(shuō),表現(xiàn)在面料上,這就像一場(chǎng)視覺(jué)魔術(shù)。

  經(jīng)過(guò)數(shù)年研發(fā),聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)控乳化劑用量及共聚組成,制備出特定粒徑的具有高熱保形能力的納米聚丙烯酸酯乳液,將其在一定用量下對(duì)織物進(jìn)行整理,在織物纖維表面形成“仿蛾眼”增深結(jié)構(gòu),賦予面料色光可控的濃色效果。

  “調(diào)制有效的助劑配方、確保其在不同的加工設(shè)備及環(huán)境參數(shù)下保持增深效果,需要經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)?!闭憬品逵袡C(jī)硅股份有限公司副總經(jīng)理李劍浩介紹,為此,研發(fā)測(cè)試期間,聯(lián)合團(tuán)隊(duì)經(jīng)常實(shí)驗(yàn)到深夜。

  楊雷介紹,基于“仿蛾眼”面料高效增深系列技術(shù),團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)目前已建成年產(chǎn)1萬(wàn)噸增深系列產(chǎn)品的生產(chǎn)線,生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)了高端增深產(chǎn)品的進(jìn)口替代。“仿蛾眼”增深劑已在30余家企業(yè)推廣應(yīng)用,提升了產(chǎn)品的色深、色牢度、手感、外觀等應(yīng)用指標(biāo)。下一步,聯(lián)合團(tuán)隊(duì)將持續(xù)優(yōu)化技術(shù)工藝,推廣“仿蛾眼”增深劑的應(yīng)用,助力紡織印染行業(yè)綠色化發(fā)展。

(責(zé)編:陳濛濛)

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