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嘉峪檢測網 2015-11-22 15:26
摘要:
總結介紹了反光紡織品的國內外研究現狀、發展趨勢、反光機理和途徑以及評價標準和測試方法。隨著反光紡織品應用范圍越來越廣泛,反光紡織品相關產品標準缺失問題日益嚴重,需要進一步加強對紡織品反光性能測試方法和評價標準的研究。
關鍵詞:反光紡織品;逆反射系數;評價標準;測試方法
1引言
反光紡織品屬于安全防護功能紡織品之一,是將反光材料應用于紡織品的結果。反光材料是近代物理學、化學和紡織材料科學綜合發展的產物[1]。反光紡織品能在視覺上表現穿著者或使用者的存在,比如在白天任何光線條件下、夜間燈光照射下以及利用微弱電流的作用,保證穿著者或使用者具備一定的可視性,當出現危險情況時,使人有足夠時間采取措施避免事故的發生。例如,據統計,夜間交通事故意外死亡率是白天的數倍,造成這些傷亡的原因之一是受害者所穿的衣服在黑暗環境中不顯眼,在低能見度條件下人和周圍的環境不容易區別開,從而導致交通事故[2]。近年來隨著人們生活水平的提高,設計師也利用織物反光性能,增添服裝、服飾產品的時尚元素。
20世紀50年代,美國華裔董祺芳博士基于玻璃球體對光的折射特性,將玻璃微珠涂在反光性膜層上,光通過球體折射再經反射層反射再折射,使光線按入射方向返回,從而研制出玻璃微珠定向反光膜[3]。
隨著交通運輸業的發展,在反光膜的基礎上又研制開發出了反光織物等反光系列產品;70年代,研制出微棱鏡逆向反光技術,并申請了專利技術,采用以上兩種方法實現紡織品反光性能,其產品具有良好的耐氣候性和耐磨性;80年代后期,光致發光材料制備工藝日臻完善和一系列超長余輝的發光材料的研究成功,為光致發光材料的應用開辟廣闊的前景;到了近期,可用于織物的電致發光纖維也被研制出,可以預見不久將得到廣泛應用。我國在80年代開始從國外引進少量反光布,由于價格昂貴只能在少數小范圍采用,遠遠不能滿足我國交通事業發展的需要,經過一段時間的研制和發展,我國的反光布已從無到有,也從交通行業迅速推廣應用于公安、消防、石油石化、環衛、戶外廣告、時尚服裝、服飾等其他行業[4]。
2紡織品反光的機理和途徑
目前用于生產反光紡織品的材料有:回歸反射材料、光致發光材料和電致發光材料[5]。
2.1回歸反射材料
回歸反射材料的表面是由無數個反射元素構成,由于采用獨特的表面狀態,使其不同于漫反射和鏡面反射,當一束由光源射向其表面反射元素時,分別經由折射—反射—反射—折射后,將由光源射來的光線向原光源方向進行反射回去,并保持在一個不大的角錐內。目前采用兩種方法可以實現光線的回歸反射:玻璃微珠和微棱鏡[5]。玻璃微珠法是一束光線入射到該材料表面時,會經球形透鏡反射,回到光源方向;微棱鏡法,由于其比較規則,排列整齊,能夠提供比玻璃微珠更大的反射面,它能將70%入射光返回到光源處,同時也可以提供不同顏色的可見性,使被保護者更容易和環境區分開。
2.2光致發光材料
發光材料被外加能量照射激發后,能量可以直接被發光中心吸收,也可被發光材料的基質吸收,在以上兩種情況下,當外加能量的粒子與發光基質的原子發生碰撞而引起它們激發電離。電離出來的自由電子具有一定的能量,又可引起其他原子的激發電離,當激發態或電離態的原子重新回到穩定態時,就引起發光[6]。根據基質類別主要分為稀土高分子光致發光材料和無機光致發光材料,稀土高分子光致發光材料是具有獨特發光性能的發光材料,其熒光單色性好,發光強度高;無機光致發光材料是由基質和激活劑組成的,其中基質是不發光的物質,但是當基質中加入少量的離子或原子時,這些被稱為激活劑的離子或原子被結合到基質的晶格中,引起某個中心的激活而發光[7]。按照余輝的長短可分為熒光材料和磷光質材料[8]。熒光材料是物體被紫外線或波長較短的可見光照射下,會發出各種顏色和不同強度的可見光,但這種效果隨光源的移去而立即消失,可用于消防服和水上救生服,也可用于服裝、服飾產品的制作以增添優美的外觀效果;磷光質材料是物體被紫外光、太陽光或普通燈光照射后,將光能貯存,在黑暗的環境中又能以發光的形式將光能緩慢釋放,它通常放出黃光,具有警示作用。江南大學研制出了我國具有自主知識產權的磷光質發光材料夜光纖維,具備良好的服用性能。
2.3電致發光材料
電致發光是指電流通過物質時或物質處于強電場下發光的現象,也是電能轉換為光能的一種形式,轉換過程中沒有能量損失,不會發熱,所以一般稱為“冷光”。目前反光紡織品主要依靠外光源使其發光,在無光源條件下,不起發光作用,英國科學家發明電池驅動下發光的高科技紗線,可以用來生產在黑暗中發光的紡織品,制成的服裝在黑暗中持續可見,該紗線中間是導體,外層覆蓋電致發光墨水(當電流通過時就發光),以及透明的保護殼層,外部還存在一層導電的紗線。
3測試方法和評價標準
3.1評價標準
目前關于測試織物反光性能,我國主要測試標準有國家強制性標準GB 20653—2006《職業用高可視性警示服》和國家推薦性標準GB/T 28468—2012《中小學生交通安全反光校服》。
GB 20653—2006《職業用高可視性警示服》主要適用于需要提高作業人員可視性保障個人安全的各類崗位穿著的職業用可視性警示服[9]。本標準反光性能評價指標是逆反射系數值,其定義是在一定的幾何條件設定下,在單位光照條件下,單位面積上產生的亮度值,單位為坎德拉·勒克司平方米[10]。按照材料分為單一性能反光材料、組合性能材料和方向敏感性材料。單一反光材料的反光性能評價指標分為1級、2級和3級,其中3級要求最嚴格;組合性能材料不分級別,方向敏感性材料要求在0°和90°其中一個旋轉角條件下測試時,考核指標與單一反光材料和組合性能材料一致,在另一個旋轉角條件下,考核指標不低于單一反光材料和組合性能材料的75%。對于單一性能反光材料和組合性能材料需要考核經過耐磨、屈撓、低溫彎曲、溫度變化、水洗、干洗(組合性能材料不要求)和淋雨等物理試驗后的逆反射系數值,與物理試驗前相比,考核指標有所降低。對于方向敏感性材料要求在0° 和90°其中一個旋轉角條件下測試時,考核指標與單一反光材料或組合性能材料一致,在另一個旋轉角條件下,考核指標不低于單一反光材料或組合性能材料的75%。
GB/T 28468—2012《中小學生交通安全反光校服》適用于中小學生交通安全反光校服的設計、制作和檢測[11]。本標準的考核反光性能指標是逆反射系數,要求不低于GB20653—2006《職業用高可視性警示服》中3級要求,經過50次水洗、耐磨、屈撓、低溫彎曲、溫度變化等物理試驗后,逆反射系數考核指標與GB 20653—2006《職業用高可視性警示服》中單一性能材料物理試驗后的指標一致。
3.2測試方法
GB 20653—2006《職業用高可視性警示服》附錄C和GB/T 28468—2012《中小學生交通安全反光校服》附錄A分別規定逆反射系數的測定方法。GB 20653—2006《職業用高可視性警示服》附錄C中的兩種測試方法,分別是絕對測量法和相對測量法。兩種方法測試環境、設備要求和樣品數量是相同的,主要是試樣大小和測量過程存在差異,在測量過程中,絕對測量法把光探測器放在試樣的參考中心位置上,正對著光源,測量出垂直于試樣表面的照度值,移動光探測器使觀測角為標準規定度數,轉動試樣,使光的入射角為標準規定的度數。測出在每個入射角時,試樣反射光所產生的照度值,將以上數據帶入發光強度系數和逆反射系數計算公式中,計算出發光強度系數和逆反射系數。相對測量法要求樣品在規定環境中放置2小時后測試,在測量前,要用已計量的標準逆反射系數板進行標定。調整逆反射系數測量儀的入射角和觀測角至規定條件,按順序將試樣的不同部位放在儀器的測量孔下進行測量,記錄逆反射系數值。
GB/T 28468—2012《中小學生交通安全反光校服》附錄A逆反射系數測試方法是相對測量法,除樣品數量和大小不同,測試過程基本與GB 20653—2006《職業用高可視性警示服》一致。
4結語
目前僅有兩個國家標準分別考核職業服裝和中小學生校服反光性能的要求,對于含有反光紡織品的休閑服裝、服飾類產品,特別針對兒童休閑服裝、服飾類產品,兼顧戶外安全和時尚要求,一直缺乏技術規范和相關標準,因此需要加強對紡織品反光性能測試方法和評價標準的研究。
參考文獻:
[1]邱華,張海泉.高能見度紡織品的研究現狀[J].上海紡織科技,2004(5):54-55.
[2]李云臺.高亮度服裝輔料[J].寧波服裝職業技術學院學報,2004,3(2):20-22
[3]董會君,趙陽,李曉平,等.淺談我國逆反射材料現狀及其發展趨勢展望[J].中國安全科學學報,2004(2):71-75.
[4]皮德祥,莊淑娟,徐莉.交通安全用紡織品——回歸反射織物[J].產業用紡織品,1992(3):23-27.
[5]邱華,葛明橋,張海泉,等.實現紡織品高能見度的途徑[J].產業用紡織品,2008(10):28-30.
[6]劉賢豪,趙洪池,梁淑君.光致發光材料的研究進展[J].信息記錄材料,2005(4):26-30.
[7]孫家躍,肖昂,杜海燕,等.稀土光致發光材料的研究現狀和應用[J].北京工商大學學報(自然科學版),2002,20(5):5-10.
[8]萬震,周紅麗.安全防護功能紡織品[ J ] .織造技術,2005(5):50-55.
[9]GB 20653—2006職業用高可視性警示服[S].
[10]谷天明.公路標志標線的逆反射系數的測量[J].交通標準化,2003(5):29-31.
[11]GB/T 28468—2012中小學生交通安全反光校服[S].
(作者單位:廣州市纖維產品檢測院)文/郭子山 吳文宜
來源:中國纖檢