磷光紡織品性能檢測方法探究

文/趙樂強 顧昊 余弘

1 引言

長余輝磷光材料簡稱長余輝材料，又被稱為蓄光型發光材料、夜光材料，其本質上是一種光致發光材料，是指在光源激發停止后發出被人眼察覺的光的時間在20分鐘以上的發光材料，發光光譜的波長在可見光的范圍內[1]。由于長余輝發光材料的儲光-發光特性，含磷光材料紡織品作為一種功能性紡織品在日常生活中的應用非常廣泛，特別是在交通、安全等領域需要具備防護標志的紡織制品。除此之外，目前利用磷光材料涂層制成的帶有夜光功能的服裝也深受追求個性時尚的年輕群體喜愛，但是由于目前國內尚未有針對含磷光材料紡織品磷光性能的檢測方法和評價標準，所以該類服裝產品的吊牌上也均沒有相關的性能參數。消費者無法評判產品質量，無法真正了解含磷光材料紡織品的磷光性能。因此，本文將對磷光紡織品及其市場應用現狀進行介紹和分析，并通過總結目前國內外相關的標準和檢測方法，提出了針對國內市場上常見的磷光紡織品的性能檢測和評價的期望。

2 含磷光材料紡織品介紹

磷光材料分為自發光型和蓄光型兩種。自發光型磷光材料無需從外部吸收能量，在白天和黑夜均可持續發光。蓄光型夜光材料，受到可見光照射激發時，將光能吸收儲存于纖維之中，在沒有可見光時，將儲存于纖維之中的光能釋放出來，產生光的發射。含磷光紡織品主要包括兩種：一種是采用磷光印花漿料的印花織物。另一種是采用夜光纖維經過紡紗織造而成的含磷光紡織品。

磷光涂層印花織物是利用涂層印花技術，將含有磷光材料的印花漿料印制在紡織品表面。磷光纖維是利用稀土材料作為發光體，經過表面涂層法或特種紡絲工藝制成的蓄光型新型高科技功能纖維。它的生產工藝一般是將稀土鋁酸鹽發光材料和納米級助劑添加在聚酯材料紡絲液中，經過特種紡絲工藝制成夜光聚酯長絲[2]。

磷光紡織品的應用領域已經非常廣泛，目前在紡織服裝、裝飾工藝品、玩具及產業用紡織品等領域都有相關的產品。在市場中也得到消費者的認可，產生了良好的經濟效益。

3 磷光性能檢測方法分析

目前國際上由美國材料與試驗協會發布的ASTM E2073—2009《光致發光（發磷光）標志視覺亮度的試驗方法》主要應用在交通、安全領域的磷光標志的視覺亮度測試。它的測試設備為精度達到0.1mcd/m2的亮度計，其測試原理是將3塊直徑為45mm的圓形試樣在激發光源為365mm紫外線光源下照射激發一定時間后，去掉外部光源，在一定的時間節點測試樣品的表面亮度。測試前樣品需在完全黑暗的環境下預處理，直到表面亮度低于0.3mcd/m2，測試環境為溫度（25±3）℃、濕度（60±3）%，測試樣品表面亮度的時間節點為激發光源關閉后10min、60min、90min。

日標JIS Z9107—2008安全色和安全標志試驗方法，規定了熒光標記的夜光亮度測試方法，其測試原理為磷光材料在接受規定時間的D65光源照射后，關閉D65光源，利用照度計測量磷光材料表面余光亮度。試驗前，試樣應放置在沒有任何光源的暗室條件中至少24h或48h，甚至更長時間（以沒有余光亮度為準）。暗室環境應為溫度（20±2）℃、相對濕度（65±4）%或有關雙方協議的暗室環境。

GB/T 21382—2008《光致發光（磷光）安全標記光學性能要求》規定了光致發光（磷光）材料的光學性能要求。該標準適用于主要光譜能量在515nm～535nm之間的光致發光（磷光）標記。對應于ASTM E2072—2002《光致發光（磷光）安全標記標準技術條件》，并且引用了ASTM E2073—2009作為測試方法。

中國計量科學院劉金元[3]介紹了一種用于測量長余輝熒光材料熒光亮度的裝置，對長余輝熒光材料的余輝亮度的測量方法進行了研究，并分析了測量中的不確定度因素。該測量裝置中使用了兩種激發光源，一種為中心波長為365mm的紫外輻射源，一種是D65光源。它的基本原理是通過帶有遮光筒和激發光源以及數據處理系統的亮度計測量裝置，記錄磷光樣品余輝亮度隨時間的衰減規律。目前國內大多磷光材料相關的測試采用的方法原理基本相同，但在對長余輝熒光物質及其制成品發光亮度和余輝亮度的檢測上，從激發光源、樣品的取樣到測量方法等方面，國內還沒有一個統一的測量評價標準

磷光材料的余輝亮度和余輝時間是體現磷光材料使用性能的重要指標，目前國內外一些和磷光材料相關的產品標準GB/T 26443—2010和ISO17398：2004中對用作安全標志的磷光材料的技術要求和測試做了相關規定，但對于將磷光材料夜光性能用在紡織品及服裝面料上作為時尚元素，目前并沒有針對磷光紡織品的磷光性能檢測方法及評價指標[4]。

4 總結和展望

紡織品中的磷光材料性能測試需要結合實際應用條件制定合適的激發光源和測試時間，現有的測試方法并不能滿足測試需要。而且對長余輝熒光材料亮度隨時間衰減的測量中，樣品的制備對于測量結果有較大的影響，即使同一種樣品，在不同次測量中，由于樣品制備時疏密程度等的差異。為了能比較紡織品中磷光材料性能，需要將激發條件、樣品的制備等進行標準化。

由于以上測試方法均對亮度計精度要求比較高，測試出數據精度值也較高，測試數據最后體現在夜光服裝的參數上時不容易被大眾理解，也很難被生產企業及商家理解和接受。因此通過磷光性能的測試，將測得數據轉化為磷光紡織品的性能評價指標，從而來衡量帶有磷光材料的夜光服裝的磷光性能具有一定的現實意義。

考慮到當磷光材料使用在紡織品材料，特別是目前在青年群體中比較受歡迎的夜光服飾中時，其性能主要是體現在夜間的可視性。在磷光材料的定義中也指出：輝磷光材料是指在光源激發停止后發出被人眼察覺的光的時間在20分鐘以上的發光材料，發光光譜的波長在可見光的范圍內[4]。根據其定義，在對磷光性能的測試評價可以通過在外部激發光源去掉之后，磷光材料的余光亮度是否能被人眼在一定觀測距離內識別，以及被人眼辨識的持續時間作為評判指標。通過與目前作為安全標志的磷光材料磷光性能測試方法進行比較，建立一種適合含磷光性能紡織品及夜光服裝夜光可視性檢測的方法，制定針對紡織品的磷光功能性檢測方法及評價標準可以為生產商和采購商提供這一類產品的性能參數依據，也能夠幫助消費者更好地 了解該類產品的質量性能，從而能夠使具有磷光性能的紡織品在質量上得到更好的監管，保障廣大消費者的合法權益。對于推動整個行業該類產品的質量提升顯得非常必要。

參考文獻：

[1]徐清,王麗,余興蓮,等.有機電致磷光材料的研究新進展[J].光譜實驗室,2006, 23(4)：772-777.

[2]徐曉.超長余輝發光材料的制備及其性能表征[D].上海：華東師范大學,2008.

[3]劉金元.長余輝熒光材料余輝亮度的測量[J].現代測量與實驗室管理,2006(3)：19-20.

[4]賈建洪,盛衛堅,高建榮.有機熒光染料的研究進展[J].化工時刊,2004,18(1)：18-22.