高能見(jiàn)度服裝印花技術(shù)

 
　　服裝盡管是人類衣食住行四大基本生存要素之一，但隨著科技的發(fā)展與人們生活水平的不斷提高，衣著已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超越了原有的傳統(tǒng)觀念：即遮羞、護(hù)體、美觀的三大傳統(tǒng)效用。人們開(kāi)始追求服裝向舒適性、高級(jí)化、多元化、感性化、功能化和智能化的方向發(fā)展。服裝功能化問(wèn)題歷來(lái)是紡織服裝界討論的中心問(wèn)題之一，對(duì)于服裝功能與舒適性的改善，己日益成為廣大設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者、經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者的共同需求、并力求達(dá)到的目標(biāo)。人們對(duì)穿衣有著不少的新講究、新需求和新追求，除了過(guò)去追求的崇尚自然、舒適、時(shí)尚、保健、衛(wèi)生、安全、方便外，現(xiàn)在又側(cè)重強(qiáng)調(diào)功能化、智能化、生態(tài)化、多樣化和個(gè)性化等等。今天本文介紹的高能見(jiàn)度服裝（higi visibility garments）印花技術(shù)就是一種功能化、智能化的服裝加工技術(shù)。

    一、高能見(jiàn)度服裝及材料

    我們這里所說(shuō)的高能見(jiàn)度是指夜間能見(jiàn)度而言。夜間能見(jiàn)度是指夜間汽車駕駛員對(duì)前方具有反射光線的物體能夠辨別的最大距離。一種現(xiàn)場(chǎng)直觀的測(cè)試方法是以汽車車頭前燈為光源，在汽車行駛狀態(tài)下，順著車頭前燈光線，觀察前方放置的反光物體，到看得見(jiàn)時(shí)為止的最大距離，所以夜間能見(jiàn)度是以車燈與反光物體之間的距離來(lái)表示的。到目前，能做為高能見(jiàn)度服裝材料主要有以下三種類型，其中兩種在刊物中都有過(guò)介紹。把適當(dāng)?shù)念伭蠐饺隤VC或聚氨酯樹(shù)脂中，然后通過(guò)印花或通過(guò)轉(zhuǎn)移涂層的方法處理到基布上即可。能夠在白天產(chǎn)生高能見(jiàn)度的“日光顏料”或熒光顏料，在很多種顏色中以其橙色尤其黃色用的最多；其次是光致發(fā)光材料，經(jīng)白天“充電”后，在黑夜中可以發(fā)出一段時(shí)間的白光。上述這些材料以高能見(jiàn)度的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，它們的發(fā)光亮度是不夠的，對(duì)于夜間行車車燈前的物體的發(fā)光亮度沒(méi)有多少作用，它們所提供的能見(jiàn)度還不如一塊雪白的布。今天本文討論的逆向反射材料（光學(xué)元件），當(dāng)車燈照射到它以后，它能將燈光反射回車燈方向，即射向司機(jī)，對(duì)司機(jī)來(lái)說(shuō)，物體的能見(jiàn)度大大提高，此時(shí)的能見(jiàn)度大約是白布的一千倍。

    二、什么是逆向反射

    為了理解逆向反射，這里不得不回顧一下在普通物理學(xué)中光的反射現(xiàn)象，在這里咱們共同做個(gè)小實(shí)驗(yàn)：首先營(yíng)造一個(gè)沒(méi)有光線的黑暗小房子里，準(zhǔn)備三樣物品：一支手電筒、一面平面鏡和一張白紙。先用手電筒去照那面平面鏡，你會(huì)發(fā)現(xiàn)只有在鏡面反射光的方向上你才會(huì)看到耀眼的亮光，其他鏡面部分是看不到光亮的。如果把平面鏡換成準(zhǔn)備好的那張白紙，再重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，用手電筒去照白紙，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論你從那個(gè)方向去觀察，向白紙上去看那個(gè)方向都是一樣的亮度。這是為什么產(chǎn)生了不同的觀察效果呢？原來(lái)，平面鏡產(chǎn)生的是鏡面反射，它將照射進(jìn)去的平行光線全部按一定的角度平行地反射了出去，所以我們只有在反射光的方向上才可以看到耀眼的亮光。而白紙人們看上去表面挺光滑的，但實(shí)際上紙的表面有許多細(xì)微的凹凸不平的起伏，所以當(dāng)平行光線照射到紙的表面上時(shí)，入射的光線就被那些凹凸不平的小東西向各個(gè)不同方向反射出去，所以，無(wú)論我們站在那個(gè)方向去看那張紙，總會(huì)有一部分反射光射入我們的眼中，所以我們就會(huì)看見(jiàn)它。人們管白紙的那種反射稱為漫反射或呌散射。如果拿手電筒和拿平面鏡的兩個(gè)人相互對(duì)照，會(huì)產(chǎn)生入射光（手電筒）被平面鏡全部折射回去，這種反射就是逆向反射。所以說(shuō)逆向反射是一類特殊的反射，它能使光線沿著原來(lái)的路徑反射回去。若想使無(wú)論光線依什么方向射入，都能使它沿照原來(lái)入射方向返回去，那么逆光反射的用處可就太大了。
 
    三、逆向反射元件的產(chǎn)生及應(yīng)用

    ⒈角反射器

    從前面的實(shí)驗(yàn)里我們知道，當(dāng)一細(xì)束手電筒的光射在一面小鏡子上，這束反射光并不沿原路返回，要使反射光沿原路返回，只能讓鏡子面垂直于光束，如果，不管反射面怎樣放置，都使反射光沿原來(lái)入射光的方向返回，一面鏡子就無(wú)法完成任務(wù)了。如再用一面鏡子，當(dāng)兩面鏡子互相垂直的時(shí)候，才會(huì)達(dá)到這個(gè)目的。在這里發(fā)現(xiàn)當(dāng)光線埀直兩面鏡子的棱入射，才會(huì)有這個(gè)結(jié)果。所以，若想無(wú)論光線從什么方向入射，都能斏它沿著原來(lái)入射方向返回去，兩面鏡子又無(wú)法勝任了，把三面小鏡子互相埀直粘合起來(lái)，它就能把任何方向射入的光線沿原來(lái)入射光方向反射回去，人們把它們的組成叫做反射器，這個(gè)小小反射器有個(gè)奇妙的特點(diǎn)，能把任何光線都沿原來(lái)入射方向反射回去。在20世紀(jì)30年代，由于自行車風(fēng)行，英國(guó)政府頒布了一項(xiàng)交通法令，自行車的尾部必須裝備一個(gè)反射器，這樣在黑夜中后面的汽車司機(jī)才能通過(guò)反射器發(fā)現(xiàn)前面騎車的人，這項(xiàng)法令公布后，夜間的道路交通事故明顯減少。從此，各種各樣的反射器都設(shè)計(jì)制造出來(lái)了，各國(guó)自行車尾部都安裝上了這樣的紅色或黃色的反射器，明白了里面的光學(xué)知識(shí)，認(rèn)為車尾燈不再是裝飾品了。逆光反射的功能是提高物體在黑暗中的能見(jiàn)度，據(jù)說(shuō)，美國(guó)每年要發(fā)生五千件夜行人在公路上被車輛撞死的事故，約占全部行人車禍?zhǔn)鹿实囊话搿Ｒ驗(yàn)?，在黑暗中，車燈前的人體反射光是很微弱的，司機(jī)很難看清晰，為此提高夜行人的能見(jiàn)度是減少交通事故的有效辦法。

　　1969年7月，阿波羅11號(hào)的宇航員首先登上月球，他們把反射器帶上去了，重達(dá)30公斤，是由100塊熔融石英棱鏡組成的，以后又陸續(xù)送上四個(gè)，面積更大，把它們分別放在月球的不同地方，這些角反射器可忠實(shí)地把光線反射回來(lái)，只要我們用激光照射它們，它們會(huì)將光線反射回原來(lái)的地方，在它們的有力幫助下，人們可以非常精確的測(cè)量月球與地球之間的距離了。角反射器使我知道的是多個(gè)平面鏡的組合形成的，除了平面鏡還有什么樣的鏡面可以形成逆向反射呢？那就是下面介紹的球面鏡。

    2、球形透鏡：即所謂的用玻璃制成的玻璃微珠。微珠是20世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型微粒材料，由于它的物理、化學(xué)、機(jī)械、電絕緣等方面的特殊性，故其用途涉及各個(gè)領(lǐng)域。1973年在美國(guó)匹茲堡國(guó)際灰渣會(huì)議上，畢特華博士論述了從粉煤灰中提取空心微珠的可能性以及它的優(yōu)良性能，由此，美國(guó)飛利特公司就著手開(kāi)發(fā)粉煤灰空心微珠，并以商品形式在市場(chǎng)上銷售。我國(guó)空心微珠的發(fā)展基本是從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始的，在空心微珠的研究和應(yīng)用上落后于國(guó)外。為了促進(jìn)空心微珠的發(fā)展，國(guó)家曾經(jīng)多次下達(dá)文件，鼓勵(lì)發(fā)展空心微珠，并且給予優(yōu)惠政策，一些生產(chǎn)空心微珠的廠家也相繼誕生。人造空心微珠有玻璃的、氧化鋁和碳微珠等類型。有無(wú)色透明的、半透明的、乳白非透明的，像顆顆晶瑩的珍珠。那么玻璃微珠為什會(huì)產(chǎn)生逆向反射呢？當(dāng)入射光進(jìn)入玻璃珠與空氣的界面時(shí)產(chǎn)生了光的折射，但玻璃珠的折射率是由該玻璃的化學(xué)組成決定的，所以，折射角因玻璃的折射率的不同而有變化。當(dāng)折射光在玻璃珠內(nèi)部聚焦時(shí)，焦點(diǎn)與球心的距離稱為焦距（E），若在E點(diǎn)處有一個(gè)光滑的鏡面，折射光便會(huì)產(chǎn)生逆向反射，反射光依舊穿過(guò)玻璃珠與空氣的界面順照回復(fù)到入射光的方向而去。（如圖1所示的狀況）當(dāng)E與球的半徑r相等時(shí)，若在球體的背面有一個(gè)反射涂層（如同人們?nèi)粘Ｉ钣玫钠矫骁R子一樣），E與r之間的關(guān)系可用關(guān)系式表達(dá)如下：

E－r＝
 r（2－n）

 式中n為玻璃珠的折射率
 
2（n－1）
 
    當(dāng)n＞2時(shí)，E＜r，焦點(diǎn)聚焦在玻璃珠的內(nèi)部，達(dá)不到反射層，所以得不到良好的逆向反射效果；當(dāng)n＜2時(shí)，E＞r，焦點(diǎn)就聚焦在玻璃珠的外部空間，也無(wú)法產(chǎn)生良好的逆向反射效果。只有當(dāng)n＝2時(shí)會(huì)得到最高等級(jí)的逆向反射亮度。但考慮各種因素的影響，對(duì)n為2的適當(dāng)修正，在實(shí)際生產(chǎn)中當(dāng)n＝1.93時(shí)，會(huì)獲取最高的逆向反射，得到最大的光亮度。玻璃微珠鍍膜技術(shù)有了很大的發(fā)展，大致分為濕法和干法兩種：濕法有噴霧法、溶膠-凝膠法、印刷法等；干濕有真空蒸鍍法（離子鍍）、濺射法等。利用高反射金屬膜技術(shù)可以使玻璃微珠的反射率顯著提高。、