高能見度服裝印花技術(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、護體、美觀的三大傳統(tǒng)效用。人們開始追求服裝向舒適性、高級化、多元化、感性化、功能化和智能化的方向發(fā)展。服裝功能化問題歷來是紡織服裝界討論的中心問題之一，對于服裝功能與舒適性的改善，己日益成為廣大設(shè)計者、生產(chǎn)者、經(jīng)營者和消費者的共同需求、并力求達到的目標(biāo)。人們對穿衣有著不少的新講究、新需求和新追求，除了過去追求的崇尚自然、舒適、時尚、保健、衛(wèi)生、安全、方便外，現(xiàn)在又側(cè)重強調(diào)功能化、智能化、生態(tài)化、多樣化和個性化等等。今天本文介紹的高能見度服裝（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、高能見度服裝及材料

        我們這里所說的高能見度是指夜間能見度而言。夜間能見度是指夜間汽車駕駛員對前方具有反射光線的物體能夠辨別的最大距離。一種現(xiàn)場直觀的測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，到看得見時為止的最大距離，所以夜間能見度是以車燈與反光物體之間的距離來表示的。到目前，能做為高能見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介紹。把適當(dāng)?shù)念伭蠐饺隤VC或聚氨酯樹脂中，然后通過印花或通過轉(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)出一段時間的白光。上述這些材料以高能見度的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，它們的發(fā)光亮度是不夠的，對于夜間行車車燈前的物體的發(fā)光亮度沒有多少作用，它們所提供的能見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，對司機來說，物體的能見度大大提高，此時的能見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小實驗：首先營造一個沒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，你會發(fā)現(xiàn)只有在鏡面反射光的方向上你才會看到耀眼的亮光，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)這個實驗，用手電筒去照白紙，你會發(fā)現(xiàn)，無論你從那個方向去觀察，向白紙上去看那個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，平面鏡產(chǎn)生的是鏡面反射，它將照射進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，入射的光線就被那些凹凸不平的小東西向各個不同方向反射出去，所以，無論我們站在那個方向去看那張紙，總會有一部分反射光射入我們的眼中，所以我們就會看見它。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人相互對照，會產(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。所以說逆向反射是一類特殊的反射，它能使光線沿著原來的路徑反射回去。若想使無論光線依什么方向射入，都能使它沿照原來入射方向返回去，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

        從前面的實驗里我們知道，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，都使反射光沿原來入射光的方向返回，一面鏡子就無法完成任務(wù)了。如再用一面鏡子，當(dāng)兩面鏡子互相垂直的時候，才會達到這個目的。在這里發(fā)現(xiàn)當(dāng)光線埀直兩面鏡子的棱入射，才會有這個結(jié)果。所以，若想無論光線從什么方向入射，都能斏它沿著原來入射方向返回去，兩面鏡子又無法勝任了，把三面小鏡子互相埀直粘合起來，它就能把任何方向射入的光線沿原來入射光方向反射回去，人們把它們的組成叫做反射器，這個小小反射器有個奇妙的特點，能把任何光線都沿原來入射方向反射回去。在20世紀(jì)30年代，由于自行車風(fēng)行，英國政府頒布了一項交通法令，自行車的尾部必須裝備一個反射器，這樣在黑夜中后面的汽車司機才能通過反射器發(fā)現(xiàn)前面騎車的人，這項法令公布后，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)計制造出來了，各國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，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度，據(jù)說，美國每年要發(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?，在黑暗中，車燈前的人體反射光是很微弱的，司機很難看清晰，為此提高夜行人的能見度是減少交通事故的有效辦法。

　　1969年7月，阿波羅11號的宇航員首先登上月球，他們把反射器帶上去了，重達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，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地把光線反射回來，只要我們用激光照射它們，它們會將光線反射回原來的地方，在它們的有力幫助下，人們可以非常精確的測量月球與地球之間的距離了。角反射器使我知道的是多個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)展起來的一種新型微粒材料，由于它的物理、化學(xué)、機械、電絕緣等方面的特殊性，故其用途涉及各個領(lǐng)域。1973年在美國匹茲堡國際灰渣會議上，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，美國飛利特公司就著手開發(fā)粉煤灰空心微珠，并以商品形式在市場上銷售。我國空心微珠的發(fā)展基本是從20世紀(jì)70年代末開始的，在空心微珠的研究和應(yīng)用上落后于國外。為了促進空心微珠的發(fā)展，國家曾經(jīng)多次下達文件，鼓勵發(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產(chǎn)生逆向反射呢？當(dāng)入射光進入玻璃珠與空氣的界面時產(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，焦點與球心的距離稱為焦距（E），若在E點處有一個光滑的鏡面，折射光便會產(chǎn)生逆向反射，反射光依舊穿過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，若在球體的背面有一個反射涂層（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，E＜r，焦點聚焦在玻璃珠的內(nèi)部，達不到反射層，所以得不到良好的逆向反射效果；當(dāng)n＜2時，E＞r，焦點就聚焦在玻璃珠的外部空間，也無法產(chǎn)生良好的逆向反射效果。只有當(dāng)n＝2時會得到最高等級的逆向反射亮度。但考慮各種因素的影響，對n為2的適當(dāng)修正，在實際生產(chǎn)中當(dāng)n＝1.93時，會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。

        四、高能見度服裝印花光元件的選用

    上述能夠?qū)崿F(xiàn)逆向反射的兩種光學(xué)元件產(chǎn)品，不可能完全在織物印花上使用。直角梭鏡是用模子壓成的透明塑料片，表面是平的，背面有錐狀的突起，每個錐體由三個相互垂直的鏡面組成每個面都是經(jīng)過金屬化的反射面，像汽車尾燈每平方厘米有15-30個錐體，錐體板塊過大，無法在服裝上使用，直到70年代制造工藝的發(fā)展，可以生產(chǎn)每平方厘米大約有7千個錐體，才可用于服裝。直角梭鏡片與玻璃珠產(chǎn)生的反射光是不同的，因為它不是依靠彎曲的透鏡表面使入射光聚焦，再反射出去平行光的，而是采用相互垂直的平面梭鏡，經(jīng)過多次反射來完成。入射光進入透明的錐體后，在三個梭鏡表面上依次反射后，才獲取到逆向反射光的亮度，這種密封型梭鏡反射片，可以直接鑲嵌到服裝上或制成條子、帶子直接綴在服裝上，當(dāng)今演出舞臺上大多數(shù)演出服飾都是這個樣子的。也可以染成各種色彩，提供有色的逆向反射光線。作為紡織品印花上的光學(xué)元件最好是玻璃微珠。

   五、高能見度服裝印花的生產(chǎn)方式

    作為逆向反射印花織物的底布，不受纖維的品種限制，只要注意基布表面的平整、緊密和光滑，使得玻璃微珠能單層水平地排列即可。紡織品印花可采用三種印花方式：⑴絲網(wǎng)印花：和一般涂料印花基本相似。對廣大網(wǎng)印工作者來說，不必過多論及，這里只介紹一下印花漿的調(diào)配。逆向反射印花漿是由玻璃微珠和聚丙烯酸酯的混合物，玻璃微珠直徑一般為10-90μm，在制作印花版時網(wǎng)布網(wǎng)孔的選擇應(yīng)考慮和玻璃微珠的匹配，不然網(wǎng)孔過小微珠過大就難以通過。漿料呈弱酸性，可以加水來調(diào)節(jié)粘度，也可以在該印花漿中加著色劑或加交聯(lián)劑。印花過后要烘干、焙烘工序，加固印花牢度。⑵熱壓轉(zhuǎn)移印花（燙花）：這種燙花法也為大家熟悉和使用過的方法。這里主要介紹如何制作燙花紙，首先選擇離型紙，在其該紙上涂刷保護層（透明膠液）→微珠層（將玻璃微珠和粘合劑混合調(diào)制成涂層漿）→反射層（也稱金屬化涂層劑是含有銀、鋁、錫等金屬粉和粘合劑混合），如果在平滑的底布上用的是真空鍍鋁的織物，可省去反射層的制作，在其上可直接制作微球涂層，然后依次烘干，最后涂轉(zhuǎn)移層（最后涂刷熱溶膠粘合劑），每次的涂層的型狀就是印花的圖形，將帶有印花圖形的轉(zhuǎn)移紙與要印花的服裝裁片疊合在要印花的部位上，放進燙畫機中進行壓燙，然后，取出衣片稍冷后，將離型紙揭開去掉，具有逆向反射的花形就粘合在服裝上了。

　　如果認(rèn)為這樣一液一涂的方式過于繁瑣，也可以采用一液一次涂成的方法。將上述各種印花材料放在一起混配成一次印刷涂料配方：

    聚丙烯酸酯樹脂（溶劑型）   100-150份

    玻璃微珠                 200-250份

    交聯(lián)劑                   3-5份

    甲苯                     30-35份

    乙酸乙烯醋               30-35份

    將上述原料混配均勻，然后在印花網(wǎng)版上刮涂，形成花型后進行干燥、烘干。這樣也就制成了轉(zhuǎn)移印花紙，和底布疊合后，上機燙花，揭去底紙，印花便完成了。⑶植珠法：是根據(jù)靜電植絨的原理利用靜電效應(yīng)進行植珠。植珠印花可有兩種方式：一種是印花植珠和一般的靜電植絨印花一樣。另一種是轉(zhuǎn)移印花植珠和一般的熱壓轉(zhuǎn)移印花方式相似。植珠方式上通常也有兩種辦法：機械植珠和靜電植珠?，F(xiàn)分別加以介紹：在兩塊平行平板電極中，令下部電極接地，并在上面放置微珠，而在上部電極上加高壓靜電，使其兩平板電極間形成高壓靜電場，使微珠產(chǎn)生靜電感應(yīng)后，植入在事先已經(jīng)涂布有靜電植絨膠的基布上，然后進行烘干固化，玻璃微珠被牢牢的粘結(jié)在布面上，那些沒有涂靜電植絨膠的地方微珠便容易地清除掉。靜電植珠工藝流程大體如下：進料→刮涂靜電植絨粘合劑→上機靜電植珠→焙烘→刷珠→后整理→成品。有些印花企業(yè)可能沒有靜電植絨設(shè)備，能不能采用植珠法進行逆向反射印花呢？采用一些簡便的機械植珠辦法也可以完成任務(wù)。其方法是：首先在要印花的布料上，進行絲網(wǎng)印花，以靜電植絨膠為印花漿料，進行刮涂后，立即將玻璃微珠均勻地撒在涂有粘合劑的底布上，在進行烘干還尚未固化前，用小輥子在玻璃微珠上面輕輕輥壓一次，使玻璃微珠植入粘合劑中，這樣可以保證印花后的微珠牢度。若是匹布印花，想要提高印花速度，可以采用園網(wǎng)印花把靜電植絨膠印在匹布上，然后把涂有粘合劑的匹布通過一個特制的微珠槽容器，該容器最好具有一定的振動功能，使微珠粘在匹布印花處，通過輕微振動，使微珠植入其中，以增強微珠的粘結(jié)牢度。

    植絨粘合劑也是植珠生產(chǎn)的關(guān)鍵材料，它不僅要基布、微珠要有良好的粘結(jié)力，而且自身強度要高外，對于服裝植珠產(chǎn)品來說，粘合劑還應(yīng)有一些特殊的性能。例如它要求手感柔軟，透氣性強、耐干洗、濕洗性好等等，植絨粘合劑可分為乳液型和溶劑型兩類，由于丙烯酸酯乳液具有柔軟牲好、粘度可調(diào)、無毒無污染等特點，其用量在植絨行業(yè)中居于首位。溶劑型粘合劑，由于溶劑價格高且易燃有毒污染環(huán)境，并且操作上容易產(chǎn)生困難，從涂布粘著劑開始到植珠，因溶劑揮發(fā)速度快易形成皮膜，而使植珠粘著困難或粘著不充分，日后使用時珠子易脫落，印花產(chǎn)品質(zhì)量難于保證。

    逆向反射服裝和逆向反射織物的應(yīng)用范圍日趨廣泛，受到國家政府有關(guān)部門的重視。在道路交通、消防救護、救生、海上事故、夜間道路上的工作人員開始采用逆向反射服裝作為防護服。因為逆向反射的功能是提高物體（特別是人）在黑暗中的能見度，由于夜間，道路行車條件與白天有著顯著的差別，白天，在正常的光線下，在直線段上駕駛員可以看清一公里以外道路上的物體，在陰暗的氣候下，視距減至800-900米。晚間，用汽車前燈較遠(yuǎn)的光線照明，只能看清前面100-300米的路面上的物體，也就是說，這個距離大大小于司機有把高速行車所必需的距離，即在這么個距離，司機采取應(yīng)及措施已經(jīng)來不及了，事故就降臨了。有人統(tǒng)計，在運量百萬車公里上死亡人數(shù)，晚上是白天的2.5倍之多。在晚間道路交通管理中，提高可見度起著十分重的作用，人們稱之為車禍猛于虎！汽車交通事故就像一場沒有槍聲的戰(zhàn)爭。在一些發(fā)達國家政府都在有關(guān)條例中，做了明確規(guī)定，例如：消防隊員的防護服必須有325平方英寸（0.21平方米）以上的逆向反射材料；夜間道路上的工作人員，如交通警察、道路清掃人員都必須穿著具有逆向反射功能的背心、背帶等。海上救生衣、充氣救生艇等都必須裝有逆向反光材料的標(biāo)志等等。我國尚屬試行階段，還沒有在有關(guān)法律法規(guī)條款中做出規(guī)定，將來必定會大力推行，廣泛使用。