自然界里的自發(fā)光材料不勝枚舉，從我國古代傳說中的夜明珠到居里夫人發(fā)現(xiàn)的鐳元素都屬這一范疇。然而，社會發(fā)展到今天，人們不但對發(fā)光纖維的需求與日俱增，同時，對纖維材料本身的安全性、環(huán)保性更是越來越重視。鐳元素以及傳統(tǒng)的硫化物熒光材料都有一定的毒害性、放射性，以及發(fā)光亮度低和持續(xù)時間短等缺點(diǎn)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域受到局限，這樣，稀土夜光纖維則應(yīng)運(yùn)而生。
日前，由江南大學(xué)、江蘇國達(dá)線路成套有限公司合作完成的“高效蓄能型多色稀土夜光纖維的制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲得2013年度“紡織之光”科學(xué)技術(shù)二等獎。
該項(xiàng)目針對中心稀土離子及配位等對夜光材料的可見光吸收效率、能量傳遞與蓄儲效率、發(fā)光性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并在此基礎(chǔ)上利用溶膠—凝膠與高溫固相燒結(jié)相結(jié)合的方法，成功研制出適合纖維用的稀土夜光材料。
傳統(tǒng)纖維有弊端
制造夜光纖維的發(fā)光材料分為自發(fā)光型和蓄光型兩種，自發(fā)光型夜光材料的基本成分為放射性材料，不需要從外部吸收能量，無論黑夜或白天都可持續(xù)發(fā)光。但是因?yàn)槠浜蟹派湫晕镔|(zhì)，所以在使用時受到較大的限制，廢棄后的處理也是一大問題。蓄光型夜光材料不含有放射性物質(zhì)，沒有使用方面的限制，但它們要依靠吸收外部的光能才能發(fā)光，而且要儲備足夠的光能才能保證一直發(fā)光。
“傳統(tǒng)的夜光織物是將發(fā)光材料通過涂層法制成，織物手感、服用性、耐洗滌性及發(fā)光效果差，而且生產(chǎn)及使用過程中對環(huán)境的污染嚴(yán)重。傳統(tǒng)的蓄光型夜光材料的另一個缺陷是亮度不夠，且發(fā)光時間短。后來有研究者在硫化鋅熒光材料中摻入一種放射性同位素鉅147，其發(fā)光的效果是理想了，但放射性元素的介入，不符合環(huán)境保護(hù)的要求。因此研制一種高效而又無公害的蓄光型發(fā)光材料勢在必行。”江南大學(xué)功能性纖維研究室主任葛明橋介紹說。
高效環(huán)保為亮點(diǎn)
“簡單地說，高效蓄能型多色稀土夜光材料是經(jīng)紫外光或可見光等光源的短時間照射后，離開光源，能持續(xù)發(fā)光的功能材料。”葛明橋談道。
據(jù)了解，高效蓄能型多色稀土夜光纖維是以聚對苯二甲酸乙二酯等高分子材料為基體，運(yùn)用功能助劑，將摻入稀土的夜光材料基質(zhì)移植到基體中，經(jīng)反應(yīng)，生成具有夜光性的蓄光型紡絲基體。通過紡絲得到的夜光纖維只要吸收各種可見光1分鐘，便能將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態(tài)下可持續(xù)發(fā)光10小時上，而且可循環(huán)使用。同時，該項(xiàng)目對多色夜光高分子聚合物紡絲的制造原理、加工方法進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)改造了紡絲設(shè)備，優(yōu)化了紡絲工藝，成功地研制出多種不同品種及色彩的稀土夜光纖維。它不僅擁有絢麗、持久的色光，而且最終產(chǎn)品無需染色，從而避免了染整工序所需的大量用水以及對環(huán)境造成的污染。
高效蓄能型多色稀土夜光纖維是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新材料，填補(bǔ)國內(nèi)空白。夜光纖維，不僅余暉亮度高、時間長、色譜光譜全，而且具有良好紡織加工性能。主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有：1.多色稀土夜光纖維的蓄光、發(fā)光原理；2.制備稀土夜光材料的關(guān)鍵技術(shù)，著重研究了夜光材料的含量、粒徑以及硼酸的含量對夜光材料余輝特性的影響，并總結(jié)了最優(yōu)工藝參數(shù)；3.高效蓄能型多色稀土夜光纖維產(chǎn)業(yè)化制備的關(guān)鍵技術(shù)；解決了夜光纖維在生產(chǎn)加工和使用中手感差、強(qiáng)度低和毛絲多的問題；4.夜光纖維產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，開發(fā)了系列產(chǎn)品投入市場。
產(chǎn)學(xué)研用顯優(yōu)勢
針對“高效蓄能型多色稀土夜光纖維的制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，在由江南大學(xué)、江蘇國達(dá)線路成套有限公司組成的產(chǎn)學(xué)研用攻關(guān)團(tuán)隊(duì)中，依托江蘇國達(dá)線路成套有限公司先進(jìn)的制造設(shè)備，發(fā)揮江南大學(xué)功能性纖維研究室對發(fā)光纖維多年的研究優(yōu)勢，在應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方面江南大學(xué)與江蘇國達(dá)線路成套有限公司開展產(chǎn)學(xué)研用合作。
“我們公司有多年的夜光材料、夜光纖維的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，而江南大學(xué)功能性纖維研究室也針對多色稀土夜光纖維項(xiàng)目進(jìn)行了多年的研究，項(xiàng)目中的部分內(nèi)容也入選了國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃863項(xiàng)目專題。合作過程中，江南大學(xué)主要負(fù)責(zé)高效蓄能型多色稀土夜光纖維的制備關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，我們公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目的市場化推廣，公司和學(xué)校互為反饋，充分利用項(xiàng)目單位現(xiàn)有的產(chǎn)學(xué)研用一體化條件，將所開發(fā)的技術(shù)快速應(yīng)用到規(guī)模生產(chǎn)中，縮短了技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)完成的過程和時間。高效蓄能型多色稀土夜光纖維經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院檢測，夜光纖維在標(biāo)準(zhǔn)光源（D65）、1000 Lux，照射1分鐘達(dá)到飽和亮度1.78cd/m2，10小時后亮度為3.22×10~1cd/m2。項(xiàng)目總體技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)，其中產(chǎn)品性能水平達(dá)國際領(lǐng)先。”江蘇國達(dá)線路成套有限公司負(fù)責(zé)人介紹說。
據(jù)了解，目前高效蓄能型多色稀土夜光纖維已投入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，開發(fā)出多種不同色光、不同亮度的夜光纖維并利用這種夜光纖維開發(fā)出可適于針織、針鉤、編織、刺繡等領(lǐng)域，主要產(chǎn)品如工業(yè)縫紉線，繡花線，服裝面料、服飾及裝飾性織物，終端產(chǎn)品如內(nèi)衣、窗簾、門簾、臺布、鞋帶、手機(jī)掛帶、繡花、毛絨毯、地毯、掛毯、沙發(fā)面料、刺繡產(chǎn)品等。
高效蓄能型多色稀土夜光纖維產(chǎn)品在投放市場過程中得到客戶和消費(fèi)者的肯定和矚目，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，高效蓄能型多色稀土夜光纖維及制品的銷售額達(dá)到8000多萬元，實(shí)現(xiàn)利稅3200萬元。
