利用光學(xué)原理提高面料的視覺深度

　　“仿蛾眼”增深劑施展“視覺魔術(shù)”

　　◎洪恒飛 本報(bào)記者 江 耘

　　往深色面料上滴點(diǎn)水，濕潤區(qū)域的顏色看起來深了很多，水一干就又恢復(fù)原樣。這種現(xiàn)象背后的光學(xué)原理，是科研人員研發(fā)增深劑的靈感之一。

　　近日，在浙江科峰有機(jī)硅股份有限公司的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，兩塊使用同類材質(zhì)、等量染色劑的面料擺放在記者面前，肉眼可見二者顏色一深一淺，手感卻別無二致。

　　“唯一的變量在于，深色那塊在加工過程中使用了‘仿蛾眼’增深劑。”浙江省現(xiàn)代紡織技術(shù)創(chuàng)新中心項(xiàng)目推進(jìn)部經(jīng)理、浙江理工大學(xué)紹興柯橋研究院常務(wù)副院長楊雷博士向記者介紹，“仿蛾眼”增深劑不參與染色，但可在不增加染料用量的前提下，利用光學(xué)原理提高面料的視覺深度。讓面料的顏色達(dá)到相同的特深色效果，相比完全靠染色，它可節(jié)約30%左右的染料。

　　前不久，由浙江省現(xiàn)代紡織技術(shù)創(chuàng)新中心、浙江理工大學(xué)、浙江科峰有機(jī)硅股份有限公司、浙江紅綠藍(lán)紡織印染有限公司、浙江理工大學(xué)紹興柯橋研究院、浙江理工大學(xué)上虞工業(yè)技術(shù)研究院共同承擔(dān)的色光可控的“仿蛾眼”面料高效增深關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用項(xiàng)目通過中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)鑒定，被認(rèn)為達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　　色彩是時(shí)尚紡織的組成元素，既是紡織品圖案和款式的靈魂，又象征著紡織品的區(qū)域文化和人文特性。其中，深色尤其是特深色面料獨(dú)有的視覺美感使其在國際市場長盛不衰。然而，加工深色面料時(shí)，不僅染料用量多，還會(huì)受到飽和上限限制，這不僅造成面料浮色多、易褪色，而且存在染料浪費(fèi)、水污染嚴(yán)重等問題。

　　作為“仿蛾眼”增深劑技術(shù)負(fù)責(zé)人，楊雷介紹，目前市面上常用的增深劑是硅油類，我國增深硅油的應(yīng)用有十余年歷史，有很多更新?lián)Q代的產(chǎn)品面世。但這類產(chǎn)品的增深率較低，會(huì)使面料手感油膩、易紕裂，而且色光易發(fā)生改變，成品色光不可控。

　　“增深現(xiàn)象其實(shí)很常見。比如布匹浸水后，顏色的視覺深度就加深了。”楊雷解釋道，人眼看到的面料顏色，其實(shí)是面料直接反射的無色自然光和染料選擇吸收形成的有色光的混合光。當(dāng)面料表面沾水后，直接反射的無色光比重減少，由于能量守恒，染料選擇吸收而成的有色光比重隨之增大，使得面料顏色看起來更深。

　　2015年開始，楊雷團(tuán)隊(duì)開始設(shè)想研發(fā)新型增深劑，經(jīng)過摸索試驗(yàn)，逐漸明確了“仿蛾眼”結(jié)構(gòu)減反射增深及色光調(diào)控機(jī)制，開發(fā)了增深率高、色光可控的非硅類“仿蛾眼”增深產(chǎn)品及相關(guān)加工技術(shù)。團(tuán)隊(duì)以納米球形乳膠粒為結(jié)構(gòu)單元，對面料表面進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了“仿蛾眼”結(jié)構(gòu)高效增深面料的技術(shù)方案。

　　自然界中，蛾類通常在夜間行動(dòng)，特殊的眼部構(gòu)造使其雙眼具備超低反射率，在夜間也能捕捉到微弱的光線。

　　“微觀視角下，蛾眼表面是一層排列緊密的納米凸起結(jié)構(gòu)，會(huì)讓光線折射率沿深度方向呈連續(xù)變化，以致大部分的光會(huì)被吸收，只有極少量的光會(huì)被反射?！睏罾渍f，表現(xiàn)在面料上，這就像一場視覺魔術(shù)。

　　經(jīng)過數(shù)年研發(fā)，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過調(diào)控乳化劑用量及共聚組成，制備出特定粒徑的具有高熱保形能力的納米聚丙烯酸酯乳液，將其在一定用量下對織物進(jìn)行整理，在織物纖維表面形成“仿蛾眼”增深結(jié)構(gòu)，賦予面料色光可控的濃色效果。

　　“調(diào)制有效的助劑配方、確保其在不同的加工設(shè)備及環(huán)境參數(shù)下保持增深效果，需要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)?！闭憬品逵袡C(jī)硅股份有限公司副總經(jīng)理李劍浩介紹，為此，研發(fā)測試期間，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)經(jīng)常實(shí)驗(yàn)到深夜。

　　楊雷介紹，基于“仿蛾眼”面料高效增深系列技術(shù)，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)目前已建成年產(chǎn)1萬噸增深系列產(chǎn)品的生產(chǎn)線，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了高端增深產(chǎn)品的進(jìn)口替代。“仿蛾眼”增深劑已在30余家企業(yè)推廣應(yīng)用，提升了產(chǎn)品的色深、色牢度、手感、外觀等應(yīng)用指標(biāo)。下一步，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)將持續(xù)優(yōu)化技術(shù)工藝，推廣“仿蛾眼”增深劑的應(yīng)用，助力紡織印染行業(yè)綠色化發(fā)展。