利用光學(xué)原理提高面料的視覺(jué)深度

　　“仿蛾眼”增深劑施展“視覺(jué)魔術(shù)”

　　◎洪恒飛 本報記者 江 耘

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

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

　　“唯一的變量在于，深色那塊在加工過(guò)程中使用了‘仿蛾眼’增深劑。”浙江省現代紡織技術(shù)創(chuàng )新中心項目推進(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(cháng)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(jué)深度。讓面料的顏色達到相同的特深色效果，相比完全靠染色，它可節約30%左右的染料。

　　前不久，由浙江省現代紡織技術(shù)創(chuàng )新中心、浙江理工大學(xué)、浙江科峰有機硅股份有限公司、浙江紅綠藍紡織印染有限公司、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)化應用項目通過(guò)中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì )鑒定，被認為達到國際先進(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(zhù)紡織品的區域文化和人文特性。其中，深色尤其是特深色面料獨有的視覺(jué)美感使其在國際市場(chǎng)長(cháng)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、水污染嚴重等問(wèn)題。

　　作為“仿蛾眼”增深劑技術(shù)負責人，楊雷介紹，目前市面上常用的增深劑是硅油類(lèi)，我國增深硅油的應用有十余年歷史，有很多更新?lián)Q代的產(chǎn)品面世。但這類(lèi)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。

　　“增深現象其實(shí)很常見(jiàn)。比如布匹浸水后，顏色的視覺(jué)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(wú)色自然光和染料選擇吸收形成的有色光的混合光。當面料表面沾水后，直接反射的無(wú)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(lái)更深。

　　2015年開(kāi)始，楊雷團隊開(kāi)始設想研發(fā)新型增深劑，經(jīng)過(guò)摸索試驗，逐漸明確了“仿蛾眼”結構減反射增深及色光調控機制，開(kāi)發(fā)了增深率高、色光可控的非硅類(lèi)“仿蛾眼”增深產(chǎn)品及相關(guān)加工技術(shù)。團隊以納米球形乳膠粒為結構單元，對面料表面進(jìn)行改造，實(shí)現了“仿蛾眼”結構高效增深面料的技術(shù)方案。

　　自然界中，蛾類(lèi)通常在夜間行動(dòng)，特殊的眼部構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(xiàn)。

　　“微觀(guān)視角下，蛾眼表面是一層排列緊密的納米凸起結構，會(huì )讓光線(xiàn)折射率沿深度方向呈連續變化，以致大部分的光會(huì )被吸收，只有極少量的光會(huì )被反射。”楊雷說(shuō)，表現在面料上，這就像一場(chǎng)視覺(jué)魔術(shù)。

　　經(jīng)過(guò)數年研發(fā)，聯(lián)合團隊通過(guò)調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”增深結構，賦予面料色光可控的濃色效果。

　　“調制有效的助劑配方、確保其在不同的加工設備及環(huán)境參數下保持增深效果，需要經(jīng)過(guò)反復試驗。”浙江科峰有機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)合團隊經(jīng)常實(shí)驗到深夜。

　　楊雷介紹，基于“仿蛾眼”面料高效增深系列技術(shù)，團隊聯(lián)合企業(yè)目前已建成年產(chǎn)1萬(wàn)噸增深系列產(chǎn)品的生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)運行穩定，實(shí)現了高端增深產(chǎn)品的進(jìn)口替代。“仿蛾眼”增深劑已在30余家企業(yè)推廣應用，提升了產(chǎn)品的色深、色牢度、手感、外觀(guān)等應用指標。下一步，聯(lián)合團隊將持續優(yōu)化技術(shù)工藝，推廣“仿蛾眼”增深劑的應用，助力紡織印染行業(yè)綠色化發(fā)展。