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纺织品钻石印花的探讨
集萃印花网  2009-05-26 00:00:00

    【集萃网观察】“钻石恒久远,一颗永流传”美国海业广告公司推出的这句全球驰名的广告名句,它极大的促进了钻石销售量。从此爱情与钻石在世人的心目中永远的结合在一起。由于钻石艳丽夺目、美丽迷人、晶莹绚丽、温润素净,因其质地髙雅而被人视为圣洁之物,自古便为王公贵族所喜爱,是身份和地位的象征,随着人类文明的进步,钻石己逐步进入寻常的百姓家中。钻石十分稀少,在开采钻石矿时,平均要开采大约20多吨矿石,才能获得1克拉左右的钻石原矿。钻石之所以如此珍贵、如此具有魅力,由此可见一斑。千万年来,钻石是极为珍贵的装饰品。它之所以长期获得人类的珍视和喜爱,是因为它具有迷人的五颜六色的闪光。几乎从原始社会开始,人类对自然界的许多美丽的自然现象深感奥妙和极大的兴趣,对此又百思不得其解。例如,一块石头为什么会在阳光的照耀下会变得如此美丽的艳光?为什么会有闪烁变幻莫测的色彩?诸如此类问题一直困扰人类长达千万年之久。直到英国物理学家托马斯?杨在牛顿、玻意尔等前人研究成果的基础上,于1801年进行了著名的杨氏干涉实验,首次将太阳光用三棱镜分觧为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光,发现了光的干涉现象,并建立了经典的波动光学之后,这些困惑才迊刃而解。钻石的色散是天然无色宝石中最大的,钻石的折光率有下列变化:红光、黄光、绿光、紫光。当白光射入钻石后,由于不同色光折光率不同,经过多次反射后可呈现彩虹一样的美丽光芒。

    从矿物学角度而言,天然生成的金刚石,人们通常把加工琢磨好的成品称之为钻石,而把未经琢磨加工的原石称为金刚石,金刚石也是钻石的矿物名称。又因加工成粉末极其困难,同时又会损害它对光的闪烁感,再加之又不适宜高温处理。这样一种世上之宝,难得之物,又何从谈得纺织品钻石印花呢?正因为如此,这里所指的纺织品钻石印花中所谓的“钻石”是一种人工摸拟的物质,它苦似钻石的光辉,把这种摸拟钻石的物质,通过丝网印刷的方式印制在织物表面上,固着后在日光或强光(各种灯光)的照射下能在各种角度内产生强烈的反射光,并在日光下还能出现分光现象。如呈现出从红到兰波段的各种光泽,人们不仅描述颜色随角度而变化的现象,而且更重在描述这种颜色神秘莫测性和微妙性。人们把这种隨角异色效应的颜料简称为效应颜料,所谓随角异色效应其实质是指含有效应颜料和其它透明程度较大的彩色颜料混合形成的涂膜,随观察角度的不同而能闪现出不同的明度、饱和度、色调甚至颜色的一种光学现象,是由效应颜料对入射光的不同散射和反射方式而引起的。这种具有类似天然金刚钻石特有的光芒的摸拟物质其实质是微镜面体。在自然界中常见到这种现象,无须染色就色彩鲜艳,除钻石外,如同紫蝶或孔雀。这一效果是由光的干涉现象引起的。

    一、 钻石印花的发光机理

    由于钻石的透明性和独特的结构决定了它的特殊的光学特性,这种特殊的光学效应的根本原因是宝石矿物在形成过程中,其内部含有各种包裹体、双晶、微粒球状结构等特殊的结构构成的,从而造成光的干涉、衍射、散射、漫射等现象,而使其呈现不同的光学效应。主要有猫眼效应、变彩效应、星光效应、变色效应、月光效应、砂金效应等。 

  

    那么 ,钻石印花采用的发光颜料又会有什么样的光学效应呢?主要表现在以下几个方面。

    (1)、珠光效应

    珠光效应是指具有珍珠般的柔和色泽,是由于多晶膜对入射光产生多重反射和透射的结果,即光的干涉现象所致。当入射光照射到其表面,就会呈现类似丝绸那样的柔和色泽。这种光泽称为“珠光”。

    (2)、金属闪光效应

    平滑的金属表面对光的镜面反射会给人的眼睛产生闪烁的视觉感,称为“金属闪光效应”。

    (3)、视角闪色效应

    当透明的颜料薄片表面沉积一层透明的、其折射率较基材高出许多的金属氧化物时,当光线在折射率不同的透明层界面发生多次光的折射、反射及部分吸收、部分穿透等作用时,平行的各种反射光之间就必将产生光的干涉现象,因而产生珍珠般的光泽和色彩。这种随观察者观察角度的不同而看到不同的干涉现象,称为“视角闪色效应”。

    (4)、色彩转移效应

    采用干涉色效应颜料印花所形成的花型簿膜,能同时显示两种不同的颜色。称这种颜色的变换为色彩转移或称为双色效应。花纹正面对人看到的是反射色光,人在侧面观看时见到的是透射色,色相总是互补色。色彩转移效应反应为从黄变到紫、从蓝变到橙、从绿变到红,从一种颜色转变到它的互补色。把这种光学现象称为“色彩转移效应”

    (5)、增色效应(或称附加色彩效应

    我们在用普通闪光铝粉颜料会发现,这种颜料存在一个缺点,当与这类颜料相混合,再对其中的树脂着色时,其色彩的明亮程度和饱和度都会大大的衰减,而颜料变得深沉和灰暗。这是普通金属颜料在涂料、油漆、油墨中调配时产生的不足。而钻石印花采用的效应颜料就不会发生上述缺陷,印花浆经配色后的涂料或油墨经印花后墨膜的色彩反而会变得更加鲜艳明亮。产生如此的光学特性被称为“增色效应”。

    (6)、三维空间效应

    由于钻石印花采用的效应颜料,它们总是以透明或半透明的微型薄片形式存在,当光线射入到薄片表面时,大部分入射光被反射,而剩余部分的光透射到下一层颜料的晶片上,这样又会发生一次光的反射和透射过程,这种过程会反复发生多次,直到最后穿过到达基底材料,整个这束光才被完全吸收和反射。这种光效应给人具有深远的三维空间质感。造成一种颜料簿片虽然很簿,但给人视觉感却很厚很厚。此种视感被称为“三维空间效应”。

    (7)、背景衬度效应

    由于采用效应颜料它们总是透明或半透明的晶片,它们的遮盖能力很弱,当在有色物体的表面上,印刷覆盖上这些颜料晶片所组成印花墨膜是一层透明涂膜。而承印物底色能充分的显露出来,这是普通颜料和涂料所不具备的,被称为“背景衬度效应”。

    二、 钻石印花浆料的组成

    为了解决长期以来困扰印花企业,印制钻石印花上的一些技术上的困难,使它成为服装印花具有实用价值的生活装饰品。北京纺织科学研究所根据钻石印花的特殊性研究并推出了一套专用印花色浆,他们选定了一种成本较低、资源充足的具有近似天然金刚钻石光芒的物质,被称之为微形反射体。这种微形反射体在外观上与“银粉”相似,呈扁平体,造型整齐,表面光滑呈镜面体。在阳光下它具有类似金刚石一样的定向反射性和分光性外,还具有光的畸变性也呌双色效应(如前面论述的色彩转移效应)。由于微形反射体在大气中容易被氧化而失去功能,并且不耐酸碱作用,需要采取保护措施即采用保护膜。微形反射体的面积较大(颗粒过小,光芒降低甚至消失)因此印花时与织物固着困难且易受外力冲击,手感和牢度受影响。在织物上固着时可采取交联型连接剂,使保护膜与织物连接,采用一些助剂调整微形反射片、保护膜、织物三方面之间迂水时的变化幅度。根据上述情况,选用下边四种专用制剂组成钻石印花浆:

    (1)、钻石印花浆S:主要成分是微形反射体、保护膜和稀释剂。

    (2)、钻石印花浆F:主要为保护剂和连接剂。

    (3)、固色剂M:主要作用为控制、调整和固着。

    (4)、催化剂U:印花色浆随配随用,不能久贮。

    具体钻石印花浆配方如下:

    钻石印花浆S/g          10

    钻石印花浆F/g          60

    固着剂M/g              10

    着色剂(颜料或染料/)   X

    催化剂U/g              20

    渗透剂JFC/g            适量

    除上述配方外,还可参照《纺织品印花》2005、9期上“特种印花综述”一文中钻石印花中的配方。

    综上所述,钻石印花浆的组成关键是印花成膜之后必须是无色透明的,才能保证印制出髙质量的产品。随着科学技术的发展,除了上述的钻石印花浆外,70年代末,日本帝国化工公司(现名为Tayca、corp)和德国Degussa公司开发成功超细Tio2,即纳米二氧化钛,是一种新型的珠光颜料,它的出现,使传统的二氧化钛的理化特性,尤其是光学特性发生了质的变化。纳米二氧化钛是近年来在无机珠光颜料领域内的一大成就,也是纳米材料科学技术在珠光颜料行业应用的重大科研成果。这种二氧化钛平均粒径仅为30-100nm,远远小于可见光波长的一半,因此呈透明的。在电镜下观察粒子呈均匀的球形或纺锤形。以它作为配色颜料,或与传统的云母钛珠光颜料、传统的铝粉颜料相混配,其光学现象十分奇特,呈现出丝绸或珐琅般的柔和光泽,深远的三维空间质感,明亮的随视角变幻的色彩,可以说是高级装饰颜料中的极品。据BASF公司汽车配色专家Sol  panush的说法:效应颜料可分为3部分:一是金属片状颜料,如铝粉,可称为第一代;二是似金属片状颜料,如珠光颜料、片状铜钛菁、云母氧化铁、石墨片、二硫化钼等,以云母钛珠光颜料为主,可称第二代;三是超细透明金属氧化物,如超细二氧化钛、超细氧化镁、超细硫酸钡、超细氧化锌等,其中超细二氧化钛己达实用化,可称第三代。作为一种超细二氧化钛只有与其它片状效应颜料如铝粉和/或珠光颜料拼用时才会产生随角异色性,与珠光颜料拼用,不但不会削弱而只会加强珠光颜料的干涉色。这种随角异色性带有乳光或虹光,是一种未曾有过的新感觉色光。

    不论是何种珠光颜料,只要是以粉体形态存在的,都可以通过添加溶剂、树脂和适当的助剂将其加工成高浓度的浆状产品,俗称为珠光浆。这类珠光浆制品在特定的使用介质中均具有良好的湿润性、分散性,从而省去了对珠光粉料预湿的麻烦,而且产生的珠光效果会优于直接使用干粉,深受用户的欢迎。珠光颜料一般都具有很好的湿润性和分散牲,只要经过轻微的搅拌就能分散到低粘度的基料中去,这一点给钻石印花浆的配制带来很大方便。承印物的质量对印刷效果也有影响,只有平坦、光滑的承印表面才会获得最佳的钻石效果。钻石涂料印花浆适用于多种纺织物的印花着色,钻石印花浆当采用丝网印刷时,建议采用单纤丝制作丝网版,以免颜料堵塞网眼,网眼的尺寸应为最大颜料粒径的1.5~2倍。纺织品印花,可先用透明的苯乙烯-丙烯酸共聚乳胶作连接料,采用纳米二氧化钛与各种系列的云母钛珠光颜料配制而成的钻石印花浆。近年来,世界各大珠光颜料生产商不断研究开发出更加新型的珠光颜料,如E.Merck的Xirallic系列水晶珍珠和Colorstream系列珍珠颜料,这些颜料是一个全新的、钻石般闪烁的光学维度空间及美妙的色调,具有极高的审美趣味,给人以如梦如幻的感觉。

    来源: 纺织品印花

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