Vernis UV appliqué aux chaussures de sport
Ces dernières années, les revêtements 3D tactiles1 à base d'eau et à haute teneur en solides ont connu un grand succès sur le marché, leur principal domaine d'application étant les chaussures de sport. La combinaison d'effets multicolores excitants sur des revêtements 3D multicouches avec des effets tactiles et des propriétés de haute performance permet une toute nouvelle liberté de conception fonctionnelle.
De nouveaux revêtements tactiles sensibles à la lumière sont actuellement mis sur le marché. Ces revêtements sont basés sur des résines de polyuréthane (PUD) entièrement en phase aqueuse, dotées d'une grande élasticité, d'une grande souplesse et d'excellentes propriétés d'adhérence, et sont généralement appliqués sur des substrats textiles. Des revêtements hautement photosensibles peuvent être développés à partir de nanoparticules d'oxyde de graphène - les nanoparticules d'oxyde de graphène (GO). La couche tactile dopée à l'oxyde de graphène présente une grande transparence et est presque incolore. Lorsque les revêtements dopés à l'oxyde de graphène sont exposés à la lumière naturelle du soleil ou à la lumière UV artificielle, les nanosphères d'oxyde de graphène entament un processus de réduction chimique qui génère des nanosphères d'oxyde de graphène noir réduit (RGO). 2,3 Des îlots relativement grands de sp2 se forment, modifiant complètement les propriétés d'absorption de ces revêtements et leur donnant (au fil du temps) une couleur noire profonde. En utilisant un dispositif de masquage, les revêtements sur les baskets ont pu être partiellement exposés à la lumière UV et les motifs ont pu être créés par une exposition sélective aux UV. En outre, les revêtements tactiles dopés au GO peuvent être colorés avec des pigments standard ou des pigments à effets irisés. Des effets créatifs de changement de couleur peuvent être obtenus pendant l'exposition aux UV et modifier l'aspect de la surface au fil du temps.
Présentation
Les clients sont d'abord attirés par l'aspect visuel d'un produit. Par conséquent, la conception des couleurs des chaussures de sport joue un rôle crucial dans la vente du produit. Une belle couleur ou la bonne combinaison de couleurs fera le succès d'un produit. Le marché de consommation actuel exige une stimulation émotionnelle du produit, et si le produit n'est pas unique, il deviendra rapidement fatigant d'un point de vue esthétique. Les revêtements tactiles photosensibles ajoutent un effet de couleur vif en changeant de couleur en fonction de l'environnement et des habitudes d'utilisation du consommateur. Lorsqu'un revêtement tactile photosensible est exposé à la lumière du soleil, un lent processus de changement de couleur s'amorce et le revêtement s'assombrit progressivement. S'il est utilisé sur des chaussures de sport, la couleur des chaussures variera chaque jour ensoleillé. La couleur changera progressivement avec le temps, et les consommateurs peuvent observer le changement de couleur chaque jour, attendant avec curiosité de voir la couleur finale.
Avec la nouvelle tendance à la personnalisation de masse des produits de consommation, les revêtements tactiles photosensibles offrent davantage de possibilités de personnaliser le point de vente de produits tels que les chaussures de sport. Les monotypes peuvent être découpés numériquement dans le magasin, tandis que les motifs individuels peuvent être créés à l'aide d'un dispositif irradié aux UV qui inspire le client et lui donne le sentiment de participer au processus de fabrication de la chaussure. Cela peut accroître l'interaction entre le client et ses chaussures, permettant ainsi une véritable personnalisation.
Application de revêtements tactiles photosensibles
L'application des revêtements tactiles photosensibles se fait essentiellement de la même manière que les revêtements tactiles classiques, à l'aide de techniques de sérigraphie manuelles ou automatisées. 4 Le procédé examiné dans le présent document, qui comporte des améliorations par rapport au procédé de sérigraphie, permet d'obtenir des épaisseurs de couche primaire de 0,2 à 1,2 mm. Plusieurs couches sont empilées pour former un revêtement structurel tridimensionnel, qui peut combiner plusieurs couleurs et effets multicouches. En règle générale, les revêtements tactiles sont appliqués sur des matériaux textiles, tels que les fibres de polyester ou de nylon, et sont souvent utilisés dans le domaine des chaussures de sport. Afin d'obtenir le meilleur effet de couleur sensible à la lumière, un revêtement spécial a été mis au point, comme le montre la figure 1. Plusieurs couches d'apprêt transparent sont d'abord appliquées pour créer l'effet d'enduction 3D souhaité et assurer une adhérence maximale au tissu. La première couche de couleur, généralement blanche, est appliquée sur l'apprêt afin de garantir la cohérence de la couleur finale. Une couche photosensible dopée au GO est utilisée comme couche à effet primaire pour fournir un mécanisme de changement de couleur dans tout le système de revêtement 3D. En général, la couche de GO a une épaisseur de 0,2 mm pour produire un changement de couleur visible important, et une fine couche irisée peut être appliquée sélectivement comme couche de finition finale. Les couleurs iridescentes sont particulièrement intéressantes en raison de leur forte visibilité sur un fond sombre. Bien entendu, la couche de finition peut également être modifiée pour produire d'autres effets tactiles, tels qu'un toucher doux, un toucher rugueux et des effets mats ou brillants, entre autres.
Analyse du mécanisme de photosensibilité aux UV des revêtements de GO
Dans le système de revêtement tactile photosensible, le revêtement de GO est la partie la plus importante du processus de changement de couleur. Il est bien connu que l'oxyde de graphène est progressivement réduit sous l'effet de la lumière UV et que le changement de couleur du jaune clair au noir foncé se produit au cours du processus de réduction. Cependant, jusqu'à présent, il n'y a pas beaucoup d'idées sur la façon d'utiliser ce changement de couleur dans les produits de consommation courante. Pour étudier le mécanisme photosensible des revêtements d'oxyde de graphène, nous avons préparé des revêtements de GO d'une épaisseur de film de 0,2 mm en ajoutant 0,02 wt% d'oxyde de graphène à une dispersion aqueuse de polyuréthane (WPU), qui était jaune pâle et semblait presque incolore en apparence. La partie du revêtement d'oxyde de graphène a été couverte par un compteur de papillons et ensuite irradiée avec une lumière UV pendant 30 minutes, et les résultats sont montrés dans la figure 2a. Le motif papillon découvert a pris une couleur très foncée (presque noire). La figure 2b montre les résultats de l'étude Raman des zones claires et sombres de l'échantillon. Les résultats pour l'échantillon non traité sont étiquetés WPU/GO et la zone sombre est étiquetée WPU/RGO avec des valeurs ID/IG correspondantes de 1,00 et 0,98, respectivement. Cela indique clairement que certains groupes fonctionnels contenant de l'oxygène à la surface du GO ont été éliminés et que la réduction photochimique de l'oxyde de graphène sous irradiation UV est diminuée.
Conception et caractéristiques des couleurs
En combinant des revêtements tactiles photosensibles avec d'autres pigments, il est possible de créer des motifs colorés passionnants où la couleur change progressivement à la lumière du soleil et s'assombrit considérablement sous l'effet des UV. Pour créer de bons produits de consommation, le développement des couleurs doit être abordé dans deux directions : 1) la couleur initiale avant l'exposition aux UV doit être attrayante pour susciter la décision d'achat initiale, et 2) la couleur finale plus foncée doit également être très attrayante pour maintenir la satisfaction du consommateur à l'égard du produit.
Les pigments iridescents ont un très bon effet de changement de couleur et, fait intéressant, ils ont une apparence très différente sur les fonds clairs et foncés. Outre leur effet iridescent, les pigments iridescents présentent un brillant clair très transparent sur les fonds clairs et un effet sombre unique (comme le violet foncé, le bleu foncé et le vert foncé) sur les fonds sombres. La figure 3 montre l'effet du revêtement sur un échantillon en noir et blanc, où le changement de couleur dû à la couleur du fond est clairement visible. Le revêtement tactile photosensible peut maintenant être utilisé comme couleur de fond, et le revêtement dopé au GO est essentiellement translucide. Ainsi, dans notre revêtement standard, une couche blanche est placée sous le revêtement dopé à l'oxyde de graphène. Avant l'application d'un rayonnement UV, le système de revêtement photosensible présente donc un aspect clair et irisé, et après l'irradiation UV, la couche dopée à l'oxyde de graphène s'assombrit et finit par devenir noire. Au fur et à mesure que la couche dopée au GO s'assombrit, la couleur irisée du vernis de finition devient plus prononcée et atteint finalement la couleur d'un fond noir.
La couleur change avec le temps et l'intensité des UV
Pour l'application pratique des revêtements tactiles photosensibles, il est important de comprendre les conditions et le moment du changement de couleur de la couleur initiale à la couleur finale. Nous avons donc étudié les effets de l'intensité des UV, du temps et de la température sur le changement de couleur. Les résultats sont résumés dans le tableau 1 de la page suivante.
Les conclusions sont les suivantes 1) une lumière UV plus intense raccourcit le temps de changement de couleur ; 2) une exposition discontinue avec des applications fréquentes prend plus de temps pour changer de couleur qu'une exposition continue à la lumière UV ; 3) en l'absence de lumière UV, la couleur du revêtement ne change pas, même à des températures allant jusqu'à 80°C.
Si l'on considère que le revêtement a été appliqué pour la première fois sur des chaussures de sport et que l'on tient compte des habitudes normales des consommateurs qui utilisent des chaussures de course, il faut environ 100 jours pour que le revêtement des chaussures de sport change complètement de couleur. Il est évident que le temps nécessaire à un changement complet de couleur dépend fortement de la zone climatique, de la durée d'utilisation et des conditions météorologiques locales, mais l'étude a révélé une gamme intéressante de changements de couleur dans les chaussures de sport d'extérieur.
Personnalisation des chaussures de sport
Les revêtements tactiles photosensibles permettent non seulement de modifier les couleurs en dégradé des chaussures de sport, mais ils peuvent également être utilisés pour la personnalisation ponctuelle, et les chaussures dotées de revêtements photosensibles peuvent être produites en masse de manière efficace. Les marques et les détaillants peuvent installer des découpeurs numériques et des boîtes à lumière UV dans leurs magasins. Les découpeurs numériques permettent de découper rapidement n'importe quelle forme de papier de masquage et de personnaliser les dessins des clients. Sous une lumière UV artificielle intense, le revêtement photosensible masqué peut être décoloré en quelques minutes. En magasin, la conception d'une chaussure individuelle peut être réalisée en moins de 30 minutes. La figure 5 montre quelques-uns des modèles individuels créés de cette manière.
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