Sportcipőkre alkalmazott UV-bevonat
Az elmúlt években a vízalapú, nagy szilárdságú, 3D tapintású bevonatok1 nagy sikert arattak a piacon, fő alkalmazási területük a sportcipők. A többrétegű 3D bevonatok izgalmas, többszínű hatásainak kombinációja a tapintási effektusokkal és a nagy teljesítményű tulajdonságokkal a funkcionális tervezés teljesen új szabadságát teszi lehetővé.
Új fényérzékeny tapintású bevonatok kerülnek most a piacra. Ezek a bevonatok teljesen vizes poliuretán (PUD) gyantákon alapulnak, amelyek nagy rugalmassággal, rugalmassággal és kiváló ragasztási tulajdonságokkal rendelkeznek, és jellemzően textil alapanyagokra viszik fel őket. A grafén-oxid nanorészecskék - grafén-oxid (GO) nanorészecskék - alapján nagy fényérzékenységű bevonatok fejleszthetők. A grafén-oxiddal adalékolt tapintható réteg nagy átlátszóságot mutat és szinte színtelen. Amikor a grafén-oxiddal adalékolt bevonatokat természetes napfénynek vagy mesterséges UV-fénynek teszik ki, a grafén-oxid nanogömbök kémiai redukciós folyamatot indítanak el, amely fekete redukált grafén-oxid (RGO) nanogömböket hoz létre. 2,3 Viszonylag nagy sp2-szigeteket képeznek, amelyek teljesen megváltoztatják e bevonatok abszorpciós tulajdonságait, és (idővel) mélyfekete színűvé változtatják azokat. Egy maszkoló eszköz használatával a cipőkön lévő bevonatokat részben ki lehetett tenni UV-fénynek, és a tervezési mintákat szelektív UV-expozícióval lehetett létrehozni. Ezenkívül a GO-adalékolt tapintható bevonatok tovább színezhetők hagyományos pigmentekkel vagy irizáló hatású pigmentekkel. Az UV-expozíció során kreatív színváltó effektusok érhetők el, és idővel megváltoztathatják a felület megjelenését.
Bemutatkozás
A vásárlókat először a termék vizuális megjelenése vonzza. Ezért a sportcipők színkialakítása döntő szerepet játszik a termék eladásában. Egy szép szín vagy a színek megfelelő kombinációja teszi sikeressé a terméket. A mai fogyasztói piac megköveteli a termék érzelmi stimulációját, és ha a termék nem egyedi, akkor esztétikailag gyorsan fárasztóvá válik. A fényérzékeny tapintású bevonatok élénk színhatást adnak azáltal, hogy a színeket a környezetre és a fogyasztói használati szokásokra reagálva változtatják. Amikor a fényérzékeny tapintható bevonatot napfénynek teszik ki, lassú színváltozási folyamat kezdődik, és a bevonat fokozatosan elsötétedik. Ha sportcipőkön használják, a cipő színe minden napsütéses napon változik. A szín az idő múlásával fokozatosan változik, és a fogyasztók minden nap megfigyelhetik a színváltozást, kíváncsian várva a végső színt.
A fogyasztói termékek tömeges személyre szabásának új trendjével a fényérzékeny tapintható bevonatok több lehetőséget nyitnak a termékek, például sportcipők vásárlási pontjának személyre szabására. A monotípiák digitálisan kivághatók közvetlenül az üzletben, míg az egyedi minták UV-sugárzással ellátott eszközzel hozhatók létre, amely inspirálja és a vásárlót a cipőkészítés folyamatában való részvétel érzésével ruházza fel. Ez növelheti a vásárló és a cipője közötti interakciót, lehetővé téve a valódi személyre szabást.
Fényérzékeny tapintású bevonatok alkalmazása
A fényérzékeny tapintható bevonatok felvitele lényegében ugyanúgy történik, mint a már bevált tapintható bevonatoké - kézi vagy automatizált szitanyomási technikával. 4 Az ebben a tanulmányban tárgyalt eljárás a szitanyomási eljárás továbbfejlesztésével 0,2-1,2 mm vastagságú alapozóbevonatot tesz lehetővé. több réteg egymásra helyezése háromdimenziós szerkezeti bevonatot képez - potenciálisan több szín és többrétegű hatások kombinálásával. A tapintható bevonatokat jellemzően textilanyagokra, például poliészter- vagy nejlonszálakra viszik fel, és gyakran alkalmazzák a sportcipők területén. A legjobb fényérzékeny színhatás elérése érdekében egy speciális bevonatot fejlesztettek ki, amint az az 1. ábrán látható. Először több réteg átlátszó alapozót visznek fel a kívánt 3D-s bevonathatás létrehozásához és a szövethez való maximális tapadás biztosításához. Az alapozóra először az első, általában fehér színréteget viszik fel, hogy biztosítsák a végső szín konzisztenciáját. Elsődleges hatású bevonatként egy GO-adalékolt fényérzékeny réteget használnak, hogy a 3D bevonatrendszer egészében színváltoztatási mechanizmust biztosítsanak. A GO réteg jellemzően 0,2 mm vastag, hogy erős látható színváltozást eredményezzen, és egy vékony irizáló bevonat szelektíven alkalmazható végső fedőrétegként. Az irizáló színek különösen érdekesek, mivel sötét háttér előtt erősen láthatóak. Természetesen a végső fedőréteg is variálható, hogy más tapintási hatásokat, például puha tapintású, érdes tapintású, matt vagy fényes hatást biztosítson.
A GO bevonatok UV-fényérzékenységi mechanizmusának elemzése
A fényérzékeny tapintású bevonatrendszerben a GO bevonat a színváltoztatási folyamat legfontosabb része. Jól ismert, hogy a grafén-oxid UV-fény hatására fokozatosan redukálódik, és a redukciós folyamat során a színváltozás világossárgáról sötétfeketére változik. Eddig azonban nem sok ötlet van arra vonatkozóan, hogyan lehet ezt a színváltozást a mindennapi fogyasztói termékekben hasznosítani. A grafén-oxid bevonatok fényérzékenységi mechanizmusának vizsgálatára 0,2 mm filmvastagságú GO bevonatokat készítettünk 0,02 wt% grafén-oxid hozzáadásával egy vizes poliuretán diszperzióhoz (WPU), amely halványsárga volt és szinte színtelennek tűnt. A grafén-oxid bevonat részét pillangómérővel fedtük le, majd 30 percig UV-fénnyel besugároztuk, és az eredményeket a 2a. ábra mutatja. A fedetlen pillangómintázat nagyon sötét (majdnem fekete) színűvé változott. A 2b. ábra a minta világos és sötét területeinek Raman-vizsgálatának eredményeit mutatja. A kezeletlen minta eredményei a WPU/GO, a sötét terület pedig a WPU/RGO feliratú, a megfelelő ID/IG értékek 1,00, illetve 0,98 értékek. Ez egyértelműen azt jelzi, hogy a GO felületén lévő egyes oxigéntartalmú funkciós csoportok eltávolításra kerültek, és a grafén-oxid fotokémiai redukciója UV-sugárzás hatására csökkent.
Színes design és jellemzők
A fényérzékeny tapintású bevonatok és más pigmentek kombinálásával izgalmas színkialakítások hozhatók létre, ahol a szín a napfény hatására fokozatosan változik, UV-sugárzás hatására pedig jelentősen sötétedik. A nagyszerű fogyasztói termékek létrehozásához a színfejlesztést két irányból kell megközelíteni: 1) az UV-expozíció előtti kezdeti színnek vonzónak kell lennie, hogy elérje a kezdeti vásárlási döntést, és 2) a végső sötétebb színnek is nagyon vonzónak kell lennie, hogy a fogyasztó elégedett maradjon a termékkel.
Az irizáló pigmentek nagyon jó színváltó hatással rendelkeznek, és érdekes módon az irizáló pigmentek világos és sötét háttéren nagyon különböző színben jelennek meg. Irizáló hatásuk mellett az irizáló pigmentek világos háttéren nagyon áttetsző világos fényt, sötét háttéren pedig egyedi sötét hatást (például sötétlila, sötétkék és sötétzöld) mutatnak. A 3. ábra a bevonat hatását mutatja egy fekete-fehér mintán, ahol jól látható a háttér színéből adódó színváltozás. A fényérzékeny tapintású bevonat most már háttérszínként is használható, és a GO-adalékolt bevonat lényegében áttetsző. Így a szabványos bevonatunkban a grafén-oxiddal adalékolt bevonat alá egy fehér réteget helyezünk. Az UV-sugárzás alkalmazása előtt a fényérzékeny bevonatrendszer így világos, irizáló megjelenést mutat, UV-sugárzás után pedig a GO adalékolt réteg sötétedik, és végül feketévé válik. Ahogy a GO-adalékolt réteg fokozatosan sötétedik, a fedőréteg irizáló színe egyre hangsúlyosabbá válik, és végül eléri a fekete alapon megjelenő színt.
Színváltozás az idő és az UV intenzitás függvényében
A fényérzékeny tapintható bevonatok gyakorlati alkalmazásához fontos megérteni a színváltás feltételeit és időzítését a kezdeti színtől a végső színig. Ezért megvizsgáltuk az UV-intenzitás, az idő és a hőmérséklet színváltozásra gyakorolt hatását. Az eredményeket a következő oldalon található 1. táblázat foglalja össze.
A következtetések a következők: 1) a nagyobb intenzitású UV-fény lerövidíti a színváltozási időt; 2) a gyakori alkalmazással járó, diszkontinuus expozíció több időt vesz igénybe a színváltáshoz, mint a folyamatos UV-fény expozíció; 3) UV-fény hiányában a bevonat színe még 80 °C-ig terjedő hőmérsékleten sem változik.
Tekintettel arra, hogy a bevonatot először sportcipőkre vitték fel, és figyelembe véve a futócipőt használó fogyasztók szokásos szokásait, a sportcipőkön lévő bevonat teljes színváltozásához körülbelül 100 napra van szükség. Nyilvánvaló, hogy a teljes színváltozásig eltelt idő nagyban függ az éghajlati övezettől, a használat idejétől és a helyi időjárási viszonyoktól, de a tanulmány érdekes színváltozási tartományt talált a kültéri sportcipőknél.
Sportcipők személyre szabása
A fényérzékeny tapintású bevonatok nem csak a sportcipők színének fokozatos változtatását teszik lehetővé, hanem helyenkénti testreszabásra is használhatók, és a fényérzékeny bevonatokkal ellátott cipők hatékonyan tömeggyárthatók. A márkák és a kiskereskedők digitális vágógépeket és UV-fénydobozokat telepíthetnek üzleteikben. A digitális vágógépek gyorsan kivághatnak bármilyen formájú maszkolópapírt, és személyre szabhatják a vásárlói terveket. Intenzív mesterséges UV-fényben a maszkolt fényérzékeny bevonat perceken belül elszíneződhet. Az üzletben egy egyedi cipőtervezés kevesebb mint 30 perc alatt elkészülhet. Az 5. ábra néhány ilyen módon létrehozott egyedi dizájnt mutat.
UV fotoiniciátor Ugyanazon sorozat termékei