Revestimento UV aplicado a calçados esportivos
Nos últimos anos, os revestimentos 3D táteis1 à base de água e com alto teor de sólidos têm sido um grande sucesso no mercado, sendo sua principal área de aplicação os calçados esportivos. A combinação de efeitos multicoloridos interessantes em revestimentos 3D multicamadas com efeitos táteis e propriedades de alto desempenho permite uma liberdade totalmente nova de design funcional.
Novos revestimentos táteis sensíveis à luz estão sendo introduzidos no mercado. Esses revestimentos baseiam-se em resinas de poliuretano (PUD) totalmente à base de água, com alta elasticidade, flexibilidade e excelentes propriedades de colagem, e normalmente são aplicados em substratos têxteis. Com base em nanopartículas de óxido de grafeno - nanopartículas de óxido de grafeno (GO) - é possível desenvolver revestimentos altamente fotossensíveis. A camada tátil de óxido de grafeno dopado apresenta alta transparência e é quase incolor. Quando os revestimentos dopados com óxido de grafeno são expostos à luz solar natural ou à luz UV artificial, as nanoesferas de óxido de grafeno iniciam um processo de redução química que gera nanoesferas de óxido de grafeno reduzido (RGO) de cor preta. 2,3 Formam-se ilhas relativamente grandes de sp2, alterando completamente as propriedades de absorção desses revestimentos e transformando-os (com o tempo) em uma cor preta profunda. Usando um dispositivo de máscara, os revestimentos nos tênis podem ser parcialmente expostos à luz UV e os padrões de design podem ser criados pela exposição seletiva à luz UV. Além disso, os revestimentos táteis dopados com GO podem ser coloridos com pigmentos padrão ou pigmentos de efeito iridescente. Efeitos criativos de mudança de cor podem ser obtidos durante a exposição à luz UV e mudar a aparência da superfície com o tempo.
Apresentação
Os clientes são atraídos primeiramente pela aparência visual de um produto. Portanto, o design de cores dos calçados esportivos desempenha um papel fundamental na venda do produto. Uma cor bonita ou a combinação certa de cores fará com que o produto seja bem-sucedido. O mercado consumidor atual exige estímulo emocional do produto e, se ele não for exclusivo, rapidamente se tornará esteticamente cansativo. Os revestimentos táteis sensíveis à luz adicionam um efeito de cores vivas, mudando as cores para responder ao ambiente e aos hábitos de uso do consumidor. Sempre que um revestimento tátil fotossensível é exposto à luz solar, inicia-se um lento processo de mudança de cor e o revestimento escurece gradualmente. Se for usado em calçados esportivos, a cor dos calçados variará a cada dia de sol. A cor mudará gradualmente com o tempo, e os consumidores poderão observar a mudança de cor todos os dias, esperando curiosamente para ver a cor final.
Com a nova tendência de personalização em massa de produtos de consumo, os revestimentos táteis fotossensíveis abrem mais oportunidades para personalizar o ponto de venda de produtos como calçados esportivos. Os monotipos podem ser cortados digitalmente diretamente na loja, enquanto os designs individuais podem ser criados com um dispositivo irradiado por UV que inspira e dá ao cliente uma sensação de envolvimento no processo de fabricação do tênis. Isso pode aumentar a interação entre o cliente e seus calçados, possibilitando a verdadeira personalização.
Aplicação de revestimentos táteis fotossensíveis
A aplicação de revestimentos táteis fotossensíveis é essencialmente feita da mesma forma que os revestimentos táteis estabelecidos, usando técnicas de impressão de tela manuais ou automatizadas. 4 O processo discutido neste artigo, com aprimoramentos no processo de impressão de tela, permite espessuras de revestimento de primer de 0,2 a 1,2 mm. Várias camadas são empilhadas para formar um revestimento estrutural tridimensional, possivelmente combinando várias cores e efeitos de várias camadas. Normalmente, os revestimentos táteis são aplicados a materiais têxteis, como fibras de poliéster ou náilon, e são usados com frequência na área de calçados esportivos. Para obter o melhor efeito de cor sensível à luz, foi desenvolvido um revestimento especial, conforme mostrado na Figura 1. Várias camadas de primer transparente são aplicadas primeiro para criar o efeito de revestimento 3D desejado e para garantir a máxima resistência de união ao tecido. Sobre o primer, a primeira camada de cor, geralmente branca, é aplicada primeiro para garantir a consistência da cor final. Uma camada fotossensível dopada com GO é usada como revestimento de efeito primário para proporcionar um mecanismo de mudança de cor em todo o sistema de revestimento 3D. Normalmente, a camada GO tem 0,2 mm de espessura para produzir uma forte mudança de cor visível, e um revestimento iridescente fino pode ser aplicado seletivamente como acabamento final. As cores iridescentes são particularmente interessantes por causa de sua forte visibilidade contra um fundo escuro. Obviamente, o acabamento final também pode ser variado para proporcionar outros efeitos táteis, como toque suave, toque áspero e efeitos foscos ou brilhantes, entre outros.
Análise do mecanismo fotossensível a UV dos revestimentos de GO
No sistema de revestimento tátil fotossensível, o revestimento de GO é a parte mais importante do processo de mudança de cor. É sabido que o óxido de grafeno é gradualmente reduzido sob luz UV, e a mudança de cor de amarelo claro para preto escuro ocorre durante o processo de redução. Entretanto, até o momento, não há muitas ideias sobre como utilizar essa mudança de cor em produtos de consumo diário. Para investigar o mecanismo fotossensível dos revestimentos de óxido de grafeno, preparamos revestimentos de GO com uma espessura de filme de 0,2 mm, adicionando 0,02 wt% de óxido de grafeno a uma dispersão aquosa de poliuretano (WPU), que era amarelo-claro e parecia quase incolor. A parte do revestimento de óxido de grafeno foi coberta por um medidor de borboleta e, em seguida, irradiada com luz UV por 30 minutos, e os resultados são mostrados na Figura 2a. O padrão de borboleta descoberto mudou para uma cor muito escura (quase preta). A Figura 2b mostra os resultados do estudo Raman das áreas claras e escuras da amostra. Os resultados para a amostra não tratada são rotulados como WPU/GO e a área escura é rotulada como WPU/RGO com valores ID/IG correspondentes de 1,00 e 0,98, respectivamente. Isso indica claramente que alguns grupos funcionais contendo oxigênio na superfície do GO foram removidos e a redução fotoquímica do óxido de grafeno sob irradiação UV foi reduzida.
Design e recursos de cores
Combinando revestimentos táteis fotossensíveis com outros pigmentos, é possível criar designs de cores interessantes em que a cor muda gradualmente à luz do sol e escurece significativamente sob exposição aos raios UV. Para criar ótimos produtos para o consumidor, o desenvolvimento de cores deve ser abordado em duas direções: 1) a cor inicial antes da exposição aos raios ultravioleta precisa ser atraente para que o consumidor tome a decisão inicial de compra e 2) a cor final mais escura também precisa ser muito atraente para manter a satisfação do consumidor com o produto.
Os pigmentos iridescentes têm um efeito muito bom de mudança de cor e, curiosamente, os pigmentos iridescentes têm uma aparência de cor muito diferente em fundos claros e escuros. Além de seu efeito iridescente, os pigmentos iridescentes apresentam um brilho claro altamente transparente em fundos claros e um efeito escuro exclusivo (como roxo escuro, azul escuro e verde escuro) em fundos escuros. A Figura 3 mostra o efeito do revestimento em uma amostra em preto e branco, em que a mudança de cor devido à cor do fundo pode ser claramente observada. O revestimento tátil fotossensível agora pode ser usado como cor de fundo, e o revestimento dopado com GO é essencialmente translúcido. Assim, em nosso revestimento padrão, uma camada branca é colocada sob o revestimento dopado com óxido de grafeno. Antes da aplicação da radiação UV, o sistema de revestimento fotossensível apresentará uma aparência leve e iridescente e, após a irradiação UV, a camada dopada com GO escurecerá e, por fim, ficará preta. À medida que a camada dopada com GO escurece gradualmente, a cor iridescente da camada superior se torna mais pronunciada e, por fim, atinge a cor em um fundo preto.
A cor muda com o tempo e a intensidade dos raios UV
Para a aplicação prática de revestimentos táteis fotossensíveis, é importante entender as condições e o momento da mudança de cor da cor inicial para a cor final. Portanto, investigamos os efeitos da intensidade de UV, do tempo e da temperatura na mudança de cor. Os resultados estão resumidos na Tabela 1 na página seguinte.
As conclusões alcançadas são as seguintes: 1) a luz UV de maior intensidade reduz o tempo de mudança de cor; 2) a exposição descontínua com aplicações frequentes leva mais tempo para mudar de cor do que a exposição contínua à luz UV; 3) na ausência de luz UV, a cor do revestimento não muda mesmo em temperaturas de até 80°C.
Considerando que o revestimento foi aplicado pela primeira vez em calçados esportivos e levando em conta os hábitos normais dos consumidores que usam tênis de corrida, pode levar cerca de 100 dias para que o revestimento dos calçados esportivos mude totalmente de cor. Obviamente, o tempo para completar a mudança de cor depende muito da zona climática, do tempo de uso e das condições climáticas locais, mas o estudo encontrou uma faixa interessante de mudança de cor em calçados esportivos para uso externo.
Personalização de calçados esportivos
Os revestimentos táteis fotossensíveis não apenas permitem mudanças de cor gradiente em calçados esportivos, mas também podem ser usados para personalização pontual, e os calçados com revestimentos fotossensíveis podem ser produzidos em massa com eficiência. As marcas e os varejistas podem instalar cortadores digitais e caixas de luz UV em suas lojas. Os cortadores digitais podem cortar rapidamente qualquer formato de papel de máscara e personalizar os designs dos clientes. Sob intensa luz UV artificial, o revestimento fotossensível mascarado pode ser descolorido em minutos. Na loja, um design individual de sapato pode ser concluído em menos de 30 minutos. A Figura 5 mostra alguns dos designs individuais criados dessa forma.
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