吳 露，王祥榮

（蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州215123）

熱致可逆變色染料是一種顏色會(huì)隨溫度的變化而改變的功能性染料。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用水平的不斷提高改進(jìn)，人們對(duì)于功能性服裝的要求也由實(shí)用轉(zhuǎn)為豐富多彩。采用熱致可逆變色染料所得服裝，可以得到服裝顏色隨溫度而變化和動(dòng)態(tài)花紋的效果，滿足了人們對(duì)紡織品動(dòng)態(tài)色彩效應(yīng)和新穎服飾風(fēng)格的追求，這使得可逆熱致變色材料在紡織品上的應(yīng)用就越來(lái)越有必要性［1］。

熱致變色染料在一定物質(zhì)的作用下，失去電子并形成共軛結(jié)構(gòu)，進(jìn)而發(fā)色，但當(dāng)溫度升高時(shí)，共軛結(jié)構(gòu)遭到破壞，染料變?yōu)闊o(wú)色［2］。因此，隨著溫度變化，熱致變色染料的顏色也隨之變化。由于其本身穩(wěn)定性差，易受外界條件的影響，所以常以微膠囊的形式應(yīng)用與紡織品上。本文采用熱致可逆變色染料對(duì)真絲織物進(jìn)行印花，并討論粘合劑用量、焙烘溫度、焙烘時(shí)間、變色染料用量等因素對(duì)織物的K／S值、色度值、摩擦牢度和變色性能的影響，進(jìn)而得出變色染料真絲織物印花的最佳工藝［3］。

1 試驗(yàn)

1.1 材料及儀器

真絲電力紡（南通那芙爾服飾有限公司），嫩綠色熱致變色染料（λmax＝650nm）（義烏市變色化工科技有限公司）；增稠劑Ultraprint PDC（蘇州森立貿(mào)易有限公司）；粘合劑Superprint 101-APF（上海譽(yù)輝化工有限公司）；氨水（AR）（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

ALC-210電子天平（北京賽多利斯儀器有限公司），DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司），RW 20置頂式機(jī)械攪拌器（德國(guó)IKA公司），Mu562A型磁棒印花機(jī)（北京紡織機(jī)械器材研究所），M1N1型高溫焙烘機(jī)（廈門(mén)瑞比精密機(jī)械有限公司），Y571B型摩擦色牢度儀（南通宏大事業(yè)儀器有限公司），Hunter Lab Ultrascan XE型分光測(cè)色儀（美國(guó)Hunter Lab公司）。

1.2 變色染料印花

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，計(jì)算合成所需的藥品量，并準(zhǔn)確稱(chēng)取，然后將去離子水、嫩綠色熱致變色染料、10%粘合劑和2%增稠劑添加于燒杯中，加入氨水，調(diào)節(jié)pH為8～9，用機(jī)械攪拌器攪拌均勻，得到印花色漿。

剪取一定大小的真絲織物，在磁棒印花機(jī)上進(jìn)行印花，調(diào)節(jié)一定的磁棒壓力且保持不變，刮印兩次；將印花織物于60℃烘干，然后用焙烘機(jī)在規(guī)定的溫度下焙烘一定的時(shí)間。

1.3 測(cè)試

1.3.1 印花織物的K／S值與色度值

將印花后的織物折疊兩次成四層，在分光測(cè)色儀上測(cè)定印花織物的K／S值與色度值，掃描光譜范圍為350～1 050nm，測(cè)試采用D65光源，10°標(biāo)準(zhǔn)視場(chǎng)，樣品平行測(cè)試四次取平均值。

1.3.2 耐摩擦牢度測(cè)試

按照GB／T 3920-2008《紡織品 色牢度實(shí)驗(yàn) 耐摩擦色牢度》進(jìn)行測(cè)試；依據(jù)GB／T 251-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定沾色用灰色樣卡》評(píng)定織物的干濕摩擦牢度的級(jí)別。

1.3.3 印花織物變色性能測(cè)試

將印花織物剪成5cm×5cm的規(guī)格，放在裝有溫度計(jì)的密閉容器中，并將之置于恒溫水浴鍋中，緩慢升溫，觀察織物的顏色變化，記錄布樣的變色溫度和變色時(shí)間，其中，變色溫度和時(shí)間是指變色染料印花織物從開(kāi)始變色至完全變色的溫度和此過(guò)程所需的時(shí)間。

2 結(jié)果與討論

2.1 粘合劑用量的確定

為了變色染料更好的應(yīng)用于織物上，獲得更好的牢度，粘合劑的用量至關(guān)重要。配置一定量的印花漿料，增稠劑PDC1.5%，變色染料1%，粘合劑為101-APF，用量分別是5%、8%、10%、12%和15%，水若干，攪拌均勻后即可得到印花色漿，然后真絲織物上進(jìn)行印花，60℃烘干，140℃焙烘2min，得到印花織物，然后分別測(cè)試這些織物的各項(xiàng)性能。

2.1.1 粘合劑用量對(duì)印花織物K／S值和Lab值的影響

用分光測(cè)色儀分別測(cè)試5組印花織物的K／S值，結(jié)果如圖1和表1所示：

圖1 不同粘合劑用量所得真絲印花織物的K／S值

從圖1中可以看出，當(dāng)粘合劑的用量從5%增大至12%時(shí)，印花織物的K／S值隨之增加，增幅逐漸變小，但當(dāng)粘合劑的用量為15%時(shí)，織物的K／S值基本保持不變。說(shuō)明在一定的程度上，印花織物的K／S值隨著粘合劑的用量增加而增大。

表1 不同粘合劑用量對(duì)印花織物L(fēng)ab值影響

從表1數(shù)據(jù)可以看出，印花織物的a＊和b＊值隨著粘合劑用量的增加而基本保持不變，并且印花織物的h值呈現(xiàn)先增大后減小的態(tài)勢(shì)，在12%處有最大值。然而，印花織物的L＊值卻隨之降低，這可能是由于變色染料的發(fā)色情況受到了粘合劑的干擾［4］。

2.1.2 粘合劑用量對(duì)印花織物摩擦牢度的影響

測(cè)試5組棉印花織物的干摩擦和濕摩擦牢度，測(cè)試結(jié)果如表2所示：

表2 不同粘合劑用量對(duì)印花織物牢度的影響

從表2可以看出，隨著粘合劑用量的增加，印花織物的干摩擦牢度逐漸增加，當(dāng)粘合劑的用量達(dá)到10%時(shí)，干摩擦牢度基本不變，變色染料是靠?jī)?nèi)嵌在織物表面孔隙和溝壑中粘合劑的機(jī)械作用而粘接在織物上的，粘合劑與織物間還形成共價(jià)鍵和分子間作用力，這些都影響著織物的干濕摩擦牢度［5］。但當(dāng)粘合劑的用量達(dá)到12%之后，織物的濕摩擦牢度保持在4-5級(jí)不變，再增加粘合劑的用量，織物干濕摩擦牢度的均沒(méi)有得到提升。綜上可得，最佳的粘合劑用量為12%。

2.2 最佳焙烘溫度的確定

為了得到牢度較好的印花織物，減小高溫對(duì)變色染料變色性能的影響，焙烘溫度的選擇也是必不可少的。配置一定量的印花漿料，在真絲織物上進(jìn)行印花，60℃烘干，在一定溫度下焙烘，焙烘時(shí)間為2min，得到印花織物。選用的焙烘溫度分別為120、130、140、150、160、170和180℃。

2.2.1 不同焙烘溫度對(duì)印花織物K／S值和Lab值的影響

用分光測(cè)色儀分別測(cè)試7組真絲印花織物的K／S值和色度值，結(jié)果如圖2和表3所示：

從圖2可以看出，隨著焙烘溫度的增加，真絲印花織物的K／S值先增加后減小，在140℃時(shí)達(dá)到最大值，之后逐漸減小 .這是由于溫度太高對(duì)粘合劑的效果和變色染料有一定的影響，另外過(guò)高的溫度，對(duì)真絲織物也有些許的損傷，因此在150℃焙烘以及之后更高的焙烘溫度時(shí)，印花織物的K／S值明顯降低，所以焙烘溫度不宜過(guò)高。

圖2 不同焙烘溫度所得印花織物的K／S值

表3 不同焙烘溫度所得印花織物色度值

從表3中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著焙烘溫度的升高，所得印花織物的色度值并沒(méi)有發(fā)生太大的變化，織物的亮度和色光相似，表明在一定的溫度條件下，織物的L＊、a＊、b＊受溫度的影響較小。但隨著溫度的增加，印花織物的h值先增大后減小，說(shuō)明過(guò)高的溫度對(duì)變色染料的發(fā)色有一定的影響。

2.2.2 不同焙烘溫度對(duì)印花織物摩擦牢度的影響

測(cè)試7組棉印花織物的干摩擦和濕摩擦牢度，測(cè)試結(jié)果如表4所示：

表4 不同焙烘溫度對(duì)印花織物牢度影響

由表4看出，隨著焙烘溫度的增加，干、濕摩擦牢度逐漸增加。這是由于焙烘溫度逐漸升高，纖維孔隙增大，變色染料的小分子更易擴(kuò)散至纖維孔隙中，進(jìn)而使織物的色牢度得到提升［6］。但當(dāng)溫度達(dá)到150℃之后，粘合劑與織物的交聯(lián)已經(jīng)達(dá)到一種飽和的狀態(tài)，但溫度過(guò)高，時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)影響粘合劑的性能，同時(shí)對(duì)織物也有一定的損傷，且影響色澤的鮮艷度，故進(jìn)一步升高溫度織物的摩擦牢度有所下降［7］。

2.2.3 不同焙烘溫度對(duì)印花織物變色性能的影響

按照1.1.3中所述方法，分別測(cè)試所得印花織物的變色時(shí)間和變色溫度，所得結(jié)果如表5所示：

表5 不同焙烘溫度對(duì)印花織物變色性能的影響

由表5中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著焙烘溫度的增加，印花織物的變色溫度和變色時(shí)間均無(wú)明顯變化，這說(shuō)明在一定溫度范圍之內(nèi)，焙烘溫度的高低對(duì)變色染料的變色性能無(wú)明顯影響，這是由于變色染料的結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)楦邷囟l(fā)生改變或分解，耐熱穩(wěn)定性好。綜上所述，最優(yōu)焙烘溫度為140℃。

2.3 最佳焙烘時(shí)間的確定

為了得到牢度較好的印花織物，減小高溫環(huán)境對(duì)變色染料變色性能的影響，焙烘時(shí)間的確定也是重要的一環(huán)。配置一定量的印花漿料，在真絲織物上進(jìn)行印花，60℃烘干，焙烘一定的時(shí)間，焙烘溫度為140℃，實(shí)驗(yàn)選用的焙烘時(shí)間分別為1、1.5、2、2.5、3和4min。

2.3.1 不同焙烘時(shí)間對(duì)印花織物K／S值和Lab值的影響

用測(cè)色配色儀分別測(cè)試7組真絲印花織物的K／S值和色度值，結(jié)果如圖3和表6所示：

圖3 不同焙烘時(shí)間所得印花織物的K／S值

從圖3可以看出，在140℃的焙烘溫度下，隨著焙烘時(shí)間的增加，真絲印花織物的K／S值先增加后減小，在2min時(shí)達(dá)到最大值，之后逐漸減小 .這是由于在高溫條件下，過(guò)長(zhǎng)的焙烘時(shí)間影響了粘合劑本身的性能，降低了織物的得色量，且影響織物的色澤鮮艷度，因此在140℃焙烘條件下，焙烘時(shí)間大于2min時(shí)，印花織物的K／S值明顯降低，所以焙烘時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

表6 不同焙烘時(shí)間所得印花織物色度值

從表6中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著焙烘時(shí)間的延長(zhǎng)，印花織物的L＊值減小，而a＊和b＊值增大，說(shuō)明織物的亮度由于變色染料用量的增大而變小，而織物的色光偏向綠光和黃光，但是過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間使得織物的L＊值下降明顯，所以應(yīng)選擇合適的焙烘時(shí)間。另外，焙烘時(shí)間對(duì)印花織物的h值稍有影響。

2.3.2 不同焙烘時(shí)間對(duì)印花織物摩擦牢度的影響

測(cè)試6組棉印花織物的干摩擦和濕摩擦牢度，測(cè)試結(jié)果如表7所示：

表7 不同焙烘時(shí)間對(duì)印花織物牢度的影響

隨著焙烘時(shí)間的增加，干、濕摩擦牢度逐漸增加。這是由于焙烘時(shí)間的延長(zhǎng)，變色染料的小分子運(yùn)動(dòng)更加活躍，更易擴(kuò)散至纖維孔隙中，進(jìn)而使織物的色牢度得到提升［8］。但當(dāng)焙烘時(shí)間繼續(xù)增加時(shí)，印花織物的干濕摩擦牢度保持不變，故過(guò)度增加焙烘時(shí)間對(duì)摩擦牢度并無(wú)提升作用。

2.3.3 不同焙烘時(shí)間對(duì)印花織物變色性能的影響

按照1.1.3中所述方法，分別測(cè)試在不同時(shí)間下焙烘所得印花織物的變色時(shí)間和變色溫度，所得結(jié)果如表8所示：

表8 不同焙烘時(shí)間對(duì)印花織物變色性能的影響

由表8中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著焙烘時(shí)間的延長(zhǎng)，印花織物的變色溫度和變色時(shí)間均無(wú)明顯變化，這說(shuō)明在140℃及一定的時(shí)間范圍內(nèi)，焙烘時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)變色染料的變色性能無(wú)明顯影響，這是由于變色染料的結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)楦邷囟l(fā)生改變或分解，耐熱穩(wěn)定性好。綜上所述，最優(yōu)焙烘時(shí)間為2min。

2.4 變色染料用量的確定

為了變色染料更好的應(yīng)用于織物上，獲得更好的色澤和變色性能，變色染料最佳用量的確定也尤為重要。配置一定量的印花漿料，變色染料的用量分別為0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%和2.0%，水若干，攪拌均勻后即可得到不同的印花色漿，然后在真絲織物上進(jìn)行印花，并測(cè)的織物的相應(yīng)性能。

2.4.1 變色染料用量對(duì)印花織物K／S值和Lab值的影響

用分光測(cè)色儀分別測(cè)試7組真絲印花織物的K／S值和Lab值，結(jié)果如圖4和表9所示：

圖4 不同變色染料的用量所得印花織物的K／S值

從圖4中可以看出，當(dāng)變色染料的用量增加時(shí)，印花織物的K／S值隨之增加，增幅逐漸變小，說(shuō)明在一定的程度上，變色染料的用量越大，印花織物的K／S值也越大。

表9 不同變色染料用量所得印花織物的Lab值

從表9中可以看出，隨著變色染料用量的增加，印花織物的L＊值減小，而a＊和b＊值增大，說(shuō)明織物的亮度由于變色染料用量的增大而變小，而織物的色光偏向綠光和黃光。

2.4.2 變色染料用量對(duì)印花織物摩擦牢度的影響

測(cè)試7組棉印花織物的干摩擦和濕摩擦牢度，測(cè)試結(jié)果如表10所示：

表10 不同變色染料用量對(duì)印花織物牢度的影響

從表10可以看出，當(dāng)變色染料的用量增加時(shí)，印花織物的干摩擦牢度保持較高的等級(jí)不變，均為4-5級(jí)，但是，隨著變色染料用量的增加，印花織物的濕摩擦牢度卻呈現(xiàn)逐漸降低等級(jí)的態(tài)勢(shì)。當(dāng)印花漿料中所添加的增稠劑和粘合劑量一定時(shí)，對(duì)染料的粘結(jié)作用有一定的限制，因此，印花織物的濕摩擦牢度等級(jí)隨著變色染料用量升溫增加而降低；如要使牢度達(dá)到要求，當(dāng)染料用量增加時(shí)，必須提高粘合劑的用量。

2.4.3 變色染料的用量對(duì)織物變色性能的影響

用分光測(cè)色儀分別測(cè)試7組真絲印花織物的變色前后的K／S值，并得出ΔE值、Δh值以及變色時(shí)間和變色溫度，具體數(shù)據(jù)如表11和表12所示：

表11 不同變色染料用量對(duì)印花織物色度值的影響

由表11中數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)比不同用量變色染料在變色前后的h值、K／S值以及Δh值和ΔE值，可以看出隨著變色染料用量的增加，變色前后的Δh值和ΔE值越大，變色色差越大，變色越明顯，當(dāng)用量超過(guò)1.8%時(shí)，Δh值和ΔE值增加的幅度減小。

表12 不同變色染料用量對(duì)印花織物變色性能的影響

由表12中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著變色染料用量的增加，印花織物的變色溫度無(wú)明顯變化，但變色時(shí)間隨之增加，這是由于變色染料用量加大，織物上的變色染料量增加，變色時(shí)間延長(zhǎng)。

2.5 最佳工藝條件下熱致變色染料印花織物的變色性能

采用熱致變色染料，在最佳條件下得到印花織物，并對(duì)其變色性能進(jìn)行測(cè)試，其變色前后效果圖和色度值如圖5和表13所示。

圖5 變色印花織物變色前后的顏色

表13 變色印花織物變色前后的色度值

3 結(jié)論

在粘合劑為101-APF的情況下，變色染料真絲織物印花的最佳工藝條件為增稠劑PDC 2%，粘合劑101-APF 12%，色漿pH 為8～9，焙烘溫度140℃，焙烘時(shí)間2min。在此條件下，印花織物干摩擦牢度為4-5級(jí)，濕摩擦牢度為3級(jí)，對(duì)變色染料的變色性能影響較小。

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［3］ 李想，王祥榮 .超細(xì)涂料真絲織物印花工藝研究［J］.現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù)，2014，29（3）：83-85.

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［6］ 許益，付少海，房寬竣 .納米涂料在棉織物上的印花效果［J］.印染，2006，32（3）：4-6.

［7］ 孫文章，江亦李，蔡再生 .水性聚氨酯粘合劑在涂料印花中的應(yīng)用［J］.印染助劑，2001，18（6）：20-22.

［8］ 許益，付少海，房寬竣 .納米涂料在棉織物上的印花效果［J］.印染，2006，32（3）：4-6.