蔣歡

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以智能材料為基礎(chǔ)的智能紡織品得到迅速的發(fā)展。變色紡織品作為智能紡織品的一種，改變了紡織品經(jīng)印花或染色后便呈一成不變的顏色和花型的呆板形象，可以滿足消費(fèi)者對紡織品個(gè)性化和多樣化的需求，具有很大的發(fā)展空間。變色紡織品是指隨著外界環(huán)境（如光、溫度、濕度、電場和酸堿等）的變化而呈現(xiàn)不同色澤的紡織品。變色紡織品的主要加工方式有變色纖維織造和對紡織品進(jìn)行染色整理兩大類，按照變色原理的刺激方式分為光敏變色、熱敏變色、濕敏變色、電致變色和酸堿變色紡織品等。文中主要對上述幾類變色紡織品及其評價(jià)方法進(jìn)行了介紹。

1 變色紡織品類型

1.1 光敏變色紡織品

光敏變色紡織品是光敏變色材料在紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用，指的是紡織品受到光源激發(fā)后能夠發(fā)生顏色變化的一類紡織品。光敏變色材料主要分為有機(jī)化合物和無機(jī)化合物兩類，在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用中，只有可逆光敏變色有機(jī)材料才有實(shí)際意義。目前這些可逆光敏變色有機(jī)材料主要有偶氮苯類、螺毗喃類、俘精酸酐類、萘并萘醌類和雙酼腙類等[1]。其光敏變色的原理是此類化合物在外界光的作用下結(jié)構(gòu)方式或原子能級(jí)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致化合物吸收光譜發(fā)生變化。當(dāng)光的作用發(fā)生改變時(shí)，化合物的結(jié)構(gòu)或能級(jí)變回原來的狀態(tài)，吸收光譜返回原樣，這種可逆的變化在可見光領(lǐng)域就是材料顏色的變化與恢復(fù)[2]。

自1899年Marckwald首次發(fā)現(xiàn)1,4-二氫-2,3,4,4-四氯萘-1-酮在光的作用下會(huì)發(fā)生可逆變色行為后，光敏變色化合物就被廣泛地應(yīng)用于許多領(lǐng)域。在紡織領(lǐng)域，在越南戰(zhàn)爭時(shí)期光敏變色化合物就被應(yīng)用于制作變色軍服[3]，開啟了光敏變色化合物在紡織品領(lǐng)域應(yīng)用的時(shí)代。Lee soo-Joon等[4]通過交聯(lián)固著法將三種不同的光敏變色染料經(jīng)過浴染處理到聚酰胺纖維的平紋織物上，獲得光敏變色織物。該試驗(yàn)表明織物染色后具有光敏變色性能，但這種變色織物耐久性較差，且隨著洗滌次數(shù)的增加變色效果會(huì)變差。

國內(nèi)關(guān)于光敏變色紡織品的研究主要集中在對織物變色印花和染整的研究上。呂洲等[5]通過無水印花的方式，將含有1,3,3-三甲基-9'-羥基螺{2H-吲哚-2,3'-[3H]萘并[2,1-b]（1,4）噁嗪}的光敏變色色漿印制在純棉漂白平紋布上，可獲得在太陽光下由灰色變成藍(lán)色的可逆光敏變色織物，并通過在光敏變色效果最好的印花色漿中添加長余輝印花色漿，制得既有較好光敏變色性能，又有長余輝發(fā)光功能的織物。

蔣瑩瑩等[6]將合成的光敏變色化合物N-甲基螺噁嗪分別對純棉漂白平紋布、滌/棉漂白布和純滌漂白布進(jìn)行處理，制得三種不同的光敏變色織物，并將織物置于太陽光底下進(jìn)行變色性能檢測，發(fā)現(xiàn)純棉織物的光敏變色性能最好，較適合用于制備光敏變色織物。

目前，我國的光敏變色紡織品發(fā)展相對落后，可用于紡織品的光敏變色材料種類較少，光敏變色產(chǎn)品的使用耐久性和穩(wěn)定性較差，且制備光敏變色紡織品的工序較為復(fù)雜，這些因素均制約著光敏變色紡織品的應(yīng)用。然而，隨著人們對光敏變色產(chǎn)品研究的不斷深入和技術(shù)的進(jìn)步，光敏變色紡織品會(huì)不斷地涌入市場。

1.2 熱敏變色紡織品

熱敏變色紡織品是熱敏變色材料在紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用，指紡織品隨著環(huán)境溫度變化后能夠發(fā)生顏色變化的一類紡織品。熱敏變色材料根據(jù)其性質(zhì)可分為無機(jī)、有機(jī)和液晶類三種。在紡織品的應(yīng)用領(lǐng)域中，有機(jī)熱敏變色染料因顏色豐富、變色靈敏、性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用，其變色原理主要有pH變化機(jī)制和電子得失機(jī)制兩種。

在熱敏變色紡織品的研究上，國外起步較早。日本利用熱變色微膠囊技術(shù)的優(yōu)勢，最先研制出很多性能優(yōu)良的產(chǎn)品，成功開發(fā)出在-40～85℃可瞬間變色的各種彩色面料，可顯現(xiàn)的色彩多達(dá)56種[7]。可逆熱變色服裝的首次亮相是在英國皇家服裝協(xié)會(huì)舉辦的時(shí)裝展示會(huì)上，服裝的顏色隨著溫度的變化可以發(fā)生可逆變化[8]。

國內(nèi)關(guān)于熱敏變色紡織品的研究起步較晚，但隨著對變色紡織品的需求增加和紡織技術(shù)的進(jìn)步，研究人員相應(yīng)地制備出一些變色性能優(yōu)良的熱敏變色紡織品。林輝敏等[9]采用溶膠-凝膠技術(shù)將熱敏變色復(fù)合材料整理到純棉織物上，獲得熱致變色功能織物，并發(fā)現(xiàn)溶膠中熱敏變色材料所占比例越高，織物具有的變色性能越強(qiáng)。吳露[10]將使用6種黏合劑制得的色漿通過印花的方式整理到真絲織物上，可獲得6種不同熱敏變色性能的真絲織物。徐鳳飄等[11]采用物理拼色的方法，將幾種溫致變色顏料進(jìn)行混色或與常規(guī)顏料混色制得多層次的溫致變色顏料，并通過印染加工方式制作了兩種溫致變色織物，其中一種可以實(shí)現(xiàn)紫色、紅色和白色變換的三層次變色花面料，另一種可實(shí)現(xiàn)許多顏色變色的多層次變色迷彩面料。楊飛[12]將可逆熱變色復(fù)配物以微膠囊的形式通過浸漬整理法整理到純棉織物上，可獲得可逆熱變色紡織品，且織物具有良好的可逆熱變色性能，但整理后織物的耐洗和耐磨色牢度不太理想。伍壽珍[13]通過制備可逆熱敏變色微膠囊，并通過絲網(wǎng)印花的方式制備可逆變色棉織物，織物在20～45℃的條件下能實(shí)現(xiàn)無色—藍(lán)色—無色的可逆變化，同時(shí)織物具有較好的耐水色牢度和服用性能。馮文昭[14]將熱敏變色微膠囊添加到黏合劑中，并通過浸漬法整理得到熱敏變色織物，但得到的熱敏變色織物的干摩擦和濕摩擦色牢度約為3級(jí)，不能滿足要求，需要對整理工藝作進(jìn)一步的研究。高燕[15]分別采用浸軋和涂層法將變色微膠囊整理到純棉機(jī)織物上，得到熱敏變色織物，并對織物的變色性能進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)兩種方法整理后的織物均具有較好的變色性能，且涂層法整理的織物變色性能優(yōu)于浸軋整理的織物。

目前，國內(nèi)很多熱敏變色紡織品都是通過對棉織物進(jìn)行染色后整理的方式制得，且所得的熱敏變色紡織品的色牢度并不理想。對其它材質(zhì)的熱敏變色紡織品的研究較少，應(yīng)加大研究力度，相信不久的將來可以研制出種類豐富且服用性能更好的熱敏變色紡織品。

1.3 其它變色紡織品

光敏變色紡織品和熱敏變色紡織品是研究和應(yīng)用最多的兩類變色紡織品。此外，還有其它一些智能變色紡織品，如濕敏變色、電致變色和酸堿變色紡織品。

濕敏變色紡織品是濕敏變色材料在紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用，主要通過將濕敏染料以印染加工的方式整理到紡織品上。濕敏變色的原理是濕敏變色染料結(jié)構(gòu)會(huì)隨著環(huán)境中濕度的變化而改變，導(dǎo)致其對可見光的吸收光譜發(fā)生改變，從而影響最終顏色的呈現(xiàn)。習(xí)智華[16]等通過印花加工的方式將4種不同的濕敏變色涂料整理到漂白的棉細(xì)布和滌棉細(xì)布上，經(jīng)過變色性能測試發(fā)現(xiàn)，織物在相對濕度為40%～90%時(shí)具有較好的可逆變色效果。

電致變色紡織品是指在電場的作用下能夠發(fā)生顏色變化的紡織品，與其它變色紡織品相比，具有變色范圍廣和變色效果好的優(yōu)勢。中國對電致變色紡織品的研究較晚，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少。張邱平[17]以聚苯胺為變色材料，鍍銅導(dǎo)電布為基布，采用涂層工藝開發(fā)了具有良好導(dǎo)電性和電致變色性能的涂層織物，該織物在不同的電壓下可以實(shí)現(xiàn)原色—黑色—褐色三種顏色的變化。

酸堿變色紡織品是指隨著外界pH值的變化而發(fā)生顏色變化的紡織品，主要通過染色或涂層加工方式將pH指示劑與紡織品結(jié)合制備而成，可用于許多領(lǐng)域?qū)H值的監(jiān)控。霍小平等[18]用溴百里酚藍(lán)對純棉斜紋織物進(jìn)行染色，制備出一種酸堿變色織物，此織物在環(huán)境由酸性變?yōu)閴A性的過程中可以實(shí)現(xiàn)由黃至綠再到藍(lán)的顏色變化。田玉玲[19]研究制備出可以用于監(jiān)測傷口愈合情況的酸堿變色織物，試驗(yàn)時(shí)選用燦爛黃、茜素和剛果紅三種變色域的pH敏感型染料對棉織物進(jìn)行染色，并對染色織物的加酸顯色性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)三種染料織物在pH值3～8時(shí)具有比較明顯的顏色變化。

2 變色紡織品的評價(jià)方法

目前國內(nèi)尚無關(guān)于變色紡織品的系統(tǒng)評價(jià)體系及相關(guān)的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)，且對該方面的相關(guān)研究報(bào)道也較少。

呂洲等[5]和蔣瑩瑩等[6]主要通過觀察織物光照前后的顏色變化和深淺，記錄織物變色的始變時(shí)間、織物顏色變化到極致的飽和時(shí)間和織物撤銷光照后變回原色的回復(fù)時(shí)間，并用上述三個(gè)指標(biāo)來表征光敏變色織物的變色性能。楊飛[12]和高燕[15]測試織物的變色溫度、變色時(shí)間、復(fù)色溫度和復(fù)色時(shí)間來表征變色織物的變色性能。伍壽珍[13]將變色后的織物放置在45℃的環(huán)境中測試其顏色恢復(fù)至原色所需的時(shí)間，時(shí)間越短，表明織物的變色靈敏度越高，變色效果越好。

蔡佳仕[20]研制了熱敏變色紡織品的檢測設(shè)備，建立了熱敏變色紡織品的評價(jià)體系，并分析了不同測試溫度對檢測結(jié)果的影響。試驗(yàn)時(shí)先將具有熱敏變色性能的紡織品試樣置于熱源下加熱至一定溫度，并用灰色樣卡對變色后的試樣評定變色級(jí)別，然后關(guān)閉熱源，待紡織品恢復(fù)至原始狀態(tài)后再次對試樣顏色進(jìn)行變色評級(jí)。若加熱后試樣顯示的色差級(jí)別不低于灰色樣卡4級(jí)，則說明試樣不具有熱敏變色性能；若加熱后試樣顯示的色差級(jí)別低于灰色樣卡4級(jí)，但置于標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)溫30 min可使其恢復(fù)至初始狀態(tài)，調(diào)溫之后顯示出的色差級(jí)別不低于灰色樣卡4～5級(jí)，則說明試樣具有熱敏可逆變色性能；如果在調(diào)溫后，原樣與試樣間的色差級(jí)別低于灰色樣卡4～5級(jí)，則試樣不具有熱敏可逆變色性能。該方法可以合理區(qū)分熱敏可逆變色或不可逆變色紡織品，但未對熱敏可逆變色紡織品的變色過程和變色效果進(jìn)行定量研究。

何文元等[21]用計(jì)算機(jī)通過photoshop軟件的HSB模式對智能溫控致變色紡織品的變色過程進(jìn)行了測試分析：用表示色相中彩色成分所占的比例的S值表征有色變?yōu)闊o色的變色過程，用表示不同顏色色相的H值表征顏色轉(zhuǎn)換的變色效果。通過采用HSB模式表征智能變色紡織品的變色情況，可以對顏色進(jìn)行定量分析，用數(shù)據(jù)客觀地反映智能變色紡織品的變色過程、變色效果和變色質(zhì)量，但該方法并不能考核紡織品變色性能在使用過程中的耐久性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

隨著人們生活質(zhì)量的提高，智能變色紡織品也越來越受到歡迎，在紡織服裝和服飾領(lǐng)域的需求也越來越大。由于目前國內(nèi)外用以評價(jià)變色紡織品變色性能的檢測方法并不完善，沒有系統(tǒng)的檢測手段和評價(jià)體系，因此市場上此類產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊，消費(fèi)者的合法權(quán)益得不到保障。因此，采用不同的評價(jià)指標(biāo)專業(yè)、系統(tǒng)地研究變色紡織品的變色性能迫在眉睫，同時(shí)應(yīng)針對不同類型的變色紡織品制訂相應(yīng)的客觀試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行約束，對市場的交易秩序進(jìn)行規(guī)范，以保證廣大消費(fèi)者的合法權(quán)益。