織物結(jié)構(gòu)對熱敏變色纖維織物呈色效果的影響

文 | 寧丹丹 陳麗華

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，消費者對服裝功能性、智能性及個性化的需求日益增加。具有高科技含量和附加值的熱敏變色纖維可以滿足人們對智能性和色彩動態(tài)變化的需求。熱敏變色纖維在一定溫度范圍內(nèi)，其顏色會隨著溫度的改變發(fā)生可逆變化，可用于趣味性服飾產(chǎn)品，還可用于嬰兒發(fā)燒提示、戶外工作者預(yù)防中暑等服裝上。

目前關(guān)于織物結(jié)構(gòu)對熱敏變色纖維織物呈色效果的影響研究較少，因此本文以棉紗為經(jīng)紗，緯紗采用新鄉(xiāng)白鷺化纖集團的熱敏變色粘膠長絲紗（其中熱敏變色物質(zhì)為有機物），設(shè)計了不同織物結(jié)構(gòu)的熱敏變色纖維織物，研究織物組織及緯密對熱敏變色纖維織物呈色效果的影響及其顯著性，研究結(jié)果對熱敏變色纖維織物的設(shè)計開發(fā)具有一定的參考價值。

1 織物結(jié)構(gòu)規(guī)格與顏色測試實驗

1.1 實驗材料

本文織物經(jīng)紗、緯紗分別采用7.38 tex×2 的100%白色棉紗、13.3 tex 100%粘膠變色長絲。隨著溫度的升高，緯紗逐漸由玫紅色變?yōu)榘咨?。所設(shè)計織物的組織結(jié)構(gòu)與規(guī)格如表 1 所示，其中在織物密度相同時，平紋織物的經(jīng)浮點最多，緞紋織物的經(jīng)浮點最少。

表1 織物組織結(jié)構(gòu)與規(guī)格

織物編號 織物組織 上機密度/（根?（10 cm）－1）變色前 變色后 經(jīng)密 緯密1－11－1－32平紋260 230 1－21－2－32260 1－31－3－32290 2－12－1－321/3 斜紋230 3－13－1－328/3 緞紋230

1.2 織物織造及顏色指標(biāo)測試

（1）實驗儀器

SL8900臺灣碩奇打樣機；Datacolor 500型分光測色儀；YG606D型織物保溫儀；Raytek紅外測溫儀。

（2）試樣規(guī)格

將待測樣品折疊 4 層。

（3）實驗參數(shù)

加熱時間：5 min；測試溫度：26、32 ℃。

（4）測試指標(biāo)

顏色空間值L、a、b：表示均勻的顏色空間。L表示明度，相當(dāng)于亮度；a和b表示色相，其中a表示紅/綠特征，b表示黃/藍(lán)特征。

三刺激值X、Y、Z：在三原色系統(tǒng)中，指與待測色光達到色匹配所需的 3 種原刺激的量。X、Y、Z分別代表紅原色、綠原色、藍(lán)原色，其中Y也表示亮度。

色差值ΔE：以定量表示的色知覺差異，是明度差、彩度差和色相差的綜合效應(yīng)。ΔE＝（ΔL＋Δa＋Δb）。

彩度值C：也稱飽和度，表示色彩的純度，是顏色中一定色相表現(xiàn)的強弱程度，一種色彩中不含白或黑的成分其純度最高。

白度值：表示物質(zhì)表面白色的程度，即物體顏色與一個最佳白色接近的程度。

2 織物顏色指標(biāo)測試結(jié)果與分析

2.1 織物組織對呈色效果影響測試與分析

2.1.1 織物組織對明度及色相的影響與分析

為分析熱敏變色織物組織對織物明度及色相的影響，對密度相同、組織不同的織物的顏色空間值、三刺激值進行測試，結(jié)果如圖 1 所示。

由圖 1 可以看出，變色前后，織物L(fēng)值和Y值從大到小均依次為 1－1、2－1、3－1，即平紋織物明度最高，緞紋織物明度最低，且各織物變色后的明度大于變色前。因為白色在所有顏色中明度最高，所以織物密度相同時，平紋織物明度最大，并且織物變白后明度增加。

圖1 織物組織對明度和色相的影響

變色前后，織物的a值均為正，偏紅，正值越大越紅；b值均為負(fù)，偏藍(lán)，負(fù)值越小越藍(lán)。a值和b值的變化規(guī)律為：緞紋＞斜紋＞平紋，即緞紋更偏紅，其偏藍(lán)程度低，且各織物變色后偏紅和偏藍(lán)程度減弱。因為緞紋織物的緯浮長線更多浮在織物表面，所以更偏紅，并且變白后織物偏紅程度降低。

三刺激值隨織物組織變化規(guī)律均為：平紋＞斜紋＞緞紋，即平紋織物的紅原刺激量、綠原刺激量、藍(lán)原刺激量均為最大，緞紋織物的三原刺激量最小。因為三刺激值的三原色都落在光譜軌跡之外，與明度和色相都有關(guān)，但明度對其影響大于色相，所以平紋織物三原刺激值最大。

同時可以得出，變色前后，織物 1－1、2－1、3－1 的色差值分別為5.23、6.57、7.59，即平紋＜斜紋＜緞紋，緞紋變色最明顯。這是由于緞紋織物的變色緯紗更多浮在織物表面，所以色差最大。

由此可見，平紋織物明度最高，偏紅程度最低；緞紋織物明度最低，偏紅程度最高；變色前后，緞紋織物顏色變化最明顯。

2.1.2 織物組織對彩度的影響與分析

為分析熱敏變色織物組織對彩度的影響，對織物變色前后的彩度進行測試，結(jié)果如表 2 所示。

表2 組織對織物彩度和白度的影響

織物編號1－12－13－11－1－32 2－1－32 3－1－32彩度值27.6931.0532.2624.5725.9026.48白度值96.7196.2695.28100.9697.5692.87

由表 2 可以看出：隨組織變化，織物彩度變化為平紋＜斜紋＜緞紋，即平紋織物的彩度最小，緞紋織物的彩度最大，并且各織物變色前的彩度均大于變色后的彩度。這是因為密度相同時，平紋織物結(jié)構(gòu)緊密，纖維之間接觸面積增加，光在織物內(nèi)部的路程增加，對光線吸收降低，所以彩度較低；緞紋織物的緯紗更多浮在織物表面，對光線吸收強，所以彩度最大；同時變色后織物光譜帶變寬，所以其彩度下降。由此可以得出，平紋的彩度最小，緞紋的彩度最大，且變色前不同組織織物間彩度差異更明顯。

2.1.3 織物組織對白度的影響與分析

為分析熱敏變色織物組織對白度的影響，對織物變色前后的白度進行測試，結(jié)果如表 2 所示。由表 2 可以看出：變色前，組織對織物白度的影響并不明顯；變色后，隨著組織的變化，其白度變化表現(xiàn)為：平紋＞斜紋＞緞紋。因為織物經(jīng)紗為白色，緯紗變色前為玫紅色，緞紋組織的經(jīng)浮點最少，所以白度最低，平紋組織的經(jīng)浮點最多，所以白度最高；同時緯紗由玫紅色變?yōu)榘咨?，所以變色后各織物的白度增加。由此可以得出，平紋織物的白度最高，緞紋織物的白度最低，織物變色后白度增加。

2.2 織物緯密對呈色效果影響測試與分析

2.2.1 織物緯密對明度和色相的影響與分析

為分析熱敏變色織物緯密對織物明度及色相的影響，對組織相同、緯密不同的織物的顏色空間值、三刺激值進行測試，結(jié)果如圖 2 所示。

由圖 2 可以看出：織物變色前后，隨著緯密的增加，L值和Y值從大到小均依次為：1－1、1－2、1－3，即織物明度隨緯密的增加而減小，且各織物變色后明度大于變色前。因為白色明度大于玫紅色，當(dāng)織物組織相同時，密度大的織物其緯紗更多地浮在織物表面，所以明度低，并且織物變白后明度提高。

不同緯密的織物，其a值均為正，b值均為負(fù)。隨著緯密的增加，織物的a值和b值均是 1－1＜1－2＜1－3，即密度最大的織物色相更偏紅，偏藍(lán)程度最弱，且各織物變色后偏紅和偏藍(lán)程度均降低。因為在色相表現(xiàn)中，相對于白色經(jīng)紗，玫紅色的緯紗占主要因素，密度大的織物緯紗浮在織物表面更多，所以密度大的織物更紅，并且織物變色后色相減弱。

圖2 織物緯密對明度和色相的影響

織物的三刺激值隨著緯密的增加變化規(guī)律均為：1－1＞1－2＞1－3，即紅原刺激量、綠原刺激量、藍(lán)原刺激量均變小。因為三刺激值的三原色都落在光譜軌跡之外，與明度和色相都有關(guān)，但明度對其影響大于色相，所以緯密最小的織物的紅原色、綠原色、藍(lán)原色數(shù)值最大。

同時可以得出，變色前后，織物 1－1、1－2、1－3的色差值分別為5.23、5.72、7.35，即隨著緯密的增加，織物的色差逐漸增大。因為組織相同時，密度大的織物，玫紅色緯紗浮在織物表面更多，所以最容易看出織物顏色變化。

由此可見，隨著緯密的增加，織物明度下降，但其偏紅程度增加，變色后織物的明度高于變色前，偏紅程度低于變色前，并且緯密越大，織物變色越明顯。

2.2.2 織物緯密對彩度的影響與分析

為研究熱敏變色織物緯密對織物彩度的影響，對織物的彩度值進行測試，結(jié)果如表 3 所示。

表3 織物緯密對織物彩度和白度的影響

織物編號1－11－21－31－1－32 1－2－32 1－3－32彩度值27.6927.5427.1224.5723.1122.92白度值96.7186.8286.77100.9685.9678.98

由表 3 可以看出：隨著緯密的增加，織物彩度由小到大為：1－1＞1－2＞1－3，緯密最小的織物彩度最高，且各織物變色后的彩度均小于變色前，變色后織物間彩度差異大于變色前。因為在組織結(jié)構(gòu)相同的情況下，織物排列得越緊密，顏色的表現(xiàn)越弱，即織物的彩度越小，并且變色后織物的光譜帶變寬，所以彩度下降。由此可以得出，隨著緯密增加，彩度呈下降趨勢，且變色前緯密對彩度的影響小于變色后緯密對彩度的影響。

2.2.3 織物緯密對白度的影響與分析

為分析熱敏變色織物緯密對織物白度的影響，對織物的白度值進行測試，結(jié)果如表 3 所示。由表 3 可以看出：隨著緯密的增加，織物白度變化規(guī)律為：1－1＞1－2＞1－3，即緯密大的織物，白度低，并且變色后織物的白度大于變色前，白度下降更明顯。因為密度大的織物，緯紗對經(jīng)紗的遮蔽程度增大，所以密度大的織物白度低，并且變色后各織物的白度增加。由此可以得出，彩色變白色的織物，白度隨著緯密的增加而降低；變色后織物的白度高于變色前，且隨著緯密增加織物白度降低更明顯。

2.3 織物結(jié)構(gòu)對呈色效果影響顯著性分析

對熱敏變色織物變色效果進行織物組織和緯密的雙因素顯著性分析，結(jié)果如表 4 所示。

表4 織物組織和密度對呈色效果影響的顯著性分析

來源 自由度 明度 色相 彩度 白度L*Ya*b*XZ方差組織（A）r－122222222緯密（B）s－122222222（r－1）×（s－1）誤差44444444總和rs－188888888 26 ℃FA值43.20 18.95 40.616.80 11.539.22 44.21 0.03 FB值71.17 34.30 6.859.62 57.07 49.351.29 2.90 32 ℃FA值27.76 35.85 37.514.047.65 12.04 35.68 0.22 FB值23.89 31.40 3.42 24.38 12.05 108.506.86 5.42

給定α＝0.05，查表可知F（2，4）＝6.94。由表 4 可以看出，變色前后，只有b、白度的F值以及a、彩度、白度的F值小于6.94，其余F值均大于6.94。即織物組織對色相中的黃藍(lán)值和白度影響不顯著，對其他顏色指標(biāo)影響顯著；織物緯密對色相中的紅綠值、彩度以及白度影響不顯著，對其他顏色指標(biāo)影響顯著。

由此可以得出，織物組織對織物明度、彩度以及偏紅程度影響顯著，對織物白度影響不顯著；織物緯密對織物明度影響顯著，對織物彩度、白度以及偏紅程度影響不顯著。

3 結(jié)語

本文研究結(jié)果對熱敏變色纖維織物的設(shè)計開發(fā)具有一定的參考價值。通過組織結(jié)構(gòu)對織物呈色效果影響的研究，可以得出以下結(jié)論：織物組織和緯密對明度影響都顯著，平紋織物的明度最大，隨著緯密的增加明度逐漸下降；織物組織對色相影響顯著，緯密對其影響不顯著，織物色相為玫紅色，緞紋織物的偏紅程度最高，且隨著緯密的增加而偏紅程度增加；織物組織對彩度影響顯著，緯密對其影響不顯著，緞紋織物的彩度最高，隨著緯密的增加彩度逐漸降低；織物組織和緯密對白度影響不顯著，平紋織物的白度最高，隨著緯密的增加白度逐漸下降。