光致變色織物的色牢度測(cè)試分析

劉志強(qiáng)，張技術(shù)

（常熟理工學(xué)院 紡織服裝與設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 蘇州 215500）

0 引言

光致變色材料作為一種新型功能纖維被廣泛應(yīng)用于信息存儲(chǔ)、產(chǎn)品防偽、軍事國(guó)防材料、紡織服裝等領(lǐng)域，主要分有機(jī)光致變色材料、無(wú)機(jī)光致變色材料、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合光致變色材料和生物光致變色材料，其中有機(jī)變色材料具有反應(yīng)速度快、運(yùn)用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在紡織領(lǐng)域運(yùn)用最為廣泛。光致變色材料具有強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊和新穎的變色特點(diǎn)，兼具特殊功能和時(shí)尚前衛(wèi)[1]，能夠提升品牌的差異化競(jìng)爭(zhēng)力。目前光致變色材料在紡織品的運(yùn)用過(guò)程中的光穩(wěn)定性較差，易受到溫度、摩擦、pH、等因素的影響，本研究對(duì)市場(chǎng)中現(xiàn)存的光致變色織物進(jìn)行測(cè)試分析，探究市場(chǎng)上的變色織物是否符合使用標(biāo)準(zhǔn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

經(jīng)緯紗號(hào)均為59.1tex×2，經(jīng)緯密度（根/10cm）為267.7×149.6 的純棉白變藍(lán)、白變紫試樣，紗號(hào)5.0tex×5.0tex，經(jīng)緯密度（根/10cm）2362.2×2362.2 滌綸白變淡綠試樣，所選材料均為涂層印花法[2]織造平紋織物，具有單面變色不透光的特點(diǎn)。試樣一為白變藍(lán)，試樣二為白變紫，試樣三為白變淡綠。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與使用軟件

SW-24E 型耐水洗色牢度實(shí)驗(yàn)儀，YG（B）611 型日曬氣候?qū)嶒?yàn)儀，色牢度摩擦儀，Photoshop 軟件。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

在摩擦色牢度和耐皂洗色牢度實(shí)驗(yàn)中，需要在暗室下對(duì)織物進(jìn)行沾色色牢度評(píng)級(jí)，由于光致變色織物的變色特殊性，在標(biāo)準(zhǔn)光源箱中用光源A、F、D65、TL84、UV、CWF、U30 均無(wú)法得到明顯的變色現(xiàn)象，與實(shí)驗(yàn)后的試樣在太陽(yáng)光下的變色結(jié)果差異過(guò)大，因此未直接采用在暗室標(biāo)準(zhǔn)光源箱內(nèi)評(píng)級(jí)的辦法。此外，光致變色織物存在變色反應(yīng)快的特點(diǎn)，織物在太陽(yáng)光下迅速顯色，離開(kāi)太陽(yáng)光后顏色很快消失，經(jīng)日曬變色之后立即進(jìn)入暗室進(jìn)行評(píng)級(jí)也會(huì)對(duì)評(píng)級(jí)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。最終本實(shí)驗(yàn)采用的評(píng)級(jí)方法為：在正午光照陰影處，將試樣置于白棉布上進(jìn)行評(píng)級(jí)，評(píng)級(jí)過(guò)程中避免太陽(yáng)光直射試樣。

1.4 摩擦色牢度實(shí)驗(yàn)

經(jīng)向裁剪5cm×20cm 的3 種試樣各兩塊，實(shí)驗(yàn)時(shí)置于耐水細(xì)砂紙上固定，采用5cm×5cm 的專(zhuān)用白棉布在9N 的壓力下對(duì)其干摩擦和濕摩擦各10 次，摩擦后自然晾干，用評(píng)定沾色用灰色樣卡評(píng)級(jí)，每組重復(fù)實(shí)驗(yàn)3 次[3]。

1.5 耐皂洗洗色牢度實(shí)驗(yàn)

裁剪4cm×10cm 的試樣，其中純棉試樣正面縫合同等大小的純棉襯料，反面縫合羊毛襯料，滌綸試樣正面縫合滌綸面料，反面縫合純棉面料，稱(chēng)量質(zhì)量，根據(jù)1∶50 比例與5g/L 的皂液進(jìn)行混合置于水洗罐中，搖均，在40℃水溫中水洗30min，水洗結(jié)束后洗凈試樣，自然晾干，用灰色樣卡對(duì)試樣貼襯物進(jìn)行評(píng)級(jí)，用Photoshop 軟件對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)色評(píng)級(jí)[4]。Photoshop 評(píng)級(jí)時(shí)，用五點(diǎn)法對(duì)原樣與試樣取樣，測(cè)試出各點(diǎn)的L、a、b值，計(jì)算出原樣與試樣的色差△E，對(duì)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定變色用灰色樣卡》 進(jìn)行CLELAB 色差評(píng)級(jí)。

1.6 日曬氣候?qū)嶒?yàn)

裁剪3cm×5cm 的試樣二，將試樣二中心部分用擋板遮擋，形成自身對(duì)照，設(shè)定日曬氣候儀參數(shù)為：日曬時(shí)間22h，艙內(nèi)溫度27℃，艙內(nèi)相對(duì)濕度40%[5-6]，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后檢測(cè)試樣的光老化性[7]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 摩擦色牢度結(jié)果分析

經(jīng)摩擦色牢儀實(shí)驗(yàn)在正午[8]光照陰影處用沾色樣卡對(duì)試樣進(jìn)行評(píng)級(jí)，評(píng)級(jí)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 光致變色織物摩擦色牢度綜合評(píng)價(jià)

經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，經(jīng)涂層印花法制成的滌綸光致變色織物在干摩擦和濕摩擦的色牢度評(píng)級(jí)中均為4～5 級(jí)，摩擦色牢度優(yōu)良，純棉光致變色織物的干摩擦評(píng)級(jí)為3～4 級(jí)，色牢度良好，濕摩擦評(píng)級(jí)為2～3 級(jí)，低于3 級(jí)，不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在使用過(guò)程中可能存在嚴(yán)重褪色的現(xiàn)象，如圖1～3 所示。

圖1 試樣一

圖2 試樣二

圖3 試樣三

2.2 耐皂洗色牢度結(jié)果分析

經(jīng)耐水洗色牢度儀實(shí)驗(yàn)后，在正午光照陰影處沾色樣卡對(duì)試樣的貼襯物進(jìn)行評(píng)級(jí)，評(píng)級(jí)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 光致變色織物耐皂洗色牢度綜合評(píng)級(jí)

耐皂洗色牢度實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4～6，左邊是未經(jīng)處理，右邊為實(shí)驗(yàn)試樣；上面為貼襯物，下面為試樣。

圖4 試樣一

圖5 試樣二

圖6 試樣三

經(jīng)實(shí)驗(yàn)后用Photoshop CLELAB 對(duì)色法[9]對(duì)試樣進(jìn)行對(duì)色評(píng)級(jí)，對(duì)色特征值及色偏差如表3。

表3 CLELAB 對(duì)色法評(píng)級(jí)表

其中，△E=（△L2+△a2+△b2）1/2；CLELAB 評(píng)級(jí)為：5 級(jí)，0+0.2；4～5 級(jí)，0.8±0.2；4 級(jí)，1.7±0.3[10]。

由表2～3 可知，涂層印花純棉織物色牢度評(píng)級(jí)4～5 級(jí)，試驗(yàn)后的顏色稍綠，深度未明顯變淺，滌綸織物色牢度評(píng)級(jí)4～5 級(jí)，顏色稍藍(lán)，深度未明顯變淺。實(shí)驗(yàn)表明，涂層印花光致變色織物具有優(yōu)良的耐皂洗色牢度，符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 日曬氣候?qū)嶒?yàn)結(jié)果分析

試樣二日曬氣候?qū)嶒?yàn)圖如圖7。從圖中可知，經(jīng)日曬氣候儀模擬22h 日曬實(shí)驗(yàn)，對(duì)照區(qū)域?yàn)樽仙?，變色性不變，?shí)驗(yàn)區(qū)域變成白色，在太陽(yáng)光照下完全失去變色能力，日曬色牢度評(píng)級(jí)1 級(jí)，低于3 級(jí)，不符合標(biāo)準(zhǔn)[10]。

圖7 試樣二日曬氣候?qū)嶒?yàn)圖

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 經(jīng)涂層印花法制成的光致變色織物，滌綸織物具有良好的摩擦色牢度，純棉織物的濕摩擦色牢度較差，純棉光致變色織物在刷洗過(guò)程中可能存在掉色嚴(yán)重的現(xiàn)象，應(yīng)避免過(guò)度刷洗。

3.2 光致變色織物具有優(yōu)良的耐皂洗色牢度，符合耐皂洗服用標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 經(jīng)涂層印花制成的光致變色織物在22h 日曬實(shí)驗(yàn)后完全失去變色性，光致變色織物耐光性差，此類(lèi)織物制成的服裝不適合日常穿著，在使用的過(guò)程中可以考慮織物的美觀性、新奇性。

3.4 光致變色織物屬于新型功能材料，光變反應(yīng)速度快的特點(diǎn)使得對(duì)于光致變色色牢度的評(píng)級(jí)不能按照普通織物的評(píng)級(jí)方法，在之后的研究中需要制定相應(yīng)的評(píng)級(jí)方法，規(guī)范變色織物市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。