可逆熱敏變色織物的印花工藝研究

隋 燕 玲， 王 宏 志， 趙 明， 王 博， 李 紹 權， 崔 永 珠

（1.大連工業大學 紡織輕工學院，遼寧 大連 116034；2.鐵嶺市科技情報研究所，遼寧 鐵嶺 112000）

0 引 言

傳統紡織品的色澤是靜態的，即紡織品經印花或染色后，織物便呈現一種不變的色澤或花型［1］。隨著人們對紡織品個性化要求的心理日益增強和對功能性要求的提高，對服裝顏色的要求也由實用型轉向豐富多彩，而變色纖維材料正好迎合了人們的這種消費心理，需求越來越大，其品種和產量都得到快速發展。隨著各種熱敏變色技術的迅速發展，微膠囊技術不僅在信息領域廣泛應用，而且已應用于紡織染整工業方面［2-3］。示溫材料作為一種功能材料，能夠通過顏色的變化來控制溫度，在生產、生活方面有著廣闊的應用前景［4-5］。鑒于此，目前國內外已有各種變色纖維材料，可廣泛應用于T 恤衫、游泳衣、兒童服裝等服飾領域［6］。

熱敏變色現象［7］指某些物質能在特定溫度下由于結構的變化而發生可逆性的顏色變化。在可逆變色的過程中，熱敏變色染料遇到酸性物質，內酯分子變為酸分子，形成共軛結構，無色化合物變為有色化合物，從而形成顏色的可逆轉換［8］。

孫文秀等［9］概述了熱致可逆變色涂料及可逆變色涂料微膠囊化的發展應用。胡智榮等［10］對低溫可逆變色涂料的配方工藝進行了研究。美國已研究出溫控變色纖維，日本、歐洲某些國家將其廣泛應用在紡織品的生產加工中，生產出趣味性比較高的產品。但熱致可逆變色涂料在織物印花中的應用研究還較少。針對當前的形勢，本文主要探討了可逆熱敏變色印花色漿的配制及印花工藝條件對織物產品性能的影響，同時對最終處理織物的色牢度也進行了測試。為保證變色微膠囊不受破壞，本實驗采用低目數的篩網進行印花，以此獲得了良好的印花質量和變色靈敏度。

1 實 驗

1.1 材料與儀器

材料：白色純棉布；可逆熱敏變色涂料（紅色、藍色，韓國產）；增稠劑；黏合劑。

儀器：自動定型烘干機，LD-3642型，鶴山市宏發染整機械制造有限公司；全自動色差計，ADCI-60-C型，北京辰泰克儀器技術有限公司；紡織品摩擦色牢度儀，Y571W，無錫紡織機械廠。

1.2 印花工藝

熱敏變色涂料印花主要采用絲網印花，由于涂料為微膠囊，為防止其破裂，故本實驗采用80目的低目數絲網。

印花工藝：熱敏印花涂料漿的配制→白布→平網印花→焙烘→水洗→烘干。

1.3 性能測試

1.3.1 色差檢測

在CIE1976標準要求的條件下，通過分光光度儀測定染色布樣的亮度值L＊，色度值a＊（代表偏紅或偏綠值大小，+a＊：偏紅；-a＊：偏綠）、b＊（代表偏黃或偏藍值大小，+b＊：偏黃；-b＊：偏藍），以及與未經染色的空白布樣作為參比試樣，與染色布樣間的亮度差值ΔL，彩度差值Δa、Δb和綜合總色差ΔE。

1.3.2 色牢度測試

對印花產品進行耐摩擦色牢度的檢測，執行GB／T 3920—1997《耐摩擦色牢度》。

1.3.3 靈敏度測試

靈敏度測試是指在設定的測試溫度條件下，將印花織物放置3min，然后再將其放在15 ℃的環境中測試其顏色恢復到原色時所需要的時間。印花織物顏色的變化過程為原色→無色→原色。通過測試恢復到原色所需要的時間來表征顏色的變化靈敏度，時間越短說明變色靈敏度越高，變色效果越好。

2 結果與討論

2.1 印花漿質量分數對印花織物ΔE 的影響

在焙烘溫度為120 ℃、焙烘時間為4 min的條件下，采用不同質量分數的印花漿（藍色、紅色）進行平網印花試驗，以色差值ΔE 為縱坐標作關系曲線圖，結果如圖1所示。

圖1 印花織物ΔE 與印花漿質量分數之間的關系曲線圖Fig.1 Relationship betweenΔEand the concentration of printing paste

由圖1可以看出，隨著印花漿質量分數的增加，印花織物的ΔE 值逐漸增加，但水洗后織物的ΔE 值達到一定數值后開始有所下降。這是因為，隨著印花漿濃度的增加，通過黏合劑與織物結合的變色涂料的量逐漸增加，色素量聚集使得顏色變深。根據其對織物手感和牢度的影響，實驗選用的黏合劑和增稠劑的比例事先已確定，加入量以稠度相當且滿足印花要求為準［11］。隨著變色涂料量的增加，黏合劑與增稠劑的量相對減少，因而水洗后的印花織物呈現出ΔE 值略微下降的趨勢。綜合考慮，選取印花漿的質量分數為12%。

2.2 焙烘溫度對印花織物ΔE 的影響

在印花漿質量分數為12%、焙烘時間為4min的條件下，采用不同的焙烘溫度進行平網印花試驗（藍色、紅色），以色差值ΔE 為縱坐標作關系曲線圖，結果如圖2所示。

圖2 印花織物ΔE 與焙烘溫度之間的關系曲線圖Fig.2 Relationship betweenΔEand the baking temperature

由圖2可以看出，隨著焙烘溫度的升高，印花織物的ΔE 值逐漸增加，但水洗前織物的ΔE 值變化并不明顯，而水洗后織物的ΔE 值較水洗前低，且增加到一定數值后開始下降。這是因為，只有在溫度達到足夠高時，黏合劑中的活性基團才能與織物發生反應，黏合劑與織物的結合牢度決定變色涂料在水洗過程中是否容易脫落。隨著焙烘溫度的提高，變色涂料在織物上的結合更加牢固，但當溫度到達一定值后，印花織物上的變色涂料晶格受到破壞，從而影響黏合劑的結合力，造成水洗后的顏色變淺。綜合考慮，選取焙烘溫度為120℃。

2.3 焙烘時間對印花織物ΔE 的影響

在印花漿質量分數為12%、焙烘溫度為120 ℃的條件下，采用不同的焙烘時間進行平網印花試驗（藍色、紅色），以色差值ΔE 為縱坐標作關系曲線圖，結果如圖3所示。

圖3 印花織物ΔE 與焙烘時間之間的關系曲線圖Fig.3 Relationship betweenΔEand the baking time

由圖3可以看出，隨著焙烘時間的延長，水洗前后印花織物的ΔE 值逐漸增加，超過4 min之后牢度開始下降，織物水洗前后ΔE 值的升降幅度幾乎一致。這是因為，隨著焙烘時間的延長，牢度逐漸提高，黏合劑已經與布交聯完成。由于黏合劑是在一定溫度下通過活性基團與布的反應實現交聯反應的［12］，如果焙烘時間較短，交聯反應不能完成而導致牢度下降。只有焙烘足夠時間，黏合劑才能達到最好的性能。但并不是時間越長越好，因為交聯反應完成后，再增加焙烘時間已不起作用，且容易造成布的變黃，變色涂料分解，影響色澤鮮艷度，并造成能源的浪費。因此，選取焙烘時間為4min。

2.4 印花織物摩擦色牢度的檢測結果

對印花織物進行耐摩擦色牢度檢測，實驗條件分別為重錘質量20g，摩擦次數10次，紅、藍色印花織物的摩擦色牢度檢測結果如表1所示。采用兩種印花漿進行印花所得的印花織物，其干摩擦牢度均為4.5級，濕摩擦牢度均為4級。

表1 印花織物摩擦色牢度檢測結果Tab.1 Rubbing fastness of the printing fabric

2.5 靈敏度測試

紅色和藍色印花織物水洗前、后變色靈敏度測試檢測結果如表2所示。由表2可以看出，印花織物可在20～55 ℃的條件下能夠實現明顯的可逆變色，顏色恢復時間為4～34s。將印花織物在上述溫度范圍內放置一段時間，再將其織物放在15℃的環境中，可恢復到原來的顏色。隨著測試溫度的不同，顏色的恢復時間也不同。此變色恢復過程在短時間內即可完成，且變色效果極為明顯。隨著外界環境的溫度變化，印花織物的花紋顏色也不斷地變化，出現若隱若現的色彩效果。

表2 靈敏度測試檢測結果Tab.2 The color sensitivity of the printing fabric

3 結 論

可逆熱敏變色涂料印花的最佳工藝為：印花漿質量分數為12%，焙烘溫度為120 ℃，焙烘時間為4min。可逆熱敏變色涂料印花織物經水洗后，其色差值只有小幅降低，水洗牢度可達到4級，能夠滿足各項服用性能。可逆熱敏變色涂料印花織物的干摩擦牢度和濕摩擦牢度均達到4級，且具有良好的手感，能在印花織物的生產中廣泛應用。印花織物在20～55 ℃的條件下能達到明顯的可逆變色，實現原色→無色→原色的變化過程，且顏色恢復時間在4～34s內，變色效果極為明顯。

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