遇紫外線變色雨傘印花面料的開發研究

張紅萍，奚 明，姚葉斌

[1.浙江多元紡織科技（集團）有限公司，浙江 嘉興 314400；2.嘉興市藍劍工程檢測有限公司，浙江 嘉興 314051]

在追求時尚的時代，人們對生活用品的追求也日新月異，不僅考慮材質及使用功能，還注重外觀風格、新穎度以及個性化。過去雨傘只是被當作遮風擋雨的生活用品，而在現代，除了遮風擋雨之外，更多的人還會用來遮擋太陽及紫外線。為了滿足人們享受陽光的需求，感光變色織物應運而生。近年來，感光變色織物發展迅速，是現代科學進步的成果[1-4]。遇紫外線變色雨傘是感光變色雨傘的一種，當其置于紫外光照射下，顏色就會發生變化，離開紫外光之后，顏色就會還原。因此，雨傘的圖案、色彩、花紋會隨著溫度、光線強弱等不同的環境發生變化，打破了傳統印花圖案花型靜止、呆板的格局，使織物圖案逼真且具有動感，同時還可以對溫度、紫外線強度等環境因素進行預警，通過多色搭配，達到多變的視覺效果[5]。

目前，遇紫外線變色面料的加工方法主要有3類：變色纖維加工技術、變色染料染色加工技術和變色涂料印花加工技術。變色纖維加工技術就是將感光變色纖維通過織造方法織入變色面料；感光變色纖維是通過后整理技術制備的人造纖維，織物具有手感柔軟、耐久性好、變色效果不會隨著多次洗滌而減弱等優點。變色染料染色加工技術是將變色染料經過一般的染色方法附著在纖維制品表面的方法，其變色效果主要取決于染料的配制與配比，因此，對染料的組分及其用量的控制要求相對較高。變色涂料印花加工技術是通過摻雜感光變色化合物粉末的色漿對普通面料進行涂料印花[2]。變色涂料產生變色的方法主要有3種：光敏變色、濕敏變色、熱敏變色[6]。

目前，某公司經過研發創新，設計了一種遇紫外線變色雨傘印花面料，當太陽光強度不同時，傘面花紋的顏色變化不一，既提高了產品的個性化，又能直接反映紫外線的強度，提高了產品的功能性。

1 生產工藝

主要生產工藝包括基布制備（基布織造、坯布染色、預備定型）、內層復合、二層涂膠、印花、水洗、成品定型等工序，詳見圖1。

圖1 生產工藝流程（★標注為關鍵工序）

1.1 基布制備

選用65 D以下的超細旦DTY滌綸絲為主原料，并在主原料中加入防紫外纖維進行混紡。防紫外纖維在經紗中所占質量分數為32%～35%，因此，織造的基布具備一定的防紫外功能。基布織造采取平紋組織，在噴水織機上織造成密度為300 T的高密度平紋組織布料，基布面料的組織結構具有良好的致密性，因此，本身具備優良的物理防水性能。

1.2 內層復合工藝

基布層通過熱復合的方式復合防水透明膠膜，其中，防水透明膠膜附在基布層的內側，主分為PA樹脂，提高了防水性和抗滲透性。復合工藝條件：車間溫度保持在（25±5）℃，濕度保持在65%±5%，復合輥的溫度保持在（50±5）℃，在防水透明膠膜上均勻涂覆膠水，復合涂膠量保持在1.5 g/m2，復合線速度保持在（150±10）m/min，然后采用三段式烘箱進行烘干處理，保持三段干燥溫度分別為65、75、85 ℃，固化冷卻后進行收卷，得到復合基布，具有良好的防水性能。

1.3 二層涂膠工藝

二層涂膠工藝包括PU黑漿層涂層工藝和PU亮膠層涂層工藝。PU黑漿層涂覆于基布層外側，PU亮膠層涂覆于PU黑漿層外側。其中，PU黑漿的配制是將40%±5%（質量分數）的聚氨酯樹脂加入60%±5%（質量分數）的乙酸乙酯中形成PU黑漿的初膠，然后通過加入10%±2%（PU黑漿初膠總質量的百分數）的黑漿、1%的交聯劑和1%的附著力增進劑混合攪拌形成黑漿，最后將黑漿涂覆在基布上。PU亮膠的配制是將40%±2%（質量分數）的聚氨酯樹脂加入60%±2%（質量分數）的甲苯中攪拌后形成PU亮膠的初膠，再加入15%±1%（PU亮膠初膠總質量的百分數）的亮銀和2%的架橋劑混合攪拌后形成PU亮膠，最后將PU亮膠涂覆在PU黑漿層外側[7]。

其中，PU黑漿層、PU亮膠層采用二次涂層流水線進行涂覆[8]。首先將需要涂覆的基布放在放料輥上，采用導布輥將基布送入第一輥組進行PU黑漿涂層作業，第一道PU黑漿層形成后，通過熱風輥組將涂覆后的布料進行烘干處理，其次通過導布輥將面料送入第二輥組進行PU亮膠涂覆作業，重復一次涂覆工作，烘干后完成第二次涂覆作業，最后將兩次涂層后的面料進行卷布處理。

1.4 變色涂料制備

先將溶劑加入空桶內，將變色微膠囊、印花涂料按照比例加入溶劑中，攪拌20 min，混合均勻，然后進行過濾（利用160目的絲網），再添加架橋劑和促進劑，按照300 r/min的速率攪拌30 min，得到變色涂料。

1.5 變色涂料印花工藝

將制備好的變色涂料通過某公司研發改進的織物面料印染設備進行印花。在此過程中，驅動電機帶動攪拌槳攪拌，將變色涂料攪拌均勻，避免染料因為長時間沉淀而導致密度不均勻的問題，確保染色的質量及附著牢固性。變色涂料通過染色印花后，100 ℃烘干，完成印花工藝。

2 性能測試

將遇紫外線變色雨傘印花面料放置在太陽光下，觀察后發現，經過光照后的印花顏色濃淡變化與太陽光照強度，即紫外光照的強度有關，隨著紫外光照射強度的增加，印花顏色變紅，但變紅到一定程度后就固定且不再發生變化。將面料放到見不到太陽光的暗處，印花顏色就會慢慢變淺，逐漸恢復到遇紫外線變色前的淺色效果。遇紫外線變色雨傘印花面料變色效果明顯，完成了遇紫外線變色的個性化創新表達，提升了產品的藝術性和趣味性。

目前，國內外未見紡織品面料遇紫外線變色性能的檢測方法和相關標準，因此，通過電腦測色配色儀來采集面料花紋位置經過光照變色前后顏色的L、a、b值來表征面料的遇紫外線變色性能[2，9]。經過測試，在光源照射之前，面料初始L、a、b值分別為94、5、1，用D65/10°光源照射面料10 min后，L、a、b值分別為60、62、6。由此可見，面料經光源照射后，a值顯著增加（增加50以上），顏色從米色逐漸變為粉紅色，因此，電腦測色配色儀的測試結果也與人眼觀察到的結果相同（表1）。

表1 光源照射前后對比統計

根據GB/T 18830—2009《紡織品 防紫外線性能的評定》，通過紡織品的防日光紫外線性能測試方法進行測試，發現面料的紫外線防護系數（Ultraviolet Protection Factor，UPF）為98.3，T（UVA）值為0.78%，T（UVB）值為0.84%。根據GB/T 18830—2009相關規定，只有當樣品的UPF值大于40且T（UVA）AV＜5%時，才能稱之為“防紫外線產品”，這兩個條件必須同時滿足，才能證明該產品具有防紫外線功能。根據GB/T 18401—2010《國家紡織產品基本安全技術規范》，面料無異味。根據GB/T 4669—2008《紡織品 機織物 單位長度質量和單位面積質量的測定》，面料單位面積質量為88 g/m2。根據GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗 耐摩擦色牢度》，面料耐摩擦色牢度等級為干摩4～5級、濕摩3級。根據GB/T 3917.2—2009《紡織品織物撕破性能 第2部分：褲形試樣（單縫）撕破強力的測定》，面料的撕破強力為徑向13 N、緯向14 N。由此可見，該面料的相關性能可以滿足雨傘面料的使用要求。

3 結語

選用65 D以下的超細旦DTY滌綸絲為主原料，在主原料中加入防紫外纖維進行混紡形成基布。通過在涂料中添加變色微膠囊制備遇紫外線變色印花涂料，采用印花工藝將涂料涂覆在經過涂膠后的混紡基布上，形成遇紫外線變色花型雨傘面料。經檢測，產品能夠實現遇紫外線變色，具有防紫外線功能，物理性能優異，符合紡織品國標要求，可用于制作高檔雨傘。