家纺变色织物的开发与前景

周志芳，黄锦波，贾丽霞

(1.新疆大学 ，新疆 乌鲁木齐 830046；2.浙江理工大学，浙江 杭州 310018)

变色纤维是一种具有特殊结构或组成的高性能纤维，会随着外界环境变化(光、热、水分、不同酸碱、辐射等)而显示不同的颜色。在家纺设计中，“时尚性”是家用纺织品的重要属性，它必须引领潮流，实现技术与艺术的完美结合。变色纤维在家用纺织品设计应用中不但可以作为服用面料，而且可以广泛运用于窗帘、地毯、玩具等。因此，变色纤维的开发应用势必会成为家纺设计师的“宠儿”，能够满足消费者对服用、装饰用产品色彩新奇性、美观性、变化性的追求。

1 变色纤维生产技术

变色纤维的类型大致分为光致变色纤维材料、热敏变色纤维材料、电致变色纤维材料和其他变色材料。按生产加工方式不同，变色纤维制造技术主要有溶液纺丝法、熔融纺丝法以及后整理技术和接枝聚合法[1-2]。

1.1 溶液纺丝法

该纺丝方法与常规溶液纺丝相似，即将变色化合物和防止其转移的试剂直接添加到纺丝液中进行纺丝。例如日本松井色素化学工业公司就此技术申请了专利。由丙烯腈/苯乙烯/氯乙烯共聚物、变色类化合物组成的溶液纺丝后在水浴中凝固成纤,经水洗得到光致变色纤维。该纤维在无阳光条件下不显色,在阳光或紫外线照射下显深绿色,可用于制作服装、窗帘、地毯和玩具等[3]。

1.2 熔融纺丝法

熔融纺丝法又可分为聚合法、共混纺丝法、皮芯复合纺丝法[4]。生产操作相对比较简单，但对发光材料染料的要求却比较苛刻。如：耐高温、耐氧化、粒径等，因此在应用上受到限制。

1.2.1聚合法

该方法是将变色基团引入聚合物中，再将熔融聚合物纺成纤维。如合成含硫衍生物的聚合体，然后纺成纤维。它能在可见光下发生氧化还原反应，在光照和湿度变化时颜色由青色变为无色。

1.2.2共混纺丝法

将变色聚合物与聚酯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物熔融共混纺丝，或把变色化合物分散在能和抽丝高聚物混融的树脂载体中制成色母粒，再混入聚酯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物中熔融纺丝。

1.2.3皮芯复合纺丝法

皮芯复合纺丝法是生产变色纤维的主要技术，它以含有光敏剂的组份为芯，以普通纤维为皮，共熔纺丝得到光敏变色皮芯复合纤维。如日本开发的光致变色复合纤维就是通过将光致变色物质与其他的助剂或添加剂一起制成微粒子,而后与一定热塑性树脂混合作为芯层,用另一种热塑性树脂作为皮层进行熔融纺丝制得的。由这种光致变色复合纤维制成的布料无论是在手感、耐洗性方面,还是在耐光性、发色效果等方面都得到了很大提高[5]。LJSeppialiltes公司已生产出特种变色系列染料,其中备受市场关注的有随温度变化的热变色染料、通过吸收紫外线而变色的光致变色微胶囊染料、对湿敏感的水致变色染料和对pH值敏感的酸碱度变色染料。

1.3 后整理技术和接枝聚合法

采用后整理聚合技术也可使纤维具有变色性能。例如，将纤维或织物用含毗喃衍生物的单体浸渍，单体一般为苯乙烯或醋酸乙烯酯，单体在纤维内进行聚合，使纤维具有光致变色性。如丝织物在60℃下于上述组份的溶液中聚合l h可保持光致变色性半年以上，用于制作服装、伞、衣饰等显出特殊的迷人效果。接枝聚合法就是通过各种手段在纤维表面产生自由基，然后纤维表面产生的自由基进一步与变色染料单体或功能基团反应，从而达到使纤维变色的目的。韩国忠清南道国立大学纺织工程系的SonYoung—A等[6]利用染料和三聚氯氰反应合成了活性染料，并将其和聚酰胺纤维上的氨基反应得到了接枝染料型光致变色聚酰胺纤维。

2 家用变色纤维产品设计开发

变色纤维是一种功能纤维，不仅可以用于家纺设计产品的图案、纹样、色彩等方面，产生极好的视觉效应增加产品的舒适感，而且可以根据纤维的变色特性，开发一些特殊功能产品。变色纺织品配套性的设计可以使室内装潢的格调与色彩多样化，提高消费者生活环境和生活质量。

2.1 品种创新设计

品种设计是织物设计的先导，它决定了织物从外观风貌到质地性能的总体品质，是织物灵魂所在。品种设计包括纤维原料的使用、织物结构设计和工艺流程的确定、纺织机械设备的选择等多方面[7]。

纤维原料是决定织物外观效果和产品性能的重要因素，变色纤维的应用可以打破传统家用纺织产品的色泽单调和缺乏新意。装饰用纺织品因实用与装饰需要，十分强调纤维原料的装饰性和趣味性。而这些变色纤维的出现将带来极大的改善。变色纤维是一种新型高技术纤维，它运用于家用纺织品中将带来一系列产品品种的变革，具有广阔的应用前景。

变色纤维可以以多种形式存在并运用于变色织物中。普通的变色纤维长丝和股线可以设计一些色彩丰富变化多样的窗帘、墙面贴饰、床上用品等，同时变色纤维也可以设计一系列形色各异的变色花式纱运用于家纺设计中，如包缠、包芯、竹节、波形、结子等。例如，日本旭化成公司的Saran纤维就是以鲜艳的色彩为特长的原丝，在Saran纤维里，加入了一种特殊的感温微型胶囊,使纤维一加温就变成透明的，成为感温变色纤维SaranArt TC。在此情况下用吹风机加温，用冰水冷却后对体温和呼吸等的温度起反应，感温纤维会变色，即便是从室内到户外时的温差也不退色，保持鲜艳色彩、防水性和不易燃的特性，像涂层过的丝一样不会脆化。这类变色纤维、长丝、花式纱运用于家纺设计中，可以极大丰富家纺产品种类，推进我国纺织市场产品的更新。

2.2 图案创新设计

各类装饰用纺织品因质地性能不同而显示出不同的装饰特色，花纹图案则是体现这种个性的最具体形象的因素。合理的花纹图案带来的视觉效果不仅有利于人们缓解工作、生活的压力与紧张，而且给人以舒适、悠闲、轻松的感受。现实生活中我们所观察到的装饰用纺织品往往是色彩单调、图案单一，很难满足人们在工作中各个时间段心态需求。因此，一种充满趣味、变化、色彩艳丽的纺织品必然会受到人们的钟爱。变色纤维不仅可以运用于纹理的构造，而且可以用于花纹的点缀，使织物达到完美的色彩设计效果。

例如，1988年东丽公司开发了一种温度敏感织物Sway，这种织物是将热敏染料密封在直径3～4 m的胶囊内，然后在织物表面涂层。这种玻璃基材的微胶囊内包含了三种主要成分：热敏变色性色素；与色素结合能显现另一种颜色的显色剂；在某一温度下能使相结合的色素和显色剂分离，并能溶解色素或显色剂的醇类消色剂。调整三者组成比例就可以得到颜色随温度变化的微胶囊，而且这种变化是可逆的。它的基色有4种，可以组合成64种不同的颜色，在温差超过5℃时发生颜色变化，温度变化范围是-40～85℃，这种染料的发现可以广泛应用于织物表面涂层上。根据三种色素不同比例配合的微胶囊负载于织物表面，应用于花纹设计中可以产生千变万化的效果。

2.3 功能创新设计

不同的外界环境变化，可以对一系列热敏和温敏的纤维产品产生不同的色彩变化。根据这一特性，可以生产研发一系列的功能产品。例如，吴江市圆明印花厂[8]发明一种变色弹性复合面料，由三层材料复合而成。外层的面料纤维中包含感光变色纤维，这种面料弹性好，透气性好，当人们在阳光下活动时，受到紫外线的辐射显示不同的颜色,提示人们紫外线的伤害,应该做出适当的防范。

3 变色纤维的应用与未来

近年来变色纤维的发展极为迅速，市场上已经有一些变色纤维产品销售，比如北京百泉化纤厂生产的变色纤维其规格如下：110 dtex/40F；132 dtex/40F，该纤维的颜色一般呈现出白色和浅色，主要用途是制造外衣、背心等，这些外衣、背心产品遇阳光后将变成紫色和其他深色。但变色纤维在纺织产品运用上仍然存在着许多问题，距离其大规模生产应用还有很大差距，主要问题是该系列产品生产成本较高，变色纤维产品的耐高温、耐光牢度不理想，反复使用性和稳定性较差，发色褪色速度缓慢等。因此人们迫切希望开发出多种新型耐光和耐高温、色差明显、耐久型等品质优良的变色纤维[9]。

我国是一个发展中国家，随着经济的增长，家用纺织品的需求也会越来越大，许多新型功能纺织品正逐步出现在市场中。变色纤维制品作为一种高性能纤维具有很广泛的应用前景，它的出现，将会给家纺产品带来全新的变革，无论是在花样还是产品类型，都将是传统纤维无法比拟的。相信不久的将来，变色纤维制品将会以其绚丽多彩的风姿，渗透进家家户户。

参考文献：

[1] 孙宾宾，杨博，王明远.光致变色功能纤维的制备方法及研发趋势[J].甘肃科技，2011，(27):64—66.

[2] 葛婧媛，杨文芳.变色材料在纺织品上的应用[J].染整技术，2007，(29):5—9.

[3] 冯社永.顾利霞.光敏变色纤维[J].合成纤维工业， 1997，(20)：36—40.

[4] 顾超英．变色纤维与纺织品的开发与应用[J]．济南纺织化纤科技，2005，(4)：16—22.

[5] 周秀会．变色织物生产技术[J]．产业用纺织品，1999，(8)：1—4.

[6] Son Y-A, Park Y-M, Park S - Y, et al. Exhaustion studies of spiroxazine dye having reactive anchor on polyamide fibers and its photochromic properties [J]．Dyes and Pigments，2007，(73)：76—80.

[7] 李新娥，卢士艳.装饰与产业用纺织品[M].郑州：郑州大学出版社，2003.

[8] 钱高明.一种变色弹性复合面料：中国专利，CN 102152511 A[P]. 2011—08—17.

[9] 王志文.变色纺织品及其应用[J]．山东纺织科技，2007，48(2)：54—56.