摘要：建立了纺织品热敏变色性能的测试与评价方法，研制了纺织品热敏变色性能的检测设备，分析了不同测试温度对检测结果的影响。结果表明：在高于变色温度２０℃的情况下，试验周期短且结果真实有效。本方法具有简便、快速、准确的特点，可应用于纺织品热敏变色性能的测试与评价。
关键词：纺织品；热敏变色性能；测试；评价
智能纺织品因对光、温湿度、电、压力等外界环境刺激具有一定的感知和反应能力，而倍受人们关注［１］。变色纺织品是智能纺织品的一种，可通过变色染料与纺织品的结合，使得纺织品不再是传统的静态色泽，而是可根据周围环境条件的不同产生动态的变化。如今，随着人们对纺织品个性化和功能性的要求日益增强，对纺织品颜色的要求也由实用性转向丰富多彩，而变色纤维材料正好迎合了人们的这种消费心理［２］。在纺织领域运用最多的变色材料种类有：热敏变色材料、光敏变色材料和湿敏变色材料［３］。本文主要针对热敏变色纺织品的性能特点，自主研发了检测设备，并提出了测试方法和评价指标。
１试验材料与方法
１．１测试原理
将具有热敏变色性能的纺织品试样置于热源下加热至一定温度，在试样发生变色后用灰色样卡评定试样的变色级别，然后撤除热源，使其恢复至初始状态，再次对试样颜色进行变色评级。
１．２测试仪器
本文使用的测试仪器为热敏变色纺织品测试仪。该仪器箱体前侧的面板上设有样品视窗，样品视窗内收稿日期：２０１５－１２－０２作者简介：蔡佳仕（１９８７－），男，助理工程师，研究方向为纺织品检验。侧设有保温滑槽机构，插拔式样品托盘位于保温滑槽机构内部，加热模块紧贴插拔式样品托盘设置，样品托盘温控器连接加热模块和插拔式样品托盘；箱体背部设有降温装置。热敏变色纺织品测试仪的结构示意图见图
１．３试样准备
取样时，仅选取试样中具有热敏变色性能的部分，分别裁取洗前洗后试样各２块，试样尺寸为（３５±１）ｍｍ×（３０±１）ｍｍ。如１块试样不能包含全部颜色，需裁取多块试样以包含全部颜色。其中，１块试样用于测定变色温度，另１块用于热敏变色性能评定。按照ＧＢ／Ｔ８６２９—２００１５Ａ程序，将用于洗涤后试验的试样洗涤５次。进行热敏变色性能试验前，所有试样均放置于试验室标准大气环境（温度２０℃±２℃，相对湿度６５％±４％）下调温，调温时间不少于３０ｍｉｎ。
１．４试验步骤
１．４．１试样热敏变色温度的测定在烧杯中加入一定量的水，置于标准大气下调温至２０℃，将１块试样放入烧杯中，用玻璃棒搅拌均匀，观察其颜色变化。如试样颜色无变化，则取出试样，向杯中加注热水，用玻璃棒搅拌均匀，使水温上升，并且每上升５℃观察一次试样的颜色变化情况，直至试样完全变色，此时记录试样的热敏变色温度。１．４．２试样热敏变色性能的测定启动热敏变色纺织品测试仪，根据上述方法测定的热敏变色温度，设定测试仪温度为高于热敏变色温度２０℃，待测试仪达到设定温度后，插入带有试样的样品托盘，观察试样的颜色变化情况，使用评定变色用灰色样卡对试样的变色程度进行评级。如原样与试样的色差级别不低于灰色样卡４级，则试样不具有热敏变色性能，无需进一步检验。如原样与试样的色差级别低于灰色样卡４级，则需将试样从样品托盘中取出，置于标准大气下至少调温３０ｍｉｎ，使其恢复至初始状态，再用灰色样卡评定其色差。
１．５评定结果
如果试样经加热后显示出的色差级别不低于灰色样卡４级，则试样不具有热敏变色性能，评定并记录试样受热变色后的色差级别。如果试样经加热后显示出的色差级别低于灰色样卡４级，但按上述条件调温之后，显示出的色差级别不低于灰色样卡４～５级，则试样具有热敏可逆变色性能，评定并记录调温后试样的变色级别。如果在调温后，原样与试样间的色差级别低于灰色样卡４～５级，则试样不具有热敏可逆变色性能，而可能属于不可逆的热敏变色性能，评定并记录调温后试样的变色级别。
２结果与分析
２．１测定热敏变色温度时加热方式的选择
纺织品固有的结构特性使织物内部含有大量空气，而空气是热的不良导体，尤其对于毛巾类产品，更是如此。这使得热敏变色染料或印花涂层被运用在纺织品上之后，变色灵敏度有所下降。这也就意味着，在探究纺织品热敏变色温度时，使用传统供热方式加热织物会极大地延长试验周期。本文中热敏变色纺织品测试仪具有精确的供热系统，在前期试验时曾尝试过用热敏变色纺织品测试仪对试样加热，以观察试样的变色情况。试验随机选取了５款具有热敏变色性能的毛巾，结果见表１．试验结果表明，即使在已知试样变色温度的情况下，仍需要比较长的时间才能使试样在设定的温度下变色，甚至有些试样还不能完全变色。这就意味着，在探究未知试样的变色温度时，每一个温度点至少需要维持几十分钟，才能确认试样是否会在该温度下变色。因此，本文综合考虑了试样的实际使用情况和试验方案的合理性，选择水作为供热源。水能迅速浸入纤维，并使温度迅速均匀地传递至变色染料或印花涂层，而这个过程只需要一瞬间。
２．２试验温度对热敏变色性能测试结果的影响
为了分析测试仪设定温度对测试结果的影响，分别选取温差（ΔＴ）为０℃、１０℃、２０℃和３０℃，对已知变色温度的试样按照试验步骤进行热敏变色性能的测试，结果见表２。试验结果表明，当ΔＴ＜２０℃时，试验耗时较长，变色响应时间较慢，且试样未能达到变色终点；当ΔＴ＞２０℃时，试验周期较短，变色响应时间较快，且变色稳定性较好。而ΔＴ＝３０℃相对于ΔＴ＝２０℃对试验各项参数的提升已经不明显，本方法选择了ΔＴ＝２０℃入中国，这给我国企业实施知识产权保护战略提供了很好的发展机会。为此，我国企业可采用进攻型专利战略。（１）在专利区域战略方面。日本、德国在本国和国外均有大量络筒机专利布局，但在俄、意、瑞士、韩、印的专利布局力度较弱，我国企业可以注重在这些国家开展专利布局。（２）在专利技术战略方面。自动找头或无接痕接头、警告或安全装置、卷绕或放置纱线、横动送纱是近年来的研发热点，国外在这些领域的专利数量大、成果多、技术较成熟，建议采用专利引进和专利追随型技术开发战略，通过产学研合作破解国外核心专利的核心技术，研究基于核心专利的技术改进方法，并开展相关外围专利的研究与布局。国内外在自动接线（Ｂ６５Ｈ６７／０８）领域布局的专利布局不多，我国企业可对该领域投入更多研究，尽快建立起该领域的专利壁垒。对于纱管排列、定向输送、贮存或分离，自动控制、检验或安全装置，空管检测及响应，纱线定长输送等近年来的新兴技术要加快技术研发和专利布局。及时了解国外同类企业的研发动态和最新成果，适时引进新技术、并尽快加以消化吸收，然后在此基础上进行改进和自主创新，研发出更好的技术或者产品，并适时申请专利，用法律保护自己的技术成果。（３）合理利用专利保护规则。企业需重点关注相关专利较多的国外企业在华专利，避免侵权风险，并针对这些专利采取外围专利战术，以获得交叉许可的权利。而对于络筒机技术专利数量较大但在我国布局较少的国家和机构，我国企业可在国内无偿使用相关技术而不会构成专利侵权；但采取此种措施也应注意，如果我国企业利用此专利技术生产的产品需要出口，则应考虑到出口地区或国家对此专利权的保护情形，以免陷入侵权纠纷。此外，络筒机技术在国外经过了近５０年的发展，目前应有大量专利的保护期届满或即将届满，例如：排名前２０的高频次引证专利中１８项专利均已过期，我国企业可充分利用这类专利技术提升企业竞争力。（４）寻求合作。国内络筒机企业在攻关络筒机关键技术时可互相合作。同时，也可以与外国的在华络筒机企业寻求合作，学习欠缺技术。
作者：蔡佳仕 刘芳 谢晓磊 袁志磊 单位：上海出入境检验检疫局 浙江萧山出入境检验检疫局
