李欣 邵靈達(dá) 明琳 賀榮 金肖克 祝成炎 田偉

摘 要：為研究真絲交織裝飾織物夾緯顏色對裝飾織物透射光的影響，采用多層組織結(jié)構(gòu)試織9種異色夾緯真絲交織織物；借助Digieye數(shù)碼測色系統(tǒng)和分光光度計，分析在可見光波段內(nèi)夾緯顏色與織物透射光的關(guān)系；通過色溫和顯色性能研究多層織物中夾緯顏色對光透射特性的影響。結(jié)果表明：真絲交織織物遮光率的范圍在75.98%～97.72%，織物遮光率會隨著夾緯明度的降低而增大；改變夾緯顏色可以有效控制透射光色溫的高低，提供不同的冷暖色調(diào)；當(dāng)夾緯的顏色為白色、黑色時，織物透射光的色飽和度與參照照明體相似且顯色性能最好，而其他夾緯顏色織物的透射光能夠呈現(xiàn)不同的色飽和度與顯色性能。研究結(jié)果能夠為開發(fā)具有不同透光率和營造不同居家氛圍的裝飾織物提供理論參考。

關(guān)鍵詞：裝飾織物；透射光；遮光率；色溫；顯色性能

中圖分類號：TS106 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1009-265X（2024）05-0051-07

收稿日期：20230914 網(wǎng)絡(luò)出版日期：20231218

基金項目：國家商務(wù)部繭絲綢專項基金項目（22200068-C）

作者簡介：李欣（1999—），女，浙江臺州人，碩士研究生，主要從事紡織品性能研究及產(chǎn)品開發(fā)方面的研究。

通信作者：田偉，E-mail：tianwei_zstu@126.com

裝飾織物是指起裝飾與美化作用的紡織產(chǎn)品，應(yīng)用范圍極為廣泛，主要類型有床上用品、地毯、窗簾等^[1]。其中窗簾織物是室內(nèi)裝飾織物的一個重要組成部分，在每個家庭的軟裝設(shè)計中必不可少。人們可以根據(jù)季節(jié)的變化和空間需求更換窗簾，其使用和更換頻率在逐步提高。在不同的室內(nèi)場景中，人們對光線的需求會有所差異，而窗簾能夠有效地遮擋光源，調(diào)節(jié)室內(nèi)光線^[2]。合理利用室內(nèi)窗簾織物，能夠幫助提供良好的采光環(huán)境，營造舒適的空間氛圍。

目前，關(guān)于光源通過裝飾織物后的透射光色溫以及顯色性能研究較少，主要集中在對織物的遮光性能進(jìn)行改善，其研究方向大致可分為3大類：原料^[3-4]、織造工藝^[5-6]以及后整理^[7]。曹敏等^[8]制備了異形黑色滌綸長絲，其內(nèi)部有效平均光程最長的是三角形纖維，因此由該纖維制作的織物黑度最大，織物遮光率最高。Peng等^[9]通過對傳統(tǒng)提花織物的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，提出了一種分層組合模式，能夠得到色彩豐富且具有雙面遮光效果的提花織物。潘云芳^[10]對染色滌綸牛津布進(jìn)行多次涂層整理加工處理，能夠賦予織物良好的遮光性能并且提高其遮光持久性。使用異形纖維和涂層后整理的方法，能夠顯著提升織物的遮光效果，但該方法不僅工序復(fù)雜，而且采用涂層工藝的織物會產(chǎn)生異味且容易脫落^[11]。單層織物的遮光性能很難進(jìn)一步提高，而多層織物可以通過改變織造工藝參數(shù)的方法來提高遮光率^[12]。

本文采用多層組織結(jié)構(gòu)來織造裝飾織物，對各層紗線進(jìn)行合理搭配，以獲得不同的透光效果。通過控制多層織物的工藝參數(shù)，改變織物的中層夾緯顏色，在可見光范圍內(nèi)對織物進(jìn)行透光率測試，研究織物透射光的光譜功率分布情況，并分析織物的遮光率以及透射光的色溫和顯色性能變化規(guī)律。探究真絲交織織物的光透射特性能夠為開發(fā)具有不同透光率和營造不同居家氛圍的裝飾織物提供理論參考。

1 實驗

1.1 原料

線密度為83.3 dtex的白色滌綸低彈網(wǎng)絡(luò)絲（DTY）；線密度為133.3 dtex的白色桑蠶絲；線密度為166.7 dtex的滌綸DTY，顏色分別為紅色、橙色、黃色、綠色、青色、藍(lán)色、紫色、白色、黑色。所用紗線均來源于海寧中紡面料科技有限公司。

1.2 織物規(guī)格設(shè)計

為保證裝飾織物的優(yōu)良性能，朝向室外的里層紗線易受到太陽直射，選擇耐日曬的滌綸，朝向室內(nèi)的表層紗線選擇光澤優(yōu)良的蠶絲。在兩組緯紗的中間引入一組異色緯紗連接表里層，作為中層夾緯，以達(dá)到改變織物透光效果的目的。

為使織物的經(jīng)向致密細(xì)膩，表里層經(jīng)紗均采用較細(xì)的83.3 dtex白色滌綸DTY。同時為了提升遮光效果，綜合考慮織物經(jīng)緯密度和紗線細(xì)度，里層緯

紗的白色滌綸DTY和中層緯紗的異色滌綸DTY線密度均選擇166.7 dtex；表層緯紗選擇與里中層緯紗線密度較為相近的133.3 dtex白色桑蠶絲。3組緯紗的排列比為1∶1∶1，表里組織均為8枚加強(qiáng)緞紋，織物結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)可見光中不同波長對應(yīng)的顏色選擇9種夾緯顏色的織物，試樣編號分別為：CR表示紅色夾緯織物；CO表示橙色夾緯織物；CY表示黃色夾緯織物；CG表示綠色夾緯織物；CC表示青色夾緯織物；CB表示藍(lán)色夾緯織物；CP表示紫色夾緯織物；CW表示白色夾緯織物；CD表示黑色夾緯織物。設(shè)定上機(jī)經(jīng)密為1200 根/（10 cm），緯密為750 根/（10 cm），成品經(jīng)密為1300 根/（10 cm），成品緯密為771 根/（10 cm），克重為230.15 g/m²。

1.3 測試與表征

1.3.1 夾緯顏色特征值測試

采用Digieye數(shù)碼測色系統(tǒng)對夾緯的顏色特征值進(jìn)行測試。將9種顏色的紗線平行、均勻地卷繞在白板上，直至表面不露出底板，照射光源為D65漫反射光源，10°觀察視場。測試結(jié)果為CIE L^*a^*b^*參數(shù)，包括明度（L^*）、紅綠值（a^*）、黃藍(lán)值（b^*）。

1.3.2 透光率測試

參照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01009—2008《紡織品? 織物透光性的測定》，將每類試樣分別裁剪出6塊5 cm×5 cm規(guī)格的樣品，樣品距布邊的距離不小于5 cm。借助Cary 4000型分光光度計進(jìn)行測試，光源為碘鎢燈，測試波段范圍為380～780 nm。測試溫度為（20±2） ℃，相對濕度為（65±2）%。采用平行光束照射試樣，使用積分球收集透過試樣的所有光線，設(shè)定波長間隔為1 nm，測定試樣在各波長的透光率。

1.3.3 遮光率計算

根據(jù)1.3.2測定波長間隔的透光率，通過式（1）—（2）計算織物的遮光率：

式中：τ_t為織物的透光率，%；S（λ）為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65的相對光譜功率分布；τ_t（λ）為織物在波長為λ時的透光率，%；V（λ）為CIE色匹配函數(shù)y（λ）；Δλ為波長間隔，nm；S為織物的遮光率，%。

1.3.4 相關(guān)色溫計算

采用相關(guān)色溫對光的顏色進(jìn)行描述，在CIE1931色品圖中，當(dāng)光源的色品與某一溫度下黑體的色品最接近時，就用該黑體的熱力學(xué)溫度表示此光源的相關(guān)色溫。使用τ_t（λ）和D65相對光譜功率分布（S（λ））計算織物透射光線相關(guān)色溫，流程如圖2所示。

1.3.5 顯色性評估

參照標(biāo)準(zhǔn)QB/T 5208—2017《白光光源顯色性評價方法》，采用IES TM-30顯色評價指標(biāo)，根據(jù)τ_t（λ）計算兩個量化描述顯色性的主要參數(shù)：色域指數(shù)（R_g）和色保真指數(shù)（R_f）。建立基于色域多邊形的顏色矢量圖，反映各顏色區(qū)域的相對飽和度位移，用R_g表征平均色域的變化。R_f表征各個標(biāo)準(zhǔn)色在待測光源照射下與在參照照明體照射下相比的相似程度。R_f和R_g的計算公式分別為式（3）和式（4）：

式中：ΔE_i為第i個樣品在待測光源照射下和參照照明體照射下的色差；G_test為待測光源平均色坐標(biāo)所圍成的面積；G_ref為參照照明體平均色坐標(biāo)所圍成的面積。

2 結(jié)果與討論

2.1 夾緯顏色特征

9種紗線的CIE L^*a^*b^*參數(shù)如圖3所示，各點分別對應(yīng)不同試樣的夾緯，可以精確地描述其顏色的差異。由圖3可知，9種紗線的顏色坐標(biāo)在空間中的分布較為分散，表明顏色差異較大，其中L^*值的范圍為16.08～92.72。由a^*b^*平面可知，黑色和白色紗線的坐標(biāo)幾乎重合，且a^*、b^*值都十分接近0，表明兩種紗線的彩度相似且都為中性色。

2.2 夾緯顏色對透光率的影響

在可見光波段對不同夾緯顏色的織物進(jìn)行透光率測試，得到的透光率曲線如圖4所示。由圖4可知，在可見光波段中，試樣CD的透光率曲線變化平穩(wěn)，整體透光率都能夠保持在較低范圍，在3%左右，具有較好的遮光效果。試樣CW的透光率曲線變化同樣比較平緩，但其平均透光率是最高的，達(dá)到了23%，比試樣CD的透光率高20%左右。而其他夾緯顏色織物的透光率在不同波段呈現(xiàn)出了差異較大的波動趨勢。試樣CR在630～780 nm紅色光譜波段具有較高的透光率；試樣CO在590～630 nm橙色波段和630～780 nm紅色光譜波段均有較高的透光率；試樣CY透光率主要分布在570～780 nm，包括黃色、橙色和紅色的光譜波段；試樣CC透光率主要分布在680～780 nm的紅色光譜波段。存在特征峰的透光率曲線，該峰值所在的波長顏色與夾緯顏色基本相同，試樣CG透光率波峰位于502 nm綠色波段的代表波長；試樣CB透射光率波峰位于456 nm藍(lán)色波段的代表波長；試樣CP透射率波峰位于412 nm紫色波段的代表波長。因不同波段的可見光對應(yīng)著不同的顏色，色織物會反射屬于自身色調(diào)的光，而吸收補(bǔ)色調(diào)的光，使得織物在不同波段上的透光率產(chǎn)生差異，遮光效果也將有較大的差別。

根據(jù)式（1）—（2）計算得出織物的遮光率，紗線顏色的深淺用L^*表示，對紗線L^*和織物的遮光率進(jìn)行線性擬合，L^*和遮光率之間的關(guān)系式為：y=105.35-0.28x，R²=0.9068，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，根據(jù)織物中夾緯的不同，遮光率范圍在75.98%～97.72%，具有21.74%的變化率，表明夾緯顏色對織物透光、遮光性變化有著較大的影響。其中黑色夾緯的L^*最小，在可見光范圍內(nèi)對各個波段光線的吸收都較大，織物的透光率最低，所以遮光性能最好，達(dá)到了97.72%。白色夾緯的L^*最大，織物在各個波段中光線的吸收較小，遮光率最低，為75.98%?？椢锿腹饴蕰S著L^*的增大逐漸提高，而遮光率與L^*呈顯著負(fù)相關(guān)，因此可以通過改變織物的夾緯顏色，從而實現(xiàn)不同遮光梯度的要求。

2.3 夾緯顏色對透射光色溫的影響

織物透射光的CIE1931色品圖如圖6所示，從圖中可以看出：當(dāng)織物夾緯顏色為綠色和紫色時，透射光的色品坐標(biāo)遠(yuǎn)離了普朗克黑體輻射曲線，意味著這兩種織物的透射光沒有色溫意義。結(jié)合圖4夾緯顏色對透光率的影響，可知織物透射光的波長分布情況會對色溫產(chǎn)生較大的影響。由于試樣CR、試樣CO、試樣CY透射光的光譜功率分布集中在較長的波長范圍內(nèi)，因此色溫較低，分別為1526、1968、2654 K，能夠呈現(xiàn)出暖色調(diào)，其中色溫最低的是試樣CR。試樣CW、試樣CD的透射光在整個可見光波段中能量分布較為均勻，色溫分別為6068 K和5946 K。試樣CC、試樣CB的光譜功率分布主要集中在較短的波長范圍內(nèi)，具有較高的色溫，分別為7346、20488 K，呈現(xiàn)出冷色調(diào)，其中色溫最高的是試樣CB。由此可知，通過改變夾緯顏色能夠有效地控制透射光色溫。當(dāng)織物透射光的光譜功率分布于短波的部分多，其色溫較高，呈現(xiàn)冷色調(diào)；而當(dāng)透射光的光譜功率分布于長波的部分多，則色溫較低，呈現(xiàn)暖色調(diào)。

2.4 夾緯顏色對透射光色飽和度的影響

不同顏色夾緯織物透射光的顏色矢量圖如圖7所示，可以直觀看出織物透射光與參照照明體相比顏色的漂移方向，即漂移量的相對大小。當(dāng)矢量箭頭由黑色參照圓指向外部，代表待測透射光比參照照明體的飽和度高；反之，待測透射光比參照照明體的飽和度低。如果矢量箭頭沿參照圓的切線方向，則說明色調(diào)發(fā)生變化。

從圖7（c）—（f）中可以看出，透射光顏色向參照圓的內(nèi)部發(fā)生漂移，表明織物透射光的整體飽和度下降，其中試樣CY透射光僅對黃色和藍(lán)色的飽和度不變，其他顏色的飽和度均有所降低；試樣CG透射光降低黃色、綠色、藍(lán)色和紫色的飽和度；試樣CB透射光降低黃色和藍(lán)色的飽和度。從圖7（h）—（i）中可以看出，試樣CW和試樣CD透射光顏色幾乎沒有產(chǎn)生漂移，織物的透射光顏色與黑色參照圓高度重合，代表了織物透射光飽和度接近標(biāo)準(zhǔn)光源。從圖7（a）—（b）、（e）—（g）中可以看出，透射光顏色整體都向參照圓外部漂移，意味著織物透射光平均飽和度都有提高，其中試樣CR透射光僅對紅色、藍(lán)色的飽和度略有降低，且藍(lán)色向靛青色漂移，而其他顏色的飽和度都有大幅度增加；試樣CO透射光增加黃色和藍(lán)色的飽和度，降低紅色的飽和度；試樣CC透射光增加了紅色的飽和度；試樣CP透射光對大部分顏色的飽和度都有所增加，僅降低藍(lán)色的飽和度。

2.5 夾緯顏色對透射光顯色性能的影響

不同顏色夾緯織物透射光的R_f和R_g如圖8所示，當(dāng)R_g值越接近100時，R_f值也就越高。結(jié)合圖7顏色矢量圖可知，透射光的顏色向參照圓外部的漂移程度越大，則R_g值越高；反之，則R_g值越低。試樣CR、試樣CG、試樣CP透射光的R_f值遠(yuǎn)低于80，分別為54、70、67，因此織物透射光的顯色性能較差。其中：試樣CR、試樣CP透射光的R_g值大于120，色飽和度過高，易引起人的視覺疲勞；試樣CG透射光的R_g值低于80，表示織物透射光的色飽和度過低，會使人眼感知到的室內(nèi)環(huán)境過于暗淡。試樣CO、試樣CY、試樣CC和試樣CB透射光的R_g值在80～120范圍內(nèi)，R_f值都能夠達(dá)到80以上，可以給室內(nèi)提供較高質(zhì)量的照明環(huán)境。試樣CO和試樣CC透射光的R_g值超過了100，其光源色飽和度偏高，表示織物透射光能夠使室內(nèi)物體看起來更加鮮艷；而試樣CY和試樣CB透射光的R_g值均小于100，色飽和度較低，表明織物透射光會使環(huán)境較為暗淡，能給人安靜的視覺感受。試樣CW、試樣CD的R_f值和R_g值都達(dá)到了100，表明織物透射光的色飽和度與參照照明體相似，并且顯色性能最好。

3 結(jié)論

本文通過試織9種異色夾緯真絲交織織物，在可見光范圍內(nèi)對其進(jìn)行透光率測試，詳細(xì)分析織物的透光率、遮光性、色溫、顯色性能，探討了夾緯顏色對織物的光透射特性影響，得出以下結(jié)論：

a）不同夾緯顏色的多層結(jié)構(gòu)真絲交織物在各波段上的透光率差異較大，遮光率范圍在75.98%～97.72%。當(dāng)夾緯的L^*越小，織物的遮光率則越高。

b）改變織物的夾緯顏色可以有效控制透射光色溫。當(dāng)織物透射光光譜功率分布于短波的成分多，其色溫較高；而當(dāng)織物透射光光譜功率分布于長波的成分多，其色溫較低。

c）白色、黑色夾緯織物透射光的R_f、R_g都達(dá)到100，人眼感覺到的物體顏色接近真實，透射光的顯色性能最好；橙色、青色夾緯織物透射光色飽和度偏高，能夠使室內(nèi)物體在視覺上感知更加鮮艷；黃色、藍(lán)色夾緯織物透射光色飽和度較低，會使室內(nèi)環(huán)境看起來較為暗淡。

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Light transmission characteristics of interwoven decorative fabrics made of?silk with hidden weft of different colors

LI? Xin¹，? SHAO? Lingda¹，? MING? Lin¹，? HE? Rong^1，2，? JIN? Xiaoke¹，? ZHU? Chengyan¹，? TIAN? Wei¹

（1.College of Textile Science and Engineering （International Institute of Silk），Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China;2.Haining Zhongfang Fabric Science & Technology Co.， Ltd.， Jiaxing 314409， China）

Abstract： ?Curtains are an important part of interior decorative fabrics. Selecting the appropriate products can not only safeguard the seclusion of indoor individuals， but also produce a unique illumination and shading effect. With the improvement of people's quality of life， they are no longer limited to using curtains with a high shading coefficient. People's needs for indoor light will change at any time because each room has a different function. The requirement for shade in ornamental textiles also differs， thus additional shade is not preferable. To meet people's needs， researchers and scholars at home and abroad have in-depth research on decorative fabrics. Currently， their primary objective is to enhance the fabric's shading coefficient. Few studies have been conducted on the color temperature and color rendering property of the transmitted light.

The main purpose of this paper was to investigate the different transmitted light effects of a light source through a fabric. Multi-layer structured fabrics were woven by interweaving silk and polyester， with different colored yarns as the middle weft. Subsequently， a spectrophotometer was used to test the transmittance of fabrics in the visible range and to study the effect of fabrics on transmittance and shading coefficient. The color temperature of the transmitted light was calculated， and the color temperature was used to describe the color of the transmitted light. To examine the influence of transmitted light on the hue of indoor items， the color saturation and color rendering performance of various fabric transmitted light were compared by using the IES TM-30 color rendering evaluation index. The findings indicate that the color of the hidden weft in multilayer-structured silk fabrics has great influence on light transmittance. As the L^*of the yarn decreases， the fabric's shading coefficient increases， spanning from 75.98% to 97.72%. By altering the color of the hidden weft， one can effectively regulate the color temperature. When the spectral power distribution of the transmitted light of the fabric is more in the short wave， its color temperature is higher; when the spectral power distribution of the transmitted light is more in the long wave， the color temperature is lower. Fabrics containing white and black wefts have the best color rendering performance with R_fand R_greaching 100. The R_fof transmitted light of fabrics containing orange， yellow， cyan and blue weft yarns exceeds 80. The transmitted light of fabrics containing orange and cyan weft yarns provides high color saturation; the transmitted light of fabrics containing yellow and blue weft yarns has low color saturation. It can be seen that the colored weft can make the transmitted light of fabrics with different characteristics. The results of this study can provide theoretical reference for weaving decorative fabrics with different transmitted light effects.

Keywords： decorative fabrics; transmitted light; shading coefficient; color temperature; color rendering property