一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法技术

本发明专利技术属于光子晶体制备技术领域，公开了一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法，本发明专利技术通过在光子晶体生色结构层与纺织基材之间设置粘合层以获得具有高稳定性光子晶体生色结构的纺织品。本发明专利技术采用自交联聚丙烯酸酯作为胶黏剂，起到粘合光子晶体生色结构层与纺织基材的作用，从而增强了光子晶体生色结构层与纺织基材之间的粘接，显著提高了光子晶体生色结构层的稳定性和牢固性。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法
本专利技术属于光子晶体制备
，具体涉及一种功能性纺织品的制备方法，更具体涉及一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法。
技术介绍
目前，纺织品的着色主要以色素生色为主，即主要通过施加染料或颜料等着色剂产生颜色，其机理涉及电子跃迁等机制。随着研究的推进，近年来在纺织品表面构筑特殊物理结构，利用其与可见光间的相互作用，如衍射、干涉和散射等，获得仿生结构色色彩的研究和报道屡见不鲜。仿生结构色与色素色存在明显的不同，结构色往往可以产生一些常规色素生色所不具备的特殊效果，如类似高饱和度、高亮度、特殊的金属的光泽和虹彩效应(不同观察角度颜色色相不一样)等。如能将仿生结构生色与纺织品紧密结合，将有助于获得高附加值生态纺织品，而纺织品结构生色也将有望成为色素生色的重要补充方式。光子晶体结构色是一种常见的结构色。光子晶体是指具有光子带隙特性的人造周期性电介质结构，其基本特性是具有光子禁带。当可见光波段落入光子晶体特有的禁带内，光子晶体会选择性反射禁带中被禁止传播的光，这些被反射的光在呈现周期性排列结构的光子晶体表面形成相干衍射，人眼就可以看见绚丽的结构色。目前，以纳米微球为结构基元，通过其自组装，在纺织基材表面构筑光子晶体生色结构以获得仿生结构色效果的报道不断呈现。然而，目前纺织品光子晶体结构生色多集中于常见的针织和机织类纺织品，且更多的偏向于服用纺织品。纺织品常见的材质有聚丙烯无纺布、涤纶、棉、涤棉、真丝织物和聚酯等。其中无纺布是由定向的或随机的纤维而构成的一种常见的纺织品，具有防潮、透气、质轻、价格低廉、可循环再用等特点，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成，其产品在卫生、广告、装饰、包装、服装和汽车工业等领域的应用已司空见惯，而这其中不乏有带色彩的无纺布产品。到目前为止，大多数纺织品，尤其是无纺布产品的色彩大多是通过色素生色的方式获得，在无纺布表面构筑光子晶体生色结构获得仿生结构色以获得结构生色无纺布产品的研究和报道寥寥无几。另一方面，在仿生光子晶体结构生色纺织品的制备过程中，纺织基材表面光子晶体生色结构的稳定性对色彩的呈现以及对色彩的耐久性至关重要，因此，增强纺织品上光子晶体生色结构的稳定性对提高仿生光子晶体结构生色纺织品的应用水平具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法，该方法通过在纺织基材上涂覆光子晶体生色结构层得到所述纺织品。作为优选，所述方法通过在所述光子晶体生色结构层与所述纺织基材之间设置粘合层以获得具有高稳定性光子晶体生色结构的纺织品。作为优选，所述粘合层为由自交联型聚丙烯酸酯乳液固化形成的涂层，即所述粘合层为在纺织基材表面所形成的透明自交联型聚丙烯酸酯薄膜层。选择自交联聚丙烯酸酯乳液来制备涂层，是因为其价格低廉，成膜条件要求低，成膜性好，所得涂膜坚韧，平整光亮且粘附性强。作为优选，所述光子晶体生色结构层为由纳米微球固化形成的涂层。具体地讲，将胶粘剂自交联型聚丙烯酸酯乳液浇铸于纺织基材上获得透明的粘合层，然后再将单分散纳米微球自组装于透明的粘合层上，从而获得一种具有结构色效果、且耐久性好的仿生光子晶体结构生色纺织品。该纺织品可用于广告、装饰、包装、服装和防伪等领域。具体地讲，所述的纳米微球为本领域所常用的能够在纺织基材表面自组装产生光子晶体结构的微球，例如可以为聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、二氧化钛微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸)微球、二氧化硅-聚苯乙烯复合微球等纳米微球中的任意一种。作为优选，所述方法包括如下步骤：(1)粘合层的制备：向固含量为45％的自交联型聚丙烯酸酯乳液中加水制成整理液，将整理液制备于纺织基材的表面上，固化后得到附有粘合层的纺织基材；(2)光子晶体生色结构层的制备：将固含量为30％、粒径为175～300nm的单分散纳米微球离心后倒出上层清液，取下层黏状物与质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液混合均匀，将得到的混合液制备在所述粘合层表面，固化后即得到具有仿生光子晶体结构生色的纺织品。作为优选，步骤(1)中所述整理液的浓度以质量分数计为10～20％。作为优选，步骤(1)中所述纺织基材为聚丙烯无纺布、涤纶、棉、涤棉、真丝织物和聚酯中的任意一种。作为优选，当所述纺织基材为聚丙烯无纺布时，所述聚丙烯无纺布的克重为150～200g/m2。作为优选，步骤(1)中所述粘合层的厚度为60～85μm。作为优选，步骤(2)中纳米微球黏状物与聚乙烯醇的重量比为(40～50):100。作为优选，步骤(2)中所述光子晶体生色结构的厚度为20～30μm。作为优选，步所述骤(1)和步骤(2)中的固化可以采用本领域的通用技术，例如烘箱干燥、紫外光固化灯照射等方式。作为优选的一种方式，所述步骤(1)中固化采用烘箱干燥，干燥温度为120℃，处理时间为120s。作为优选的一种方式，所述步骤(2)中固化采用烘箱干燥，干燥温度为60℃，处理时间为60s。在本专利技术中，纳米微球先经离心去除上层清液使得固含量进一步提高，将下层黏状物取出后与聚乙烯醇混合，然后涂覆于纺织基材上，粘稠的纳米微球颗粒料易于且能够快速在附有粘合层的纺织基材表面自组装形成光子晶体结构层，有效解决了纳米微球分散液直接涂覆导致结构色生成所需时间长的缺陷。选择聚乙烯醇来制备涂覆液，是因为聚乙烯醇具有一定的粘附性，其可提高光子晶体结构内相邻微球间的联结性，进而增强光子晶体结构自身的稳定性，从而更进一步地提高纺织品上光子晶体生色结构的稳定性和牢固性。有益效果：本专利技术提供了一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法，本专利技术利用物理生色原理制备得到了结构生色纺织品，光子晶体生色结构层使该纺织品具有结构色色彩，且色彩具有显著的虹彩效应(色彩随观察角度的不同而变化)；本专利技术采用自交联聚丙烯酸酯作为胶黏剂，通过在光子晶体生色结构层与纺织基材之间设置聚丙烯酸酯薄膜，起到粘合光子晶体生色结构层与纺织基材的作用，从而增强光子晶体生色结构层与纺织基材之间的粘接，显著地提高了光子晶体生色结构层的稳定性和牢固性。附图说明图1是本专利技术所得仿生光子晶体结构生色的聚丙烯无纺布的结构示意图，其中：1、纺织基材；2、粘合层；3、纳米微球颗粒；4、光子晶体生色结构层。图2是实施例1中所得仿生光子晶体生色结构层的扫描电子显微镜图像。图3是实施例1中所得仿生光子晶体结构生色的聚丙烯无纺布的视频显微镜图像。具体实施方式下面结合实施例，更具体地说明本专利技术的内容。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的百分比均为重量单位或为质量百分比，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。若无特别指明，实施例采用的方法为本领域通用技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法，所述方法通过在纺织基材上涂覆光子晶体生色结构层得到所述纺织品，其特征在于，在所述光子晶体生色结构层与所述纺织基材之间设置有粘合层。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生光子晶体结构生色纺织品的制备方法，所述方法通过在纺织基材上涂覆光子晶体生色结构层得到所述纺织品，其特征在于，在所述光子晶体生色结构层与所述纺织基材之间设置有粘合层。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘合层为由自交联型聚丙烯酸酯乳液固化形成的涂层。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光子晶体生色结构层为由纳米微球固化形成的涂层。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)粘合层的制备：向固含量为45％的自交联型聚丙烯酸酯乳液中加水制成整理液，将整理液制备于纺织基材的表面上，固化后得到附有粘合层的纺织基材；
(2)光子晶体生色结构层的制备：将固含量为30％、粒径为175～300nm的单分散纳米微球离心后倒出上层清液，取下层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国金，周岚，吴钰，李慧，程金瑜，赖伟根，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33