[发明专利]一种利用紫外光固化技术在纺织基材表面制备高稳定图案化光子晶体生色结构的方法

说明书

本发明公开了一种利用紫外光固化技术在纺织基材表面制备高稳定图案化光子晶体生色结构的方法，包括以下步骤：(1)制备由纳米微球、结构固着剂、光引发剂、咖啡环抑制剂和常规墨水添加剂组成的结构生色墨水；(2)将制备得到的墨水通过数码喷印的方式施加于纺织基材表面；(3)用紫外光固化灯对喷射有墨水的纺织基材进行固化处理。本发明通过结合紫外光固化技术和数码喷印技术，不仅可在纺织基材表面按需喷印获得图案化生色效果，还通过结构固着剂加强自组装结构中微球间的联结及自组装结构与纺织基材间的粘结性，所得光子晶体生色结构具有优异的稳定性和耐久的结构色效果。该方法具有易于实施、成本低廉和普适性好等特点。

技术领域

本发明属于光子晶体制备技术领域，涉及一种利用紫外光固化技术在纺织基材表面制备高稳定图案化光子晶体生色结构的方法。

背景技术

光子晶体，即光子带隙材料，是由两种或者两种以上具有不同介电常数(折射率)的介质材料在空间按一定的周期排列所形成的一种人造晶体，本身具有可禁止特定频率电磁波传播的光子禁带。由于布拉格衍射作用，光子晶体能选择性反射特定波长的入射光，形成区别于常规色素色(染料或颜料的颜色)的“结构色”。

目前，以纳米微球为结构单元，借助数码喷印方式在纺织品表面构建光子晶体结构色的研究引起了纺织染整领域工作者的密切关注。这种方式具有在纺织品表面按需构建光子晶体精细结构的能力，可以实现在同一纺织品表面大面积有序构建或不同区域按需构建光子晶体生色结构的设想，有利于仿生结构生色的工业化实施。

但是，本发明申请者发现，尽管采用数码喷印自组装方式可在纺织品表面构建光子晶体生色结构，但其稳定性较差，经简单的折叠、弯曲和水洗后结构色便发生消减，即结构色的耐久性难以达到常规纺织品着色的要求，相应的光子晶体结构易破损或从纺织基质表面脱落。因此，提高纺织品上光子晶体生色结构的稳定性迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用紫外光固化技术在纺织基材表面制备高稳定图案化光子晶体生色结构的方法，通过制备光固化结构生色墨水，并将其以数码喷印的方式按需定位施加到纺织品上，再通过紫外光固化技术进行固化处理，期望加强自组装光子晶体结构内相邻微球间的联结及晶体层与纺织品间的粘结，进而在纺织基材表面按需喷印获得图案化高稳定性光子晶体生色结构，保证纺织品表面光子晶体结构色的耐久性。这种方法方便快捷、绿色环保，可迅速制得高稳定光子晶体生色结构，有利于推动仿生光子晶体结构生色在纺织品上的实际应用。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种利用紫外光固化技术在纺织基材表面制备高稳定图案化光子晶体生色结构的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)制备由固含量为10％-20％纳米微球及占纳米微球分散液总质量1％-3％结构固着剂、0.03％-0.09％光引发剂、0.2％-0.5％咖啡环抑制剂和0.2％-0.6％常规墨水添加剂组成的结构生色墨水；

(2)将制备得到的墨水以数码喷印的方式施加于纺织基材表面；

(3)用紫外光固化灯对喷射有墨水的纺织基材进行固化处理。

优选后，所述步骤(1)中纳米微球为无机纳米微球和有机纳米微球。

优选后，所述步骤(1)中纳米微球的粒径范围为175-300nm。

优选后，所述步骤(1)中纳米微球的球形度良好且其单分散指数(PDI)不超过0.08。

优选后，所述无机纳米微球为二氧化硅(SiO₂)纳米微球、氧化亚铜(Cu₂O)纳米微球和氧化锆(ZrO₂)纳米微球中的任意一种。