專利名稱：著色劑組合物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含單分散粒子的纖維著色劑組合物和油墨組合物。
背景技術(shù)：
WO-A-2005/063902公開了噴墨組合物，其包含約0.5至約70% 重量，優(yōu)選約1至約50%重量，更優(yōu)選約1至約30%重量，特別優(yōu) 選約5至約20%重量的單分散粒子。該單分散粒子應(yīng)用于基底表面 之后，通過以三維、緊密壓縮、規(guī)則的球形結(jié)構(gòu)排列在基底表面而 在基底上形成三維光子晶體。 一個(gè)例子包含10。/。重量的單分散粒子 (也就是聚曱基丙烯酸曱酯固體)，且載體是水和二丙二醇甲醚的 混合物。
美國(guó)申請(qǐng)US-A-2004/0234746公開了通過將單分散粒子的水懸 浮液直接噴霧在基底上并隨后進(jìn)行干燥，可出現(xiàn)單分散粒子的結(jié)晶 化。此種情況下，該組合物包含5至20%重量的單分散粒子。在一 實(shí)施例中，通過干燥水平基底上的單分散粒子分散體，獲得了結(jié)晶 化。如此形成的晶體用來制備涂料組合物。在另一實(shí)施例中，直接 在將被涂布的基底上獲得了結(jié)晶化，也就是說，將懸浮液噴霧在基 底上并隨后進(jìn)行干燥。該懸浮液是5至20%的水懸浮液。
US-A-2003/0125416公開了包含聚合物基質(zhì)中的有序排列粒子 :的著色劑。制備該陣列的方法包括以下步驟準(zhǔn)備粒子在載體中的 水分散體，將該分散體應(yīng)用在基底上并蒸發(fā)載體，得到在基底上有 序周期排列的粒子。該分散體可包含約1至約70%,優(yōu)選約30至 約65%體積的粒子。
US-A-2003/0008771公開了將單分散球體和膠體物質(zhì)的懸浮液 應(yīng)用于平坦表面，蒸發(fā)溶劑后，該球體結(jié)晶成緊密壓縮層。已披露
了二氧化硅懸浮液的優(yōu)選濃度約5至約65 %重量，優(yōu)選約20至約50 %重量，且對(duì)于移動(dòng)基底工藝優(yōu)選約40至約50%重量。在實(shí)施例 中，使用二氧化硅球體懸浮液(濃度為11%重量)以及二氧化硅溶 膠(濃度為40至41%重量)或者氧化錫(IV)溶膠(濃度為15 %重 量)。該實(shí)施例用無水乙醇作為溶劑，室溫下過夜蒸發(fā)掉該溶劑。
US-AJOCB/0116062描述了具有三維周期排列的納米范圍的單 分散球體的色素，以及通過將單分散粒子懸浮液應(yīng)用于基底并除去 液體介質(zhì)制備該色素的方法。該懸浮液可包含1至35%重量的單分 散球體。該實(shí)施例用乙醇作為溶劑。
US-B-6，337,131公開了至少具有核殼粒子的規(guī)則排列的核心區(qū) 域的著色劑。該粒子應(yīng)用于表面形成規(guī)則、晶格類型的陣列。
現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，膠態(tài)晶體可以用作毛發(fā)或織物上的著色劑，或 者通過在所述基底上原處形成而用作油墨。
發(fā)明概述
一方面，本發(fā)明提供了使選自個(gè)體毛發(fā)和織物纖維的基底著色 的方法，該方法包括將基底與包含能夠形成膠態(tài)晶體的單分散粒子 的組合物接觸，從而在基底上形成包含單分散粒子的膠態(tài)晶體，所 述膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。
優(yōu)選地，該膠態(tài)晶體的晶格間距范圍相當(dāng)于可見光的波長(zhǎng)。
在一實(shí)施方式中，該粒子是無機(jī)的。在另一實(shí)施方式中，該粒 子是有機(jī)聚合物。
在一實(shí)施方式中，該纖維著色劑組合物是毛發(fā)著色劑組合物。 在另 一 實(shí)施方式中，該纖維著色劑組合物是紡織品著色劑組合物。 在又一實(shí)施方式中，該纖維著色劑組合物是油墨組合物，也就是說， 適合在可印刷的表面(例如紙或織物)上印刷。
另一方面，本發(fā)明提供了在基底上印刷的方法，該方法包括將 至少 一 定區(qū)域的基底與包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的油墨組 合物接觸，該膠態(tài)晶體的晶格間距范圍相當(dāng)于可見光的波長(zhǎng)，從而 在至少一部分基底上形成包含單分散粒子的膠態(tài)晶體。
另一方面，本發(fā)明提供了包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的 著色劑組合物(該膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光) 在生產(chǎn)為個(gè)體毛發(fā)著色的產(chǎn)品中的用途。
同樣地，本發(fā)明提供了包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的纖 維著色劑組合物(該膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光) 在生產(chǎn)為織物中纖維著色的產(chǎn)品中的用途。
另一方面，本發(fā)明提供了包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的 著色劑組合物(該膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光) 在生產(chǎn)油墨中的用途。
本發(fā)明還提供了纖維性材料，通常在其上面或內(nèi)部包含至少一 層含單分散粒子的膠態(tài)晶體層，該膠態(tài)晶體層衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于 可見光波長(zhǎng)的光。在一實(shí)施方式中，該纖維性材料是織物。優(yōu)選地， 該纖維性材料包含至少兩層或三層膠態(tài)晶體。
另 一方面，本發(fā)明提供了包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的 油墨組合物，該膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。
本發(fā)明還提供了在基底上印刷的方法，該方法包括將至少一定 區(qū)域的基底與本發(fā)明油墨組合物接觸，從而在至少一部分基底上形 成包含單分散粒子的膠態(tài)晶體，該膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可 見光波長(zhǎng)的光。優(yōu)選地，該基底是紙或者織物。
優(yōu)選地，該油墨組合物用來在基底上形成字母、數(shù)字或者其它 符號(hào)或圖形設(shè)計(jì)。
本發(fā)明還提供了基底，所述基底上已應(yīng)用了本發(fā)明油墨組合物， 從而在該基底上形成字母、數(shù)字或者其它符號(hào)或圖形設(shè)計(jì)。優(yōu)選地， 該基底是紙或者織物。
另一方面，本發(fā)明提供了基底，所述基底通常在其上或內(nèi)部包 含至少 一層含單分散粒子的膠態(tài)晶體層，該膠態(tài)晶體層衍射波長(zhǎng)范 圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光，該晶體層在基底上形成字母、數(shù)字或者 其它符號(hào)或圖形設(shè)計(jì)。優(yōu)選地，該基底是例如紙或織物的纖維性基 底。
在上述各個(gè)方面和實(shí)施方式中，優(yōu)選至少一個(gè)軸的晶格間距約
350納米至約770納米。
在上述各個(gè)方面和實(shí)施方式中，優(yōu)選所述粒子為球形。 我們共同未決的歐洲專利申請(qǐng)第05257136號(hào)(本申請(qǐng)?zhí)峤恢?未出版)描述并要求了著色劑組合物，其包含(i)能形成膠態(tài)晶體的 單分散粒子和(ii)至少一種寬光譜吸收體對(duì)比劑。寬光譜吸收體對(duì)比 劑使吸收顏色光譜峰變窄，從而加強(qiáng)結(jié)構(gòu)著色劑的效果。本發(fā)明所 用的 一類著色劑或者油墨組合物基本上沒有這種寬光鐠吸收體對(duì)比 劑。
發(fā)明詳述
除非另有規(guī)定，這里使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的意義與本技 術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同。
這里所用術(shù)語"顏色"和"有色的"包括"白色"，給基底和纖維著色 包括"上光"，例如，使紡織品上光。
單分散粒子
本發(fā)明的纖維著色劑組合物或者油墨組合物包含能形成膠態(tài)晶 體(人眼看上去是有色的)的單分散粒子。
單分散粒子被定義為具有至少60%屬于指定粒度范圍的粒子。 單分散粒子的均方根(rms)直徑偏差小于10%。高度單分散粒子的均 方根(rms)直徑偏差小于5%。本發(fā)明所用單分散粒子的均方根直徑 通常小于約1微米且大于約1納米，因此被劃分為納米粒子。優(yōu)選 地，所述單分散粒子的均方根直徑大于約150或約200納米。優(yōu)選 地，所述單分散粒子的均方根直徑小于約900或約800納米。更優(yōu) 選地，所述單分散粒子的直徑為約200納米至約550納米。
選擇所述單分散粒子，使得它們能形成人眼看上去是有色的 (即，在可見光譜中)膠態(tài)晶體。晶體顏色或者所觀察到的顏色主 要取決于兩個(gè)因素，即，膠態(tài)晶體中的晶格間距以及影響衍射光波 長(zhǎng)的粒子和基質(zhì)的折光指數(shù)。晶格間距由例如單分散粒子大小的因 素決定。例如，我們使用直徑為250至510納米的粒子來產(chǎn)生顏色
范圍從藍(lán)色和紅色至綠色和黃色的有色膠態(tài)晶體。當(dāng)從不同角度觀 察時(shí)，膠態(tài)晶體可以有不同的顏色，這是因?yàn)榫w不同軸的晶格間 距可以不同。只要至少 一個(gè)軸的晶格間距導(dǎo)致衍射可見光譜中波長(zhǎng) 的光，那么該晶體看上去是有色的。
優(yōu)選地，至少一個(gè)軸的晶格間距約350至約780納米，優(yōu)選380 至770納米。
單分散粒子可以有不同的幾何學(xué)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該單
分散粒子基本上是球形的。
適合用于本發(fā)明著色劑組合物中的單分散粒子，可以由任何適
當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，包括一種或多種選自有機(jī)物和/或無機(jī)物的材料。例 如，適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)材料包括有機(jī)聚合物粒子，例如乳膠、丙烯酸、聚 苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚(苯乙烯/丁二烯)、聚酯、聚 酰胺、聚氨酯、聚(甲基丙烯酸曱酯)和聚(甲基丙烯酸氟曱酯)粒子。 適當(dāng)?shù)臒o機(jī)材料包括金屬硫族元素化物、金屬磷族元素化物、二氧 化硅、金屬和金屬氧化物粒子，適當(dāng)?shù)慕饘傺趸锏睦影?，?如A1203、 Ti02、 Sn02、 Sb205、 Fe203、 Zr02、 Ce02和Y203。適當(dāng) 的金屬例子包括，例如金、銅和銀。
術(shù)語"金屬硫族元素化物"是指由元素周期表(依照已制定的 IUPAC命名法)笫16族(即，氧、硫、硒、碲和釙)的陰離子形成的 金屬化合物。術(shù)語"金屬磷族元素化物"是指由元素周期表(依照已制定的 IUPAC命名法)第15族(即，氮、磷、砷、銻和鉍)的陰離子形成的 金屬化合物。
單分散的聚(甲基丙烯酸甲酯)合成物可以按照M. Egen、 R. Zentel(Macromol.Chem.Phys.2004, 205, 1479-1488)所述方法進(jìn)行制 備，或者購(gòu)自Duke Scientific Corporation。
制備單分散粒子的方法是本技術(shù)領(lǐng)域周知的。如果粒子是聚合 的，可以用乳液聚合、分散聚合、懸浮聚合制備分散體，或者如果
粒子是無機(jī)的(例如二氧化硅粒子)，可以用溶膠-凝膠方法制備分散體。
單分散的二氧化硅球體可以按照眾所周知的stober, Fink和Bohn (J.Colloid Interface Sci. 1968, 26,62)的方法來制備。該方法隨后#皮 Bogush等人(丄Non-Crys. Solids 1988,104,95)改進(jìn)。或者，二氧化硅 粒子可以購(gòu)自Blue Helix, Limited或者可以用US4,775,520和 US4,911,903中所述方法進(jìn)行新鮮制備。
例如，單分散二氧化硅球體可以通過四烷氧基硅烷在水性-氨性 介質(zhì)中水解縮聚來制備，首先制備原始粒子的溶膠，然后通過連續(xù)、 控制地加入四烷氧基硅烷將所得二氧化硅粒子制成預(yù)期粒度。用該 法可制備平均粒子直徑為0.05至10微米(標(biāo)準(zhǔn)偏差小于7%)的單分 散Si(V求體。
美國(guó)專利第6,800,709號(hào)描述了在環(huán)糊精存在下，通過疏水單體 在基于水的系統(tǒng)中進(jìn)行自由基聚合或者共聚合，制備窄粒度分布的 單分散粒子的方法。適當(dāng)?shù)氖杷畣误w包括苯乙烯類、丙烯腈、甲基 丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、馬 來酰亞胺；乙烯基醚、乙烯基酯、馬來酸單烷基酯、馬來酸二烷基 酯、氟化丙烯酸酯和氟化甲基丙烯酸酯。
合而形成本發(fā)明組合物(例如纖維著色劑組合物或者油墨組合物)。組 合物通?？梢允且后w形式；半液體形式(包括洗劑、膏、乳霜)；或 者固體形式，包括粉末(例如洗衣粉)或片。存在于這種組合物中的 單分^U立子的量通常約0.1%重量至約10%重量(在液體和半液體組 合物中)以及約1%重量至約40%重量(在固體組合物中)。油墨組合 物通常包括約4%重量至約50%重量的單分散粒子。這種單分散粒 子在任何組合物中的最大量甚至可以低至小于5%重量或小于1%重 量或者甚至小于0.5%重量。 膠態(tài)晶體
一方面，本發(fā)明的著色劑組合物包含能形成膠態(tài)晶體的單分散 粒子，例如通過將著色劑組合物應(yīng)用在基底上。
為了避免疑惑，這里提到的"膠態(tài)晶體"是指一種或多種膠態(tài)晶體。
術(shù)語"膠態(tài)晶體，，是指規(guī)則排列的單分散粒子，其間具有基本規(guī) 則或不變的間距。因此，單分散粒子陣列形成了在連續(xù)相(或基質(zhì)) 中排列的分散相。所述連續(xù)相(或基質(zhì))可以包含對(duì)分散相有不同折 光指數(shù)的氣體、液體或者固體。
然而，如技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，膠態(tài)晶體可能包含某些雜質(zhì)和/ 或缺陷。雜質(zhì)和/或缺陷的水平通常依賴于所采用的材料和制備方 法。
術(shù)語"膠態(tài)晶體"具有與術(shù)語"超晶格"相同的意義。膠態(tài)晶體或 超晶格是一類光子晶體，它是以二維或三維周期排列的電介質(zhì)材料 為特征的光學(xué)、人造結(jié)構(gòu)，該電介質(zhì)材料的周期排列導(dǎo)致使其傳播 的電磁波能帶結(jié)構(gòu)形成。
纖維
纖維是生物、礦物或合成來源的微細(xì)毛發(fā)樣結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明上 下文中，纖維包括動(dòng)物或人類的毛發(fā)。纖維可以是織物(例如紡織品 或非紡織織物)的 一部分。
可以從商業(yè)上買到的纖維直徑范圍小于約0.001毫米至大于約 0.2毫米，它們有幾種不同的形式短纖維(稱為staple纖維或者切斷 纖維)、連續(xù)單纖維(長(zhǎng)絲或單根長(zhǎng)絲)，連續(xù)長(zhǎng)絲解捻的束(纖維束) 以及連續(xù)長(zhǎng)絲擰成的束(紗線)。根據(jù)其來源、化學(xué)結(jié)構(gòu)或者根據(jù)這 兩方面對(duì)纖維進(jìn)行分類?？梢詫⑺鼈兙幊衫K子和繩索，制成氈制品(也 稱作非紡織物或非紡織織物)，機(jī)織或編織成紡織織物，或者，如果 是高強(qiáng)度纖維，可以用作復(fù)合物中的加強(qiáng)物。
纖維可以是天然纖維、合成或人造纖維、或者其混合物。天然 纖維的例子包括但不限于動(dòng)物纖維，例如羊毛、絲綢、毛皮和毛 發(fā)；植物纖維，例如纖維素、棉花、亞麻、亞麻制品和大麻；以及
某些天然存在的礦物纖維。合成纖維可以源自或者不是源自天然纖
維。源自天然纖維的合成纖維的例子包括但不限于人造絲和纖維 素纖維(lyocell)(這兩種都是源自纖維素)、天然多糖纖維。不是源自 天然纖維的合成纖維可以源自其它天然來源或者源自礦物來源。源 自天然來源的合成纖維的例子包括例如淀粉的多糖。源自礦物來源 的纖維的例子包括但不限于聚烯烴纖維(例如源自石油的聚丙烯和 聚乙烯纖維)，以及硅酸鹽纖維(例如玻璃和石棉)。如果可能，合成 纖維通常通過液體處理工藝(例如，將例如樹脂或溶液的液體^齊壓、 牽拉或旋轉(zhuǎn))形成。還可以通過固體處理粉碎工藝(例如，將如整體
塑制品、薄膜或織物的大塊物體進(jìn)行機(jī)械剁碎或切斷)形成合成纖 維。常見的合成纖維包括但不限于尼龍(聚酰胺)、聚丙烯腈系纖維 (聚丙烯腈)、芳香族聚酰胺(芳香聚酰胺)、聚烯烴(聚乙烯和聚丙烯)、 聚酯和丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
其它基底
本發(fā)明的油墨組合物可應(yīng)用于任何適當(dāng)?shù)幕?。?yōu)選的基底是 那些表面具有不規(guī)則點(diǎn)的基底，這些不規(guī)則點(diǎn)作為晶體成核位置， 例如，纖維性材料?；装?、織物、木材和塑料。
用途
本發(fā)明的纖維著色劑組合物可以用于使織物中纖維著色。使纖 維著色還包括給白色紡織材料的纖維"上光"。
可以通過將纖維(例如個(gè)體毛發(fā)或織物纖維)與本發(fā)明組合物接 觸，使纖維著色。毛發(fā)著色劑組合物的通常形式是可直接應(yīng)用在全 部或部分毛發(fā)上的噴霧、洗劑、洗發(fā)精、乳霜或膏。適當(dāng)?shù)慕佑|時(shí) 間過后，如有必要，可將過量的組合物洗掉。優(yōu)選地，該組合物與 毛發(fā)接觸的時(shí)間足以形成至少兩層或三層膠態(tài)晶體。
用于給織物/紡織品著色或上光的纖維著色劑組合物，可以用作 本技術(shù)領(lǐng)域周知的標(biāo)準(zhǔn)洗衣制劑的 一部分，所述制劑例如在水中溶 解/分散的粉末或片，或者是液體。
可以使用將油墨應(yīng)用于各種基底的本領(lǐng)域周知的標(biāo)準(zhǔn)印刷技 術(shù)，將本發(fā)明油墨組合物應(yīng)用于基底。通常，將油墨組合物應(yīng)用于 基底以形成字母、數(shù)字或者其它符號(hào)或圖形設(shè)計(jì)。
在上述應(yīng)用中，足以在基底或纖維之上或內(nèi)部形成單層膠態(tài)晶 體。然而，優(yōu)選形成至少兩層或三層膠態(tài)晶體。膠態(tài)晶體層不需要 完全覆蓋，也就是說，其可以是不連續(xù)層。根據(jù)基底(其可以是多孔 的)，可以在基底表面上和/或內(nèi)部形成膠態(tài)晶體。此外，晶體層或多 個(gè)晶體層不需要是完全規(guī)則的，只要達(dá)到預(yù)期的著色效果即可。換 句話說，可允許一些晶體雜亂。


現(xiàn)在將進(jìn)一步參考以下實(shí)施例和附圖來描述本發(fā)明，這些實(shí)施
例只是說明性的并且不是限制性的，其中
圖1顯示依照本發(fā)明方法著色的晶狀毛發(fā)纖維束，顯示各自不 同的顏色。
圖2顯示依照本發(fā)明，表明晶體層在毛發(fā)上形成的SEM圖象。 圖3顯示依照本發(fā)明著色的晶狀棉花樣品的圖象。 圖4和5顯示單個(gè)棉花纖維的SEM圖象，表明有晶體層形成。 圖6顯示纖維的另一SEM圖象，其中，沿著纖維素纖維的表面 背脊開始晶體生長(zhǎng)。 實(shí)施例
實(shí)施例l膠態(tài)晶體在毛發(fā)纖維上的集成
二氧化硅-粒子的合成
按照眾所周知的Stober, Fink和Bohn(膠體界面科學(xué)雜志J. Colloid Interface Sci. 1968， 26,62)方法制備，該方法由Bogush等人(J. Non-Crys. Solids 1988, 104, 95)改進(jìn)。
簡(jiǎn)短地說，通過四烷氧基硅烷在水性-氨性介質(zhì)中的水解縮聚制 成球形，首先制備原始粒子的溶膠，然后通過連續(xù)、控制地加入四 烷氧基硅烷將所得的Si02粒子制成預(yù)期的粒度(參見美國(guó)專利第 4,775,520號(hào))。最終獲得的粒度取決于總共加入的四烷氧基硅烷的
量。用這種方法，可制備平均粒子直徑為0.05至10微米(標(biāo)準(zhǔn)偏差 小于7%)的單分散Si02球體。該方法用來制備平均粒子直徑為250 納米、330納米、410納米或500納米的單分散二氧化硅3求體。
然后用下列方法純化樣品。將分散體在3000轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)下 離心20分鐘以分離固體與液體。通過機(jī)械攪拌和超聲處理，將固體 再次分散在無水乙醇中至初始體積。該步驟重復(fù)幾遍。
如此制備的分散體被分成4等份，每份加入2毫升平底塑料瓶中。
毛發(fā)基底上的晶體成長(zhǎng)
樣品由濃度約0.2%重量的二氧化硅/無水乙醇組成。將白種人 毛發(fā)簇垂直放入每份分散體中。使容器內(nèi)的分散體在室溫過夜進(jìn)行 蒸發(fā)/結(jié)晶。
結(jié)果
(1) 對(duì)于約250納米大小的粒子，以接近毛發(fā)纖維上的晶體表面 垂直軸的角度觀察，毛發(fā)纖維顯示強(qiáng)的淺藍(lán)色衍射，(以遠(yuǎn)離垂直軸 的角度觀察顯示微紅色)。
(2) 對(duì)于約330納米大小的粒子，以接近晶體表面的垂直軸的角 度觀察，毛發(fā)纖維顯示強(qiáng)的綠松色衍射顏色，以遠(yuǎn)離垂直軸的角度 觀察顯示微紅色。
(3) 對(duì)于約410納米大小的粒子，以接近晶體表面的垂直軸的角 度觀察，毛發(fā)纖維顯示強(qiáng)的淡綠色衍射顏色，以遠(yuǎn)離垂直軸的角度 觀察顯示微紅色。
(4) 對(duì)于約500納米大小的粒子，毛發(fā)纖維顯示強(qiáng)的微紅色衍射 顏色。
每個(gè)試驗(yàn)在來自3種不同類型的毛發(fā)上進(jìn)行。然后由3人小組 對(duì)發(fā)型的化妝特性進(jìn)行評(píng)估。毛發(fā)試樣的形式是10至30段75毫米 長(zhǎng)的毛發(fā)平行地結(jié)合在塑料支撐物上而形成的梳狀。
為了證明應(yīng)用分散體后粒子在纖維上的沉積，處理前進(jìn)行光學(xué)
測(cè)量，接著在處理后進(jìn)行第二次測(cè)量。在控制溫度和相對(duì)濕度(20。C 和45 %相對(duì)濕度)下，進(jìn)行毛發(fā)試樣的測(cè)量以及干燥。
晶狀毛發(fā)纖維的例子如圖1所示。這副圖中從頂部到底部的纖 維束的著色分別是青銅色、靛青色、藍(lán)色、綠色和粉紅色。毛發(fā)上 形成晶體層的例子如圖2中的SEM測(cè)量所示。
討論
我們顯示了經(jīng)自組織過程，高度單分散的SiC^粒子在毛發(fā)纖維
上集成三維晶格。用改良的垂直沉積法生成了結(jié)構(gòu)分明的粒子層。 將毛發(fā)基底垂直浸入包含單分散球體的懸浮液。由于蒸發(fā)，液體水 平面下降，晶體不斷地在毛發(fā)表面上生長(zhǎng)。在溶劑蒸發(fā)期間，溶劑 的表面向下移動(dòng)，二氧化硅粒子在基底上沉積，毛發(fā)上剩余的液膜 變得比實(shí)際粒子直徑還薄。
晶體厚度由膠體濃度和毛發(fā)表面彎月面的形狀控制。干燥速度
幾乎沒有影響。彎月面的形狀取決于毛發(fā)基底上液相的去濕質(zhì)量。 水性懸浮液(表面張力高)產(chǎn)生較厚晶體，但是質(zhì)量下降。
表征的晶體顯示六邊形緊密壓縮粒子的立方面心晶格，具有一 些局部缺陷和晶界，頂部晶格相當(dāng)于(lll)-表面。該法中的粒子濃度 在溶劑蒸發(fā)期間發(fā)生改變，這可能會(huì)影響薄膜的厚度。
然而，薄膜的視覺外觀證明了它們具有高晶體質(zhì)量和均勻厚度。
由于可見光的Bragg衍射，該樣品顯示明亮的顏色。通過改變基底 方位，可以觀察到系統(tǒng)的顏色變化。
在控制的干燥技術(shù)中，模版可以指導(dǎo)膠體結(jié)晶。形成這種模版 晶體的能力很可能依賴于模版的表面形貌。我們認(rèn)為毛發(fā)纖維的不 規(guī)則表面紋理是晶體成長(zhǎng)的成核位置。
實(shí)施例2棉纖維上膠態(tài)晶體的集合
二氧化硅-粒子的合成
基本按照實(shí)施例1。
棉基底上的晶體成長(zhǎng)
該樣品由濃度約0.2%重量的二氧化硅/無水乙醇組成。將棉紗 垂直放入每份分散體中。使容器內(nèi)的分散體在室溫過夜進(jìn)行蒸發(fā)/結(jié) 曰曰■
對(duì)于約250納米大小的粒子，以接近棉紗上晶體表面的垂直軸 的角度觀察，棉紗顯示強(qiáng)的淺藍(lán)色衍射。
為了證明應(yīng)用分散體后粒子在纖維上的沉積，在處理前進(jìn)行光 學(xué)測(cè)量，接著在處理后進(jìn)行第二次測(cè)量。在控制溫度和相對(duì)濕度(20 。C和45 %相對(duì)濕度)下，進(jìn)行棉線試樣的測(cè)量以及干燥。
晶狀棉線樣品的例子如圖3所示。棉線上晶體層形成的例子如 圖4和圖5中的SEM測(cè)量所示。在控制條件下的生長(zhǎng)再一次表明， 表面形貌對(duì)模版晶體生長(zhǎng)的重要性(參見圖6，其中，晶體生長(zhǎng)沿著 纖維素纖維的表面背脊開始)。
上述各個(gè)部分提到的本發(fā)明各種特征和實(shí)施方式，可經(jīng)必要的 修正，適當(dāng)?shù)貞?yīng)用到其它部分。因此，在一個(gè)部分中指明的特征可 以適當(dāng)?shù)嘏c其它部分指明的特征結(jié)合。
明所述方法和產(chǎn)品的各種修改和變更，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員 來講是顯而易見的，而沒有脫離本發(fā)明的范圍。雖然結(jié)合具體優(yōu)選 的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該理解的是，所要求的發(fā) 明不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)鼐窒抻谶@種具體實(shí)施方式
。事實(shí)上，對(duì)本發(fā)明所 述實(shí)施方式所做的，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來講顯而易見的各種 修改應(yīng)在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種為選自個(gè)體毛發(fā)和織物纖維的基底著色的方法，該方法包括使基底與包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的組合物接觸，從而在基底上形成包含單分散粒子的膠態(tài)晶體，所述膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述基底是個(gè)體毛發(fā)，且至少一定區(qū)域的毛發(fā)與組合物接觸，從而在至少一部分毛發(fā)上形成單分散粒子。
3. —種在基底上印刷的方法，該方法包括使至少一定區(qū)域的基 底與包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的油墨組合物接觸，從而在 至少一部分基底上形成包含單分散粒子的膠態(tài)晶體，該膠態(tài)晶體的 晶格間距范圍相當(dāng)于可見光的波長(zhǎng)。
4. 權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其中所述膠態(tài)晶體晶格間 距的范圍相當(dāng)于可見光的波長(zhǎng)。
5. 權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其中所述粒子是球形的。
6. 權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其中所述粒子是無機(jī)的。
7. 權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其中所述粒子是有機(jī)聚合物。
8. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述膠態(tài)晶體至少一個(gè) 軸的晶格間距為350納米至780納米，優(yōu)選380納米至770納米。
9. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述單分散粒子rms直 徑的偏差小于10%。
10. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述單分"^4立子的rms 直徑為1納米至1微米，優(yōu)選大于100納米，更優(yōu)選大于200納米， 且優(yōu)選小于900納米，更優(yōu)選小于800納米，最優(yōu)選200納米至500 納米。
11. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述單分散粒子由選 自有機(jī)材料和無機(jī)材料的一種或多種材料形成，所述材料優(yōu)選選自乳膠、丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚(苯乙烯/丁 二烯)、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚(曱基丙烯酸曱酉旨)和聚(甲基丙烯 酸氟曱酯)、金屬硫族元素化物、金屬磷族元素化物、二氧化硅、金屬和金屬氧化物粒子，例如，A1203、 Ti02、 Sn02、 Sb205、 Fe203、 Zr02、 CeOjpY203;金、銅和銀；以及上述任何一種或多種的混合物。
12. 包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的著色劑組合物在生產(chǎn) 為個(gè)體毛發(fā)著色的產(chǎn)品中的用途，其中所述膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍 相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。
13. 包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的著色劑組合物在生產(chǎn) 為織物中纖維著色的產(chǎn)品中的用途，其中所述膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范 圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。
14. 包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的著色劑組合物在生產(chǎn) 油墨中的用途，其中所述膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng) 的光。
15. —種纖維性材料，該纖維性材料包含至少一層含有單分散 粒子的膠態(tài)晶體層，該膠態(tài)晶體層衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng) 的光。
16. 權(quán)利要求15的纖維性材料，所述材料為織物。
17. —種基底，所述基底包含至少一層含有單分散粒子的膠態(tài) 晶體層，該膠態(tài)晶體層衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光，所述 晶體層在基底上形成字母、數(shù)字或者其它符號(hào)或圖形設(shè)計(jì)。
18. —種包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的纖維著色劑組合 物，所述膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。
19. 一種包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子的油墨組合物，所 述膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種纖維著色劑和油墨組合物，其包含能形成膠態(tài)晶體的單分散粒子，該膠態(tài)晶體衍射波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于可見光波長(zhǎng)的光。還提供了這種組合物在基底著色中的用途。
文檔編號(hào)A61K8/25GK101175465SQ200680016285
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者K·P·韋利科夫, M·F·布特勒, R·達(dá)拉利 申請(qǐng)人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司