本發(fā)明涉及紡織品數(shù)碼噴印技術(shù)，具體涉及一種染料摻雜納米微球型結(jié)構(gòu)生色墨水的制備及利用其在紡織品上進(jìn)行數(shù)碼噴印構(gòu)建光子晶體結(jié)構(gòu)生色的方法。

背景技術(shù)：

光子晶體(pcs)屬于光子禁帶材料，是自然界中普遍存在的一種結(jié)構(gòu)生色方式。當(dāng)可見光波段(380-780nm)落入光子晶體特有的禁帶內(nèi)，光子晶體會(huì)選擇性反射禁帶中被禁止傳播的光，這些被反射的光在呈現(xiàn)周期性排列結(jié)構(gòu)的光子晶體表面形成相干衍射，人眼就可以看見絢麗的結(jié)構(gòu)色。采用重力沉降、垂直沉降等微球浸漬自組裝技術(shù)在紡織品上構(gòu)造結(jié)構(gòu)色光子晶體的方式屢見報(bào)道，但是，存在組裝時(shí)間長(zhǎng)、材料浪費(fèi)、不能按需定位組裝著色等問題，而且，報(bào)道中所指自組裝所用織物都需要預(yù)先染成黑色，這顯然進(jìn)一步增加了工藝流程和時(shí)間。

本發(fā)明通過制備染料摻雜納米微球型墨水，將染料均勻分散在納米微球液之間，以數(shù)碼噴印的方式按需定位施加到紡織品上。在一定條件下，納米微球可以在紡織品上進(jìn)行自組裝，染料也可以進(jìn)行上染和固著，即紡織品在進(jìn)行色素著色的同時(shí)可以構(gòu)建光子晶體結(jié)構(gòu)色，無需預(yù)先對(duì)紡織品上染底色。當(dāng)可見光波段落入光子禁帶中，未被禁阻的光將會(huì)部分或全部被紡織品上的染料吸收，被反射的光依然可在周期性排列的膠體微球表面形成衍射而呈現(xiàn)出絢麗多彩的結(jié)構(gòu)色。

本發(fā)明提出了一種染料摻雜納米微球型墨水的制備及其以數(shù)碼噴印的方式應(yīng)用于紡織品結(jié)構(gòu)生色技術(shù)領(lǐng)域，該發(fā)明將光子晶體的結(jié)構(gòu)生色仿生著色技術(shù)、染料的色素著色技術(shù)與數(shù)碼噴印技術(shù)三者相結(jié)合，方便快捷地同步實(shí)現(xiàn)紡織品的色素著色和結(jié)構(gòu)生色，產(chǎn)生靈動(dòng)多變、栩栩如生的印制效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種紡織品數(shù)碼噴印用染料摻雜納米微球型結(jié)構(gòu)生色墨水的制備及其應(yīng)用，將染料和納米微球作為墨水的主要成分，應(yīng)用數(shù)碼噴印的方式處理到紡織品上，大量節(jié)省了微球組裝時(shí)間，也不需要預(yù)先對(duì)紡織品染底色，且可以按需定位噴印構(gòu)建圖案，同步實(shí)現(xiàn)色素著色和光子晶體結(jié)構(gòu)生色。

為了解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

一種紡織品數(shù)碼噴印用染料摻雜納米微球型結(jié)構(gòu)生色墨水，其特征在于：該染料摻雜納米微球型墨水由如下重量份組分的混合物均勻分散得到：?jiǎn)畏稚⒓{米微球1.0-5.0份(以固含量計(jì))，商品級(jí)染料0.1-1.5份，保濕劑0.1-1.0份，粘度調(diào)節(jié)劑0.1-1.0份，ph調(diào)節(jié)劑0.1-1.0份(調(diào)節(jié)ph7-8)，表面活性劑0.1-3.0份，分散介質(zhì)100份。

優(yōu)選后，所述單分散納米微球?yàn)榧{米聚苯乙烯(pst)膠體微球、納米聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)膠體微球、納米聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(p(st-maa))膠體微球、納米聚(苯乙烯-丙烯酸)(p(st-aa))膠體微球、納米聚(苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)(p(st-maa-mma))膠體微球、納米聚(苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)(p(st-aa-mma))膠體微球和納米二氧化硅(sio2)膠體微球中的任意一種。

優(yōu)選后，所述單分散納米微球的粒徑范圍為180-380nm。

優(yōu)選后，所述單分散納米微球的球形度良好且其單分散指數(shù)(pdi)不超過0.08。

優(yōu)選后，所述的染料為商品級(jí)活性染料、商品級(jí)酸性染料。

優(yōu)選后，所述保濕劑為丙三醇、二甘醇、三甘醇、乙二醇、1,2-己二醇、1,2-丙二醇、山梨醇、1,5-戊二醇、2-吡咯烷酮中的任意一種。

優(yōu)選后，所述粘度調(diào)節(jié)劑為聚乙烯吡咯烷酮、甘油聚氧乙烯醚、聚醚多醇、羧甲基纖維素鈉中的任意一種。

優(yōu)選后，所述表面活性劑十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一種。

優(yōu)選后，所述的ph調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、三乙醇胺、磷酸氫二鈉中的任意一種。

根據(jù)權(quán)利要求1所述一種紡織品數(shù)碼噴印用染料摻雜納米微球型結(jié)構(gòu)生色墨水，其特征在于：所述分散介質(zhì)為去離子水、不同體積比的去離子水/乙醇的混合溶液(如體積比10:1、7:1、5:1、3:1、1:1、1:2、1:4、1:7、1:10)中的任意一種。

一種紡織品數(shù)碼噴印用染料摻雜納米微球型結(jié)構(gòu)生色墨水的制備方法，其特征在于具體過程如下：按照配比準(zhǔn)確稱取納米微球分散液，接著依次加入商品級(jí)染料、保濕劑、粘度調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、分散介質(zhì)制得混合溶液，用ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)體系ph為7-8，混合溶液置于超聲分散器中分散15min以上，得到分散均勻的染料摻雜納米微球型墨水。

一種紡織品數(shù)碼噴印用染料摻雜納米微球型結(jié)構(gòu)生色墨水在紡織品數(shù)碼噴印中的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟：

a、將所述染料摻雜納米微球型墨水加到模擬數(shù)碼噴印的數(shù)控墨水噴射系統(tǒng)的墨水容器中，通過噴嘴大小的選擇和噴射壓力的調(diào)節(jié)控制噴射液滴的大小，并通過三維數(shù)控程序設(shè)定精確控制噴印位置，在經(jīng)過前處理的待印織物表面按設(shè)計(jì)的花紋圖案用染料摻雜納米微球型墨水進(jìn)行噴印；

b、將噴印后的織物置于電熱恒溫烘箱中，在保持烘箱內(nèi)部溫度為60-70℃并伴有鼓風(fēng)條件下處理10-20min，使膠體微球在織物表面完成自組裝過程，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色；

c、將已烘干的織物置于圓筒蒸化機(jī)中，在保持蒸化機(jī)過飽和蒸汽、溫度為100-105℃的條件下汽蒸1-5min，生成色素色底色。

優(yōu)選后，所述待印織物為真絲織物、棉織物，均無底色要求。

優(yōu)選后，所述待印織物的前處理是海藻酸鈉/防水劑的拒水整理。

由于采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)勢(shì)在于：以染料和納米微球作為墨水主體成分，以數(shù)碼噴印的方式將染料摻雜納米微球型墨水施加在紡織品上，實(shí)現(xiàn)同步構(gòu)建染料色素底色和光子晶體結(jié)構(gòu)色，實(shí)現(xiàn)按需定位的生色效果，免去了預(yù)先染色織物的步驟，有利于仿生結(jié)構(gòu)生色在紡織品上的實(shí)際應(yīng)用。

本發(fā)明中涉及的染料摻雜納米微球墨水配方是專門為適應(yīng)紡織品數(shù)碼印花結(jié)構(gòu)生色的性能而開發(fā)。為適應(yīng)紡織品柔性的要求，本發(fā)明通過數(shù)碼按需噴涂構(gòu)建超薄型光子晶體結(jié)構(gòu)膜，幾乎不影響織物手感。需要注意的是，不同的納米微球本身的帶電性不同，因而墨水體系中的其它成分需作相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整，但與本發(fā)明的思路類似，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明數(shù)碼噴印操作流程示意圖；

圖2為本發(fā)明模擬數(shù)碼噴印示意圖；

圖3為活性染料摻納米微球型墨水在真絲織物上的噴印生色效果(紫紅)；

圖4為活性染料摻納米微球型墨水在真絲織物上的噴印生色效果(橙色)；

圖5為活性染料摻納米微球型墨水在真絲織物上的噴印生色效果(亮黃)；

圖6為活性染料摻納米微球型墨水在真絲織物上的噴印生色效果(淺綠)；

圖7為活性染料摻納米微球型墨水在真絲織物上的噴印生色效果(藍(lán)色)；

圖8為活性染料摻納米微球型墨水在真絲織物上的噴印生色效果(青色)。

具體實(shí)施方式

下面通過非限制性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方案做出說明；

在下述實(shí)驗(yàn)方法案例中，如無特別說明，所用的試劑、材料和設(shè)備均可從商業(yè)途徑購得，或者常規(guī)方法制得，或者本行業(yè)常用的。

其中，模擬數(shù)碼噴射系統(tǒng)：采用數(shù)碼液體分配系統(tǒng)，d-585型，美國nordsonasymtek公司生產(chǎn)。

實(shí)施例1：

(1)準(zhǔn)確稱取納米聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(p(st-maa))膠體微球乳液(粒徑為246nm，單分散指數(shù)為0.02)3.0份(以固含量計(jì))和c.i.活性黑130.1份，加入丙三醇0.5份，聚乙烯吡咯烷酮0.5份，十二烷基磺酸鈉0.5份，去離子水100份，然后加入0.3份碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)ph＝7-8，將各組分混合后置于超聲分散器中分散15min，得到分散均勻的染料摻雜納米微球型墨水。

(2)將染料摻雜膠體微球型墨水加載至數(shù)碼液體分配系統(tǒng)，設(shè)定噴印參數(shù)，按設(shè)計(jì)的圖案定位按需噴印在經(jīng)前處理的真絲織物表面；

(3)將噴印染料摻雜納米微球型墨水的織物置于電熱恒溫烘箱中，在溫度為60-70℃并伴有鼓風(fēng)條件下處理10-20min，使膠體微球在織物表面完成自組裝過程，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色；

(4)汽蒸條件：將已烘干的織物置于圓筒蒸化機(jī)中，在保持蒸化機(jī)過飽和蒸汽、溫度為100-105℃的條件下汽蒸1-5min，產(chǎn)生色素色。

實(shí)施例2：

準(zhǔn)確稱取納米聚(苯乙烯-丙烯酸)(p(st-aa))膠體微球乳液(粒徑為345nm，單分散指數(shù)為0.05)5.0份，c.i.活性黑80.5份，加入乙二醇1.0份，甘油聚氧乙烯醚0.1份，十二烷基硫酸鈉1.0份，去離子水100份，然后加入1.0份碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)ph＝7-8，將各組分混合后置于超聲分散器中分散15min，得到分散均勻的染料摻雜膠體微球型墨水。

數(shù)碼噴印、自組裝條件與方法及汽蒸條件與實(shí)施例1中(2)(3)(4)相同。

實(shí)施例3：

準(zhǔn)確稱取納米聚苯乙烯(pst)膠體微球乳液(粒徑為200nm，單分散指數(shù)為0.02)4.0份，c.i.活性黃30.5份，加入1,2-己二醇0.1份，聚醚多醇0.8份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，去離子水100份，然后加入0.3份碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)ph＝7-8，將各組分混合后置于超聲分散器中分散15min，得到分散均勻的染料摻雜膠體微球型墨水。

數(shù)碼噴印、自組裝條件與方法及汽蒸條件與實(shí)施例1中(2)(3)(4)相同。

實(shí)施例4：

準(zhǔn)確稱取納米聚(苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)(p(st-maa-mma))膠體微球乳液(粒徑為286nm，單分散指數(shù)為0.03)3.0份，c.i.活性紅241.5份，加入1,2-丙二醇1.0份，聚乙烯吡咯烷酮1.0份，硬脂酸鈉1.0份，去離子水/乙醇的混合液(二者體積比為7:1)100份，然后加入0.5份磷酸氫二鈉溶液調(diào)節(jié)ph＝7-8，將各組分混合后置于超聲分散器中分散15min，得到分散均勻的染料摻雜膠體微球型墨水。

數(shù)碼噴印、自組裝條件與方法及汽蒸條件與實(shí)施例1中(2)(3)(4)相同。

實(shí)施例5：

準(zhǔn)確稱取二氧化硅(sio2)膠體微球乳液(粒徑為265nm，單分散指數(shù)為0.03)1.0份，c.i.酸性黑1090.5份，加入山梨醇1.0份，羧甲基纖維素鈉0.8份，烷基酚聚氧乙烯醚0.1份，去離子水/乙醇的混合液(二者體積比為10:1)100份，然后加入0.1份氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph＝7-8，將各組分混合后置于超聲分散器中分散15min，得到分散均勻的染料摻雜膠體微球型墨水。

數(shù)碼噴印、自組裝條件與方法及汽蒸條件與實(shí)施例1中(2)(3)(4)相同。

為了使本發(fā)明的技術(shù)方案及特點(diǎn)更加清楚明白，便于領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員的理解，上述描述的具體實(shí)施方式僅對(duì)本發(fā)明作解釋說明，并不局限于實(shí)施本發(fā)明。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出地簡(jiǎn)單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。