[发明专利]一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法

说明书

本发明属于材料领域，具体涉及一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法。本发明所述一维光子晶体结构色膜转移印花的方法，在经过亲水处理的疏水性基底上组装聚合物/无机物或无机物/无机物纳米多孔一维光子晶体，然后依次铺展图案化模板、转移介质光固化树脂或者热固性弹性体、纺织纤维，最后固化成膜而剥离，从而实现一维光子晶体的转移印花，该方法能够将具有高亮度、高饱和、不褪色的结构色膜转移印花至不同种类的纤维上，转移简便，操作简单，条件容易控制，扩大了光子晶体结构色的实际应用。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法。

背景技术

自然界中的色彩按来源不同可以分为色素色与结构色。色素色是目前纺织纤维印染的主要应用材料。众所周知，印染行业存在高污染、高能耗问题，而且色素色会随着时间的推移产生褪色。而结构色是由于自然光在材料微观周期性结构中发生衍射、干涉等产生的颜色，如孔雀羽毛、蝴蝶翅膀等。与色素色相比，结构色具有高亮度、高饱和度、不褪色等优点。光子晶体是结构色的主要来源，它是一种光子带隙材料。将光子晶体结构色应用于纺织纤维印染领域具有重要的理论和实践意义。一维光子晶体在一个方向上具有光子频率禁带，由两种不同折射率介质交替堆叠而成，当一维光子晶体反射光波长在可见光区，即得到具有结构色特征的一维光子晶体材料。这类材料结构简单、选材较广、稳定性好。本发明设计组装一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法，这种方法首先在疏水性硬质基材上组装低折射率聚合物/高折射率无机物、低折射率无机物/高折射率无机物纳米多孔一维光子晶体结构色膜，通过光固化或热固性转移介质和图案化附着物，一步实现一维光子晶体结构色图案化和纺织纤维转移印花。

发明内容

针对纺织纤维传统印花存在的高污染、高能耗、颜色稳定性差等问题，本发明提供了一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法，通过这种方法可以完全消除传统印花中色素色的使用，将硬质基材上组装的一维光子晶体结构色图案转移到纺织纤维上，得到性能稳定高亮度、高饱和度的结构色印花图案。

一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法，包括以下步骤：

(1)将疏水性硬质平面基底进行等离子体亲水处理；

(2)在处理所得的基底上交替组装低折射率有机聚合物纳米粒子和高折射率无机纳米粒子(或者低折射率无机纳米粒子和高折射率无机纳米粒子)，获得有机聚合物纳米粒子和无机纳米粒子(或低折射率无机纳米粒子和高折射率无机纳米粒子)交替堆叠的周期性层状结构材料；

其中，低折射率和高折射率为相对概念，即高折射率与低折射率比值大于1。

(3)在层状结构材料上铺展图案化模板；

(4)在图案化模板上铺展转移介质，所述转移介质为光固化树脂和光引发剂的混合液，或热固性弹性体和固化剂的混合液；

(5)在转移介质上铺展待转移印花纺织纤维；

(6)进行光固化或热固化处理；

(7)从基底剥离。

上述技术方案中，步骤(1)中，所述“等离子体亲水处理”于等离子体清洗机中进行，具体为：将疏水性(水接触角大于90°)硬质平面基底置于等离子体清洗机中，处理2～30min。

进一步地，所述疏水性硬质平面基底优选为聚丙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯基底。

上述技术方案中，步骤(3)中，所述图案化模板为纸、塑料薄膜、锡纸、皮革等材质，图案根据需要进行设计。

上述技术方案中，步骤(4)中，优选所述光固化树脂为聚乙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、聚酰亚胺或酚醛树脂。