一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法

1.本发明涉及一种光子晶体结构生色织物的制备方法，特别涉及一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，属于印染技术领域。


背景技术：

2.光子晶体(pc)是由不同折光指数的物质在空间周期性排列而成的材料。由于光子晶体的特殊周期性结构使其具有独特的光学可调控性，能产生鲜艳明亮的结构色效果，并通常具有虹彩效果(颜色随观察角度的变化而变化)。光子晶体结构生色纺织品的制备对于纺织品生态着色、时尚纺织品开发和智能纺织品开发具有重要意义。图案化光子晶体结构生色纺织品因具有独特的花纹显示，使其在传感、检测、防伪、时尚纺织等众多领域具有更大的发展前景，因此纺织品光子晶体图案化技术的研究和开发具有更为重要的意义。
3.目前光子晶体图案化技术主要有：光学刻蚀技术、模板复制技术及喷墨打印技术等。其中光学刻蚀技术与模板复制技术虽是现今较为成熟的光子晶体图案化技术，但由于光学刻蚀技术需要昂贵精细的设备，模板组件复制技术实现的图案较为单一，从而限制了图案化光子晶体的应用范围。喷墨打印技术则可克服上述缺点，无需掩模或者模具就能制备光子晶体结构生色图案，且图案多样化、制备简便、成本较低。因此，喷墨打印技术制备图案化光子晶体结构生色织物具有广阔的应用前景。
4.喷墨打印制备图案化光子晶体的方法通常是以胶体纳米微球“墨水”代替常规的染料或颜料墨水，把墨水打印到基材上后再通过一定温度和湿度条件下的处理，使纳米微球自组装成光子晶体结构，产生结构生色图案。shao等人利用喷印法在织物表面构建图案化光子晶体，他们应用1～10vol％p(st-maa)胶体微球分散液作为喷印墨水，通过添加甲酰胺抑制“咖啡环”，所印制的图案显示出较高的轮廓清晰度和块面均匀性，但因为所用纳米微球浓度较低，所制备的样品颜色饱和度较低，虹彩效应不明显(liu g j，zhou l，zhang g q，et al.fabrication of patterned photonic crystals with brilliant structural colors on fabric substrates using ink-jet printing technology[j]mater.design，2016，114：10-17，cn201410039672.3)。gu等在柔性基底上喷墨打印介孔氧化硅纳米微球墨水，开发了一种具有响应性图案，但制备介孔氧化硅纳米微球过程复杂，不适用于宏量制备图案化光子晶体(bai l，xie z，wang w，et al.bio-inspired vapor-responsive colloidal photonic crystal patterns by inkjet printing.[j].acs nano，2014，8(11)：11094.)。
[0005]
目前虽有较多文献已报道了采用数码喷印技术制备图案化光子晶体，但是鲜有报道关于该技术的工业化应用。喷头易堵塞是阻碍该技术实际应用的主要问题。自组装是胶体微球的自发倾向，它像一把双刃剑，既是构建光子晶体的源动力，也是造成微球聚集导致喷头堵塞的内在原因。在喷印间歇时，位于喷头处、管路内的微球分散液随着水分蒸发会逐渐组装/聚集而形成尺寸较大的固态颗粒，堵塞喷头。在所报道的工作中多采用较低固含量的纳米微球分散液作为喷印墨水，这是因为高固含量的微球墨水更容易产生微球聚集而堵
塞喷头。但是低固含量的微球墨水所打印形成的结构色图案的颜色饱和度和亮度都较差，且往往无虹彩效应，这是因为较少的纳米微球难以组装成结构完善的光子晶体，所形成的光子晶体的堆叠层数和规整性都不足。而且，低固含量的微球墨水也不能从根本上解决喷头堵塞问题，只是延缓堵塞而已，随着打印时间的延长，依然会累积堵塞。此外，应用喷墨打印制备的图案化光子晶体通常缺乏足够的牢度，这是由于光子晶体层中的微球-微球之间以及整个光子晶体层与基底间缺乏强的结合力。在墨水体系中引入粘合剂是最为直接且简便的提高光子晶体层结构稳定性的有效方法，也是常规颜料喷墨印花为提高色牢度所常用的方法，但此方法因高分子粘合剂的存在而更易造成喷头堵塞，且较多的粘合剂大分子也会干扰纳米微球的自组装，以致光子晶体结构色的颜色饱和度降低。因此，开发一种可流畅、连续的喷印技术制备高结构稳定型图案化光子晶体结构生色织物的方法，对纺织品仿生着色领域的实际应用具有重要意义。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供一种可流畅、连续的喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，该方法可连续、流畅地在织物上印制高颜色饱和度和高结构稳定性的光子晶体结构生色图案，且不发生喷头堵塞现象。
[0007]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]
一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，该方法包括以下步骤：
[0009]
s1、配制用于喷墨印花结构生色的纳米微球墨水，该纳米微球墨水以重量百分比计的组成为：
[0010]
纳米微球15-25％，
[0011]
黑色素2-10％，
[0012]
防膜裂剂2-10％，
[0013]
保湿剂5-10％，
[0014]
分散剂0.1-1％，
[0015]
余量为水；
[0016]
上述组分混合后用3000-4000目的不锈钢滤网过滤；
[0017]
所述纳米微球选自有机高分子聚合物聚苯乙烯(ps)纳米微球、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)纳米微球、聚苯乙烯@聚多巴胺(ps@pda)、聚苯乙烯@二氧化硅(ps@sio2)、聚(苯乙烯-丙烯酸羟乙酯)(p(st-hea))、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)(p(st-mma))、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(p(st-maa))或无机二氧化硅(sio2)纳米微球中一种；
[0018]
s2、织物的表面改性：在织物表面涂覆特种高分子聚合物，涂覆量为10-20克/平米(干重)，加热固化成膜，得到表面带有特种高分子层的织物；
[0019]
所述特种高分子聚合物为软段硬段共聚型聚氨酯类高分子聚合物，或者软段硬段共聚型聚丙烯酸类高分子聚合物；
[0020]
s3、使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在s2得到的织物带有特种高分子层的表面按图形进行定位喷墨印花；
[0021]
s4、将喷墨印花后的织物加热处理，完成纳米微球的组装、高分子层界面分子的活
化和迁移、光子晶体的稳定固化，得到图案化光子晶体结构生色织物。
[0022]
本发明所述方法通过构建具有高保湿性能的纳米微球墨水，以及在喷墨印花机中增加相应的保湿装置，以防止因水分蒸发诱导微球组装而引起的喷头堵塞现象；通过在墨水中引入对纳米微球具有高效分散作用的表面活性剂，避免因胶体微球墨水体系的存放稳定性差使微球聚集而引起的喷头堵塞；通过应用适当的高固含量的胶体微球分散液作为墨水，一次打印就能获得高颜色饱和度和具有虹彩效应的光子晶体结构生色图案；通过构建高分子聚合物接受稳固层，提高图案化光子晶体的结构稳定性和结构色的耐久性。
[0023]
作为优选，用于喷墨印花的喷墨印花机上设置保湿装置，所述的保湿装置为盛装保湿剂的盒状装置，喷印结束后喷嘴须接触保湿剂液面并略浸入液面下0.1mm-1mm，以隔绝空气。保湿装置用于预防喷印后喷嘴处发生堵塞。
[0024]
作为优选，所述纳米微球墨水中的保湿剂与喷墨印花机的保湿装置中的保湿剂为丙三醇，乙二醇，1，4丁二醇，正丁醇或异丙醇中的一种或几种的混合物；保湿装置中的保湿剂以水溶液形式添加，质量浓度为0.1-10wt％。
[0025]
作为优选，所述纳米微球的直径为150～350nm，球形度良好，且单分散指数小于0.08。
[0026]
作为优选，所述纳米微球的组装条件为：温度50-70℃，湿度50-70％。
[0027]
作为优选，所述织物选自棉织物、涤纶织物、真丝织物、涤棉混纺织物或涤氨混纺织物。
[0028]
作为优选，所述软段硬段共聚型聚氨酯类高分子聚合物，硬段选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯中的一种；软段为具有结晶性能的长碳链软物质，重复单元中碳链长度为4个c以上，软段选自聚己二酸-1，4丁二醇酯、聚己二酸1，6己二醇酯、聚-1，6-亚己基-碳酸酯中一种；
[0029]
所述软段硬段共聚型聚丙烯酸类高分子聚合物，硬段选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸甲酯中的一种，软段是具有4个c以上的长直链单体，软段选自丙烯酸丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异辛酯中的一种。
[0030]
作为优选，所述黑色素为炭黑、水溶性黑色素中的一种或几种的混合物。
[0031]
作为优选，所述防膜裂剂为两亲分子脂肪醇聚氧乙烯醚，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，脂肪酸甲酯乙氧基化物或聚丙二醇的环氧乙烷加成物中的一种或几种的混合物。
[0032]
作为优选，所述分散剂为烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、聚氧乙烯基烷基醚、聚氧乙烯基芳基醚中的一种或几种的混合物。
[0033]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0034]
1.本发明在墨水体系中引入高浓度保湿剂，保湿剂中的羟基可与水分子形成氢键，使墨水体系中的水不易蒸发。同时，保湿剂也可吸收环境中的水分子，提高墨水的保湿性，从而减弱纳米微球在喷头内部及喷嘴处的结晶倾向，避免喷头堵塞现象发生。此外，因喷印过程中，经喷射而出的墨滴细小，在较短时间内水分即可蒸发，不利于纳米微球在织物表面的规整组装，从而形成非晶结构，无虹彩效应。提高保湿剂用量可改善纳米微球在织物表面的组装结晶行为，有利于获得高颜色饱和度和亮度，且具有虹彩效应的光子晶体结构色图案；
[0035]
2.本发明在墨水体系中引入对纳米微球具有高效分散作用的表面活性剂，避免因胶体微球墨水体系的存放稳定性差使微球聚集而引起的喷头堵塞；
[0036]
3.本发明应用高浓度纳米微球分散液作为喷印墨水，有利于纳米微球在织物表面组装成有序的光子晶体结构，并可增加所制备的光子晶体有序结构的堆叠层数，从而增强布拉格衍射光以及在光子晶体表面干涉光的强度，以增强光子晶体结构色的亮度和饱和度，赋予结构色图案灵动的虹彩效应；
[0037]
4.低浓度的墨水要获得足够的堆叠层数，需要多次打印，而采用高固含量纳米微球分散液作为墨水可实现单次打印后即可获得颜色亮丽的光子晶体结构生色图案，显著提高了印制效率；
[0038]
5.在织物表面构建的特殊高分子层在组装过程中可发生界面活化、界面分子迁移和在光子晶体内部的二次固化，在光子晶体的结构单元纳米微球之间起到“韧带”作用，提高光子晶体结构对外力作用(摩擦、弯折、水洗等)的承受能力，从而显著提高光子晶体结构的稳定性，并可保留光子晶体内部的折光指数差，呈现亮丽的结构色，实现光子晶体结构生色织物的高稳定性和高饱和度的一致性。
附图说明
[0039]
图1是实施例1中加入分散剂的墨水的光学显微镜照片；
[0040]
图2是实施例2喷印制备的光子晶体的光学显微镜照片；
[0041]
图3是实施例3喷印制备的光子晶体的sem图片；
[0042]
图4是实施例4制备的光子晶体的反射率曲线；
[0043]
图5是实施例5喷印制备的光子晶体条纹图案的数码照片；
[0044]
图6是实施例6制备的光子晶体结构生色图案的数码照片，其中，a
1-c1为观察角与法线夹角为0
°
时拍摄的样品图案，a
2-c2为观察角与法线夹角为45
°
时拍摄的样品图案；
[0045]
图7是实施例6制备的图案化光子晶体结构生色织物弯折后的光学显微镜照片，其中a为弯折时照片，b为弯折后平面状态照片；
[0046]
图8是对比例1的墨水中无保湿剂与分散剂时喷印制备的光子晶体条纹；
[0047]
图9是对比例2的墨水中无分散剂时喷印制备的光子晶体条纹；
[0048]
图10是喷印设备水封设置对喷墨流畅性的影响，显示无保湿装置时的出墨情况；
[0049]
图11是对比例4的5wt％纳米微球分散液作为墨水喷印后的数码照片；
[0050]
图12是对比例4的5wt％纳米微球分散液印制样品光学照片；
[0051]
图13是对比例5的35wt％纳米微球分散液作为墨水时喷印流畅性展示；
[0052]
图14是对比例6的织物表面未涂覆高分子聚合物层所制备的光子晶体图案的结构稳定性。
具体实施方式
[0053]
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
[0054]
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等
均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0055]
以下实施例中试剂来源：
[0056]
特种高分子
①
，型号pue-2013，型号pue1401，型号pue1650等，上海思盛聚合物材料有限公司；型号p1907，型号p3904，型号p3902s等，浙江传化股份有限公司(列举部分，但不仅限于以上产品)；
[0057]
特种高分子
②
，实验室自制，以其中一种制备方法为例：将100g去离子水加入到带有机械搅拌以及冷凝装置的250ml四口圆底烧瓶中，随之加入5g甲醛丙烯酸甲酯(mma)和5g丙烯酸丁酯(ba)以及0.5g十二烷基磺酸钠(sds)，搅拌速度为350rpm，当温度升至80℃时，将0.3g过硫酸钾溶解在10ml的去离子水中，添加到四口烧瓶中。整个反应体系在氮气氛围下进行，反应10h。
[0058]
实施例1
[0059]
一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，具体步骤如下：(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：15％ps纳米微球(粒径350nm)、2％炭黑、2％聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、5％乙二醇、0.5％aeo-3(聚氧乙烯基烷基醚类)，余量为水。配制后采用3000目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0060]
(2)织物的表面改性：在棉织物表面涂覆特种高分子
①
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为10克/平米(干重)；
[0061]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性棉织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0062]
(4)将喷墨印花后的织物放置于50℃、湿度50％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0063]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满0.1wt％丙三醇水溶液，以防因水分蒸发而使残留的微球组装而引起喷头堵塞问题。
[0064]
实施例2
[0065]
一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，具体步骤如下：(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：18％pmma微球(粒径250nm)、3％炭黑、4％脂肪酸聚氧乙烯酯、6％丙三醇、0.2％to-5(聚氧乙烯基烷基醚)，余量为水。配制后采用3500目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0066]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
①
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物，涂覆量为12克/平米(干重)；
[0067]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0068]
(4)将喷墨印花后的织物放置于50℃、湿度60％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固
[0069]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满5wt％丙三醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0070]
实施例3
[0071]
一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，具体步骤如下：(1)
配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：20％ps@pda微球(粒径150nm)、4％水溶性黑色素、5％脂肪醇聚氧乙烯醚、7％1，4丁二醇、0.3％分散剂bp(聚氧乙烯基芳基醚类)，余量为水。配制后采用4000目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0072]
(2)织物的表面改性：在涤氨混纺织物表面涂覆特种高分子
①
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为15克/平米(干重)；
[0073]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤氨混纺织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0074]
(4)将喷墨印花后的织物放置于60℃、湿度60％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0075]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满10wt％乙二醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0076]
实施例4
[0077]
一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，具体步骤如下：(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：22％ps@sio2微球(粒径220nm)、5％炭黑、6％脂肪酸甲酯乙氧基化物、8％正丁醇、0.8％sdbs(烷基苯磺酸盐类)，余量为水。配制后采用3000目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0078]
(2)织物的表面改性：在真丝织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为15克/平米(干重)；
[0079]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性真丝织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0080]
(4)将喷墨印花后的织物放置于60℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0081]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满8wt％1，4丁二醇水溶液，以防喷印过程中喷头堵塞。
[0082]
实施例5
[0083]
一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，具体步骤如下：(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：24％p(st-hea)微球(250nm)、8％水溶性黑色素、8％聚丙二醇的环氧乙烷加成物、9％异丙醇、1％丁二酸二辛酯磺酸钠(二烷基磺基琥珀酸盐类)，余量为水。配制后采用3500目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0084]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为18克/平米(干重)；
[0085]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0086]
(4)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0087]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满4wt％正丁醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0088]
实施例6
[0089]
一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法，具体步骤如下：(1)
配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：25％p(st-mma)微球(250nm)、9％炭黑、10％脂肪酸甲酯乙氧基化物、10％丙三醇、0.5％分散剂n(烷基萘磺酸盐类)，余量为水。配制后采用4000目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0090]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为20克/平米(干重)；
[0091]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0092]
(4)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0093]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满2wt％异丙醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0094]
图1是实施例1中加入分散剂的墨水的光学显微镜照片，由图1所示，纳米微球在水相体系中均匀分散，无结晶形成硬质颗粒的现象。图2是实施例2喷印制备的光子晶体的光学显微镜照片，所制备的光子晶体具有艳丽且均匀的结构色。图3是实施例3喷印制备的光子晶体的sem图片，由图3中可见，纳米微球组装为结构规整的面心立方结构。图4是实施例4制备的光子晶体的反射率曲线，如图4所示，反射率峰高且窄，证明其结构色亮度及饱和度高。图5是实施例5喷印制备的光子晶体条纹图案的数码照片，如图5所示，所制备的条纹图案具有连续的条状块面，无疵点，证明其具有优异的喷印流畅性。图6是实施例6制备的光子晶体结构生色图案的数码照片，所制备的结构生色图案色彩均匀无疵点，并且在不同角度下呈现不同的结构色，展现虹彩效应。如图7所示，a为弯折时照片，b为弯折后平面状态照片，喷印制备的图案化光子晶体结构生色织物弯折后的光学显微镜照片，经弯折后光子晶体无任何破损，证明了其具有优异的结构稳定性。
[0095]
对比例1
[0096]
(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：24％p(st-hea)(250nm)微球、8％水溶性黑色素、8％聚丙二醇的环氧乙烷加成物，余量为水。配制后采用3500目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0097]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为18克/平米(干重)；
[0098]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0099]
(4)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0100]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满4wt％正丁醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0101]
对比例2
[0102]
(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：24％p(st-hea)(250nm)微球、8％水溶性黑色素、8％聚丙二醇的环氧乙烷加成物、9％异丙醇，余量为水。配制后采用3500目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0103]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带
有高分子层的织物。涂覆量为18克/平米(干重)；
[0104]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0105]
(4)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0106]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满4wt％正丁醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0107]
对比例3
[0108]
(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：24％p(st-hea)微球(250nm)、8％水溶性黑色素、8％聚丙二醇的环氧乙烷加成物、9％异丙醇、1％丁二酸二辛酯磺酸钠，余量为水。配制后采用3500目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0109]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为18克/平米(干重)；
[0110]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0111]
(4)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0112]
对比例4
[0113]
(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：5％p(st-mma)微球(250nm)、9％炭黑、10％脂肪酸甲酯乙氧基化物、10％丙三醇、0.5％分散剂n，余量为水。配制后采用4000目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0114]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为20克/平米(干重)；
[0115]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0116]
(4)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0117]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满2wt％异丙醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0118]
对比例5
[0119]
(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：35％p(st-mma)微球(250nm)、9％炭黑、10％脂肪酸甲酯乙氧基化物、10％丙三醇、0.5％分散剂n，余量为水。配制后采用4000目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0120]
(2)织物的表面改性：在涤纶织物表面涂覆特种高分子
②
，加热固化成膜，得到带有高分子层的织物。涂覆量为20克/平米(干重)；
[0121]
(3)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0122]
(4)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装、织物表面高分子层的界面分子活化和迁移、实现光子晶体的结构稳固；
[0123]
(5)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满2wt％异丙醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0124]
对比例6
[0125]
(1)配制用于喷墨印花的纳米微球墨水，墨水组分是：5％p(st-mma)微球(250nm)、9％炭黑、10％脂肪酸甲酯乙氧基化物、10％丙三醇、0.5％分散剂n，余量为水。配制后采用4000目的不锈钢滤网过滤，备用；
[0126]
(2)使用注射器将纳米微球墨水注入墨盒中，在改性涤纶织物表面按图形进行定位喷墨印花；
[0127]
(3)将喷墨印花后的织物放置于70℃、湿度70％环境中处理，完成纳米微球的组装；
[0128]
(4)喷墨印花机上附加的保湿装置中注满2wt％异丙醇水溶液，以防喷印过程中发生喷头堵塞。
[0129]
图8、图9分别为对比例1、2(与实施例5对比)制备的光子晶体条纹的数码照片。如图8所示，当墨水体系中无保湿剂与分散剂时，所制备的光子晶体条纹图案不连续，说明喷印过程中具有喷头堵塞的情况。对比而言，当墨水体系中加入保湿剂时，条纹图案的连续性有所提升，但图案仍存在缺陷，远不及实施例5所印制的条纹图案(图9)。图10是喷印设备水封设置对喷墨流畅性的影响(对比例3，与实施例5进行比较)，由图所示，当不添加水封装置时，喷印过程中出墨不流畅，说明喷头已产生了严重的堵塞现象。图11、图12分别是对比例4(与实施例6对比)喷印制备的条纹状光子晶体结构生色图案的光学显微镜照片及数码照片，由图11、12观察可发现，较低固含量的纳米微球分散液作为墨水时，所制备的结构生色图案颜色亮度及饱和度均较低，且不均匀。图13是对比例5(与实施例6对比)，即35wt％纳米微球分散液作为墨水时喷印流畅性展示，当纳米微球分散液固含量较高时，喷墨不流畅，说明当纳米微球分散液固含量过高时，易造成喷头堵塞的现象。图14是对比例6(与实施例6对比)，织物表面未涂覆高分子聚合物层所制备的光子晶体图案的结构稳定性的展示图片，当未涂覆高分子聚合物层时，所制备的图案化光子晶体结构稳定性差，在外力作用下光子晶体易产生不可逆的破损。
[0130]
综上，本发明方法可解决纳米微球墨水喷印过程中造成的喷头堵塞现象，实现织物表面光子晶体结构生色图案的连续、流畅印制，并可解决常规喷墨印花印制的光子晶体结构色图案的颜色饱和度和亮度较差、无虹彩效应问题，实现一次打印即可制备兼具高结构稳定性、高颜色饱和度的图案化光子晶体结构生色织物。
[0131]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0132]
以上对本发明所提供的一种喷墨印花技术制备图案化光子晶体结构生色织物的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。