一种荧光防伪的结构色织物及其制备方法

1.本发明涉及纺织技术领域，更为具体地说是指一种荧光防伪的结构色织物及其制备方法。


背景技术：

2.印染着色是纺织品实现功能化、高档化、新颖化、提高附加值和国际竞争力至关重要的加工环节。传统的纺织印染行业以有机染料分子进行染色，整个过程高能耗、高排放、高污染，对资源和环境造成了严重的负面影响。近年来，随着国家双碳目标的实施和纺织行业的绿色可持续发展，胶体晶体结构生色技术作为一种全新的着色显色方法，具有环保易得，颜色靓丽稳定等特点，得到越来越多的关注。将结构色用于纺织品着色可以使织物获得鲜艳的色泽，这种无需染料和颜料的染色技术将为生态纺织、智能纺织及时尚产业等领域带来潜在应用。
3.现有结构生色织物大多是利用自组装法将单分散胶体微球沉积于织物表面，所得到的结构色织物功能单一，无法适应现代织物多功能化、智能化发展。为此，我们提供一种荧光防伪的结构色织物及其制备方法。


技术实现要素：

4.本发明提供一种荧光防伪的结构色织物及其制备方法，其主要目的在于克服现有结构色织物功能单一，无法适应现代织物多功能化、智能化发展等缺陷。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种荧光防伪的结构色织物，以柔性织物作为基材本体，在其表面形成双层结构，由内至外包括结构生色层和荧光防伪层，所述结构生色层由单分散微球材料周期性排列而成，具有光子禁带特征，产生结构色彩；所述荧光防伪层由分散有碳量子点的聚合物涂层组成，具有光致发光功能，以达到防伪的效果。
6.一较佳实施方案中，上述基材本体为棉、麻、腈纶、涤纶中的一种。
7.一较佳实施方案中，上述结构色层的厚度为50-200μm，所述荧光防伪层的厚度为10-100 μm。
8.本发明还提供一种荧光防伪的结构色织物的制备方法，包括上述一种荧光防伪的结构色织物，其制备步骤如下：（1）将单分散胶体粒子与成膜助剂以一定比例混合，超声均匀分散，得到胶体成膜乳液a；将碳量子点分散于聚合物水溶液中，超声使其均匀分散，得到荧光防伪层成膜液b；（2）将需要印制的织物平铺，通过刮涂法将步骤（1）中的胶体乳液a在织物表面施工，将承载有胶体粒子乳液的织物放置于烘箱中50
°
c烘干，即得到具有结构色彩的织物；（3）通过掩膜版喷涂的方法，将步骤（1）得到的荧光防伪层成膜液b喷涂于步骤（2）得到的具有结构色彩织物的表面，并置于烘箱中50
°
c烘干，构建具有荧光防伪效果的结构色织物。
9.一较佳实施方案中，上述胶体粒子包括聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚（苯乙烯-甲基丙烯酸）、聚（苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸）、二氧化硅微球和氧化锌微球中的一种。
10.一较佳实施方案中，上述成膜助剂为聚氨酯水溶液或聚丙烯酸酯水溶液中的一种或两种。
11.一较佳实施方案中，上述胶体乳液a中单分散微球的质量分数百分比为5-20%，成膜助剂质量分数百分比为1-5%。
12.一较佳实施方案中，上述荧光防伪层成膜液b中碳量子点直径为3-8nm，在聚合物溶液中呈现分散态。
13.一较佳实施方案中，上述荧光防伪层成膜液b中聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、壳聚糖、羟甲基纤维素中的一种。
14.一较佳实施方案中，上述荧光防伪层成膜液b中碳量子点的质量分数百分比为0.1-1.0%，聚合物的质量分数百分比为2-10%。
15.由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于：1、本发明利用两步法在织物表面进行施工，制备出兼具结构色和荧光特征的织物，丰富了织物的功能性。将有序微结构与碳量子点复合，借助布拉格衍射效应提高碳量子点的发光效率，增强其荧光强度，获得的防伪涂层变色范围更广、信号更加明显。
16.2、本发明荧光防伪的结构色织物制备方法，在胶体粒子成膜液中添加成膜助剂，不仅增强了组装后微球之间的结合力，还提高了胶体粒子与柔性基底的附着力，极大地提高了结构色织物的色牢度和稳定性。同时，借助刮涂法这一高效的薄膜涂布方法，对涂膜液在织物表面进行涂覆，涂层的厚度可以通过丝棒表面的凹槽深度进行精确控制，可以有效保证织物表面结构色厚度的均匀性。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
18.下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。
19.本发明提供一种荧光防伪的结构色织物1，参照图1，以柔性织物作为基材本体10，在其表面形成双层结构，由内至外包括结构生色层20和荧光防伪层30。结构色层20的厚度为50-200μm，所述荧光防伪层30的厚度为10-100 μm。
20.上述基材本体10优选为棉、麻、腈纶、涤纶中的一种。
21.参照图1，上述结构生色层20由单分散微球材料周期性排列而成，可以阻止特定波长的光通过，形成光子禁带，产生结构色彩；而荧光防伪层30由分散有碳量子点的聚合物涂层组成，具有光致发光功能，以达到防伪的效果。
22.上述单分散微球的水力学直径为50-400 nm，具有球形微观形貌，单分散系数小于0.05。
23.以上荧光防伪的结构色织物的制备方法，具体步骤如下：
（1）将单分散胶体粒子与成膜助剂以一定比例混合，超声均匀分散，得到胶体成膜乳液a；将碳量子点分散于聚合物水溶液中，超声使其均匀分散，得到荧光防伪层成膜液b；（2）将需要印制的织物平铺，通过刮涂法将步骤（1）中的胶体乳液a在织物表面施工，将承载有胶体粒子乳液的织物放置于烘箱中50
°
c烘干，即得到具有结构色彩的织物；（3）通过掩膜版喷涂的方法，将步骤（1）得到的荧光防伪层成膜液b喷涂于步骤（2）得到的具有结构色彩织物的表面，并置于烘箱中50
°
c烘干，构建具有荧光防伪效果的结构色织物。
24.上述胶体粒子包括聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚（苯乙烯-甲基丙烯酸）、聚（苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸）、二氧化硅微球和氧化锌微球中的一种。成膜助剂为聚氨酯水溶液或聚丙烯酸酯水溶液中的一种或两种。
25.上述胶体乳液a中单分散微球的质量分数百分比为5-20%，成膜助剂质量分数百分比为1-5%。
26.上述荧光防伪层成膜液b中碳量子点直径为3-8nm，在聚合物溶液中呈现分散态。荧光防伪层成膜液b中聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、壳聚糖、羟甲基纤维素中的一种。
27.上述荧光防伪层成膜液b中碳量子点的质量分数百分比为0.1-1.0%，聚合物的质量分数百分比为2-10%。
28.以下示出三个具体实施例说明本发明荧光防伪的结构色织物的制备方法。
29.实施例1制备100 ml质量分数为8%的直径190 nm单分散聚苯乙烯微球乳液，然后向其中加入1.5 g水性聚氨酯溶液，超声使其均匀分散，得到胶体成膜乳液a。配置100g质量分数为3%的聚乙烯醇水溶液，聚合物充分溶解后加入0.2 g碳量子点，超声使其均匀分散，得到荧光防伪层成膜液b。将棉质织物平铺，通过刮涂法将胶体成膜乳液a在织物表面均匀铺展，然后，将得到的承载有胶体粒子乳液的织物放置于烘箱中50
°
c烘干，即得到具有结构色彩的织物。将得到的结构色织物垂直悬挂，在织物表面覆盖掩膜版，采用喷涂法将荧光防伪层成膜液b喷涂在织物基材表面。然后，将其转移至50
ꢀ°
c烘箱中加热固化，得到具有荧光防伪效果的结构色织物。
30.实施例2制备100 ml质量分数为15%的直径220 nm单分散二氧化硅微球乳液，然后向其中加入2g水性聚氨酯溶液，超声使其均匀分散，得到胶体成膜乳液a。配置100g质量分数为6%的壳聚糖水溶液，聚合物充分溶解后加入0.5 g碳量子点，超声使其均匀分散，得到荧光防伪层成膜液b。将棉质织物平铺，通过刮涂法将胶体成膜乳液a在织物表面均匀铺展，然后，将得到的承载有胶体粒子乳液的织物放置于烘箱中50
°
c烘干，即得到具有结构色彩的织物。将得到的结构色织物垂直悬挂，在织物表面覆盖掩膜版，采用喷涂法将荧光防伪层成膜液b喷涂在织物基材表面。然后，将其转移至50
°
c烘箱中加热固化，得到具有荧光防伪效果的结构色织物。
31.实施例3制备100 ml质量分数为18%的直径250nm单分散聚（苯乙烯-甲基丙烯酸）微球乳液，然后向其中加入4g聚丙烯酸溶液，超声使其均匀分散，得到胶体成膜乳液a。配置100g质量分数为8%的羟甲基纤维素水溶液，聚合物充分溶解后加入0.8g碳量子点，超声使其均匀
分散，得到荧光防伪层成膜液b。将棉质织物平铺，通过刮涂法将胶体成膜乳液a在织物表面均匀铺展，然后，将得到的承载有胶体粒子乳液的织物放置于烘箱中50
°
c烘干，即得到具有结构色彩的织物。将得到的结构色织物垂直悬挂，在织物表面覆盖掩膜版，采用喷涂法将荧光防伪层成膜液b喷涂在织物基材表面。然后，将其转移至50
°
c烘箱中加热固化，得到具有荧光防伪效果的结构色织物。
32.上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。