CN110477522B - 贝壳材料及其制备方法和贝壳纽扣 - Google Patents
贝壳材料及其制备方法和贝壳纽扣 Download PDFInfo
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Abstract
一种贝壳材料,包括贝壳本体、染料层和金属氧化物层,所述染料层设于所述贝壳本体上,所述金属氧化物层设置在所述染料层上,所述金属氧化物层包含氧化银和氧化铜。一种贝壳材料的制备方法,包括:将贝壳本体置于染液中浸染形成染料层,得到染色贝壳,所述染液中含有酸性染料、酸和第一溶剂;以及将所述染色贝壳置于反应液中反应形成金属氧化物层,所述反应液中含有无机银盐、无机铜盐、氨水和第二溶剂。一种贝壳纽扣,所述贝壳纽扣由所述的贝壳材料制成或者由所述的贝壳材料的制备方法制备得到的贝壳材料制成。
Description
技术领域
本发明涉及染色技术领域,特别是涉及贝壳材料及其制备方法和贝壳纽扣。
背景技术
钮扣按材料分主要有树脂钮、贝壳钮、果实钮、奶酪蛋白钮、金属钮等。其中,贝壳钮来源于天然的贝壳,质感高雅,广受高端消费市场所青睐。
由于贝壳的主要成分是碳酸钙,贝壳的染色有别于其它材质的钮扣。贝壳的染色主要是采用酸性染料或阳离子染料。酸性染料染贝壳的工艺,通过合适的酸性染料及助染剂对贝壳进行染色,染色效率高,成本低,但存在着染色牢度较差的问题,特别是染烟灰色的钮扣,除了色牢度差,贝壳表面的天然炫彩也会变差。
发明内容
基于此,有必要针对传统的贝壳染色方法色牢固差并且贝壳天然炫彩因着色层而变差的问题,提供一种贝壳材料及其制备方法和贝壳纽扣。
一种贝壳材料,包括贝壳本体、染料层和金属氧化物层,所述染料层设于所述贝壳本体上,所述金属氧化物层设置在所述染料层上,所述金属氧化物层包含氧化银和氧化铜。
在其中一个实施例中,所述染料层的厚度为5nm至20nm,所述金属氧化物层的厚度为5nm至20nm。
在其中一个实施例中,所述金属氧化层中的氧化银和氧化铜的物质的量之比为1:(8~12)。
一种贝壳材料的制备方法,包括:
将贝壳本体置于染液中浸染形成染料层,得到染色贝壳,所述染液中含有酸性染料、酸和第一溶剂;以及
将所述染色贝壳置于反应液中反应形成金属氧化物层,所述反应液中含有无机银盐、无机铜盐、氨水和第二溶剂。
在其中一个实施例中,所述无机银盐为硝酸银,所述无机铜盐为硫酸铜。
在其中一个实施例中,在所述染液中,所述酸性染料的浓度为0.01g/L至10g/L,所述酸的浓度为0.1ml/L至0.8ml/L;和/或,
在所述反应液中,所述无机银盐的浓度为6g/L至10g/L,所述无机铜盐的浓度为60g/L至100g/L,所述氨水的浓度为150ml/L至250ml/L。
在其中一个实施例中,所述贝壳本体与所述染液的质量比为1:(3~7),和/或,
所述染色贝壳与所述反应液的质量比为1:(1.5~3)。
在其中一个实施例中,所述贝壳本体于所述染液中浸染的温度为95℃至100℃,浸染的时间为20分钟至60分钟;和/或,
所述染色贝壳于所述反应液中反应的温度为30℃至50℃,反应的时间为10小时至48小时。
在其中一个实施例中,所述贝壳材料的制备方法还包括:在将所述贝壳本体置于所述染液中浸染之前,对所述贝壳本体进行抛光;和/或,
所述贝壳材料的制备方法还包括:在将所述染色贝壳置于所述反应液中反应之后,对形成所述金属氧化物层后的所述染色贝壳进行抛光。
一种贝壳纽扣,所述贝壳纽扣由所述的贝壳材料制成或者由所述的贝壳材料的制备方法制备得到的贝壳材料制成。
本发明的贝壳材料为在贝壳本体上先进行染料染色形成染料层,然后再在染料层上形成氧化银和氧化铜的混合金属氧化物层。发明人经过研究发现,氧化银和氧化铜形成的金属氧化物层能够使得贝壳材料表面呈现烟灰色光泽,并且该烟灰色的金属氧化物层不会遮挡贝壳本体天然的炫彩效果,贝壳本体天然的炫彩效果能够透过染料层和金属氧化物层而呈现在贝壳材料的表面。同时,该金属氧化物层能够对底层的染料层起到固定作用,提高染料层的着色牢度。因此,相对于传统的染色方法,本发明通过在染料层上增设氧化银和氧化铜形成的金属氧化物层使得贝壳材料能够至少兼具着色牢度高、炫彩效果好及呈现烟灰色光泽的三重效果。该贝壳材料能够用于制备贝壳纽扣,尤其是呈现烟灰色效果的贝壳纽扣。
另外,本发明的贝壳材料的制备方法简单,先对贝壳本体进行染料染色形成染料层,然后利用无机银盐或无机铜盐溶与氨水的化学反应形成氧化银和氧化铜沉淀,从而在染料层上形成金属氧化物层。该贝壳材料的制备方法能够应用于产业化生产中。
附图说明
图1为本发明一实施例的贝壳材料的制备方法的流程示意图;
图2A、图2B分别为本发明实施例1的步骤S20和S40后得到的贝壳纽扣的照片;
图3A、图3B分别为本发明实施例2的步骤S20和S40后得到的贝壳纽扣的照片;
图4A、图4B分别为本发明实施例3的步骤S20和S40后得到的贝壳纽扣的照片;
图5A、图5B分别为本发明对比例2的步骤S20酸性染料染色后和抛光去浮色后得到的贝壳纽扣的照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下通过实施例,并结合附图,对本发明的贝壳材料及其制备方法和贝壳纽扣进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种贝壳材料,包括贝壳本体、染料层和金属氧化物层,所述染料层设于所述贝壳本体上,所述金属氧化物层设置在所述染料层上,所述金属氧化物层包含氧化银和氧化铜。
本发明实施例的贝壳材料为在贝壳本体上先进行染料染色形成染料层,然后再在染料层上形成氧化银和氧化铜的混合金属氧化物层。发明人经过研究发现,氧化银和氧化铜形成的金属氧化物层能够使得贝壳材料表面呈现烟灰色光泽,并且该烟灰色的金属氧化物层不会遮挡贝壳本体天然的炫彩效果,贝壳本体天然的炫彩效果能够透过染料层和金属氧化物层而呈现在贝壳材料的表面。同时,该金属氧化物层能够对底层的染料层起到固定作用,提高染料层的着色牢度。因此,相对于传统的染色方法,本发明实施例通过在染料层上增设氧化银和氧化铜形成的金属氧化物层使得贝壳材料能够至少兼具着色牢度高、炫彩效果好及呈现烟灰色光泽的三重效果。该贝壳材料能够用于制备贝壳纽扣,尤其是呈现烟灰色效果的贝壳纽扣。
在一实施例中,所述染料层的颜色可以根据实际需要进行选择,例如为黄色、蓝色、红色、绿色、棕色等。所述贝壳材料最终能够呈现金属氧化物层的烟灰色,染料层的底色能够在烟灰色上略有叠加,并且贝壳本体的天然炫彩能够透过染料层和金属氧化物层。
在一实施例中,染料层的厚度可以为5nm至20nm。染料层在该厚度范围能够使得贝壳本体的天然炫彩不被遮盖,并且着色能够更均匀。金属氧化物层的厚度可以为5nm至20nm。金属氧化物层在该厚度范围内能够不遮挡贝壳本体的天然炫彩,并且能够使得贝壳材料表面呈现烟灰色效果。
在一实施例中,所述金属氧化物层由氧化银和氧化铜组成。
在一实施例中,所述金属氧化层中的氧化银和氧化铜的物质的量之比可以为1:(8~12)。优选的,氧化银和氧化铜的物质的量之比为1:(9~11),在该物质的量之比范围内,氧化银和氧化铜相互配合,使得金属氧化物层呈现透明度高且光泽度更好的烟灰色效果。
请参阅图1,本发明实施例还提供一种贝壳材料的制备方法,包括:
S20,将贝壳本体置于染液中浸染形成染料层,得到染色贝壳,所述染液中含有酸性染料、酸和第一溶剂;以及
S40,将所述染色贝壳置于反应液中反应形成金属氧化物层,所述反应液中含有无机银盐、无机铜盐、氨水和第二溶剂。
本发明实施例的贝壳材料的制备方法简单,先对贝壳本体进行染料染色形成染料层,然后利用无机银盐或无机铜盐溶与氨水的化学反应形成氧化银和氧化铜沉淀,从而在染料层上形成金属氧化物层。该贝壳材料的制备方法能够应用于产业化生产中。
在步骤S20中,第一染料用于对贝壳本体进行着色,通过将贝壳本体浸置于染液中使得贝壳本体上形成染料层。贝壳本体的主要成分为碳酸钙,酸性染料对碳酸钙的着色度高,呈色效果好。酸性染料的种类和颜色可以根据实际需要进行选择。
在一实施例中,在所述染液中,所述酸性染料的浓度可以为0.01g/L至10g/L,所述酸的浓度可以为0.1ml/L至0.8ml/L。酸可以选自醋酸。在该浓度范围内,酸性染料能够更容易附着在贝壳本体上。第一溶剂可以为水。
在一实施例中,所述贝壳本体与所述染液的质量比可以为1:(3~7)。贝壳本体于染液中浸染的温度可以为95℃至100℃,浸染时间可以为20分钟至60分钟。在浸染过程中,染液优选为恒温。酸性染料的浓度、贝壳本体与染液的质量比以及浸染时间和浸染温度相互配合,能够形成透过性高且染色均匀度好,例如5nm至20nm的染料层。
优选地,所述贝壳材料的制备方法还包括:在将所述贝壳本体置于所述染液中浸染之前,对所述贝壳本体进行抛光。通过抛光使得贝壳本体表面光滑,有利于后续的酸性染料的着色。
优选地,所述贝壳材料的制备方法还包括:在将所述贝壳本体置于所述第一染液中浸染之后,将染色贝壳用清水进行清洗,然后再将所述染色贝壳置于所述第二染液中反应。通过清水清洗,洗去没有附着在贝壳本体上的酸性染料,从而提高染料层的着色牢度。
在步骤S40中,通过无机银盐和无机铜盐分别与氨水反应得到氧化银和氧化铜的沉淀,形成金属氧化物层。
在一实施例中,所述无机银盐可以选自氯化银和硝酸银中的一种或多种,所述无机铜盐为硫酸铜、氯化铜和硝酸铜中的一种或多种。发明人研究发现,由于无机银盐和无机铜盐中的阴离子虽然不是形成金属氧化物的成分,但是由于不同的阴离子使得无机金属盐的氧化性、反应活性不同,因此,不同的阴离子的无机银盐和无机铜盐与氨水反应形成的金属氧化物层的透明度、颜色效果和光泽度不同。优选地,无机银盐选自硝酸银,无机铜盐选自硫酸铜,硝酸银和硫酸铜分别与氨水反应得到的金属氧化物层的透明度、烟灰色呈色度和光泽度的整体效果更好。
在一实施例中,在所述反应液中,所述无机银盐的浓度可以为6g/L至10g/L,所述无机铜盐的浓度可以为60g/L至100g/L,所述氨水的浓度可以为150ml/L至250ml/L。在一实施例中,所述染色贝壳与所述反应液的质量比可以为1:(1.5~3)。研究发现,无机银盐和无机铜盐的浓度不宜过高或过低,浓度过低会使得金属氧化物层的效果不明显,浓度过高会使得金属氧化物层颜色更接近黑色,不能够得到理想的烟灰色效果。第二溶剂可以为水。
在一实施例中,染色贝壳于反应液中反应的温度可以为30℃至50℃,反应时间可以为10小时至48小时。将所述染色贝壳置于所述反应液中反应的步骤可以包括:将所述染色贝壳置于所述反应液中;以及将所述反应液升温至30℃至50℃,恒温反应10小时至48小时。无机金属盐的浓度、氨水的浓度、染色贝壳与反应液的质量比以及浸染时间和浸染温度相互配合,能够形成透过性高、烟灰色程度性好以及光泽度高的金属氧化物层,例如5nm至20nm的金属氧化物层。
优选地,所述贝壳材料的制备方法还包括:在将所述染色贝壳置于所述反应液中反应之后,对形成所述金属氧化物层后的所述染色贝壳进行抛光。通过抛光进一步提高金属氧化物层的光泽度。
本发明实施例还提供一种贝壳纽扣,所述贝壳纽扣可以由上述的贝壳材料制成或者由上述的贝壳材料的制备方法制备得到的贝壳材料制成。通过将上述贝壳材料打孔形成贝壳纽扣,该贝壳纽扣染料着色牢固,整体呈现烟灰色,并且能够透出贝壳本体天然的炫彩效果。
以下为具体实施例。
实施例1
S20,将酸性染料BLACK B、Navy R及醋酸在水中混合得到染液。酸性染料BLACK B浓度为5g/L、Navy R浓度为3g/L,醋酸浓度为0.5ml/L。按照贝壳钮扣本体:染液=1:5(质量比)将贝壳纽扣本体置于100℃(95℃以上)的染液中,机器慢转动恒温染30分钟得到染色贝壳纽扣。最后将染色贝壳纽扣用清水冲洗干净。
S40,将硝酸银、硫酸铜和氨水在水中混合得到反应液。硝酸银浓度为8g/L,硫酸铜浓度为80g/L,氨水浓度为200ml/L。按照染色贝壳纽扣:染液=1:2(质量比)将S20得到的染色贝壳纽扣加入到反应液中,将反应液升温到40℃并恒温静置反应10小时后抛光1小时洗去浮色得到烟灰色贝壳纽扣。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同,区别仅在于:
步骤S20中的酸性染料采用浓度为2g/L的LANASET YELLOW 2R。即将酸性染料BLACK B和Navy R替换为LANASET YELLOW 2R。
步骤S40中恒温静置反应时间为24小时。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同,区别仅在于:
步骤S20中的酸性染料采用浓度为1g/L的LANASET YELLOW 2R及0.1g/L的LanasetRed 2B。即将酸性染料BLACK B和Navy R替换为LANASET YELLOW 2R和Lanaset Red 2B。
步骤S40中恒温静置反应时间为16小时。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同,区别仅在于:
步骤S20中的酸性染料采用浓度为0.1g/L的BLACK B。即将酸性染料BLACK B和Navy R替换为BLACK B。
步骤S40中恒温静置反应时间为48小时。
对比例1
将酸性染料和元明粉在水中混合得到酸性染液。酸性染料Navy R浓度为4g/L和元明粉浓度为1.8g/L,加温至40℃时按酸性染液与贝壳钮扣本体按3:1的质量比放入贝壳纽扣本体,恒温浸泡20min。然后在酸性染液中加入3g/L的碱粉,恒温浸泡20min。然后在酸性染液中加入醋酸/醋酸钠缓冲溶液,调节酸性染液pH值至5.5,升温至100℃,升温时的升温速度为3℃/min,恒温染色20min。然后降温至30℃,加入固色剂固色15min,水洗得到染色贝壳纽扣。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同,区别仅在于仅包括步骤S20,不进行步骤S40。将步骤S20得到钮扣抛光1小时洗去浮色得到染色贝壳纽扣。
以上实施例1-4和对比例1-2的酸性染料来源于亨斯曼化工有限公司。
图2A和图2B分别为实施例1的步骤S20酸性染料着色后的贝壳纽扣的照片以及步骤S40形成金属氧化物层并抛光1小时洗去浮色后得到的贝壳纽扣的照片,结果显示,贝壳纽扣呈现烟灰色效果,并带有贝壳本体的天然炫彩。
图3A和图3B分别为实施例2的步骤S20酸性染料着色后的贝壳纽扣的照片以及步骤S40形成金属氧化物层并抛光1小时洗去浮色后得到的贝壳纽扣的照片,结果显示,贝壳纽扣呈现烟灰色效果,并带有贝壳本体的天然炫彩。
图4A和图4B分别为实施例3的步骤S20酸性染料着色后的贝壳纽扣的照片以及步骤S40形成金属氧化物层并抛光1小时洗去浮色后得到的贝壳纽扣的照片,结果显示,贝壳纽扣呈现烟灰色效果,并带有贝壳本体的天然炫彩。
图5A和图5B分别为对比例2步骤S20酸性染料着色后以及抛光1小时洗去浮色得到的贝壳纽扣的照片,结果显示,洗浮色后贝壳纽扣褪色严重,染色牢固性不好。
利用摩擦牢固性测定仪对实施例1-4和对比例1-2得到的贝壳纽扣的炫彩效果和着色牢度进行测试,结果如表1所示。
表1不同贝壳纽扣的测试结果
贝壳纽扣的炫彩效果和着色牢度结果表明,通过在贝壳本体的染料层设置氧化银和氧化铜混合的金属氧化物层能够提高染色后的贝壳纽扣呈现的贝壳天然炫彩效果,并且金属氧化物层有利于提高底层染料的固色牢度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种贝壳材料,其特征在于,包括贝壳本体、染料层和金属氧化物层,所述染料层设于所述贝壳本体上,所述金属氧化物层设置在所述染料层上,所述金属氧化物层包含氧化银和氧化铜。
2.根据权利要求1所述的贝壳材料,其特征在于,所述染料层的厚度为5nm至20nm,所述金属氧化物层的厚度为5nm至20nm。
3.根据权利要求1或2所述的贝壳材料,其特征在于,所述金属氧化层中的氧化银和氧化铜的物质的量之比为1:(8~12)。
4.一种贝壳材料的制备方法,包括:
将贝壳本体置于染液中浸染形成染料层,得到染色贝壳,所述染液中含有酸性染料、酸和第一溶剂;以及
将所述染色贝壳置于反应液中反应形成金属氧化物层,所述反应液中含有无机银盐、无机铜盐、氨水和第二溶剂,所述金属氧化物层包括氧化银和氧化铜的混合金属氧化物。
5.根据权利要求4所述的贝壳材料的制备方法,其特征在于,所述无机银盐为硝酸银,所述无机铜盐为硫酸铜。
6.根据权利要求4或5所述的贝壳材料的制备方法,其特征在于,在所述染液中,所述酸性染料的浓度为0.01g/L至10g/L,所述酸的浓度为0.1ml/L至0.8ml/L;和/或,
在所述反应液中,所述无机银盐的浓度为6g/L至10g/L,所述无机铜盐的浓度为60g/L至100g/L,所述氨水的浓度为150ml/L至250ml/L。
7.根据权利要求6所述的贝壳材料的制备方法,其特征在于,
所述贝壳本体与所述染液的质量比为1:(3~7),和/或,
所述染色贝壳与所述反应液的质量比为1:(1.5~3)。
8.根据权利要求4、5或7所述的贝壳材料的制备方法,其特征在于,所述贝壳本体于所述染液中浸染的温度为95℃至100℃,浸染的时间为20分钟至60分钟;和/或,
所述染色贝壳于所述反应液中反应的温度为30℃至50℃,反应的时间为10小时至48小时。
9.根据权利要求4、5或7所述的贝壳材料的制备方法,其特征在于,
所述贝壳材料的制备方法还包括:在将所述贝壳本体置于所述染液中浸染之前,对所述贝壳本体进行抛光;和/或,
所述贝壳材料的制备方法还包括:在将所述染色贝壳置于所述反应液中反应之后,对形成所述金属氧化物层后的所述染色贝壳进行抛光。
10.一种贝壳纽扣,其特征在于,所述贝壳纽扣由如权利要求1-3任一项所述的贝壳材料制成或者由如权利要求4-9任一项所述的贝壳材料的制备方法制备得到的贝壳材料制成。
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