CN111607991A - 一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，公开了一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法。本发明以多孔二氧化硅微球、纳米氧化锌、粘合剂为主要原料制备印花浆料，然后将其施加在真丝基材上，经丝网印花法获得具有抗菌功能的光子晶体生色结构。该方法不仅能够在真丝表面获得靓丽多彩的仿生结构色效果，还能同时赋予真丝抗菌性，具有操作简单、价格低廉、条件容易控制、可实现个性化加工等优势，所得真丝可用于制备被套、靠垫和面巾等系列产品。
Description
技术领域
本发明属于抗菌真丝领域，特别涉及一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法。
背景技术
真丝织物是一种由天然蛋白质纤维为基本组份构成的纺织品，通常柔软滑爽，具有优雅华贵的外观和良好的穿着舒适性。随着人们生活水平的提升，真丝纺织品越发受到消费者们的青睐，尤其对功能性真丝产品产生了强烈的好感。后整理是赋予真丝纺织品功能性常用的方法，具有操作简便、对设备要求低等优势。然而，后整理通常是在织物实现染色或印花的基础上进行的，也就是说通过常规方法获得功能性真丝纺织品，需要经历至少两步工序，即着色和后整理。在当前追求节能减耗、绿色环保的可持续发展理念下，若能在保证获得功能性真丝纺织品的基础上，减免或缩减加工工序，将具有较为重要的现实意义。
光子晶体是一种由两种或两种以上不同折光指数材料按照一定的周期性排列形成的人工晶体结构，其基本特征是具有可控制光波传播的光子禁带。通过控制组成光子晶体的结构基元的尺寸和单分散性，在可见光范围内，经布拉格衍射作用，可获得色泽艳丽、虹彩明显（不同观察角度下色彩不同）的结构色效果。此外，通过调控结构基元的性能，还可获得一些特殊功能，如采用具有抗紫外功能的结构基元，所得光子晶体则将具备抗紫外性能；若采用具有强疏水性的结构基元，光子晶体将具备良好的疏水性。
基于对光子晶体的深入了解，本发明申请人创新性地提出在真丝基材上构筑功能性的光子晶体生色结构，从而实现真丝纺织品的着色，并同时赋予其功能性。以具有抗菌性能的单分散性胶体微球为结构基元，经其自组装，在真丝织物上获得光子晶体生色结构，同时实现真丝的仿生着色，并赋予其抗菌性能。本发明经一步法即可同时实现织物的着色并赋予织物抗菌功能，对常规先着色再后整理的两步法步骤来说是一种改进，在一定程度上将有利于节能减耗，有助于推动功能性纺织品的发展；
为此，我们提出一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，该方法以多孔二氧化硅微球、纳米氧化锌、粘合剂为主要原料制备印花浆料，然后经丝网印花法在真丝基材上获得具有抗菌功能的光子晶体生色结构。这种方法方便快捷、绿色环保，可迅速在真丝织物基材上制得具有抗菌功能的光子晶体生色结构，通过一步法同时赋予真丝织物结构色效果和抗菌性能，有利于推动功能性纺织品的发展。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，以多孔二氧化硅微球、纳米氧化锌、粘合剂为主要原料制备印花浆料，然后将其施加在真丝基材上，经丝网印花法获得具有抗菌功能的光子晶体生色结构。
作为优选，所述多孔二氧化硅微球的平均粒径为200-300 nm。
作为优选，所述多孔二氧化硅微球的单分散指数不超过0.08。
作为优选，所述多孔二氧化硅微球的平均孔径为7~10 nm。
作为优选，所述纳米氧化锌的平均粒径为5 nm。
作为优选，所述粘合剂为水性聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种。
作为优选，所述方法包括如下步骤：
（1）预组装液的制备：将纳米氧化锌加至单分散的多孔二氧化硅微球乳液中，然后置于真空烘箱中，将真空度调至-0.1 Mpa，通过真空吸附制备负载有氧化锌的二氧化硅微球预组装液；
（2）预组装液的离心处理：将步骤（1）中制备的预组装液置于转速为8000 r/min的离心机中离心30 min，取出后倒掉上层清液，取下层粘稠液待用；
（3）向步骤（2）中得到的粘稠液中加入粘合剂，搅拌均匀后获得印花色浆；
（4）将需要印制的真丝织物置于印花网框的下表面，然后步骤（3）制备得到的印花色浆施加至丝网印花网框上表面，经刮刀刮涂后，将承载有色浆的真丝织物取出放置于50 ℃的烘箱中烘干，即得同时具有仿生结构色效果和抗菌功能的真丝织物。
本发明有益效果：本发明提供了一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，以负载有抗菌性纳米氧化锌的多孔二氧化硅微球为结构基元，通过丝网印花法在真丝基材上构筑光子晶体，通过一步法同时赋予了真丝结构色效果和抗菌性能。制备所得真丝纺织品在不同观察角度下产生不同的颜色色泽，同时还具备一定的抗菌效果。该方法具有易于实施和普适性好等特点，缩减了制备工序，有利于推动功能性纺织品的发展。
附图说明
图1是实施例1中所得光子晶体结构的扫描电子显微镜图像。
图2是实施例1中所得光子晶体结构色的显微镜图像。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
本实施例提供一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，具体步骤如下：
（1）预组装液的制备：将20份粒径为5 nm的纳米氧化锌加至100份粒径为240 nm、单分散指数为0.08 、平均孔径为7 nm的多孔二氧化硅微球乳液中，然后置于真空烘箱中，将真空度调至-0.1 Mpa，通过真空吸附制备负载有氧化锌的二氧化硅微球预组装液；
（2）预组装液的离心处理：将步骤（1）中制备的预组装液置于转速为8000 r/min的离心机中离心30 min，取出后倒掉上层清液，取下层粘稠液待用；
（3）向步骤（2）中得到的粘稠液中加入5份聚氨酯粘合性，搅拌均匀后获得印花色浆；
（4）将需要印制的真丝织物置于印花网框的下表面，然后步骤（3）制备得到的印花色浆施加至丝网印花网框上表面，经刮刀刮涂后，将承载有色浆的真丝织物取出放置于50 ℃的烘箱中烘干，即得同时具有仿生结构色效果和抗菌功能的真丝织物。
经表征，实施例1所得真丝织物呈现出绿偏黄的结构色效果，具有较为明显的虹彩效应（随观察角度变化，观察到的颜色发生变化）。按照《GBT 20944.1-2007 纺织品 抗菌性能评价第1部分:琼脂平皿扩散法》，对真丝织物印花处的抗菌性进行测定，发现试样下面细菌繁殖的情况较轻微，仅有少量菌落，细菌的繁殖被有效抑制，证明本发明制备所得真丝织物具备一定的抗菌性能。
在本实施例中，将制备所得印花色浆通过丝网印花法，便可同时获得具有结构色效果和抗菌性能的真丝织物，缩减了常规有色、抗菌真丝织物制备和加工的工序，有望推动功能性纺织品的发展。
实施例2
本实施例提供一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，具体步骤如下：
（1）预组装液的制备：将20份粒径为5 nm的纳米氧化锌加至100份粒径为270 nm、单分散指数为0.05、平均孔径为10 nm的多孔二氧化硅微球乳液中，然后置于真空烘箱中，将真空度调至-0.1 Mpa，通过真空吸附制备负载有氧化锌的二氧化硅微球预组装液；
（2）预组装液的离心处理：将步骤（1）中制备的预组装液置于转速为8000 r/min的离心机中离心30 min，取出后倒掉上层清液，取下层粘稠液待用；
（3）向步骤（2）中得到的粘稠液中加入5份聚丙烯酸酯粘合性，搅拌均匀后获得印花色浆；
（4）将需要印制的真丝织物置于印花网框的下表面，然后步骤（3）制备得到的印花色浆施加至丝网印花网框上表面，经刮刀刮涂后，将承载有色浆的真丝织物取出放置于50 ℃的烘箱中烘干，即得同时具有仿生结构色效果和抗菌功能的真丝织物。
经表征，实施例1所得真丝织物呈现出黄橙色的结构色效果，具有较为明显的虹彩效应（随观察角度变化，观察到的颜色发生变化）。按照《GBT 20944.1-2007 纺织品 抗菌性能评价第1部分:琼脂平皿扩散法》，对真丝织物印花处的抗菌性进行测定，发现试样下面细菌繁殖的情况较轻微，仅有少量菌落，细菌的繁殖被有效抑制，证明本发明制备所得真丝织物具备一定的抗菌性能。
实施例3
本实施例提供一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，具体步骤如下：
（1）预组装液的制备：将20份粒径为5 nm的纳米氧化锌加至100份粒径为200 nm、单分散指数为0.06、平均孔径为9 nm的多孔二氧化硅微球乳液中，然后置于真空烘箱中，将真空度调至-0.1 Mpa，通过真空吸附制备负载有氧化锌的二氧化硅微球预组装液；
（2）预组装液的离心处理：将步骤（1）中制备的预组装液置于转速为8000 r/min的离心机中离心30 min，取出后倒掉上层清液，取下层粘稠液待用；
（3）向步骤（2）中得到的粘稠液中加入5份聚丙烯酸酯粘合性，搅拌均匀后获得印花色浆；
（4）将需要印制的真丝织物置于印花网框的下表面，然后步骤（3）制备得到的印花色浆施加至丝网印花网框上表面，经刮刀刮涂后，将承载有色浆的真丝织物取出放置于50 ℃的烘箱中烘干，即得同时具有仿生结构色效果和抗菌功能的真丝织物。
经表征，实施例1所得真丝织物呈现出蓝色的结构色效果，具有较为明显的虹彩效应（随观察角度变化，观察到的颜色发生变化）。按照《GBT 20944.1-2007 纺织品 抗菌性能评价第1部分:琼脂平皿扩散法》，对真丝织物印花处的抗菌性进行测定，发现试样下面细菌繁殖的情况较轻微，仅有少量菌落，细菌的繁殖被有效抑制，证明本发明制备所得真丝织物具备一定的抗菌性能。
实施例4
本实施例提供一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，具体步骤如下：
（1）预组装液的制备：将20份粒径为5 nm的纳米氧化锌加至100份粒径为300 nm、单分散指数为0.08、平均孔径为10 nm的多孔二氧化硅微球乳液中，然后置于真空烘箱中，将真空度调至-0.1 Mpa，通过真空吸附制备负载有氧化锌的二氧化硅微球预组装液；
（2）预组装液的离心处理：将步骤（1）中制备的预组装液置于转速为8000 r/min的离心机中离心30 min，取出后倒掉上层清液，取下层粘稠液待用；
（3）向步骤（2）中得到的粘稠液中加入5份聚氨酯粘合性，搅拌均匀后获得印花色浆；
（4）将需要印制的真丝织物置于印花网框的下表面，然后步骤（3）制备得到的印花色浆施加至丝网印花网框上表面，经刮刀刮涂后，将承载有色浆的真丝织物取出放置于50 ℃的烘箱中烘干，即得同时具有仿生结构色效果和抗菌功能的真丝织物。
经表征，实施例1所得真丝织物呈现出蓝色的结构色效果，具有较为明显的虹彩效应（随观察角度变化，观察到的颜色发生变化）。按照《GBT 20944.1-2007 纺织品 抗菌性能评价第1部分:琼脂平皿扩散法》，对真丝织物印花处的抗菌性进行测定，发现试样下面细菌繁殖的情况较轻微，仅有少量菌落，细菌的繁殖被有效抑制，证明本发明制备所得真丝织物具备一定的抗菌性能。
对比例1
本对比例的与实施例1的区别在于，本实施例中没有添加纳米二氧化锌，其他同实施例1，具体制备方法如下：
（1）预组装液的制备：将100份粒径为240 nm、单分散指数为0.08、平均孔径为7 nm的多孔二氧化硅微球乳液中，然后置于真空烘箱中，将真空度调至-0.1 Mpa，通过真空吸附制备负载有氧化锌的二氧化硅微球预组装液；
（2）预组装液的离心处理：将步骤（1）中制备的预组装液置于转速为8000 r/min的离心机中离心30 min，取出后倒掉上层清液，取下层粘稠液待用；
（3）向步骤（2）中得到的粘稠液中加入5份聚氨酯粘合性，搅拌均匀后获得印花色浆；
（4）将需要印制的真丝织物置于印花网框的下表面，然后步骤（3）制备得到的印花色浆施加至丝网印花网框上表面，经刮刀刮涂后，将承载有色浆的真丝织物取出放置于50 ℃的烘箱中烘干，即得同时具有仿生结构色效果的真丝织物。
经表征，实施例1所得真丝织物呈现出绿色的结构色效果，具有较为明显的虹彩效应（随观察角度变化，观察到的颜色发生变化）。但按照《GBT 20944.1-2007 纺织品 抗菌性能评价第1部分:琼脂平皿扩散法》，对真丝织物印花处的抗菌性进行测定，发现本实施例制备所得真丝织物不具备抗菌性能，试样下面繁殖了大量的细菌，被评判为没有效果。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，以多孔二氧化硅微球、纳米氧化锌、粘合剂为主要原料制备印花浆料，然后将其施加在真丝基材上，经丝网印花法获得具有抗菌功能的光子晶体生色结构。
2.根据权利要求1所述的一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，所述多孔二氧化硅微球的平均粒径为200-300 nm。
3.根据权利要求1所述的一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，所述多孔二氧化硅微球的单分散指数不超过0.08。
4.根据权利要求1所述的一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，所述多孔二氧化硅微球的平均孔径为7~10 nm。
5.根据权利要求1所述的一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化锌的平均粒径为5 nm。
6.根据权利要求1所述的一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为水性聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种仿生结构生色、抗菌真丝的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）预组装液的制备：将纳米氧化锌加至单分散的多孔二氧化硅微球乳液中，然后置于真空烘箱中，将真空度调至-0.1 Mpa，通过真空吸附制备负载有氧化锌的二氧化硅微球预组装液；
（2）预组装液的离心处理：将步骤（1）中制备的预组装液置于转速为8000 r/min的离心机中离心30 min，取出后倒掉上层清液，取下层粘稠液待用；
（3）向步骤（2）中得到的粘稠液中加入粘合剂，搅拌均匀后获得印花色浆；
（4）将需要印制的真丝织物置于印花网框的下表面，然后步骤（3）制备得到的印花色浆施加至丝网印花网框上表面，经刮刀刮涂后，将承载有色浆的真丝织物取出放置于50 ℃的烘箱中烘干，即得同时具有仿生结构色效果和抗菌功能的真丝织物。
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