CN117500747A - 水性结构颜色形成的溶液的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于生产和实施光子晶体形成的水性溶液的系统和方法可以包括：嵌段聚合物混合物和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水。光子晶体溶液的“颜色”可以通过单种或多种刷状嵌段共聚物混合物(即，预混合着色)或通过层叠不同的单种或多种刷状嵌段共聚物混合物的多个层来设置。该系统用作水性结构颜色(即光子晶体)前体，其中，将该水基颜色溶液应用到衬底上用于提供具有颜色反射特性的所期望的光子晶体对象排列。

Description

水性结构颜色形成的溶液的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年3月18日提交的申请号为63/162,785的美国临时申请的权益，该专利申请在此通过引用全部并入本申请。

技术领域

本发明总体上涉及光子晶体形成的领域，更具体地，涉及一种用于水性光子晶体形成的溶液的新的且有用的系统和方法。

背景技术

几千年来，颜色的形成，特别是产生新的可以使用的颜色，一直是一个发展的领域。虽然研究和开发一直在继续，但颜色形成及其应用的技术主要集中在通过开发染料和颜料来开发新的颜色。

染料通常是从植物中提取的或合成生产的有机化合物(例如靛蓝或茜素)。染料提供了一种有用的着色法，其可能是有毒或无毒的，并且用途有限。此外，对衬底(例如服装)印刷/应用染料可能需要强有机溶剂，这些强有机溶剂可能是有毒的和/或挥发性的。颜料是干的着色物质，通常是与溶剂混合的不溶性颗粒，可以来自煤焦油和石化产品。与染料相比，颜料提供了更广泛的颜色变化，但往往毒性更大或难于配制。

因此，染料和颜料受到许多限制，包括但不限于：从摇篮到摇篮的环境足迹、可实现的色域、制造的便捷性和应用的便捷性。例如，染料和颜料受限于必须找到和产生新的稳定化学物质来产生各颜色配方。许多染料和颜料具有潜在的毒性，这可能包括在上游制造工艺到下游终端使用以及它们的报废处置中的危险。采用染料或颜料着色的物品往往会随着时间的推移而褪色，这是一个称为色牢度的问题，因为染料或颜料会随着时间的推移而缓慢分散和降解(例如，产生颜色的发色团可能会氧化)。此外，效应颜料(也称为干涉颜料)包括相对较大的颗粒，限制了它们在印刷，特别是喷墨印刷中的应用，或者广泛地任何需要油漆或墨水精细雾化或油漆或墨水在应用过程中通过小孔的应用。最后，由于应用对溶解度和颗粒尺寸的严格要求，容易分散着色剂的能力会引起问题。上述问题也涉及与非可见光能量，例如紫外和近红外相互作用的化合物。

因此，在颜色形成、反射材料形成和颜色应用，例如喷涂(例如汽车漆)、粉刷(例如建筑漆)和印刷应用的领域中，需要对于所有用途来讲以更一致的方式形成颜色，该方式无毒/低挥发性，不受产生或发现新发色团的限制，配制简单，具有独特的光学性质，并且不会随时间的推移而褪色。本发明提供了这样一种新的且有用的系统和方法。

附图说明

图1是通常实施的色域的图示。

图2是具有高含水量的示例性系统颜色溶液的配方列表。

图3是具有高含水量的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图4是具有高含水量的示例性颜色溶液的颜色配方的图表。

图5是具有两亲性溶剂的示例性系统颜色溶液的配方列表。

图6是具有两亲性溶剂的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图7是具有两亲性溶剂的示例性颜色溶液的颜色配方的图表。

图8是具有可固化单体的示例性系统颜色溶液的配方列表。

图9是具有可固化单体的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图10是具有可固化单体的示例性颜色溶液的颜色配方的图表。

图11是具有Joncryl 537添加剂的示例性系统颜色溶液的配方。

图12是具有Joncryl 537添加剂的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图13是具有Joncryl 537添加剂的示例性颜色溶液的颜色配方的图表。

图14是具有水混溶性溶剂的示例性系统颜色溶液的配方列表。

图15是具有水混溶性溶剂的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图16是具有水混溶性溶剂的示例性颜色溶液的颜色配方的图表。

图17是具有两亲性溶剂但无表面活性剂的示例性系统颜色溶液的配方列表。

图18-图19是具有两亲性溶剂但无表面活性剂的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图20是具有表面活性剂的示例性系统颜色溶液的配方列表。

图21-图22是具有表面活性剂的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图23是具有表面活性剂的示例性系统颜色溶液的配方的第二列表。

图21-图22是具有表面活性剂的示例性系统颜色溶液的反射特性的曲线图。

图23是一个示例性方法的流程图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式的描述不是为了将本发明限制于这些实施方式，而是为了使本领域技术人员能够制造和使用本发明。

1.概述

一种用于生产和实施光子晶体形成的水性溶液的系统和方法可以包括：嵌段聚合物混合物和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水。光子晶体溶液的“颜色”可以通过单种或多种刷状嵌段共聚物混合物(即，预混合着色)或通过层叠不同的单种或多种刷状嵌段共聚物混合物的多个层来设置。该系统用作水性结构颜色(即光子晶体)前体，其中，将该颜色溶液应用到衬底上用于提供具有颜色反射特性的所期望的光子晶体对象排列。根据实施情况，沉积的光子晶体排列可以具有电磁波谱上任意范围的光反射特性，因此包括可见光、紫外光和红外光谱。

该系统和方法可应用于需要反射墨水或涂层的任何领域或应用中。作为对生物物质毒性较小的含水溶液，该系统和方法确实可以提供大量且多样的用途。需要高端着色剂的一般领域，例如化妆品、印刷、绘画(建筑和艺术涂料)、包装和汽车，可能会发现该系统和方法特别有用。该系统和方法可实施于任何着色和/或印刷应用。该系统和方法也可特别适合于生物敏感用途。这些可以包括面部(和其他敏感区域)的化妆品、食品(例如，食品用着色剂)和建筑涂料(例如，用于住宅建筑)。该系统和方法可额外地实施于包括但不限于：喷墨印刷、丝网印刷、热敏印刷、柔版印刷和轮转凹版印刷的印刷类型。

该系统和方法可用于热管理。因为该系统和方法的目标是产生和应用反射涂层。可以利用涂层的颜色和排列来提供(例如，对于建筑物或车辆的)改善的热管理的潜在益处。

该系统和方法能够产生超出可见光谱的，特别是在紫外和红外光谱的设计。这可以提供非可见光信号的潜在益处。

该系统和方法可以提供许多潜在益处。与目前使用的颜料和染料相比，通过光子晶体形成墨水产生的紫外、可见和/或近红外反射涂层的毒性可显著降低。

随着水溶剂或助溶剂的实施，该系统和方法可额外地提供对生物使用、吸入和暴露更有用的益处。也就是说，与纯油基、纯溶剂基和其他类型的紫外、可见和/或近红外反射涂层配方相比，本文的紫外、可见和/或近红外反射涂层配方在与人类(和其他生物)直接接触、附近，或者吸入时的刺激性潜在地会更小。

该系统和方法可以使颜色实施的新实施和应用多样化。此外，该系统和方法可以提供紫外、可见和/或近红外反射涂层溶液，该溶液仍可用于先前存在的结构着色溶液。例如，该系统和方法可以提供独特的反射涂层实施，该实施仍可用于当前的实施(例如，通过使用微流体生成的自组装光子微球)。

此外，光子晶体形成的反射涂层溶液可以提供更“有承受力(resilient)”的颜色形式，与传统的颜料和染料相比，其不易褪色。

此外，光子晶体形成的颜色溶液可以提供更独特的反射特性的形式，其具有独特的角度相关的外观，这对于汽车、安全标记和包装是有价值的。

对于某些应用，反射涂层的角度相关的性质(即，当视角或入射光的角度被调节时，观察者观察到不同颜色或波长的光)或缺乏角度相关的性质是有价值的特性。由于它们的结构，干涉颜料产生角度相关的着色，通常被称为“彩虹色”或“色彩翻转”。干涉颜料可用作汽车涂料、包装和/或其他用途的添加剂。效应颜料与该系统和方法之间的一个潜在差异在于该系统和方法在沉积到衬底上之后可以形成角度相关的反射(或非角度相关的反射)结构。

对于印刷和施涂，该系统和方法能够应用比目前使用的分子量更高或“更大”的聚合物分子。也就是说，与相似分子量的线性嵌段共聚物相比，刷状嵌段共聚物可以提供更低的溶液粘度和更高的剪切稀释性能，这使得能够应用“更大”的聚合物。这可以是(例如，使用印刷机的)印刷或喷漆的形式。

与当前技术相比，该系统和方法可以提供一种更便宜且改进的应用反射材料的方法。与现有产品相比，通过使用共粘合剂(co-binder)，该系统和方法可以提供显著更大体积的溶液。

该系统和方法可以提供一种产生和应用涵盖但不限于200-400nm波长的紫外反射涂层的方法。

该系统和方法可以提供一种产生和应用涵盖但不限于400-750nm波长的可见光反射涂层的方法。

该系统和方法可以提供一种产生和应用涵盖但不限于750-2000nm波长的红外反射涂层的方法。

与当前技术相比，该系统和方法可以提供印刷新色域的方法。通过添加剂混合的使用，该系统和方法可以提供不能通过目前可用的颜料、染料以及通常通过应用减色混合理论来实现的颜色。

此外，该系统和方法可以通过颜料和染料来提供增强效果。该系统和方法可以通过将光子晶体形成的墨水与颜料和染料相结合来实现更宽范围的颜色，从而通过减色和加色混合理论的混合来产生色域。

2.系统

形成光子晶体的水性溶液的组合物可以包括：至少一种嵌段共聚物110；和至少一种包括水的溶剂120。在许多变型中，至少一种溶剂120可以进一步包括除水以外的有机溶剂。该组合物用作嵌段共聚物的非颗粒分散体，在沉积到衬底上之后，其形成反射结构(即，结构颜色)。也就是说，该组合物用作水基嵌段共聚物溶液，在应用到适用的表面上之后，干燥以形成具有适当厚度、颜色和设计的“膜”，由应用方法和所期望的实施情况所确定。在优选的变型中，形成的光子晶体结构在沉积的膜内具有相对周期性的纳米结构或微米结构，该结构具有适合于所期望的颜色波长(或所期望的颜色波段)的平均周期性。此外，作为水性溶液，该组合物用作水性嵌段聚合物溶液，该组合物可用作具有降低的生物毒性的涂料，特别是与溶剂基染料和颜料相比。

组合物可以很大程度上根据以下因素而变化：实施情况(例如，由于实施的使用情景，例如建筑、化妆品、食品用着色剂、字体等使用情景)、实施的工具(例如，刷子、喷雾、手)、目标衬底(例如，人的皮肤、砖、陶瓷、纸等)、印刷方法的类型、实施的印刷机和所期望的输出(例如，临时的、永久的、保护涂层、防水的等)。根据实施情况，该组合物可附加地包括：助溶剂、共粘合剂和膨胀剂，以及油漆、墨水或涂料添加剂，例如但不限于填料、润湿剂、表面活性剂、保湿剂、聚结剂、交联剂、光引发剂、光敏剂、流动/流平剂、助滑剂、抗阻塞剂、整理剂、增塑剂、流变调节剂、粘附促进剂、消泡剂、稳定剂和任意数量的其他添加剂。

如本文所用，将化合物称为溶剂或助溶剂并不意味着对该化合物和/或该化合物在组合物中的浓度有任何限制。因此，除非另有明确说明，任何称为溶剂的化合物都意味着该化合物可以是主要浓度的溶剂(即溶液中浓度最高的溶剂)或次要浓度的溶剂(即通常称为助溶剂的溶剂)。因为所有实施例都包括水性基部分，在所有实施方式中，水可以被称为溶剂或助溶剂。

如本文所用，衬底是指组合物可以应用到的任何表面。根据实施情况和油漆组成，适用的衬底会有所不同。潜在衬底的示例可以包括：包装材料、体育用品、汽车表面、信用卡、表盘、鞋类、纸张、有机布、合成布、塑料、金属、墙壁等。在一些变型中，衬底可以没有明确的表面(例如，多孔材料)。术语衬底仍可用于将组合物应用于这些“衬底”，尽管没有明确的表面可被定义。

如本文所用，施涂(以及该动词的所有其他形式)是指将组合物应用于衬底(例如，施涂衬底)。为简单起见，术语“施涂”可以与应用方法无关(例如，用刷子施用化妆品、手指涂、喷漆、印刷、溅洒、染色等)。

为简单起见，术语“颜色”用于讨论电磁波谱的某一波长或带宽的反射。以这种方式，除非另有明确说明，“颜色”以及与颜色相关的所有术语(例如，颜色溶液、结构颜色等)绝不限于电磁波谱的某个波段(例如，可见波段)。例如，彩色溶液(也称为反射溶液)是指当干燥时，留下反射电磁波谱中所期望的部分的光子晶体排列的溶液。因此，如本文所用，颜色和所有相关术语可以指电磁波谱的任何区域的反射，包括可见光、紫外光和红外光。

组合物颜色或设计是指当应用到衬底并干燥时，形成光子晶体(结构颜色)的溶液，其中纳米或微米结构的材料(例如，通过自组装工艺)反射优选的应用的颜色和/或设计。例如，绿色组合物(或绿色溶液)是指当干燥时形成具有反射足够绿光的光子晶体结构的膜的组合物，使得该膜的外观是相对绿色的。此外，根据实施情况，绿色的“纯度”或色度也可以被操作。也就是说，取决于实施情况，绿色溶液可以指当干燥时留下仅反射绿光(即，观察为绿色的波长范围附近的窄波段反射光)的光子晶体的组合物，或者可以指主要反射绿光(即，反射宽波段的光，在绿色附近有峰值反射)的组合物。事实上，该组合物可以反射任何光谱，因此可以结合任何反射波段(或多个反射波段)，但其在绿色处有一些峰，使得膜看起来是绿色的。

为了重申使用波长，该系统能够构建反射性光子晶体结构，该结构可以反射非常窄的波长波段或宽的波长波段，或者任何其他波长波段。因此，类似于本文使用的组合物颜色，波长(或反射波长)通常指大约在所述及的波长处的峰，对反射光谱的范围或总况没有其他限制或暗示。除非另有说明，术语波长(或术语颜色)的使用不以任何方式将本发明限制于可见光谱中的波长和/或窄的或宽的波长波段。

颜色值的测量可以使用L*a*b*颜色空间来完成。L*a*b*颜色空间或L*a*b*颜色模型(即，CIELAB颜色模型)是本领域技术人员已知的。L*a*b*颜色模型例如在DIN EN ISO/CIE 11664-4:2020-03中是标准化的。L*a*b*颜色空间中的每个可感知颜色由三维坐标系统中的坐标{L*，a*，b*}内的特定颜色位置来描述。a*-轴描述颜色的绿色或红色部分，负值代表绿色，正值代表红色。b*-轴描述颜色的蓝色和黄色部分，负值表示蓝色，正值表示黄色。因此，较低的数字表示更蓝的颜色。L*-轴垂直于该平面并且代表明度。L*C*h颜色模型类似于L*a*b*颜色模型，但使用圆柱坐标而不是直角坐标。在L*C*h颜色模型中，L*也表示明度，C*代表色度，h是色相角。色度C*的值是距明度轴(L*)的距离。通过使用柯尼卡美能达(Konica Minolta)CM5分光光度计来测量这些值。根据柯尼卡美能达CM5标准操作程序来进行样品的分析。

作为组合物的“着色”性质，该组合物使得不同颜色的水性溶液的组合能够产生不同的混合物颜色。该组合物可以使加色(例如，显示器/监视器中使用的RGB类型着色)和减色(例如，印刷机设备中使用的CYMK着色)两者都能够实现。作为加色的一部分，用于形成不同颜色的组合物可以混合，产生新的颜色的膜，其对应于光子晶体形成的组合物的波长的平均。这种混合可以在组合物施涂到衬底上之前发生，或者可以作为施涂工艺的一部分发生，其中颜色溶液在沉积到衬底上期间或之后混合。作为混合型加色/减色的一部分，不同的光子晶体颜色溶液可以与颜料或染料结合一起层叠，使得每个颜色溶液膜层反射或吸收期望的色谱，留下期望的颜色。

此外，可以通过在衬底上沉积不同的颜色溶液、在各单独的沉积之间固化或干燥来进行颜色混合。通过该方法，考虑到颜色的标准基色(例如，RGB着色)，除了基色之外的颜色可以通过蓝色、绿色或红色组成层的依次沉积来获得。

在一些变型中，组合物可以用于点彩“着色”。也就是说，可以沉积不同颜色的小点，使得人眼在没有放大的情况下无法区分单个点。

该组合物可以包括至少一种嵌段共聚物110。嵌段共聚物110用作支架以形成有序的纳米或微米结构，由此产生颜色。也就是说，嵌段共聚物110可以使溶液自组织成光子晶体，即结构颜色。每种嵌段共聚物110包括通过它们的反应端连接在一起的以嵌段排列(例如，线性、刷状、星形)的分子。每种嵌段共聚物110能够在纳米至微米长度尺度上形成不同的有序相。每种嵌段共聚物110可以对应于特定颜色和/或多种颜色。在至少一种嵌段共聚物110包括多种嵌段共聚物的变型中，多种嵌段共聚物一起可以对应于一种颜色。至少一种刷状嵌段共聚物100和每种或全部刷状嵌段共聚物的相应的组分可以按照WO2020/180427和US2021/0395463A1中描述的一般方式来制备。附加地或可替代地，可以结合其他方法来制备刷状嵌段共聚物。

根据实施情况，至少一种嵌段共聚物110可包括组合物的至多80％重量。在一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的约1-10％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的10％-20％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的20％-30％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的30％-40％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的40％-50％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的50％-60％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的60％-70％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物包括组合物的70％-80％。在另一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110包括组合物的80％-90％。

至少一种嵌段共聚物110可以包括任何类型的嵌段共聚物，根据实施情况所需或要求。嵌段共聚物110的类型的示例包括：刷状嵌段共聚物、楔形嵌段共聚物、杂化楔形共聚物、线性嵌段共聚物或任何其它类型的嵌段共聚物。根据实施情况，所有嵌段聚合物可以是单一类型或不同类型。例如，在一种实施情况中，至少一种嵌段共聚物110可以包括两种刷状嵌段共聚物。在另一个实施例中，至少一种嵌段共聚物110可以包括两种刷状嵌段共聚物和楔形嵌段共聚物。在第三实施例中，至少一种嵌段共聚物110包括单一嵌段共聚物，其包括刷状嵌段和线性嵌段。

在一些变型中，至少一种嵌段共聚物110包括刷状嵌段共聚物(也称为具有瓶刷状聚合物结构的嵌段聚合物，或接枝共聚物)。在一些实施情况中，刷状嵌段共聚物可以具有调节的接枝密度(例如，通过聚合物大分子单体和反应性稀释剂的共聚)。附加地或可替代地，至少一种嵌段共聚物110可以包括多种刷状嵌段共聚物。刷状嵌段共聚物可以提供剪切稀释性能，即，与具有相似尺寸和/或相似分子量但没有刷状结构的聚合物的“典型”溶液相比，刷状嵌段共聚物的聚合物链缠结的缺乏可以导致粘度降低的溶液。具有不同接枝密度的刷状嵌段共聚物可以按照US2021/0395463A1和T.-P.Lin et al.,JACS2017,139(10),p.3896-3903的支持信息以及T.-P.Lin et al.,ACS Nano,2017,11(11),p.11632-11641的支持信息中描述的一般方式来制备。

在一些刷状嵌段共聚物变型中，嵌段共聚物110可以利用高度可调的刷状嵌段共聚物。这些刷状嵌段共聚物可以具有一种以上的聚合物嵌段，其中至少一种聚合物嵌段具有一种或多种预选的性质。例如，对于具有两个聚合物嵌段(第一聚合物嵌段和第二聚合物嵌段)的接枝共聚物的实施情况，第一聚合物嵌段可以具有预选的接枝密度、预选的接枝分布和/或预选的聚合度。第二聚合物嵌段可以具有或不具有预选的接枝密度、接枝分布和/或聚合度。根据实施情况的需要，第二聚合物嵌段(以及，对于更一般的实施情况，接枝共聚物可能的任何附加的聚合物嵌段)可以相同或不同。以这种方式，嵌段共聚物可以具有高度可调的和确定的性质，这反过来又可以有助于本发明的自组装结构和相关方法的高可调性和多功能性。

在刷状嵌段共聚物的任何实施方式中，刷状嵌段共聚物可以具有预选的接枝密度。预选的接枝密度可以是选自0.01到1.00(无单位比密度)的范围的任何值。换言之，稀释剂和大分子单体以及这些构建嵌段的量(浓度)可以是预选的，从而产生预选的接枝密度，该接枝密度是0.01至1.00范围内的任何值。也就是说，在本文公开的合成接枝共聚物的方法的任何实施方式中，接枝密度可以选自0.01至1.00的范围。例如，根据实施情况，接枝密度可以选自0.01至0.32、0.32至0.34、0.34至0.49、0.49至0.51、0.51至0.65、0.65至0.68、0.68至0.75或0.75至1.00的范围。

在至少一种嵌段共聚物110包含多种刷状嵌段共聚物的变型中，第一刷状嵌段共聚物可以具有预选的第一接枝密度(上文中也称为接枝密度)。因此，额外的刷状嵌段共聚物(例如，第二刷状嵌段共聚物、第三刷状嵌段共聚物，以及连续至第N刷状嵌段共聚物)可以具有相应的预选接枝密度(例如，第二接枝密度、第三接枝密度，以及连续至第N接枝密度)。如前所述，接枝密度的变化也可以发生在每种嵌段共聚物中，其中不同嵌段共聚物的不同嵌段可以具有不同的性质(例如，不同的接枝密度)。多种刷状嵌段共聚物(其中每种刷状嵌段共聚物可以具有不同数量的接枝密度)的一般形式是：第一刷状嵌段共聚物的第一接枝密度、第一刷状嵌段共聚物的第二接枝密度、……、第一刷状嵌段聚合物的第N刷状嵌段密度、第二刷状嵌段共聚物的第一接枝密度、第二刷状嵌段共聚物的第二接枝密度、……、第二刷状嵌段共聚物的第N’(n为质数)接枝密度、……、第N刷状嵌段共聚物的第一接枝密度、第N刷状嵌段共聚物的第二接枝密度、……，和第N刷状嵌段共聚物的第N”(n为双质数)接枝密度。

在本文公开的刷状嵌段共聚物系统的任何实施方式中，任何所述接枝密度(即，第一接枝密度至第N接枝密度)可以选自0.01至1.00的范围。在本文公开的合成接枝共聚物的方法的任何实施方式中，任何所述接枝密度(即，第一接枝密度至第N接枝密度)可以选自0.01至1.00的范围。在本文公开的合成接枝共聚物的方法的任何实施方式中，任何所述接枝密度(即，第一接枝密度至第N接枝密度)可以选自0.01至0.32、0.32至0.34、0.34至0.49、0.49至0.51、0.51至0.65、0.65至0.68、0.68至0.75或0.75至1.00的范围。

聚合物分子量：数均分子量(M_n)和重均分子量(M_W)；以及分子量分布：PDI(多分散指数)可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用差示折光(dRI)检测器和两个光散射(LS)检测器的组合来确定。LS检测器的使用能够分析聚合物样品的绝对分子量。所有样品所使用的溶剂为四氢呋喃(THF)，洗脱速率为1.0mL/min。将聚合物样品以2.5-7.5mg/mL的浓度完全溶解在HPLC级THF中，通过0.5um注射器过滤器，并通过自动进样器注射。多孔柱固定相由两个Malvern T600单孔柱组成，对聚(苯乙烯)的排阻限为20,000,000Da。分子量和PDI通过OMNISEC软件确定。

通常，刷状嵌段共聚物的样品可以包含分子量的分布，通过PDI来量化。PDI的改变可以用于增加或降低含有刷状嵌段共聚物的沉积涂层的反射波长(最强反射的波长)的强度和/或λmax。在许多变型中，刷状嵌段共聚物的均匀性可以由生产条件控制。在刷状嵌段共聚物的一种变型中，接枝共聚物的多分散指数可以选自1.00至1.30的范围。在另一变型中，接枝共聚物的多分散指数可以选自1.00至1.20的范围。在另一变型中，接枝共聚物的多分散指数可以选自1.00至1.10的范围。

在一些变型中，来自至少一种嵌段共聚物110的每种嵌段共聚物可以包括组装成光子晶体的分子结构。根据实施情况，嵌段共聚物110可以为结构提供支架，使得干燥之后，将形成所期望的颜色组合物(即，形成反射期望的波长的光的光子晶体)。在一种变型中，每种嵌段共聚物110包括单种嵌段分子结构，其中单种嵌段溶液形成具有特定反射波长的光子晶体。或者，每种嵌段共聚物110可以具有多个嵌段，其中多个嵌段溶液形成具有对应于每种嵌段的特定反射波长的光子晶体。

在某些变型中，组合物在约200nm至约2000nm范围内的波长处呈现光子带隙(最大反射波长)。在一个实施例中，组合物可以在约200nm至400nm、400nm至750nm、750nm至1600nm、1600nm至2000nm的范围内或这些范围中的两个或多个的任意组合的范围内的波长处呈现光子带隙。

在一些变型中，至少一种嵌段共聚物110包括两种或更多种嵌段共聚物。例如，至少一种嵌段共聚物110包括两种嵌段共聚物的混合物：第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物的混合物，其中嵌段共聚物混合物溶液通过混合物溶液形成特定颜色的光子晶体。通过使用两种或更多种嵌段共聚物110，可以通过改变第一嵌段共聚物相对于第二嵌段共聚物浓度的相对浓度来产生颜色光谱。也就是说，仅包括第一嵌段共聚物110的颜色溶液可以提供第一颜色；以及仅包括第二嵌段共聚物的颜色溶液可以提供第二颜色。包括不同比例的第一嵌段共聚物110和第二嵌段共聚物的组合颜色溶液可以具有第一颜色和第二颜色之间的颜色光谱中的任何颜色，这取决于第一嵌段共聚物的数量与第二嵌段共聚物的数量的比率。

在一些变型中，至少一种嵌段共聚物110可以包括三种或更多种嵌段共聚物。以与两种嵌段共聚物相同的方式，每种嵌段共聚物的相对比率可以决定最终颜色溶液的颜色和其他性质。多种嵌段共聚物110的混合物可用于产生任何范围的颜色，其具有不同的反射率、色度、不透明度和亮度。

在一个变型中，该系统可以包括多种形成光子晶体的颜色溶液，其中每种颜色溶液包括至少一种嵌段共聚物110。在该变型中，每种颜色溶液(基于其相应的嵌段共聚物混合物)可以对应于特定的颜色。那么，可以通过加色来混合或层叠(例如，通过将不同浓度的不同墨水溶液印刷在彼此之上)来产生不同的颜色。例如，该系统可以包括对应于第一颜色(例如，红色)的第一颜色溶液、对应于第二颜色(例如，绿色)的第二颜色溶液和对应于第三颜色(例如，蓝色)的第三颜色溶液。通过将不同浓度的三色溶液层叠，可以获得RGB色域中的颜色，如图1所示。该组合物的这种方法实施情况可以被推广以获得任何一般的加色色域。

颜色溶液可以包括至少一种溶剂120。溶剂用于帮助保持其他颜色溶液成分的溶解性。至少一种溶剂120可以包括水，从而使颜色溶液成为水性溶液。在许多变型中，至少一种溶剂120可以进一步包括有机溶剂。通常，组合物可以包括多种溶剂120，即助溶剂，其中溶剂/助溶剂可以为颜色溶液提供额外期望的性质。根据实施情况，可以使用多种溶剂来提供实施所需的期望的性质。例如：溶剂120能够改变溶液的涂层性质，提供与印刷机兼容的较慢或较快干燥的范围，优化喷墨印刷机的印刷/喷射，帮助改变颜色溶液的粘度(例如，防止流动性溶液配方(runny make up))，降低颜色溶液的生物毒性，和/或改变颜色溶液的干燥速率。

根据实施情况，溶剂120本身可以是反应性组分。也就是说，在一些变型中，溶剂120可以包括反应性组分，例如：丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体或低聚物，或环氧单体或低聚物，或其中的任何组合。在一个变型中，溶剂120包括反应性单体或低聚物。或者，溶剂120可以包括其它反应性组分。反应性组分溶剂120对于UV可固化墨水组合物的使用可能是必要的。溶剂120可以是对本领域技术人员而言任何适合的常规有机溶剂，并且可以用作颜色溶液配方中的有机溶剂或助溶剂。术语“有机溶剂”是本领域技术人员已知的，特别是从1999年3月11日的第1999/13/EC号理事会指令中已知。这种有机溶剂的示例包括杂环、脂肪族或芳香烃或它们的部分氟化变体，例如，4-氯三氟甲苯、一元醇或多元醇，特别是甲醇和/或乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丙氧基-2-丙醇、苯甲醇、乳酸丁酯、醚、酯，例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、酮，例如丙酮、环己酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、异佛尔酮和酰胺，例如N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、丁醇、乙二醇和丁二醇以及它们的乙酸酯、乙二醇和丁二醇以及它们的醚乙酸酯、丁基二甘醇、二甘醇二甲醚或它们的混合物。

至少一种溶剂120优选包括水。水可以作为亲水性溶剂。此外，水可以作为对生物用途毒性较小的溶剂。通常，该组合物包括至少10％重量的水；尽管如果需要，该组合物可以用较少的水来构建。根据所期望的实施情况，水可以包括颜色溶液的至高80％重量。通常，颜色溶液中的水的浓度可以被控制，并且是特定于实施情况的。在一个实施例中，水包括颜色溶液的约0％-10％。在另一个实施例中，水包括颜色溶液的约10％-20％。在第三实施例中，水包括颜色溶液的约20％-30％。在另一个实施例中，水包括颜色溶液的约30％-40％。在另一个实施例中，水包括颜色溶液的约40％-50％。在另一个实施例中，水包括颜色溶液的约50％-60％。在另一个实施例中，水包括颜色溶液的约60％-70％。在另一个实施例中，水包括颜色溶液的约70％-80％。

在一些变型中，水可以包含浓度变化的颜色溶液。也就是说，水可以包括颜色溶液的初始浓度，其中水浓度可以随时间推移而降低。这可能会伴随着将颜色溶液应用到衬底上而发生，其中由于颜色溶液在衬底上“干燥”，水被除去(例如，通过蒸发)，留下所期望的光子晶体排列。

在一些变型中，至少一种溶剂120可以进一步包括两亲性溶剂(例如，丙酮)。两亲性溶剂可以改善系统化合物与水溶剂的混合和溶解，或分散，或分散的稳定性。也就是说，两亲性溶剂可以帮助更好地溶解嵌段共聚物或其它配方组分，或稳定嵌段共聚物或其它配方组分在颜色溶液中的分散体。两亲性溶剂可以包括水混溶或部分水混溶的有机溶剂。两亲性溶剂的示例包括：丙酮、四氢呋喃、1-甲氧基-2-丙醇、苯甲醇和乙醇。

两亲性溶剂可以包括单一溶剂或多种两亲性溶剂。由于两亲性溶剂除了通常增加混溶性之外还可以具有许多其他性质，因此任何数量的两亲性溶剂都可以包括在颜色溶液中。在一个变型中，溶剂包括单一两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括两种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括三种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括四种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括五种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括六种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括七种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括八种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括九种两亲性溶剂。在另一个变型中，溶剂包括十种两亲性溶剂。

取决于实施情况，两亲性溶剂可以包括不同浓度的溶剂(或组合物)。通常，两亲性溶剂可以包括组合物的约1％至约60％。在一个实施例中，两亲性溶剂包括组合物的约5％至约40％。在另一个实施例中，两亲性溶剂包括组合物的约10％至约30％。

在一些变型中，系统可以包括至少一种膨胀剂。至少一种膨胀剂可以包括组合物的至多70％。至少一种膨胀剂可以用于调节颜色溶液粘度(例如，将粘度调节2-4个数量级)和/或改变涂层颜色。在一些变型中，膨胀剂可以包含线性聚合物。线性聚合物膨胀剂的示例可以包括：任选取代的脂肪族聚酯、聚(氨基酸)、共聚(醚-酯)、聚亚烷基草酸酯、聚酰胺、聚(亚氨基碳酸酯)、聚原酸酯、聚氧酯、聚酰胺酯、含胺基的聚氧酯、聚(酸酐)、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚(四氟乙烯)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚(丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)、聚二噁烷酮(PDO)、三亚甲基碳酸酯(TMC)、聚乙二醇(PEG)、聚氨酯、聚丙烯腈、聚苯胺、聚乙烯基咔唑、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯基咪唑、聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚(乙烯基苯酚)、脂肪族聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、氯磺化聚烯烃及它们的共聚物。附加地或可替代地，上述嵌段或非线性聚合物结构可用作膨胀剂(例如星形、树枝状、环状)。在一些变型中，膨胀剂可以包括具有能够自交联或与其它分子或化合物交联的改性部分的上述聚合物。

在一些变型中，该系统可以包括至少一种共粘合剂组分(也称为填料)。共粘合剂可以提供多种功能。共粘合剂的功能可以包括降低溶液粘度、提高溶液粘度、改善墨水溶液作为涂层的机械性能、改善涂层耐久性、降低涂层的玻璃化转变温度、提高涂层的玻璃化转变温度、改善存在温度循环时的涂层性能、提供涂层的防水性、提供涂层的抗湿性、改善在衬底上的墨水溶液润湿性、改善在衬底上的涂层粘附性、通过改善色度来改善涂层的光学性能、通过降低雾度来改善涂层的光学性能。一般来说，共粘合剂可以包括任何不是刷状嵌段共聚物或膨胀聚合物的非挥发性材料。对于生物的使用情景，共粘合剂也可能需要是无毒的。共粘合剂可以是反应性的或非反应性的。在实施反应性共粘合剂的变型中，共粘合剂可以提供交联、粘合或其他“结合”性能。根据实施情况，共粘合剂可以包括组合物的少数或多数比例。共粘合剂可以包括聚合物树脂，该聚合物树脂包括聚苯乙烯、聚酯、聚烯烃、聚乙烯醚、聚醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚氨酯、聚硅氧烷、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氯乙烯、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、尿素树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚醚酮、聚苯硫醚、聚乙烯醇和/或它们的共聚物，和/或它们的丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯官能化变体，和/或它们的环氧官能化变体。共粘合剂可以包括纤维素酯树脂或蔗糖酯化合物。共粘结剂140可以包括溶液的至多70％。在一些变型中，共粘合剂可以包括醋酸丁酸纤维素树脂。在一些变型中，共粘合剂包括乙酸异丁酸蔗糖酯(SAIB-100)。在一些变型中，共粘合剂包括聚乙烯醇。在一个实施例中，共粘合剂包括SAIB-100和聚乙烯醇。在一些变型中，共粘合剂包括苯甲酸蔗糖酯。

在一些变型中，颜色溶液可以包括一种或多种稳定剂。稳定剂用于提高颜色溶液的稳定性，即提高溶液寿命和/或溶液溶解度。稳定剂也可以用于提高涂层稳定性。稳定剂类型的示例包括：UV吸收剂(如苯并三唑类化合物)、受阻胺光稳定剂(HALS)、抗氧化剂和硫增效剂。

在一些变型中，颜色溶液可以包括两亲性/表面活性剂化合物。这些表面活性剂化合物可以改善溶液应用(例如，改善衬底表面的润湿性)。表面活性剂的示例可以包括阴离子表面活性剂：羧酸盐、磷酸盐、硫酸盐和磺酸盐。阳离子表面活性剂的示例：烷基胺盐、季铵盐、芳香季铵盐、杂环季铵盐。表面活性剂的示例可以包括氟表面活性剂和两性离子表面活性剂。发泡剂表面活性剂的示例包括：消泡剂EDW-S、消泡剂EDW、消泡剂EDW-707、消泡剂31和消泡剂EDW-709。非离子表面活性剂的示例：酯醚型、酯型、醚型。一些具体示例包括：聚硅氧烷类、丙烯酸酯官能化聚硅氧烷、聚丙烯酸酯共聚物、常见乳化剂(例如卵磷脂、芥子、磷酸钠、甘油单酯和甘油二酯、硬脂酰乳酸钠、DATEM和两亲性蛋白质)、硬脂酸钠、磺基甜菜碱、LD50、季铵化合物、二烷基二甲基氯化铵(DDAC、DSDMAC)、二丁酸二辛酯磺酸钠(DOSS)、脱水山梨醇单油酸酯(Span 80)、聚氧乙烯基脱水山梨醇单油酸酯(Tween-80)、直链烷基苯磺酸盐(LAS)和烷基酚乙氧基化物(APE)。

在一些变型中，可以加入交联官能团。根据变型，交联官能团可以与共粘合剂和/或膨胀剂结合。在一些变型中，合适的交联官能团可以包含一个或多个烯烃双键。它们可以具有高分子量(低聚的)或低分子量(单体)。具有双键的单体的示例是烷基或羟烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯或丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。具有两个或更多个双键的单体的示例是乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、六亚甲基二醇二丙烯酸酯或双酚A二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或四丙烯酸酯、二乙烯基苯、琥珀酸二乙烯酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、磷酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯或三(2-丙烯酰乙基)异氰尿酸酯。较高分子量(低聚的)聚不饱和化合物的示例是丙烯酸化的环氧树脂、聚氨酯、聚醚和聚酯，它们被丙烯酸化或含有乙烯基醚或环氧基团。不饱和低聚物的另一个示例是不饱和聚酯树脂，其主要由马来酸、邻苯二甲酸和一种或多种二醇制备，分子量为约500Da至3,000Da。在一些变型中，合适的交联官能团可以包含一个或多个环氧单元。所述组分优选地是脂环族环氧化合物，和/或它可以是缩水甘油醚化合物。脂环族环氧化合物可以是通过采用氧化剂环氧化含环烷烃化合物而获得的含环烷烃氧化物的化合物。含环烷烃氧化物的化合物的环烷烃可以是环己烯或环戊烯。缩水甘油醚化合物可以是二缩水甘油或聚缩水甘油；由脂肪族多元醇或其氧化亚烷基加合物与环氧氯丙烷反应得到的醚。多元醇的示例包括亚烷基二醇，例如乙二醇、丙二醇和1,6-己二醇。在一些变型中，合适的交联官能团可以包含氧杂环丁烷或多元醇。在一些变型中，合适的交联官能团可以包含一种或多种乙烯基醚化合物。示例包括二乙烯基醚化合物或三乙烯基醚化合物，例如乙二醇二乙烯基醚。二甘醇二乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、丙二醇二乙烯基醚、二丙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、环己二甲醇二乙烯基醚和三羟甲基丙烷三乙烯基醚。

颜色溶液可以包含一种或多种光引发剂。膦氧化物是众所周知的光引发剂，其用于含烯不饱和化合物的光聚合。膦氧化物化合物的市售产品的示例包括IRGACURE 819(BASF SE)和DAROCUR TPO(BASF SE)。α-羟基酮化合物也是潜在的光引发剂。α-羟基酮化合物的市售产品的示例包括ESACURE KIP 150(来自DKSH管理有限公司)、IRGACURE 127(BASFSE)、IRGACURE 2959(BASF SE)和IRGACURE 184(BASF SE)。

颜色溶液也可以包括光敏剂。这种光敏剂被适当地设置为吸收来自光源的辐射，并且便于将能量转移到光引发剂。光敏剂可以包括蒽、芘、咔唑、噻嗪、吩噻嗪或硫杂蒽基团。

在一些变型中，组合物可以进一步包括衬底，其中水性光子晶体形成的溶液应用到该衬底上。也就是说，该组合物可以包括水性光子晶体墨水溶液，包含：至少一种嵌段聚合物；至少一种包括水的溶剂；至少一种共粘合剂；和衬底；其中水性光子晶体墨水溶液在衬底上形成结构颜色膜。如上所述，根据实施情况，水性光子晶体墨水溶液可以包括额外的助溶剂、膨胀剂以及油漆、墨水和涂料添加剂。衬底可以包括任何适当的表面或多孔材料，其通过应用水性光子晶体墨水溶液，能够在衬底上或穿过(对于多孔材料)衬底形成着色膜表面。根据实施情况，衬底可以包括有机或无机材料。衬底的示例包括：皮肤、有机组织、有机织物、合成纤维、木材、金属、水泥、塑料、石头、石膏、墙壁和膜皮(membrane)。

在一些变型中，该系统还可以包括应用系统，该应用系统包括产生、混合、保持和应用颜色溶液以及后处理所需的组件。应用系统可以提供用于预混合所期望的颜色排列和/或用于适当地应用颜色溶液的层以实现所期望的颜色和设计的重要功能。混合组件的示例可以包括乳胶混合器和/或高剪切混合器。后处理组件的示例可以包括干燥灯(例如，红外干燥灯)。

作为混合系统的一部分，组合物组分组合的方式和时机可能对颜色溶液的性质有显著影响。该组合物的组分可分为三类：亲水性组分、疏水性组分和两亲性组分。在一个变型中，亲水性组分最初混合在水中，两亲性组分与疏水性组分混合，然后加入到亲水性组分中。在另一个变型中，亲水性组分最初混合在水中，然后与两亲性组分混合，然后加入疏水性组分。在另一个变型中，疏水性组分最初混合，将亲水性组分与水混合，然后与两亲性组分混合；亲水性组分和两亲性组分混合之后，将它们加入到疏水性组分中。在另一个变型中，疏水性组分最初混合，加入两亲性组分，然后加入亲水性组分。

在一些变型中，组合物可以包括前体状态(即，非功能状态)。在这些变型中，组合物可以包括非活性状态，使得随着溶剂(例如水)的加入，组合物变得“活性”并如上文中所述发挥作用。根据实施情况，可能需要有序的混合步骤来添加溶剂(例如，添加水，然后添加有机溶剂)。前体状态可以是“干燥”状态(例如，仅非流体)或“浓缩”状态(例如，需要初始混合才能使用的油漆组合物溶液)。

在一个实施例中，前体状态包括“干”组合物，其中干前体状态包括至少一种嵌段共聚物、至少一种共粘合剂(例如乙酸异丁酸蔗糖酯或苯甲酸蔗糖酯)和至少一种表面活性剂(例如DDAC)。组合物可以在这种状态下被储存、运输等。组合物准备好使用之后，至少一种溶剂(例如水)可以与干组合物混合，以使组合物能够用作涂料。根据实施情况(例如，所期望的颜色、色调、亮度等)，溶剂的混合顺序可以变化。在一种实施情况中，通过将干态化合物溶解在有机或两亲性溶剂中，然后向混合物中加入水，使干态组合物成为活性状态。

在另一个实施例中，前体状态包括“浓缩组合物”，其中浓缩物组合物包括至少一种嵌段共聚物、至少一种共粘合剂、至少一种表面活性剂。然后可以通过添加稀释溶剂使前体浓缩溶液成为活性状态。

如上所述，组合物可以具有颜色溶液的许多变型。本文给出了多种示例性水性颜色溶液组合物。除了上面提到的颜色溶液组分外，为了成功应用，还可能需要某些流变条件。例如，对于喷墨印刷，颜色溶液可能需要优选均匀的粘度或随着振荡频率的增加而降低的粘度。根据颜色溶液的实施情况，可能需要其他条件。潜在必要条件的示例包括：颜色溶液干燥时间、温度耐受性、蒸汽压、密度、表面张力和生物毒性。

在具有高水含量的颜色溶液的第一变型中，如图2-4所示，该溶液包括至少一种刷状嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)；至少一种共粘合剂包括乙酸异丁酸蔗糖酯(称为SAIB-100或SAIB)和聚乙烯醇；以及至少一种溶剂包括：大部分水和两种额外的溶剂。在这些变型中，溶剂包括正丁基乙酸酯和乙二醇单丁醚乙酸酯。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，涂成所期望的颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色是紫色，如图3所示；每种配方的精确颜色(即除了色度C之外，还有L*a*b颜色)示于图4。

在紫色溶液的第一变型的第一实施例(配方1)中，如图2所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约0.01％-5.00％，PS浓度为溶液的约0.01％-5.00％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇为溶液的约0.01％-5.00％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约10％-15％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约17.5％-22.5％，H₂O浓度为溶液的约45％-50％。如图3所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在紫色溶液的第一变型的第二实施例(配方2)中，如图2所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇为溶液的约0.01％-5.00％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约10％-15％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约17.5％-22.5％，H₂O浓度为溶液的约42.5％-52.5％。如图3所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在紫色溶液的第一变型的第三实施例(配方3)中，如图2所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约0.01％-5.00％，PS浓度为溶液的约0.01％-5.00％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇为溶液的约0.01％-5.00％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约0.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约30％-35％，H₂O浓度为溶液的约45％-50％。如图3所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在紫色溶液的第一变型的第四实施例(配方4)中，如图2所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约0.01％-5.00％，PS浓度为溶液的约0.01％-5.00％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇为溶液的约0.01％-5.00％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约0.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约22.5％-27.5％，H₂O浓度为溶液的约52.5％-57.5％。如图3所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在紫色溶液的第一变型的第五实施例(配方5)中，如图2所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约0.01％-5.00％，PS浓度为溶液的约0.01％-5.00％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇为溶液的约0.01％-5.00％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约0.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约30％-35％，H₂O浓度为溶液的约47.5％-52.5％。如图3所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在紫色溶液的第一变型的第六实施例(配方6)中，如图2所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约0.01％-5.00％，PS浓度为溶液的约0.01％-5.00％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇为溶液的约0.01％-5.00％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约0.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约22.5％-27.5％，H₂O浓度为溶液的约55％-60％。如图3所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在进一步包括两亲性溶剂的颜色溶液的第二变型中，如图5-图7所示，该溶液包括至少一种嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)、至少一种共粘合剂包括SAIB-100(称为SAIB)，以及至少一种溶剂包括：有机溶剂、两亲性溶剂和水。在这些变型中，有机溶剂是乙二醇单丁醚乙酸酯，两亲性溶剂根据实施例而变化。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，印刷成所需颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色范围从紫外到蓝色。

在紫色-紫外颜色溶液的第二变型的一个实施例(配方7)中，如图5所示，至少一种嵌段共聚物浓度为约10％-15％，PLA浓度为约2.5％-7.5％，PS浓度为约2.5％-7.5％，SAIB浓度为约2.5％-7.5％，聚乙烯醇浓度为约2.5％-7.5％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约25％-30％，两亲性溶剂为苯甲醇，其浓度为约17.5％-22.5％，H₂O浓度为约17.5％-22.5％。如图6所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色-紫外颜色的前体。

在紫色溶液的第二变型的第二实施例(配方8)中，如图5所示，至少一种嵌段共聚物浓度为约5％-10％，PLA浓度为约2.5％-7.5％，PS浓度为约2.5％-7.5％，SAIB浓度为约2.5％-7.5％，聚乙烯醇为约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约27.5％-32.5％，两亲性溶剂为苯甲醇，其浓度为约20％-25％，H₂O浓度为约20％-25％。如图6所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在紫色溶液的第二变型的第三实施例(配方9)中，如图5所示，至少一种嵌段共聚物浓度为约10％-15％，PLA浓度为约2.5％-7.5％，PS浓度为约2.5％-7.5％，SAIB浓度为约2.5％-7.5％，聚乙烯醇为约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约40％-45％，两亲性溶剂为二(乙二醇)苄基醚，其浓度为约5％-10％，H₂O浓度为约17.5％-22.5％。如图6所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在紫色溶液的第二变型的第四实施例(配方10)中，如图5所示，至少一种嵌段共聚物浓度为约5％-10％，PLA浓度为约2.5％-7.5％，PS浓度为约2.5％-7.5％，SAIB浓度为约0.01％-5.00％，聚乙烯醇浓度为约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约42.5％-47.5％，两亲性溶剂为二(乙二醇)苄基醚，其浓度为约5％-10％，H₂O浓度为约20％-25％。如图6所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在蓝色溶液的第二变型的第五实施例(配方11)中，如图5所示，至少一种嵌段共聚物浓度为约10％-15％，PLA浓度为约2.5％-7.5％，PS浓度为约2.5％-7.5％，SAIB浓度为约2.5％-7.5％，聚乙烯醇为约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约25％-30％，两亲性溶剂为1-甲氧基-2-丙醇，其浓度为约17.5％-22.5％，H₂O浓度为约17.5％-22.5％。如图6所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在蓝色溶液的第二变型的第六实施例(配方12)中，如图5所示，至少一种嵌段共聚物浓度为约5％-10％，PLA浓度为约2.5％-7.5％，PS浓度为约2.5％-7.5％，SAIB浓度为约0.01％-5.00％，聚乙烯醇浓度为约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约27.5％-32.5％，两亲性溶剂为1-甲氧基-2-丙醇，其浓度为约20％-25％，H₂O浓度为约20％-25％。如图6所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在包括可固化单体添加剂的颜色溶液的第三变型中，如图8-图10所示，该溶液包括至少一种嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水、至少一种光引发剂和至少一种可固化添加剂。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)，至少一种共粘合剂包括SAIB-100和聚乙烯醇，至少一种溶剂包括有机溶剂和水，可固化添加剂因实施例而不同，光引发剂包括二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦氧化物。在这些变型中，有机溶剂是乙二醇单丁醚乙酸酯和正丁基乙酸酯。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，印刷成所需颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色范围从紫色到蓝色。

在紫色溶液的第三变型的第一实施例(配方13)中，如图8所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％，聚乙烯醇浓度为溶液的约0.01％-5.00％，可固化添加剂为甲基丙烯酸羟乙酯，其浓度为溶液的约2.5％-7.5％，光引发剂浓度为溶液的约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约17.5％-22.5％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约25％-30％，H₂O浓度为溶液的约17.％-22.5％。如图9所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在蓝色溶液的第三变型的第二实施例(配方14)中，如图8所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％，聚乙烯醇浓度为溶液的约0.01％-5.00％，可固化添加剂为甲基丙烯酸羟丙酯，其浓度为溶液的约2.5％-7.5％，光引发剂浓度为溶液的约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约17.5％-22.5％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约25％-30％，H₂O浓度为溶液的约17.％-22.5％。如图9所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在蓝色溶液的第三变型的第三实施例(配方15)中，如图8所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％，聚乙烯醇浓度为溶液的约0.01％-5.00％，可固化添加剂为丙烯酸四氢呋喃酯，其浓度为溶液的约2.5％-7.5％，光引发剂浓度为溶液的约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为约17.5％-22.5％，正丁基乙酸酯浓度为溶液的约25％-30％，H₂O浓度为溶液的约17.％-22.5％。如图9所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在包括joncryl添加剂的颜色溶液的第四变型中，如图11-图13所示，该溶液包括至少一种嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂、至少一种表面活性剂和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水，其由Joncryl537配制的产品贡献。由于Joncryl 537是市售产品，该变型提供了构思的证明，即本文的组合物可以与用于水性涂料的市售树脂相兼容。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)，至少一种共粘合剂包括苯甲酸蔗糖酯，以及至少一种溶剂包括：有机溶剂。在这些变型中，有机溶剂是正丁基乙酸酯。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，印刷成所需颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色为紫色。

在紫色溶液的第四变型的实施例(配方16)中，如图11所示，至少一种嵌段共聚物浓度为约5％-10％，PLA浓度为约0.01％-5.00％，PS浓度为约0.01％-5.00％，苯甲酸蔗糖酯浓度为约0.01％-5.00％，正丁基乙酸酯浓度为约40％-45％，joncryl添加剂浓度为约40％-45％。如图12所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在包括额外的水混溶性溶剂的颜色溶液的第五变型中，如图14-图16所示，该溶液包括至少一种嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水和第二溶剂。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)，至少一种共粘合剂包括SAIB-100(称为SAIB)和聚乙烯醇，至少一种溶剂包括：有机溶剂、两亲性溶剂和水。在这些变型中，有机溶剂是乙二醇单丁醚乙酸酯，两亲性溶剂根据实施例而变化。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，施涂成所需颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色范围从紫色到蓝色。

在蓝色溶液的第五变型的实施例(配方17)中，如图14所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％，聚乙烯醇浓度为溶液的约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约25％-30％，第二溶剂为THF，其浓度为溶液的约17.5％-22.5％，H₂O浓度为溶液的约17.5％-22.5％。如图15所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在紫色溶液的第五变型的第二实施例(配方18)中，如图14所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇浓度为溶液的约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约27.5％-32.5％，第二溶剂为THF，其浓度为约20％-25％，H₂O浓度为溶液的约17.5％-22.5％。如图15所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在蓝色溶液的第五变型的第三实施例(配方19)中，如图14所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％，聚乙烯醇浓度为溶液的约2.5％-7.5％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约25％-30％，第二溶剂为丙酮，其浓度为溶液的约17.5％-22.5％，H₂O浓度为溶液的约17.5％-22.5％。如图15所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在紫色溶液的第五变型的第四实施例(配方20)中，如图14所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约5％-10％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约0.01％-5.00％，聚乙烯醇浓度为溶液的约0.01％-5.00％，乙二醇单丁醚乙酸酯浓度为溶液的约27.5％-22.5％，第二溶剂为丙酮，其浓度为溶液的约20％-25％，H₂O浓度为溶液的约20％-25％。如图15所示，这个实施的颜色溶液是应用紫色的前体。

在包括两亲性溶剂的颜色溶液的第六变型中，如图17-图19所示，该溶液包括至少一种刷状嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂和至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)、至少一种共粘合剂包括SAIB-100(称为SAIB)，以及至少一种溶剂包括：有机溶剂、两亲性溶剂和水。在这些变型中，有机溶剂是正丁基乙酸酯，两亲性溶剂是丙酮。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，印刷成所需颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色为蓝色。

在蓝色溶液的第六变型的第一实施例(配方21)中，如图17所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约10％-15％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％；正丁基乙酸酯浓度为溶液的约45％-50％，H₂O浓度为溶液的约10％-15％，丙酮浓度为溶液的约5％-10％。如图18所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在蓝色溶液的第六变型的第二实施例(配方22)中，如图17所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约10％-15％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％；正丁基乙酸酯浓度为溶液的约40％-45％，H₂O浓度为溶液的约10％-15％，丙酮浓度为溶液的约5％-10％。如图19所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在进一步包括表面活性剂的颜色溶液的第七变型中，如图20-图23所示，该溶液包括至少一种嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂、至少一种稳定剂，该稳定剂包括表面活性剂，以及至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)，至少一种共粘合剂包括SAIB-100(称为SAIB)，至少一种稳定剂包括十二烷基硫酸钠、硬脂酸钠和/或单十二烷基磷酸钠，以及至少一种溶剂包括：有机溶剂、两亲性溶剂和水。在这些变型中，有机溶剂是正丁基乙酸酯，两亲性溶剂是丙酮。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，印刷成所需颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色为蓝色。

在蓝色溶液的第七变型的一个实施例(配方23)中，如图20所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％；和十二烷基硫酸钠浓度为溶液的约0.05％-0.20％；正丁基乙酸酯浓度为溶液的约40％-50％，H₂O浓度为溶液的约5％-10％，丙酮浓度为溶液的约20％-25％。如图21所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在蓝色溶液的第七变型的第二实施例中，如图20所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％；和硬脂酸钠浓度为溶液的约0.05％-0.20％；正丁基乙酸酯浓度为溶液的约40％-50％，H₂O浓度为溶液的约5％-10％，丙酮浓度为溶液的约20％-25％。如图22所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在蓝色溶液的第七变型的第三实施例中，如图20所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％；和单十二烷基磷酸钠浓度为溶液的约0.05％-0.20％；正丁基乙酸酯浓度为溶液的约40％-50％，H₂O浓度为溶液的约5％-10％，丙酮浓度为溶液的约20％-25％。如图22所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在颜色溶液的第八变型中，如图24-图26所示，该溶液包括至少一种嵌段共聚物、至少一种膨胀剂、至少一种共粘合剂、至少一种表面活性剂，以及至少一种溶剂，其中至少一种溶剂包括水。至少一种膨胀剂包括聚乳酸(PLA)和聚苯乙烯(PS)、至少一种共粘合剂包括SAIB-100、至少一种表面活性剂包括硫代甜菜碱钠-18(sodium sulfobetaine-18)，以及至少一种溶剂包括：有机溶剂、两亲性溶剂和水。在这些变型中，有机溶剂是正丁基乙酸酯，两亲性溶剂是丙酮。至少一种嵌段共聚物可以是任何嵌段共聚物和/或嵌段共聚物的组合(例如，印刷成所需颜色的嵌段共聚物的组合)，其中在这些实施例中，实施的所期望的颜色为蓝色。

在蓝色溶液的第八变型的第一实施例(配方25)中，如图24所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％；和硫代甜菜碱-18浓度为溶液的约0.05％-0.25％；正丁基乙酸酯浓度为溶液的约40％-50％，H₂O浓度为溶液的约15％-20％，丙酮浓度为溶液的约10％-15％。如图25所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。

在蓝色溶液的第八变型的第二实施例中，如图24所示，至少一种嵌段共聚物浓度为溶液的约7.5％-12.5％，PLA浓度为溶液的约2.5％-7.5％，PS浓度为溶液的约2.5％-7.5％，SAIB浓度为溶液的约2.5％-7.5％；和硫代甜菜碱-18浓度为溶液的约0.05％-0.25％；正丁基乙酸酯浓度为溶液的约35％-45％，H₂O浓度为溶液的约12.5％-17.5％，丙酮浓度为溶液的约20％-25％。如图25所示，这个实施的颜色溶液是应用蓝色的前体。如前所述，包括在颜色溶液中的至少一种嵌段共聚物可以是特定于实施情况的，并且可以根据需要而变化。这里，几种刷状嵌段共聚物可以单独使用、一起使用或作为至少一种嵌段共聚物的单独混合物的一部分使用。示例性刷状嵌段共聚物的数均分子量(Mn)可以在400kDa至4,000kDa的范围内，更优选地在500kDa至3,000kDa的范围内，甚至更优选地在600kDa至2,500kDa的范围内。刷状嵌段共聚物(BBCP₁)可以具有799.4kDa的数均分子量(Mn)和850.9kDa的重均分子量(Mw)，多分散指数(PDI)为1.064。含有BBCPs的配方优选地形成波长范围为200nm至1600nm的反射涂层。根据每种实施情况的需要，这些样品刷状嵌段共聚物可以作为先前描述的示例颜色溶液的部分加入。样品刷状嵌段共聚物可以作为单一刷状嵌段共聚物加入颜色溶液中，或者作为两种或更多种刷状嵌段共聚物的混合物加入；其中刷状嵌段共聚物的比例可以设置为颜色溶液的颜色。在所有给出的实施例中，至少一种嵌段共聚物包含BBCP₁。或者，可以实施任何其他所期望的嵌段聚合物。

3.方法

如图27所示，制备和应用嵌段聚合物基水性颜色溶液的方法包括：制备颜色溶液S110以及沉积颜色水溶液S130。制备颜色溶液S110可以包括调节颜色溶液以用于合适的应用，由此：设置颜色溶液的基色，以及设置颜色溶液的物理性质(例如，粘度、溶液干燥时间、温度耐受性、疏水性)。

在一些变型中，该方法可以包括装载颜色溶液S120。装载颜色溶液可以包括根据所实施的颜色溶液(例如，建筑、化妆品、汽车、纸张印刷等)和实施的工具的类型(例如，刷子、喷雾、手)的实施特定步骤，装载颜色溶液可以包括混合颜色溶液。

在一些变型中，该方法可以包括实施用于进一步印刷修改和/或改进的后处理步骤。在这些变型中，该方法可以包括：后处理印刷品S140。

该方法用于使用水性的嵌段聚合物光子晶体形成的颜色溶液在所期望的目标对象(即，衬底)上制备和印刷结构颜色设计。该方法能够实现多色印刷的多种实施情况。也就是说，该方法可以实现预混合待实施的颜色和/或层叠颜色。采用预混合颜色包括在印刷所期望的颜色之前预混合所期望的颜色。层叠颜色可以包括应用多次(multi-pass)颜色层以获得所期望的颜色。优选地，该方法可以采用如上所述的水性结构颜色溶液组合物来实施，但是通常可以针对任何光子晶体形成溶液而实施。

该方法可适用于能够将水性溶液应用到衬底上的任何施涂/印刷设备和/或施涂/印刷工具。该方法可特别地适用于生物敏感市场(例如化妆品)中的着色，其中与基于乳胶的涂料相比，颜色溶液的水性组合物可提供显著降低的毒性。该方法可以实施于任何一般的施涂/印刷应用，其中应用特定步骤可以结合到该方法中。

通过利用基于结构颜色的溶液，该方法可以提供：加色步骤和/或混合(加色/减色)着色步骤；其中一种类型的着色或多种着色方法的组合可用于对衬底着色。例如，该方法能够利用先前存在的一组减色着色法(例如，传统的CMYK墨水)实现加色印刷变型(例如，使用光子晶体形成颜色溶液)。也就是说，该方法可以使待实施的结构着色与颜料或染料着色相结合。该方法着色可以与颜料或染料着色同时实施(例如，通过预混合)，或者可以先后实施(例如，通过在颜料或染料着色层上或下层叠光子晶体形成墨水溶液)。

作为任何施涂/印刷实施情况的一部分，该方法可以通过在将颜色溶液应用到衬底之前(即预混合)和/或之后(后混合)进行颜色测定来实施。对于预混颜色，在将水性溶液应用到衬底之前，可以混合用于应用的所期望的颜色。在包括预混合颜色的变型中，装载颜色溶液S120可以进一步包括将颜色溶液混合成适当的颜色。在预混合颜色的一些变型中，制备颜色溶液S110可以包括获得多种颜色溶液，其中，然后装载颜色溶液S120包括混合该多种颜色溶液。

对于混合后颜色，可以通过在衬底上混合/层叠颜色来获得所期望的颜色(即，在施涂/印刷后获得所期望的颜色)。也就是说，用一组固定的颜色来应用颜色溶液，并且通过在衬底上应用多种颜色来获得所期望的颜色。因此，颜色在衬底上层叠(或混合)，直到获得所期望的颜色。混合后颜色混合可以包括加色(例如，RGB)、减色(例如，CMYK)和/或加色和减色的某种混合组合。对于混合后颜色的实施情况，沉积颜色溶液S130可以包括使用颜色溶液的多次施涂过程，和/或同时沉积多种颜色溶液以实现所期望的颜色的所期望的设计、亮度和颜色厚度/不透明度。对于加色混合后颜色混合，可以使用/允许多种光子晶体形成墨水在衬底上混合以获得所期望的颜色。对于混合型(加色和减色)混合后颜色，可以使用/允许多种光子晶体形成墨水和颜料墨水在衬底上混合(或层叠)以获得所期望的颜色。在每次印刷之间可以有干燥时间，使得颜色溶液在彼此之上干燥，以提供所期望的混合型着色。

方框S110，包括制备颜色溶液，用于建立和/或产生水性颜色溶液，当该水性颜色溶液沉积在衬底上时，形成光子晶体的膜，其反射(呈现)出所期望的颜色。

方框S110，包括制备颜色溶液，用于制备光子晶体形成颜色溶液。也就是说，方框S110，用于制备具有在施涂/印刷实施情况中的功能所需的参数的适当颜色溶液混合物。制备颜色溶液S110可以是特定于实施情况的。在一些变型中，方框S110可以包括获得或产生具有特定实施情况(例如，应用和工具两者)所需性质的颜色溶液。所需性质的示例可以包括：适当的聚合物浓度、适当的粘度、发挥功能的温度阈值、液滴干燥时间、颜色溶液稳定性(例如，指甲油与建筑材料的不同时间尺度)、有机溶剂浓度(例如，使挥发性有机化合物最小化)和/或任何其他需要的性质。例如，对于喷墨实施情况，相对于喷墨喷射的频率，颜色溶液必须具有足够低的粘度。对于建筑实施情况，必须降低有机溶剂阈值，以确保产品安全使用。对于化妆品实施情况，除了降低有机溶剂的浓度之外，还可以增加颜色溶液的水浓度。

在一些变型中，制备颜色溶液S110包括产生水性颜色溶液，作为上述系统中描述的任何颜色溶液变型。在这些变型中，制备颜色溶液S110可以包括将所期望的颜色的嵌段共聚物混合物与至少一种包含水的溶剂混合。根据实施情况，制备颜色溶液S110可额外地包括混合线性聚合物、共粘合剂、表面活性剂、添加剂、两亲性溶剂、水不溶性有机溶剂和水溶性有机溶剂。

在许多变型中，混合颜色溶液的组分可以是特定顺序的，其中颜色亮度、阴影、不透明度和其他因素可能受混合顺序的影响。对于给定的颜色溶液(即，给定的组分配方)，混合的顺序可以取决于亲水性化合物和溶剂(即，亲水性组分)、疏水性化合物和溶剂(即，疏水性组分)以及两亲性化合物和溶剂(即，两亲性组分)的添加顺序。

在第一方法中，混合颜色溶液的组分包括首先将亲水性化合物与亲水性溶剂(包括水)混合，将两亲性组分与两亲性溶剂混合(以及将疏水性组分与疏水性溶剂混合)。然后将两亲性组分和疏水性组分结合并添加到亲水性组分中。

在第二方法中，混合颜色溶液的组分包括首先将亲水性化合物与亲水性溶剂(包括水)混合，将两亲性组分与两亲性溶剂混合(以及将疏水性组分与疏水性溶剂混合)。然后将亲水性组分与两亲性组分混合，然后将疏水性组分加入到混合物中。

在第三方法中，混合颜色溶液的组分包括首先将亲水性化合物与亲水性溶剂(包括水)混合，将两亲性组分与两亲性溶剂混合(以及将疏水性组分与疏水性溶剂混合)。亲水性组分与两亲性组分混合。在亲水性组分和两亲性组分混合后，然后将它们添加到疏水性组分中。

在第四方法中，混合颜色溶液的组分包括首先将亲水性化合物与亲水性溶剂(包括水)混合，将两亲性组分与两亲性溶剂混合(以及将疏水性组分与疏水性溶剂混合)。将两亲性组分加入并与疏水性组分混合。混合之后，然后加入亲水性组分。

取决于施涂/印刷实施情况的类型和颜色，制备颜色溶液S110可以包括制备多种颜色溶液(例如，不同的反射波长)。以这种方式，制备颜色溶液S110可额外地包括设置颜色溶液基色。设置颜色溶液基色可以用于实现不同类型的着色(例如，加色和/或加色/减色混合型印刷)，并为印刷实施情况设置参数。例如，对于加色印刷实施情况，获得三种：红色、蓝色和绿色基色墨水溶液，可以将印刷色域的限制设置为RGB色域。制备颜色溶液S110可以类似地包括设置针对可见光谱之外的反射波长(例如，紫外或红外)的基色溶液。

对于预混合实施例，制备颜色溶液S110可以包括获得/产生颜色溶液，该颜色溶液将形成反射期望波长范围的光子晶体。在一个全可见光谱范围的实施情况中，制备颜色溶液S110可以包括制备对应于反射约400nm波长的光子晶体的颜色溶液和对应于反射约750nm波长的光子晶体的第二墨水溶液。在一个紫外光谱范围的实施情况中，制备颜色溶液S110可以包括产生/获得对应于在约200nm至400nm的波长范围内反射的光子晶体的颜色溶液。在一个近红外范围的实施情况中，制备颜色溶液S110可以包括产生/获得颜色溶液，该颜色溶液对应于在约750nm至2000nm波长范围内反射的光子晶体。

方框S120，包括装载颜色溶液，用于准备好要使用的一种颜色溶液和/或多种颜色溶液(例如，刷涂、印刷、喷涂等)。装载颜色溶液S120可以根据实施情况而变化。例如，对于喷墨印刷，装载颜色溶液S120可以包括加热墨水储液器中的颜色溶液。对于预混合颜色的实施情况，装载颜色溶液S120可以包括将颜色溶液混合成所期望的颜色。在多次的实施情况(例如，多次印刷)中，在各次印刷之间可以调用装载颜色溶液S120(例如，新颜色从墨水储液器中装载到印刷头)。

作为喷墨实施情况的一部分，装载颜色溶液S120可以包括加热颜色(墨水)溶液。加热墨水溶液可以用于改变印刷用的墨水溶液的性质。加热墨水溶液可以特定于喷墨头，使得墨水不会堵塞喷墨头，并且通过喷射墨水溶液而释放的液滴具有期望的体积和速度。

作为预混合颜色实施情况的一部分，装载颜色溶液S120可以包括混合多种颜色溶液。也就是说，对于所期望的预混合颜色，装载颜色溶液S120可以包括：确定用于产生所期望的油漆/印刷颜色的基色组合和它们各自的比率，然后以适当的比率组合和混合颜色溶液以获得所期望的油漆/印刷颜色。这种预印刷混合可能因系统实施情况而不同。在许多变型中，这种混合使用系统中用于混合的已经实施的混合组件。对于印刷，当前常见的印刷机技术不包含预混合颜色，可能需要并入额外的组件以混合多种颜色溶液。可以使用任何通用的混合技术。可用于混合多种颜色溶液的混合技术的示例包括：机械混合、磁力混合、高剪切混合、超声处理、离心混合或行星混合。

方框S130，包括沉积颜色溶液，用于在目标材料(衬底)上“印刷”所期望的图案。如本文所用，施涂(paint/painting)可以指颜色溶液在所需衬底上的任何形式的沉积(例如，用刷子刷涂墙壁、用刷子工具施用化妆品、用印刷机印在纸上等)。

在一些变型中(例如，在预混合颜色变型中)，沉积颜色溶液S130可以包括仅单次沉积，其中所期望的图案在一次“进行”中以所期望的颜色沉积。对于多种颜色的实施情况，对于沉积颜色溶液S130所需的每种颜色，可以多次调用混合多种颜色溶液。

在一些变型中(例如，混合后颜色)，沉积颜色溶液S130可以被多次调用。在这些变型中，一种或多种颜色可以在一次印刷中印刷。根据实施情况，在印刷额外次之前，可以让颜色溶液干燥。

附加地或可替代地，该方法可以包括印刷后加色。对于印刷后加色，沉积颜色溶液S130可以印刷单一颜色或同时印刷多种颜色。额外的印刷次可以沉积不同的颜色溶液，以获得所期望的印刷后颜色。与印刷后减色的区别在于，在溶液干燥之前印刷额外次，从而在衬底上产生具有所期望的印刷后颜色的单层薄膜。在一些变型中，可以结合“混合”技术以更好地混合衬底上沉积的颜色溶液。可以结合的印刷后混合技术的示例包括：通过磁场或电刺激诱导混合、加热墨水溶液或超声处理。

在一些变型中，该方法可以包括：后处理印刷品S140。后处理印刷品S140可以用于在将颜色溶液应用到衬底上之后修改印刷品。根据实施情况，后处理印刷品S140可以发生在：单次印刷之后；直接在每次印刷之后，在一些特定次印刷之后，或者在所有印刷次之后。附加地，或者可替代地，后处理印刷品S140可以在沉积颜色溶液S130已经完成之后发生，或者沉积颜色溶液内的任何变型之后发生。后处理可以包括干燥印刷品、混合多次印刷、稳定印刷品、交联印刷品、固化印刷品或以某些其他方式增强或改变印刷品。在一些变型中，后处理印刷品可以包括在印刷品上印刷保护性罩光漆、透明涂层或一些其他表面材料。

在一些变型中，后处理印刷品S140可以包括环境干燥或主动干燥印刷品(例如，通过应用红外/热灯或紫外灯)。主动干燥印刷品可以快速干燥墨水溶液，以实现高效的多次印刷或实现其他类型的后处理的高效实施。对于多次印刷的实施情况，主动干燥印刷品可以在每次印刷之后部分或完全干燥墨水溶液。

在一些变型中，后处理印刷品S140可以包括将多次印刷进行混合(例如，用于混合后加色)。这种混合可以通过搅拌(例如，超声处理)或多次印刷的机械混合来结合。多次印刷的混合优选都在每次印刷之后直接发生，以防止多次印刷在组合成单一颜色之前干燥。

在另一变型中，后处理印刷品S140包括稳定印刷品。稳定印刷品可能有助于更好地保护印刷品免受环境和其他外部因素的影响。稳定印刷品可以包括应用保护涂层(例如，应用透明树脂)。在一些实施情况中，稳定印刷品可以实现颜色溶液的分层，使得颜色不会混合。在一些实施情况中，稳定印刷品可以包括诱导印刷品内的化学转化。

在另一变型中，后处理印刷品S140可以包括固化印刷品。固化印刷品可用于控制印刷品的色角依赖性。干燥之后，水性颜色溶液可以形成无序的(混合良好的)光子晶体结构，其从所有方向相同地反射光。固化印刷品可以组织干燥的光子晶体结构，使得着色的表面根据观察角度呈现不同的外观。

在一些变型中，该方法可额外地允许修改步骤以允许特定的操作模式。可能实施的操作模式的示例包括：印刷质量操作模式(例如，高分辨率印刷和节墨模式)、速度操作模式(例如，高通量速度与较慢的高质量印刷)和颜色操作模式(例如，彩色和黑/白印刷，或灰度印刷)。

在一些变型中，可以以不同的顺序使用多个不同的固化步骤。这些不同的固化步骤包括热固化、风干固化、近红外固化或紫外线固化。以不同的顺序使用不同的组合可以产生不同的颜色或角度依赖性。

如上所述，针对特定的使用情景，该方法可以结合许多类型的施涂/印刷步骤。例如，该方法可适用于喷墨印刷的使用，其中装载颜色溶液S120还包括加热颜色溶液。该方法通常可以与任何类型的印刷方法一起使用，根据印刷方法对实施步骤进行微小的改变。作为喷墨实施情况的一部分，该方法可以被实施用于印刷频率高达80-100kHz的连续喷墨(CIJ)和印刷频率高达10-50kHz、并且墨滴速度高达4-10m/s的按需喷墨(DOD)，其中该方法可以被实施用于热DOD、压电DOD、MEMS印刷和任何其他类型的喷墨印刷。此外，该方法可以采用非喷墨形式来实施，例如：丝网印刷、柔性印刷、轮转凹版印刷和胶印。

作为任何印刷类型的一部分，该方法可以用于预混合颜色印刷和/或后混合颜色印刷。对于预混合印刷，可以预混合印刷所期望的颜色，使得通过一次印刷来直接印刷所期望的颜色。也就是说，颜色溶液在颜色生成之前预混合。因此，装载颜色溶液S120可以进一步包括将颜色溶液混合成适当的颜色。在预混合颜色印刷的一些变型中，制备颜色溶液S110可以包括获得多种颜色溶液，其中，然后装载颜色溶液S120包括混合该多种颜色溶液。

作为非印刷应用的示例，该方法可适用于喷雾沉积。喷雾沉积可以由终端用户以DIY的方式从诸如气溶胶、手泵或喷枪的形式进行，或者在OEM水平上从诸如空气雾化汽车喷枪或旋转钟应用的形式进行。空气雾化喷枪可以是减压或大容量低压。

该方法还可特别地用于化妆品实施情况和化妆品应用。作为化妆品实施情况的一部分，制备颜色溶液S110可以包括获得适当类型的化妆品(例如，指甲油)的一组基色。然后，这些基色可以预混合为所期望的颜色，其作为装载颜色溶液S120的一部分，或者可以通过多次沉积颜色溶液S130来获得不同的颜色。此外，在指甲油的示例中，透明涂层可以应用在结构颜色层的顶部。类似地，可以首先应用位于光子晶体层下面的颜料层。

该方法也可特别地适用于建筑涂料。作为建筑涂料实施情况的一部分，制备颜色溶液S110可以进一步包括：获得一组基色，添加稳定剂和有机溶剂(例如，以提高颜色溶液的耐久性)，添加溶剂以获得所期望的涂料粘度(例如，用于油漆刷或喷漆)；以及后处理印刷品S140可以额外地包括添加防水涂层或输入热能以诱导固化机制。

如上所述，该方法可以利用水性结构颜色溶液的性质，通过加色或混合型着色来构建颜色设计；其中可以在印刷到衬底上之前或之后并入加色，并且可以在印刷之后通过层叠着色并入混合型着色。该方法可额外地结合：预混合加色、印刷后加色和混合后混合型着色的任意组合。

例如，该系统可以包括首先获得两种颜色溶液。通过预混合加色，双色溶液可以结合形成红色、绿色和蓝色的颜色溶液。然后印刷这些颜色，使用红色、绿色和蓝色水性光子晶体形成溶液，使用混合后着色来产生RGB色域中的设计。

该方法可以是高度特定于实施情况的，并且可以包括取决于实施的印刷系统和所期望的着色方法的许多变型。在一个变型中，用于结构墨水的印刷方法可以包括：在印刷机系统处接收至少一个储液器的光子晶体形成墨水，其中光子晶体墨水包含印刷到衬底上之后干燥成指定颜色的光子晶体膜的溶液；装载颜色溶液，从而制备用于印刷的光子晶体形成颜色；以及印刷颜色溶液，从而沉积第一层光子晶体膜。根据实施情况，该方法可以进一步包括后处理光子晶体膜。在一个变型中，后处理光子晶体膜包括在光子晶体膜上添加保护性透明涂层或罩光漆。在另一变型中，后处理光子晶体膜包括主动干燥光子晶体膜。

该方法可特别地适用于预混合加色混合。在这些变型中，用于结构颜色的印刷方法可以包括：在印刷机系统处接收至少一个储液器的光子晶体形成墨水，其中至少一个储液器的光子晶体形成颜色溶液包括至少两个储液器的光子晶体形成颜色溶液；装载颜色溶液，包括混合至少两个储液器的光子晶体形成墨水以获得预混合所期望的颜色溶液，并制备用于印刷的所期望的颜色溶液；沉积颜色溶液，从而沉积对应于预印刷的所期望的颜色的第一层光子晶体膜；以及后处理光子晶体膜。

根据预混合加色混合的实施情况，该方法可以使用至少两个储液器来结合着色。在预混合加色的双色实施例中，至少两个储液器的光子晶体颜色溶液对应于两个储液器，第一光子晶体颜色溶液和第二光子晶体颜色溶液，并且混合两个储液器的光子晶体颜色溶液包括通过第一光子晶体颜色溶液和第二光子晶体颜色溶液的比率来设置预混合所期望的颜色。

该方法额外地允许使用更常规的三色加色(例如，RGB色域)进行预混合着色。例如，在三个储液器着色中，至少两个储液器的光子晶体颜色溶液包括三个储液器的光子晶体颜色溶液：第一光子晶体颜色溶液(例如，对应于红色溶液)、第二光子晶体颜色溶液(例如，对应于绿色溶液)和第三光子晶体颜色溶液(例如，对应于蓝色溶液)，并且混合三个储液器的光子晶体颜色溶液包括通过第一光子晶体颜色溶液、第二光子晶体颜色溶液和第三光子晶体颜色溶液的比率来设置预混合所期望的颜色。

该方法还允许其自身用于混合后着色。在混合后着色变型中，用于结构颜色溶液的着色方法可以包括：在印刷机系统处接收至少一个储液器的光子晶体形成颜色溶液，其中至少一个储液器的光子晶体形成颜色溶液包括接收至少两个储液器的光子晶体形成颜色溶液；装载颜色溶液，包括一次装载单种光子晶体形成颜色溶液；沉积颜色溶液，包括用不同的光子颜色溶液在衬底上印刷多次；以及后处理光子晶体膜。

作为混合后加色的实施例，在衬底上印刷多次包括混合所印刷的颜色溶液，使得干燥之后，只有确定的混合后颜色的单层膜沉积在衬底上。作为用于混合后着色的“传统”RGB实施情况的一部分，至少两个储液器的光子晶体墨水可以包括三个储液器的光子晶体颜色溶液：对应于红色溶液的第一光子晶体颜色溶液、对应于绿色溶液的第二光子晶体颜色溶液和对应于蓝色溶液的第三光子晶体颜色溶液；沉积颜色溶液包括：印刷计算量的第一光子晶体颜色溶液、印刷计算量的第二光子晶体颜色溶液、印刷计算量的第三光子晶体颜色溶液，以及混合各光子晶体颜色溶液。

该方法还可以允许其自身结合到混合型加色/减色印刷。对于混合型加色/减色混合后颜色，沉积颜色溶液可以包括多次印刷，其中对于每次印刷，用不同的光子颜色溶液或不同的减色溶液印刷。然后，后处理光子晶体膜可以包括干燥光子晶体膜和/或干燥减色墨水膜，使得完成之后，对应于确定的印刷后颜色的多层膜沉积在衬底上。

此外，在一些变型中，至少两个储液器的光子晶体颜色溶液可以包括四个储液器的颜色溶液：对应于红色溶液的第一光子晶体颜色溶液、对应于绿色溶液的第二光子晶体颜色溶液、对应于蓝色溶液的第三光子晶体颜色溶液和对应于减色溶液的第四颜色溶液(例如，黑色/其他颜色的颜料或染料)。在该变型中，沉积颜色溶液可以包括：印刷计算量的第一光子晶体颜色溶液，印刷计算量的第二光子晶体颜色溶液，印刷计算量的第三光子晶体颜色溶液，印刷计算量的第四减色溶液；后处理光子晶体膜包括：干燥第一光子晶体墨水层、干燥第二光子晶体墨水层、干燥第三光子晶体墨水层、干燥减色墨水层。在可选的变型中，所加入的减色溶液可以包括整个减色色域(例如，CMYK色域)。

如本文所用，第一、第二、第三等用于表征和区分各种元素、组件、区域、层和/或部分。这些元素、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。数字术语的使用可用于区分一个元素、组件、区域、层和/或部分与另一个元素、组件、区域、层和/或部分。除非上下文明确指出，否则使用这些数字术语并不意味着序列或顺序。这种数字编号可以互换使用，而不脱离本文的实施方式和变型的教导。

如本领域技术人员将从前面的详细描述以及附图和权利要求书中认识到的，在不脱离所附权利要求书中定义的本发明的范围的情况下，可以对本发明的实施方式进行修改和改变。

Claims (19)

1.一种用于水性颜色溶液的组合物，包括：

至少一种嵌段共聚物；和

至少一种溶剂，所述至少一种溶剂包括有机溶剂和水，

其中，水包括所述组合物整体的至少10重量％。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种嵌段共聚物包括至少一种刷状嵌段共聚物。

3.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述溶剂进一步包括两亲性溶剂。

4.根据权利要求3所述的组合物，其中，所述两亲性溶剂由以下化合物中的至少一种组成：丙酮、1-甲氧基-2-丙醇、苯甲醇或四氢呋喃。

5.根据权利要求3所述的组合物，其中，所述两亲性溶剂由以下列表中的至少一种组成：1-丁内酯、乙醇、甲醇、乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、乙二醇单苄醚、乙腈、二乙二醇单丁醚、1,3-二氧戊环、丙二醇单甲醚、丙二醇单苯基醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙基醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单异丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、二乙二醇己基醚、乙二醇单叔丁基醚、丙二醇单叔丁基醚、二丙二醇甲醚、乙二醇单正己基醚、二乙二醇二乙烯基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、三丙二醇单甲醚、二乙二醇甲基叔丁基醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、甲基乙基酮、乙二醇丁醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单2-乙基己基醚、乙二醇单异丁基醚、丙二醇单异丁基醚、二丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚、乙二醇甲基叔丁基醚、二乙二醇丁醚乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇单油基醚、乙二醇二叔丁基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇丁基甲醚、二乙二醇二丁基醚、乙二醇丁基乙基醚、乙二醇二丁基醚、1,2-己二醇和甘油。

6.根据权利要求3所述的组合物，进一步包括至少一种共粘合剂。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述至少一种共粘合剂包括交联官能团。

8.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述至少一种共粘合剂包括乙酸异丁酸蔗糖酯(SAIB-100)。

9.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述至少一种共粘合剂进一步包括聚乙烯醇。

10.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述至少一种共粘合剂包括苯甲酸蔗糖酯。

11.根据权利要求3所述的组合物，进一步包括至少一种膨胀剂。

12.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述膨胀剂包括交联官能团。

13.根据权利要求3所述的组合物，其中，所述组合物进一步包括一组添加剂，其中，该组添加剂由下列添加剂中的至少一种添加剂组成：稳定添加剂、UV吸收剂、抗氧化剂、受阻胺光稳定剂。

14.根据权利要求33所述的组合物，其中，所述组合物进一步包括一组添加剂，该组添加剂包括表面活性剂。

15.根据权利要求3所述的组合物，其中，所述组合物在所述至少一种溶剂加入之前具有前体状态，使得随着所述至少一种溶剂的加入，成为功能性水性颜色形成溶液。

16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述前体状态包括干燥状态，其中，干燥组分包括至少一种嵌段共聚物、至少一种共粘合剂和至少一种表面活性剂。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，通过初始时将所述干燥状态的组合物与有机或两亲性溶剂混合，使所述前体干燥状态变为活性状态。

18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述前体状态包括所述组合物的高度浓缩形式。

19.一种用于制备和应用嵌段聚合物基水性颜色溶液的方法，包括：

制备颜色溶液，其中，所述颜色溶液包括当沉积到衬底上时形成光子晶体膜的水性溶液；

装载所述颜色溶液；

沉积所述颜色溶液；以及

后处理印刷品。