一種織物結構色的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于創新紡織品領域，是一種織物結構色的制備方法。
【背景技術】
[0002]本發明涉及利用光的干涉、散射等光學原理在織物上制備結構色周期薄膜的方法。
[0003]在自然界中，顏色的形成主要有兩種來源，色素色和結構色。色素色是由于動物體內含有某種化學物質-色素，它可以選擇性吸收特定波長的光而反射其它波長的光，因而也叫做化學色。結構色是光與其波長量級相互作用而產生的顏色，即光的干涉、散射或衍射作用而產生的顏色，因此也叫做物理色。結構色具備許多色素所不具備的優點:高亮度、高飽和度、虹彩效應、偏振效應、永不褪色等等，因此越來越引起科學界和工程界的關注。
[0004]紡織品上的顏色主要是通過將有色物質(染料或顏料)施加在紡織品上而產生的。在傳統染整加工過程中使用了大量影響環境和妨礙身體健康的染化料及助劑，其生物降解性差游離甲醛含量高，重金屬離子的含量超標，這些染化料及助劑以氣體、液體、固體的形態排放而污染環境，危害人類的健康，同時染整加工過程會消耗大量的能源和水。隨著人們環保意識的增強，傳統染整工藝對水資源的浪費和對環境造成的污染已經越來越受到人們的關注。所以，節能減排、綠色染整、生態染整等是人們對環保能源的重要性有了充分認識以后，對染整加工技術提出來的一個努力方向與最終目標。
[0005]對紡織印染工業來說，結構色最吸引人的地方還是其不需要色素染色就可以得到顏色的特殊性質。結構色的研究與發展有望克服傳統染色方法對水資源浪費和污染問題。近年來，如何在紡織材料上有效地構造仿生結構色，已成為紡織染整界關注和研究的熱點之。
[0006]仿生結構色在紡織領域已有一定的應用，主要有兩種形式:一是通過制備結構色纖維，二是通過仿制或復制動物生色羽毛或其他生色物質的結構來制備生色薄膜或光子晶體。目前，國內外構造仿生結構色的方法主要有:溶膠凝膠法、重力沉降法、層層靜電自組裝法、旋涂法。
[0007]本發明利用磁控濺射法對織物基底進行射頻濺射，在織物表面形成一層Ti02、Si02等交替的周期薄膜，在光照射下織物會顯現明亮艷麗的紫色、金黃色、綠色、紅色、藍色等多重色彩，且隨著觀察角度的變化而變化。該種織物生色方法主要是靠選擇一種高折射率和一種低折射率的材料，濺射形成高折射率膜和低折射率膜的多周期納米薄膜即一維光子晶體結構，由于光的干涉產生顏色，此方法環保無污染，且節約大量水資源，產生的顏色飽和度高，多彩靚麗且隨角度的變化而變化，有望克服傳統染色方法對水資源浪費和污染的問題。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種磁控濺射法，在織物表面形成周期薄膜，使織物具有結構色特征。
[0009]本發明的技術解決方案是:
這種具有結構色的織物的制備方法，主要包括下述步驟:
1)、對所選的織物進行前處理，以清除織物表面污垢。
2)、濺射工藝流程:抽真空一充入氬氣一設置濺射功率一射頻濺射一得到結構色織物。
[0010]本發明利用射頻磁控濺射法對基布進行濺射，將Ti02、S12等交替濺射到織物表面，研制成功結構色織物，濺射的材料和層數及每層的厚度決定織物表面的色彩，該織物在光照射下呈現紫、綠、紅、黃等多種色彩，且會隨著觀察角度的不同，視覺感受的顏色也發生變化。
[0011]本發明具有以下優點:
1)、該制備方法基布適應性廣。基布不僅可以用無紡布，還可以用機織物等。基布織物的纖維可以用桑蠶絲等天然蛋白質纖維也可以用滌綸、錦綸等化纖。
2)、磁控濺射法是綠色環保涂層方法，工藝簡單，無廢水排出，對環境沒有污染。
3)、該制備方法研制的結構色織物，色彩鮮艷亮麗，改變工藝可以呈現兩種效果，一種是多重混合色彩，成類似同心圓狀分布，顏色由中心向外從紫到紅分布，不同顏色之間銜接自然，另一種是出現均勻的單一色彩，兩種效果的色彩都會隨著觀察角度的不同，呈現的色彩也有所不同，只要不破壞薄膜結構，織物永不褪色。
[0012]【附圖說明】:
圖1是結構色織物的結構示意圖:1是基布；2是納米二氧化鈦膜；3是納米二氧化硅膜；
圖2是以滌綸白坯布為基底濺射三周期的樣品多角度反射光譜圖；
圖3是以滌綸白坯布為基底濺射四周期的樣品多角度反射光譜圖；
圖4是以滌綸白坯布為基底濺射五周期的樣品多角度反射光譜圖；
圖5是以絲綢為基底濺射三周期的樣品多角度反射光譜圖；
圖6是以滌綸白坯布為基底濺射兩周期另加一層1102的樣品的多角度反射光譜圖。 具體實施實例:
[0013]圖和具體實施實例對本發明進行進一步的說明，為了能更好地說明本發明的技術特征和產品特點，茲以優選實施例作詳細說明如下。
[0014]實施例1
[0015]以30旦630T的滌綸白坯布為基布，對其進行預處理:按I:50的浴比配置lg/L的滌綸柔軟劑溶液浸泡織物超聲波處理30分鐘一純凈水浸泡織物超聲波處理30分鐘一純凈水漂洗織物3遍一烘干(60°C )。將經過千處理的織物放入真空腔內，在特定的真空條件下，利用射頻磁控濺射技術，將納米Ti02、Si02沉積在織物表面。具體工藝:靶材T1 2的純度為99.99%，S12K純度為99.99%，氬氣的純度為99.95%。采用射頻濺射，濺射工藝參數為:靶基距40mm，本底真空2*10 3 Pa,工作氣壓5Pa，氬氣流量為15sCCm，濺射功率84W，先濺射2小時T12，再濺射4小時S12，此為一個周期，分別濺射了三、四、五個周期的樣品，其基布的反射率曲線如下，從圖2、3、4可看出，織物由于周期薄膜干涉生色，且隨著觀察角度的變小，譜線紅移。
[0016]實施例2以19姆米100%桑蠶絲的素緞綢為基布，對其進行預處理:按1:50的浴比配置lg/L的凈洗劑209溶液浸泡織物超聲波處理30分鐘一純凈水浸泡織物超聲波處理30分鐘一純凈水漂洗織物3遍一烘干(60°C)。將經過千處理的織物放入真空腔內，在特定的真空條件下，利用射頻磁控濺射技術，將納米Ti02、S12沉積在織物表面。具體工藝同實施例1，濺射工藝參數為:靶基距40mm，本底真空2*10 3 Pa,工作氣壓5Pa，氬氣流量為15SCCm，濺射功率84W，先濺射2小時T12,再濺射4小時S12,此為一個周期，濺射了三個周期的樣品，其基布的反射率曲線如下，從圖5可看出，織物反射率最高波段是黃綠光波段，且隨著觀察角度的變小，譜線紅移。
[0017]實施例3
[0018]以30旦630T的滌綸白坯布為基布，對其進行預處理:按I:50的浴比配置lg/L的滌綸柔軟劑溶液浸泡織物超聲波處理30分鐘一純凈水浸泡織物超聲波處理30分鐘一純凈水漂洗織物3遍一烘干(60°C )。將經過千處理的織物放入真空腔內，在特定的真空條件下，利用射頻磁控濺射技術，將納米Ti02、Si02沉積在織物表面。具體工藝:靶材T1 2的純度為99.99%，S12K純度為99.99%，氬氣的純度為99.95%。采用射頻濺射，濺射工藝參數為:靶基距40mm，本底真空2*10 3 Pa,工作氣壓5Pa，氬氣流量為15sCCm，濺射功率84W，先濺射2小時T12，再濺射4小時S12，此為一個周期，先濺射了兩個周期然后再濺射2小時T12,此樣品基布的反射率曲線如下，從圖6可看出，織物反射率最高波段是橙色光波段，且隨著觀察角度的變小，譜線紅移。
【主權項】
1.一種織物結構色的制備方法，利用磁控濺射技術，靶材為T1 2、S12等，其純度為99.99%,以機織物或無紡布為基布，采用射頻濺射，在織物表面形成一層納米Ti02、S12 (或其它材料)交替的周期薄膜，制得具有結構色的織物，主要包括下述步驟: (1)選擇基布，基布織物的纖維為滌綸、錦綸、桑蠶絲等，將織物清洗干凈并烘干，用電熨斗熨平； (2)對濺射室抽真空，使本底真空達到5X103?4X104Pa,向濺射室注入純度為.99.95%的氬氣，氬氣流量為11?19sccm，使工作氣壓達到I?9Pa ;設定靶基距為30mm?.70mm,濺射功率為50W?90W ； (3)濺射的材料和層數及每層的厚度決定織物表面的色彩，濺射的每層厚度通過控制濺射時間而實現。
【專利摘要】本發明涉及一種織物結構色的制備方法。利用磁控濺射射頻法，以TiO2、SiO2等為靶材，對基布進行濺射，在織物表面交替濺射TiO2、SiO2(或其它材料)靶，在織物表面形成納米周期薄膜，由于光的干涉等光學原理，織物在光下呈現艷麗的結構色，濺射的材料和層數及每層的厚度決定織物表面的色彩，而且隨著觀察角度的變化，織物的顏色也隨之變化，并且只要不破壞薄膜結構，織物永不褪色。該制備方法研制的結構色織物，薄膜均勻，膜厚可控，無需任何染料助劑，是一種環保型的染色方法，有望解決傳統染整工業中高污染、高耗能的不足。
【IPC分類】B82Y30/00, B82Y40/00, C23C14/35, D06M101/10, D06M11/46, D06M11/79, D06M101/32
【公開號】CN105603715
【申請號】CN201410609695
【發明人】杜文琴, 葉麗華
【申請人】廣東欣豐科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2014年10月31日