[發明專利]一種基于纖維素納米晶的柔性結構色紡織品及其制備方法

有效

• 申請號: 202110733055.3
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113389050B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 侯秀良;張宇;馬博謀;徐荷瀾
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D06M15/05
• 分類號: D06M15/05;D06M13/123;D06M13/148;D06M101/06;D06M101/10
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 黃嬋娟

本發明公開了一種基于纖維素納米晶的柔性結構色紡織品及其制備方法，屬于紡織領域。本發明所述的制備柔性結構色紡織品的方法，包括如下步驟：(1)將織物放置在砂芯漏斗的聚四氟乙烯濾膜表面，之后將酸解后的纖維素納米晶溶液倒入砂芯漏斗進行抽濾，得到酸解后的纖維素納米晶自組裝在表面的織物；(2)將步驟(1)得到的織物置于交聯劑溶液中浸漬，干燥，得到交聯后的織物；(3)將步驟(2)得到的織物置于柔軟改性劑溶液中浸漬，干燥，得到所述的柔性結構色紡織品。本發明所述的方法可以根據任意需求顏色進行調整；本發明所述的柔性結構色紡織品可用于裝飾、包裝、服裝、防偽及藝術品等領域。

技術領域

本發明涉及一種基于纖維素納米晶的柔性結構色紡織品及其制備方法，屬于紡織領域。

背景技術

傳統紡織印染是勞動密集、水資源污染嚴重型產業，不符合生態發展的理念。近年來，我國一些不符合生產標準的傳統紡織印染企業逐漸向南亞國家轉移或進行產業升級。化學染料廢水的排放對環境造成了危害，開發無毒、無害的著色物具有重要意義。與化學染料相比，能通過自組裝產生結構色的纖維素納米晶具有來源廣泛、環境友好的特點。染料和顏料產生顏色的機理是對電子躍遷機制，而結構顏色是一種自然光與微觀結構之間的光學相互作用的顏色，并廣泛存在于自然界中，其大多數涉及納米級周期性光子晶體結構或薄膜干涉機制。近年來，由于結構色與染料、顏料產生的顏色相比，具有分辨率高、穩定性好、光澤度高、虹彩色等，因此結構色材料被深入的開發與研究。若將結構色材料與紡織品結合，將有助于獲得高附加值生態紡織品。

纖維素是地球上存量最大的一類有機資源，主要作為細胞壁的骨架物質而存在，是廉價的可再生資源。1949年第一次報道了通過控制硫酸催化降解木質纖維素獲得穩定的纖維素納米晶的膠體懸浮液。1956年Marchessault研究表明，用硫酸作為水解劑獲得的半剛性纖維素納米晶及其衍生物可以形成液晶態，與纖維素納米晶表面的羥基發生化學反應生成帶負電荷的磺酸基，而后形成的帶負電荷的纖維素納米晶通過靜電排斥作用促使其顆粒在水中形成完全均勻的分散。水相的連續減少將引起纖維素納米晶自發組裝，形成納米液晶結構以最可能的減小纖維素納米晶之間存在的靜電作用。纖維素納米晶懸浮液能夠在蒸發誘導下發生自組裝，形成有序的手性向列相結構薄膜，其表現為一維光子晶體，在周期性光衍射下選擇性的反射出可見光，成為肉眼能觀察到的結構色。

已有研究報道了將纖維素納米晶通過蒸發組裝在尼龍紡織品上，織物的結構使得光子晶體在圍繞單絲在周期角度上組裝導致寬帶反射(Tessellation of Chiral-NematicCellulose Nanocrystal Films by Microtemplating,Adv.Funct.Mater.2019,29,1808518)，根據布拉格(Bragg)方程λ＝nPsinθ(λ：禁帶反射波長；n：薄膜的折光指數；P：螺旋螺距，也是2倍的層間距；θ：入射光傳播方向與螺旋軸的垂直方向的夾角)當n和P不變時，螺距圍繞圓柱單絲組裝為同心半環層，θ值呈周期性變化，進而使得反射λ范圍變寬，導致寬帶反射。依靠表面羥基形成氫鍵作用力而成膜的纖維素納米晶薄膜剛性強且易碎，無法在紡織品上形成柔性涂層。而且，高表面能使得纖維素納米晶薄膜無法直接通過重力作用與織物表面完美貼合。

因此，為了充分發揮纖維素納米晶環保可再生的特點，將纖維素納米晶光子薄膜貼合到紡織品上，賦予紡織品豐富多彩的結構色仍是研究的空白。

發明內容

[技術問題]

目前將纖維素納米晶通過蒸發組裝在尼龍紡織品上，形成的膜剛性強、易碎且易脫落，無法形成柔性涂層。

[技術方案]

為了解決上述問題，本發明在織物基材上通過抽濾使得纖維素納米晶手性向列相層得到結構色紡織品。并且，抽濾過程中，壓力會使得纖維素納米晶層與紡織品緊密貼合，之后通過交聯劑與柔軟劑的作用相結合，實現柔性結構色紡織品的制備。

本發明的第一個目的是提供了一種制備柔性結構色紡織品的方法，包括如下步驟：