[发明专利]结构色碳纤维膜转印膜的制备方法

说明书

本发明是关于一种转印膜，特别是一种结构色碳纤维膜转印膜的制备方法。本发明的制备方法，包括：提供碳纤维膜组装基底；制备光子晶体乳液；于碳纤维膜组装基底表面电泳沉积所制备的光子晶体乳液，固化成光子晶体层；于光子晶体固化层表面制备转印层。本发明了提供了一种结构色碳纤维膜转印膜的制备方法，本发明的制备方法对组装环境没有特殊要求，组装时间短，能够快速沉积于碳纤维膜表面，形成光子晶体层，适合制备大面积的转印膜；与此同时，在制备过程中无需添加化学助剂，避免光子晶体结构出现裂纹；综上，本发明的制备方法，周期短，成本低，效果好、能够充分满足工业需求，适合大面积推广应用。

技术领域

本发明是关于一种转印膜，特别是一种结构色碳纤维膜转印膜的制备方法。

背景技术

光子晶体呈色的原理是光线经过周期性结构的布拉格衍射调制，通过反射光子晶体本身的禁带光可以得到对应的结构色，这种显色工艺简单、稳定、廉价、环保无污染，且具有颜色随可视角度变换、调控范围宽且方便、色彩持久等优势，是传统化学颜料、染料有力的替代品，其特殊的光谱特性，如高饱和度、角度光变、智慧响应等特性更使得其在智能包装，防伪溯源等领域有着广阔的应用前景。现有技术中，光子晶体材料的自组装是直接在承印基底之上进行，为了获得较好的光子晶体组装质量，往往需要控制温度、湿度等外界条件，且组装过程缓慢耗时，对承印基底的要求也非常高，承印基底表面的粗糙度，浸润性，耐水、耐溶剂性都需要与胶体光子晶体乳液的组装条件相匹配才能获得可接受的组装效果，对于部分图形化的组装方案，甚至需要对承印基底进行图形化的浸润性调控才能实现，这都严重地限制了承印基底的选择，极大地增加了工艺难度，进而提高了成本。并且部分方案中为了获得光子晶体与承印基底相适的物理性能，如附着力、光泽度，流平性，成膜性等参数需要加入相应助剂，但是，光子晶体的自组装过程是依靠分子间作用力的弱相互作用实现的，向体系内添加助剂都会间接影响光子晶体的组装质量，甚至无法组装，这些因素都影响了光子晶体产品应用的推广。是以，现有技术的胶体自组装法仍有以下问题需要克服，由于对组装环境(例如恒温、恒压、恒湿等)要求较高，因此胶体微球自组装速度慢。再者，组装基底选择性差，通常无法在多孔基底(如纤维纸)、曲面基底(如包装瓶)等表面组装呈现结构色，只能在一些光滑刚性基底表面组装，方能适用重力沉积法、竖直沉积法、提拉法、旋涂法等制备方法。并且胶体微球组装后形成的光子晶体层与基底之间附着力较差而容易剥落，且结构强度也较差而不耐刮擦。另外，胶体微球的组装效果有着对乳液成分敏感，使得乳液中难以另添加助剂，再加上乳液自身的粘度，流平性能难以调节，造成乳液较不适宜用于印刷涂布的方式，导致组装效果与印刷质量难以兼顾。在图案化过程中，由于乳液本身印刷适性难以与组装质量兼顾，难以获得高质量的直接组装图案，且图形化过程中，由于咖啡环效应(coffee ring effect)的存在，使得影响光子晶体图案边缘组装质量，进而组装形态会与图案中心部分存在显着色差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种周期短，成本低，效果好的结构色碳纤维膜转印膜的制备方法，以满足工业需求，适合大面积推广应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：提供了一种结构色碳纤维膜转印膜的制备方法，包括：

(1)提供碳纤维膜组装基底；

(2)制备光子晶体乳液；

(3)于碳纤维膜组装基底表面电泳沉积所制备的光子晶体乳液，固化形成光子晶体层；

(4)于光子晶体固化层表面制备转印层。

进一步地，步骤(1)中，碳纤维膜组装基底是柔性且可卷绕。