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OCMFP | 微纳结构材质担当

作者:
苏州印象
来源:
www.gzlaser.com
2021/10/20 16:51

作为CMF色彩、材质和工艺为核心的外延,光学(Optics)图案(Pattern) 的融入,将静态的CMF美学传播,扩宽到变色、动态和立体化的新高地。

 

 

上期苏州印象给大家介绍了关于OCMFP中的Color——微纳结构色彩呈现

 

本期苏州印象将继续为大家讲解关于第三部分Material(材质)微纳结构应用材质方面的知识

 

第三讲 Micro nano structure color

 

一、微纳结构的形貌和尺度

和浩瀚的宇宙空间一样,微观领域也是一个无限广茂的世界。正常人眼在明视距离的分辨能力是有限的,通常只能看到100微米的结构。所以作为微纳结构本身的特征形貌,需要较高倍率的光学显微镜、电子显微镜、原子力显微镜、或共聚焦显微镜才能观察到。

 

(用原子力显微镜采集的微纳纹理表面结构)

 

目前用于实现微纳结构色彩、动态光影,三维立体的微纳结构尺度,通常在几十微米到100~200纳米之间。

 

因为在这个微纳尺度范围,所能表现出的宏观视觉效果最丰富。

 

二、微纳结构的材质
 

 

了解了微纳结构的形貌,那么什么样的材质可以承载与担当呢?在上述微纳结构尺度里,大部分高分子材料可以承载,只是考虑的是易加工性和成本。

 

首先是微纳结构模具(或称母版),通常采用半导体工艺同类的正性光刻胶(photoresist )担当高分辨率的微纳结构光刻和显影成型。

 

 

现如今半导体工艺已经进入纳米时代了,配套的光刻胶也是微纳加工的核心材料。

 

直接用超精密机械加工所用的材料,超高硬度和耐磨性的金刚石钻石刀具,在加工材料选择上也特别的讲究,精炼碳钢往往不能满足高强度高速度的金刚石刀切削,容易腐蚀损坏刀头,目前优质加工材料还是首选电铸镍合金、其次是精炼铜。

 

 

模具加工完成后便可以用来大规模量产复制加工,其核心的微纳结构成型材料通常称之为信息层。

 

信息层主要有热塑性和辐射固化型等高分子材料。详情点击阅读《微纳结构色无墨印品通用技术规范》(T/CAB CSISA 0025-2019标准)

 

信息层采用改性共挤或涂布工艺,在薄膜生产时将信息层覆合在基膜表面。辐射固化涂层采用环保型UV胶、电子束固化胶或红外线热固化胶黏剂。

 

微纳结构承载材料包括:

薄膜(PET、PC、PVC、OPP……)塑胶片材(PMMA、PC、ABS……)纸张、玻璃、马口铁、铝材等,因此应用非常广泛。

 

 

结构色材料的运用现状?

 

由于承载材料的多样性,因此,微纳结构色的应用也非常广泛,在各个领域都能看到它的存在。

 

No.1 微纳结构色包装

 

任何一个产品都离不开包装,任何一个包装也都离不开印刷,而过度印刷往往与绿色环保相悖,有些甚至是有害的。而结构色是一种基于表面微纳结构产生的光的反射、折射、衍射、散射等现象。

 

微纳结构色可以用来表达图像文字的色彩、反差、动态、立体等信息。

 

这种微结构承载在玻璃、塑料乃至金属板材上,可以局部或全部代替传统油墨印刷工艺。它不仅具有科技、时尚、环保、低成本等优势,同时可以让纹理更加精细、丰富和灵活多变。

 

这不仅仅是一种技术层面上的突破,更重要的是一种观念上的变革。

 

微纳结构包装

(微纳结构色包装)

 

No.2 服装穿戴行业

 

除了包装,穿戴行业也有很多微纳结构色的案例。无论是包包还是鞋子,各大品牌都相继推出了结构色系列。

 

 

不仅如此,还有很多人选择了运用微纳结构来装饰爱车,做成车衣的皮肤让车身整体在阳光下五彩斑斓,十分耀眼。

 

 

No.3 光学信息防伪加密

 

由于微纳结构本身是通过类似半导体工艺制成,具有较高的图文分辨能力,因此可以写入非常细小的文字,字符高度可达20微米,精度比普通印刷精度提高了十倍,所以常用于防伪加密。

 

 

利用光学干涉记录衍射再现的特性,我们可以在防伪、结构色、表面装饰等多方面领域进行应用。结构色可以作为一种非常特殊的加密信息存储方式,可以通过控制光的不同波长输出和投射转化,把图像或文字存储到一个玻璃片上,由于每一个像素都是纳米级的,保存的信息会非常丰富。

 

 

No.4 其他功能应用

 

3C产品中光学设计也比较常见,笔记本电脑的logo标识,鼠标的纹理、手机后背的纹理,耳机的包装盒,每一个小细节都是提升设计感的关键所在。

 

 

只有善于观察自然,多了解微纳结构色在自然中的美妙之处,就能在各设计领域有创新,实现视觉美学的新高度。

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