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微纳结构色,大自然定义的装饰之美


随着大众消费的升级,包装污染日益严重,全世界都在关注绿色包装的发展。近日,国家发改委、科技部等10部委联合发布《关于促进绿色消费的指导意见》要求各类包装企业及相关企业应开展绿色生产、强调绿色发展理念、发展绿色包装材料、推广绿色包装技术。

 

印象人本着对保护环保、共筑绿色地球的社会责任,打造了无墨印品微纳纹理两大品牌,这一期我们来说一说微纳纹理

 

 

微纳纹理是采用激光直写、全息技术、电子束、超高精度数控加工、电化学等微细加工技术,制成特定的微纳结构使得光照产生折射、衍射、散射等光学表象。用灰白明暗及色彩变化来仿真植物、生物、织物、矿物、自然、科学、抽象艺术,具有动态,三维,明暗互换,彩色多变的奇幻效果。

 

其中这一层特定的微纳结构的设计思路就是来自于自然界中的结构色,我们在生活中其实随处可见。甚至结构色还上了高考作文题,2015年安徽高考的作文题目是这样的:科研人员特地设计了一个有趣的实验,让同学们亲手操作扫描式电子显微镜,观察蝴蝶的翅膀。通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜,同学们惊奇地发现:原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩,显现出奇妙的凹凸不平的结构。原来,蝴蝶的翅膀本是无色的,只是因为具有特殊的微观结构,才会在光线的照射下呈现出缤纷的色彩。

 

也许有的人已经糊涂了,那么蝴蝶的翅膀到底有没有颜色呢?简单地说,是有颜色的,而且蝴蝶翅膀的颜色有两个来源,其一是色素本身的颜色,其二是鳞片表面特殊的微纳结构产生的颜色。

 

阳光的入射在微结构上发生衍射现象

 

如果是一个普通的物体,光线照射上去会有一部分被吸收、另一部分被反射回来。具体哪些被吸收,主要取决于物质分子里的化学键,有些化学键里的电子所处的状态非常容易吸收特定波长的可见光,而剩下其他波长就会反射回来产生颜色的感觉。能起到这样效果的物质就是色素,这样的颜色被称为色素色或者化学色。

 

但是还有一些物体不那么普通,它表面有特殊结构,让光线反射出来的时候不是胡乱反射,而是发生干涉,从而改变入射光的颜色。这样的结构通常是纤细的平行薄层,层之间的距离和光的波长相当,这样反射出的平行光之间就会有干涉。和色素色不同的是干涉效果和观看的角度有关系,所以往往会显示出光泽或者虹彩的效果,但也有些鸟类的羽毛上有小气泡起到散射效果把虹彩抵消掉。这样的颜色叫做结构色或者物理色。

 

蝴蝶翅膀上的微结构,微小的横条下面还有一层黑色素,能起到吸收杂光的作用,让颜色更加鲜艳。

 

蝴蝶的结构色来自它翅膀上的鳞片。每一片都由一个细胞长成,非常微小,肉眼看起来就像是粉末;一排排鳞片像瓦片一样交叠起来鳞片的下方没有什么特殊结构,但上方有许多几丁质组成的细微平行横条,两条之间相距200nm差不多是蓝光波长的一半。这样来回两次正好差一个蓝光波长相互加强;其他波长的光相比之下就弱下去了。

 

微纳纹理的工艺:IMR

 

IMR(模内转印)此工艺是将微纳结构制作在薄膜上,通过送膜机将膜片与塑模型腔贴合进行挤出,挤出后有图案的微纳结构层与薄膜分离,微纳结构层留在塑件上而得到表面有装饰图案的塑件,薄膜片只是生产过程中的一个载体。IMR的产品不易变形、产品边缘包覆完全,附着力强,工序简单所以不良率能控制在非常低的水平,工序简单所以人员需求可以降到最低,图案对位完美,硬度可以达到H级,生产时的自动化程度高和大批量生产的成本较低。

 

 

 

汽车内饰仿翡翠纹理

 

最关键的价值是不需要印刷、电镀和喷漆就能达到金属光泽一般的装饰效果,还可实现木质、竹质、大理石、皮革等各种纹理,是绿色环保的表面装饰工艺。

 

产品优点:

1、安全、环保、节能。

2.一体成型,制程简化,降低生产/库存成本及工时,缩短产品制造周期,提高生产效率;

3. 高自动化生产,保证高良品率稳定生产;

4. 可作多色印刷,如木纹丶炭纤维丶金属色系等。产品表面纹理及坑纹可同时着色。针对透明的机构件上,可做出半透的效果。具有立体的质感。

5. 表面硬化(Hard Coat)处理(可达3H的铅笔硬度)具有耐磨及兼具美观等特性。

产品缺点:微纳纹理设计复杂,开发费用高。

 

 

IMR工作流程

1.压膜框打开状态,转写膜送入、定位

2.压膜框压紧,吸真空使转写箔贴服于型腔

3.合模、注塑同时进行热转印、冷却定型

4.开模、压膜框打开、取出成型制品同时送箔为下一轮准备

结构色,是大自然给我们定义的未来色彩表达方式。

 

微纳纹理部分应用:幻彩纹理

小米9

 

小米9SE

 

小米CC

 

(本文部分资料图片来源于网络)

 

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