[发明专利]具有多个反射峰的虹彩膜

说明书

技术领域

本发明涉及具有独特颜色和效应的具有多个反射峰的虹彩膜。

背景技术

概括而言，本发明涉及共挤出的多层反光膜，其由于光干涉而具有窄反射带。当反射带出现在可见光波长范围内时，该膜是虹彩的。类似地，当反射带不在可见光波长范围内时，该膜是反射紫外或红外的。这类多层膜及其制造方法是本领域中已知的。它们例如描述在美国专利3,565,985；3,759,657；3,773,882；和3,801,429以及其它专利中。

多层膜由多个大致平行的透明热塑性树脂材料的层构成，其中毗邻层由折射率相差至少大约0.03的不同树脂材料制成。该膜含有至少10个、更通常至少35个、且优选至少大约70个层。

该膜的各层非常薄，通常为大约30至500纳米，优选大约50至400纳米，这造成从许多界面反射出的光波的相长干涉。根据层厚度和聚合物的折射率，一个主波长带被反射，而其余光透过该膜。反射的波长与一对层的光学厚度之和成比例。

反射光的量(反射比)和颜色强度取决于两个折射率之差、取决于层的光学厚度、取决于层数和取决于厚度的均匀性。如果折射率相同，则完全没有来自层间界面的反射。在多层虹彩膜中，毗邻层的折射率相差至少0.03，且优选相差至少0.06或更大。对于一级反射，当层的光学厚度相等时，反射比最高，但是当两个光学厚度的比率在5∶95和95∶5之间时，可以实现适当高的反射比。用少至10层就能获得独特的颜色反射。但是，对于最高的颜色强度，需要35至1,000或甚至更多层。高颜色强度与相对较窄并在其峰处具有高反射比的反射带相关联。应该认识到，尽管在此为方便起见使用术语“颜色强度”，相同考虑因素适用于在紫外和红外范围内的不可见反射。

多层膜可以通过骤冷辊浇铸技术使用传统单歧管平膜模头结合供料头(feedblock)来制造，其中供料头从两个或更多个挤出机的每一个中收集熔体，并将它们排列成所需的层型式。可以通过插入不同的供料头模块来改变层的数目及其厚度分布。通常，片材各面上的最外层比其它层厚。该较厚表层可以由构成光学芯的组分之一构成；可以是用于产生合意机械性能、热密封性能或其它性能的不同聚合物；或可以是这些的组合。

在美国专利Re.31,780、4,937,134、和5,089,318中描述了虹彩膜中的一些近期发展。美国专利Re.31,780描述了使用热塑性对苯二甲酸酯聚酯或共聚酯树脂作为该体系的高折射率组分。在美国专利4,937,134中描述了弹性材料干涉膜的形成，其中所有树脂材料都是特定的热塑性聚氨酯、聚酯嵌段酰胺或挠性共聚酯。美国专利5,089,318公开了具有至少10个大致平行的层的改进的多层反光透明热塑性树脂膜，其中毗邻层由折射率相差至少大约0.03的不同透明热塑性树脂材料制成，且该树脂材料中的至少一种是工程热塑性弹性体树脂。

为光学和装饰用途设计的传统多-纳米层膜具有产生颜色的聚合物对的连续分层。这种设计使该结构的透明度最大化，以利于入射光在整个光学芯中的相长干涉。

对于某些用途，合意的是使目标波长的反射最大化和使任何透射效应最小化。这可以通过将典型的虹彩膜叠合到黑色基底上以使反射色最大化来验证。但是，该效果仅限于一个表面。为了在两个表面上都实现相同效果，要求将另一膜叠合到该表面上，这就提高该效果的总成本和复杂性。

现有技术的叠合膜也放大了整幅上的差的颜色均匀性，因此产生被认为差的颜色。其它现有技术使用更高阶膜，产生了通常比一阶峰弱且极难控制的多个反射峰。

发明概要

本发明涉及经由两个不同的反射峰产生独特颜色的叠合膜。这些多峰虹彩膜以独特方式通过L^＊a^＊b^＊色空间，产生了新的有趣的颜色。随着短波长反射峰向蓝色、紫色移动并然后透明(紫外)，典型的虹彩膜完全丧失所有颜色。由于有多个反射峰，当短波长反射峰从视线中消失时，较长波长的峰继续产生颜色。通过调节反射波长，现在可以用单个标准进料环(feed ring)产生组合色，例如品红色、金色、青绿色等。

发明详述

本文所用的术语“大致平行的层”是指相邻层大致保持在x-y平面中并有非常小的z方向移动或没有z方向移动。