[发明专利]一种光学多层梯度薄膜及其制备装置有效

专利信息
申请号: 201611112817.3 申请日: 2016-12-07
公开(公告)号: CN106707374B 公开(公告)日: 2019-05-07
发明(设计)人: 焦志伟;李经龙;程祥;相臣;林承友;石美浓;丁玉梅;杨卫民 申请(专利权)人: 北京化工大学
主分类号: G02B1/10 分类号: G02B1/10;G02B1/04;B29C48/18;B29C48/30;B29K33/00;B29K67/00;B29L7/00
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地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 折射率 聚合物材料 制备装置 波段 多层梯度薄膜 高反射 梯度膜 生产成本低 物料适应性 成型装置 供料装置 光学薄膜 熔融塑化 制造工艺 周期结构 单元膜 汇流器 纳米级 全反射 组单元 层厚 可控 膜厚 薄膜 叠加 成型 应用 制造 保证
【说明书】:

本发明公开了一种光学多层梯度薄膜及其制备装置,所述光学薄膜由2M组单元膜叠加而成,每个单元膜具有折射率相差较大的聚合物材料A和B交替而成N个相同的周期结构,聚合物材料A的折射率为n1,聚合物材料B的折射率为n2;前M组实现对一种波段的高反射,后M组实现对另一种波段的高反射。所述的装置主要包括有熔融塑化供料装置、汇流器、多个均匀层叠器、梯度膜厚层叠器和成型装置。本发明利用两种折射率相差较大的材料,可实现多种波段的全反射;采用多个均匀层叠器、梯度膜厚层叠器实现膜厚可控成型,层厚达到纳米级,生产成本低,且具有非常广泛的应用。本发明的薄膜及制备装置制造工艺简单,精度容易保证,对物料适应性和制造效率大大提高。

技术领域

本发明涉及薄膜技术领域,尤其涉及一种新型光学多层梯度薄膜及其制备装置。

背景技术

光学薄膜是一种达到改变预定波段光的透射率和反射率效果的膜。一般说来,膜层的厚度在光波长的量级,可通过改变膜层的厚度来改变光学薄膜的作用波段。对于固定厚度的膜层,不同波段的光对应的光程(即相位差)不同,其相干叠加后的强度不同,这就对应着不同的透射率和反射率。当前,光学薄膜已广泛应用于光学及光电子技术领域,用于制造各种具有特定光学效应的仪器。

在实际应用过程中,光学效应较好的光学薄膜对镀膜材料的纯度、对膜层的厚度和均匀性的要求比较高,因此其价格也较为昂贵,这就限制了这种光学薄膜向其他产业的应用和推广。

另一方面多层薄膜技术是20世纪70年代发明的,它是利用两种或两种以上具有不同折射指数的透明热塑性塑料重复组合形成若干层均匀平行的交替层薄膜。

在中国专利申请CN200910237622.5公开的一种纳米叠层复合材料制备装置,主要包括有熔融塑化供料装置、汇流器、层叠器、成型装置,熔融塑化供料装置、汇流器、层叠器、成型装置前后依次串联,熔体在层叠器入口被均分,沿各自流道扭转、展开、变薄,在叠层器出口汇合成一股多层熔体,然后进入下一个叠层器,重复以上过程。通过层叠器的不断分割、展开、拉薄、汇合,最终得到具有指定层数的具有交替结构的均匀复合材料,但是该方法不能够实现多层梯度薄膜的效果。

在中国专利申请CN201410767872.0公开的一种新型光学聚合物复合薄膜的制作方法,在基底表面覆盖光学薄膜。光学薄膜由M个单元膜叠加而成,每个单元膜由N层采用聚合物材料制成的光学膜层叠加而成,其中N=2或者N=3,每层光学膜层具有预定的膜厚,任意相邻两层光学膜层具有不同的折射率;将多层光学膜层叠放在基底表面采用滚压装置压制而成,或者,利用多层共挤吹塑方式制成多层光学薄膜并粘覆在基体表面制成。但是该制作方法效率较低,并且不容易保证加工的精度。

目前,采用聚合物材料作为光学薄膜材料,生产工艺也较为成熟,为光学薄膜转化为便于应用的推广的产品打下了良好的基础。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种新型光学多层梯度薄膜及其制备装置。

本发明提出了一种光学多层梯度薄膜,所述光学薄膜由2M组单元膜叠加而成,每个单元膜具有折射率相差较大的聚合物材料A和B交替而成N个相同的周期结构,聚合物材料A的折射率为n1,聚合物材料B的折射率为n2。前M组实现对一种波段(例如紫外线)的高反射,后M组实现对另一种波段(例如红外线)的高反射。

所述单元膜满足nd=λ/4,其中n为聚合物材料的折射率,d为材料的单层厚度,λ为单元膜反射带中心波长。

所述单元膜中,聚合物材料A与聚合物材料B周期结构厚度比值为对应折射率比值的倒数,为n2/n1

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