制备结构色图案的方法及其制得的结构色图案和应用技术

本发明专利技术提供了一种制备结构色图案的方法及其制得的结构色图案和应用，涉及结构色技术领域，该方法首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用仿光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。由上述制备方法制得的结构色图案颜色鲜艳、构图边界清晰，而且制得的结构色为物理色，相对于现有的颜料和色素等制得的图案具有对环境友好的优势。

The method of preparing structural color pattern and its application

【技术实现步骤摘要】
制备结构色图案的方法及其制得的结构色图案和应用
本专利技术涉及结构色
，尤其是涉及一种制备结构色图案的方法及其制得的结构色图案和应用。
技术介绍
现在世界上已知颜色的存在原因有两种。一种是色素，但是广泛的存在于植物中；另一种是结构色。在以往的颜色应用中，大都是采用色素的方法，但是在制作颜色的时候，存在着大量问题，包括颜色工厂对于环境的污染，例如染在衣服上的颜色时常存在掉色的问题，毫无疑问这些色素对于我们的人体也是一种伤害。结构色是一种光学效果，它是由生物体的周期性微结构而产生的，例如天然蛋白石，孔雀羽毛，蝴蝶翅膀，海老鼠毛，甲虫等。结构色是纯正的物理色，具有高饱和度、高亮度、永不退色、偏振效应、虹彩现象等特点，这些都是普通颜料、色素所不具备的。但目前的结构色在实际应用过程中一般只能形成一些较为简单的图案，很难形成精美的边界清晰的多颜色的构图。因此，研究开发出一种形成结构色图案的方法，该方法制得的结构色图案具有颜色鲜艳、构图边界清晰以及环境友好的优势，必将受到市场的欢迎和认可。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种制备结构色图案的方法，上述方法制得的结构色图案颜色鲜艳、构图边界清晰，而且制得的结构色为物理色，相对于现有的颜料和色素等制得的图案具有对环境友好的优势。本专利技术的第二目的在于提供一种结构色图案，该结构色图案主要由上述方法制备得到。本专利技术的第三目的在于提供一种上述结构色图案在制备装饰产品中的应用。>本专利技术提供的一种制备结构色图案的方法，所述方法包括以下步骤：首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用仿光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。进一步的，所述铝表面形成多孔氧化铝薄膜的方法包括电解氧化法。更进一步的，所述电解氧化的电压为85～95伏，优选为90伏；优选地，所述电解氧化的温度为5℃；优选地，所述电解氧化的时间为3～18min。进一步的，所述电解氧化的电解液包括硫酸、硝酸、磷酸、铬酸、硒酸、乙二酸、丙二酸、柠檬酸、苹果酸和羟基乙酸中的至少一种；优选地，所述电解液包括磷酸。更进一步的，所述电解液为浓度0.5～0.7mol/L的磷酸溶液；优选地，所述磷酸溶液的浓度为0.6mol/L。进一步的，所述光刻法中使用的光刻胶包括光刻工艺所使用的正性或负性光刻胶中的至少一种；优选地，所述光刻胶包括紫外固化的光刻胶。进一步的，所述光刻法中使用的显影液包括丙酮溶液。进一步的，所述方法包括以下步骤：(a)、利用电解氧化法在铝表面形成具有结构色的多孔氧化铝薄膜；(b)、在步骤(a)形成的多孔氧化铝薄膜表面涂覆UV胶，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用仿光刻法将掩膜板下的结构色留在多孔氧化铝薄膜表面；(c)、在掩膜版的保护下，进行第二次电解，得到与掩膜版相对应的图形的结构色；所述不同的结构色通过调节电解氧化的时间形成；优选地，所述方法包括以下步骤：(a)、利用电解氧化法在铝表面形成具有结构色的多孔氧化铝薄膜；(b)、在步骤(a)形成的多孔氧化铝薄膜表面涂覆光刻胶，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用光刻法将掩膜板下的结构色留在多孔氧化铝薄膜表面；(c)、在不揭除掩膜板的条件下，利用电解氧化法在掩膜板以外的多孔氧化铝薄膜表面形成不同的结构色；所述不同的结构色通过调节电解氧化的时间形成；(d)、在不同的掩膜版与电解时间的配合下，依次重复步骤(b)和步骤(c)，得到具有不同结构色的图案。本专利技术提供的一种结构色图案，所述结构色图案主要由上述方法制备得到。本专利技术提供的一种上述结构色图案在制备装饰产品中的应用；优选地，所述装饰产品包括建筑外观装饰产品、室内装饰产品、手机壳装饰产品以及衣物装饰产品中的任意一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的制备结构色图案的方法，该方法首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。由上述制备方法制得的结构色图案颜色鲜艳、构图边界清晰，而且制得的结构色为纯正的物理色，相对于现有的颜料和色素等制得的图案具有对环境友好的优势。本专利技术提供的结构色图案，该结构色图案主要由上述方法制备得到，具有颜色鲜艳、构图边界清晰以及对环境友好的优势。本专利技术提供的上述结构色图案可以广泛应用于装饰产品的制备过程中，例如在建筑外观装饰产品、室内装饰产品、手机壳装饰产品以及衣物装饰产品中。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制备得到的结构色；图2为本专利技术实施例2制备得到的结构色；图3为本专利技术实施例3制备得到的结构色；图4为本专利技术实施例4制备得到的结构色；图5为本专利技术实施例5制备得到的形成复杂颜色的结构色图案。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的一个方面，一种制备结构色图案的方法，所述方法包括以下步骤：首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用仿光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。本专利技术提供的制备结构色图案的方法，该方法首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。由上述制备方法制得的结构色图案颜色鲜艳、构图边界清晰，而且制得的结构色为纯正的物理色，相对于现有的颜料和色素等制得的图案具有对环境友好的优势。上述结构色的成色机理，基于布拉格公式：其中n为多孔氧化铝薄膜的折射率；d为腐蚀的多孔氧化铝薄膜的厚度；θ为光线的入射角，即观察的角度；m为干涉能级；λ为波长。通过改变电解的条件，我们可以得到不同的能级的干涉光，意在得到做好的颜色。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述铝表面形成多孔氧化铝薄膜的方法包括电解氧化法。在上述优选实施方式中，所述电解氧化的阳极为铝片，所述电解氧化的阴极为石墨。在上述优选实施方式中，所述电解氧化的电压为85～95伏，优选为90伏；在上述优选实施方式中，所述电解氧化的温度为5℃；在上述优选实施方式中，所述电解氧化的时间为3～18min。在本专利技术的一种优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备结构色图案的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用仿光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备结构色图案的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
首先在铝表面形成多孔氧化铝薄膜，随后将掩膜板覆盖于多孔氧化铝薄膜上，采用仿光刻法在多孔氧化铝薄膜表面形成结构色图案。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝表面形成多孔氧化铝薄膜的方法包括电解氧化法。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电解氧化的电压为85～95伏，优选为90伏；
优选地，所述电解氧化的温度为5℃；
优选地，所述电解氧化的时间为3～18min。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电解氧化的电解液包括硫酸、硝酸、磷酸、铬酸、硒酸、乙二酸、丙二酸、柠檬酸、苹果酸和羟基乙酸中的至少一种；
优选地，所述电解液包括磷酸。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电解液为浓度0.5～0.7mol/L的磷酸溶液；
优选地，所述磷酸溶液的浓度为0.6mol/L。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中使用的光刻胶包括光刻工艺所使用的正性或负性光刻胶中的至少一种；
优选地，所述光刻胶包括紫外固化的光刻胶。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中使用的显影液包括丙酮溶液。


8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐芹，张亚东，王拥国，孙春心，彭琪，兰天，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12