一种结构色金属印刷方法技术

本发明专利技术涉及一种结构色金属印刷方法。本发明专利技术所述的一种结构色金属印刷方法，包括如下步骤：提供金属底板、胶体粒子的单分散溶液和颜料，使所述胶体粒子沉积于所述金属底板的印刷面，形成具有蛋白石结构的模板层，所述模板层用于限制颜料的空间分布；使所述颜料填充于所述模板层的空隙，形成具有反蛋白石结构的油墨层，所述油墨层与所述模板层在空间上互相交错、紧密贴合且厚度相同；除去所述模板层，使所述油墨层呈具有多个微孔的反蛋白石结构。本发明专利技术所述的一种结构色金属印刷方法，降低了结构色金属印刷的难度，通过对模板层和油墨层的调节，可实现金属印刷结构色和色素色的双重调节，具有制作简单、经济环保、普适性广、可大规模应用的优点。模应用的优点。模应用的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种结构色金属印刷方法


[0001]本专利技术涉及金属印刷技术，特别是涉及一种结构色金属印刷方法。

技术介绍

[0002]光子晶体(photonic crystal)是由排列呈周期性的两种介电常数不同的介质构成的材料。自然界中广泛存在着光子晶体的现象，例如蛋白石、蝴蝶翅膀、孔雀羽毛和鲍鱼壳等，它们均具有周期性分布的微观结构，且至少有两种介电常数不同的物质，从而构成的天然的光子晶体。与颜料所具备的化学色相反，光子晶体的微观结构与可见光发生干涉、衍射和/或散射等现象而显色，从而使材料形成具有虹彩效应的结构色，这种物理色具有色彩饱和度高、不易褪色、经济环保、容易制备等特点，在包装、印刷、装饰、防伪等领域具有广泛的应用前景。
[0003]光子晶体的制备方法主要有两种：一种是由上而下，通过多重激光干涉、全息平版印刷等技术，制备得亚微米结构、缺陷少的光子晶体。另一种是由下而上，以亚微米的介质层层组装形成的具有高度有序性结构的光子晶体，最常见的是利用单分散的微球制备光子晶体。单分散微球组装的光子晶体又分为微球光子晶体和微孔光子晶体。微球光子晶体是纳米级的微球有序性堆积形成，类似于自然界的蛋白石，故又称蛋白石光子晶体。微孔光子晶体是由纳米级的球形微孔有序排列形成的，一般以蛋白石光子晶体为模板进行制备，又称反蛋白石光子晶体。
[0004]目前光子晶体制备在印刷包装领域的应用主要有：(1)光子晶体印版，例如在感光玻璃板上进行激光只写曝光刻录图文后进行金属化印版复制；然而采用多重激光干涉等微纳加工技术制备光子晶体印版需要高精密的设备，价格较为昂贵，且制备过程繁琐，不适合于大规模应用和大面积光子晶体结构的制备。(2)光子晶体油墨，将颜料配制成单分散的胶体溶液，使颜料在承印物表面自组装而显色，并且现有技术中的光子晶体油墨主要为蛋白石光子晶体，尚未出现由反蛋白石光子晶体形成的结构色油墨。而制作光子晶体油墨要求颜料胶体粒子的单分散性较高，单分散性不好会导致蛋白石结构的无序性并产生位错，从而失去光子晶体的特性。由特定的胶体粒子制成光子晶体油墨，只能形成一种结构色，若想制备多种颜色的结构色，就必须改变胶体粒子的形貌、尺寸和种类并配制相应的单分散胶体溶液，严重限制了结构色印刷的应用。因此，有必要开发一种简单方便、经济环保、普适性广的结构色金属印刷方法。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的在于，提供一种结构色金属印刷方法，以蛋白石光子晶体为模板层，制备了反蛋白石结构的油墨层，无需将颜料制成单分散性高的胶体溶液，降低了结构色金属印刷的难度，通过对模板层和油墨层的简单调节，可实现金属印刷结构色和色素色的双重调节，具有制作简单、经济环保、普适性广、可大规模应用的优点。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种结构色金属印刷方法，包括如下步骤：提
供金属底板、胶体粒子的单分散溶液和颜料，使所述胶体粒子沉积于所述金属底板的印刷面，形成具有蛋白石结构的模板层，所述模板层用于限制颜料的空间分布；使所述颜料填充于所述模板层的空隙，形成具有反蛋白石结构的油墨层，所述油墨层与所述模板层在空间上互相交错、紧密贴合且厚度相同；除去所述模板层，使所述油墨层呈具有多个微孔的反蛋白石结构。
[0007]本专利技术通过蛋白石光子晶体为模板，制备出反蛋白石结构的油墨层，与现有技术中由蛋白石结构形成的油墨相比，具有以下三大优势：第一，采用反蛋白石结构，无需将颜料分散制成单分散性较高的胶体溶液，降低了制作的难度；第二，改变模板层的厚度和微球尺寸，以及改变油墨层的颜料种类和粒径，就可以实现结构色和色素色的双重调节，有利于提高印刷颜色的多样性；第三，在油墨层的微孔中可进一步填充其他介质，有助于扩大其应用领域。
[0008]进一步地，所述胶体粒子由以下至少一种材料制成：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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丙烯酸三元共聚物、二氧化硅、四氧化三铁、二氧化钛、氧化锌。
[0009]进一步地，所述胶体粒子的尺寸为20nm～5μm，粒径偏差小于5％。
[0010]进一步地，所述模板层的制备采用以下至少一种方法：重力沉积法、物理限域法、对流自组装法、离心法、过滤法、旋涂法、滴涂法和电泳沉积法。
[0011]进一步地，所述颜料由以下至少一种材料制成：金属、无机材料、聚合物和半导体材料。
[0012]进一步地，所述油墨层的填充采用以下至少一种方法：单体聚合法、溶胶凝胶法、电化学沉积法、抗溶剂法、气相沉积、原子层沉积。
[0013]进一步地，所述模板层的去除采用以下至少一种方法：高温煅烧法、溶剂溶解法、化学刻蚀法。
[0014]进一步地，还包括以下步骤：在制备所述模板层之前，在所述金属底板的印刷面涂布一底油层，所述底油层位于所述金属底板和所述模板层之间，用于提高所述金属底板的印刷适应性。底油层可以提高油墨在金属表面的附着性，改善金属的印刷适应性。
[0015]进一步地，还包括以下步骤：在除去所述模板层之后，在所述油墨层的上表面沉积或贴覆一保护层，所述保护层由透明材料制成，用于提高所述油墨层的机械强度。
[0016]进一步地，还包括以下步骤：在沉积或贴覆所述保护层之后，在所述保护层的上表面涂布一光油层，所述光油层用于提高所述油墨层的光泽度和鲜艳度，从而提高金属印刷品的商品价值。
[0017]相对于现有技术，本专利技术的结构色金属印刷方法利用蛋白石结构光子晶体为模板，制备反蛋白石结构的油墨层，无需将颜料分散制成单分散性高的胶体溶液，有效降低了结构色印刷的难度，并且能够同时调节油墨层的结构色和色素色，有利于提高金属印刷颜色的丰富性，整体方法简单易行、经济环保、普适性广，可进行大规模应用。
[0018]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的一个实施例的结构色金属印刷方法的步骤流程示意图；
[0020]图2为本专利技术的一个实施例的结构色金属油墨层的结构示意图。
[0021]附图标记：金属底板1，底油层2，模板层3，油墨层4，金属层5，光油层6。
具体实施方式
[0022]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
[0023]应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
[0024]在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0025]下面的描述涉及附图时，除非另有表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构色金属印刷方法，其特征在于，包括如下步骤：提供金属底板、胶体粒子的单分散溶液和颜料，使所述胶体粒子沉积于所述金属底板的印刷面，形成具有蛋白石结构的模板层，所述模板层用于限制颜料的空间分布；使所述颜料填充于所述模板层的空隙，形成具有反蛋白石结构的油墨层，所述油墨层与所述模板层在空间上互相交错、紧密贴合且厚度相同；除去所述模板层，使所述油墨层呈具有多个微孔的反蛋白石结构。2.根据权利要求1所述的一种结构色金属印刷方法，其特征在于：所述胶体粒子由以下至少一种材料制成：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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丙烯酸三元共聚物、二氧化硅、四氧化三铁、二氧化钛、氧化锌。3.根据权利要求2所述的一种结构色金属印刷方法，其特征在于：所述胶体粒子的尺寸为20nm～5μm，粒径偏差小于5％。4.根据权利要求3所述的一种结构色金属印刷方法，其特征在于：所述模板层的制备采用以下至少一种方法：重力沉积法、物理限域法、对流自组装法、离心法、过滤法、旋涂法、滴涂法和电泳沉积法。5.根据权利要求4所述的一种结构色金属印刷方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邝钦瑜，
申请(专利权)人：台山市合兴金属印刷有限公司，
类型：发明
国别省市：