一种层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜及其制备方法和应用

本发明属于防伪光学膜，具体涉及一种层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、光学防伪技术在现代社会中扮演着至关重要的角色，广泛应用于货币、证件、奢侈品包装等领域。传统的光学防伪技术主要依赖于油墨印刷、全息图像等技术路线，存在易复制、防伪效果单一等问题，难以满足日益增长的防伪需求。

2、近年来，基于光子晶体的结构色防伪技术逐渐成为研究热点。光子晶体是一种具有折射率在空间上周期性分布的材料，能够通过多界面干涉效应实现对特定波长光的选择性反射，从而呈现出鲜艳的结构色，在光学防伪领域具有广阔的应用前景。

3、然而，目前受限于光子晶体显色规律，现有的光子晶体薄膜也局限于单一的光学防伪效果，难以满足复杂多变的防伪需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜及其制备方法和应用，本发明提供的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜能够通过多反射峰显色，实现异于传统结构色材料的色域和变色规律，同时显著提高了对光源的利用效率，增强了结构色的亮度。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，包括层叠设置的多个膜单元，多个膜单元的厚度各不相同；

4、1个膜单元由交替层叠设置的若干第一膜层和若干第二膜层形成，1个膜单元中第一膜层的数量和第二膜层的层数相等；

5、每个膜单元中所述第一膜层的折射率大于第二膜层的折射率；

6、所述层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜中：第一膜层和第二膜层交替设置，所述第一膜层和第二膜层的总层数≥64。

7、优选的，所述多个膜单元形成的反射光的多个反射峰分布于可见光波段和红外光波段。

8、优选的，多个膜单元中厚度最大的膜单元和厚度最小的膜单元的厚度比大于1且小于等于10。

9、优选的，所述第一膜层和第二膜层的总层数为64～2048层。

10、优选的，所述第一膜层和第二膜层中单层膜的厚度独立地为30～200nm。

11、优选的，所述第一膜层的材料包括高折射率光学树脂，所述高折射率光学树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和聚丙烯腈中的一种或多种；或者所述高折射率光学树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和聚丙烯腈中的至少两种的共聚物。

12、优选的，所述第一膜层的材料还包括掺杂在所述高折射率光学树脂中的高折射率无机纳米填料，所述高折射率无机纳米填料包括二氧化钛、氧化锆、氧化铝和氮化硅中的一种或多种。

13、优选的，所述第二膜层的材料包括低折射率光学树脂，所述低折射率光学树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、4-甲基戊烯聚合物、环烯烃共聚物、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇中的一种或多种，或者所述低折射率光学树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、4-甲基戊烯聚合物、环烯烃共聚物、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇中的至少两种的共聚物；

14、或者所述第二膜层的材料为高折射率光学树脂和聚合单体形成的聚合物，所述聚合单体包括1,4-环己烷二甲醇。

15、本发明提供了上述技术方案所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜的制备方法，包括以下步骤：

16、采用微纳层叠共挤出的方法，将第一膜层材料和第二膜层材料制备得到多层片材；

17、将所述多层片材进行双向拉伸，得到所述层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜。

18、本发明提供了上述技术方案所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜或上述技术方案所述的制备方法制备得到的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜在防伪中的应用。

19、本发明提供了一种层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，包括层叠设置的多个膜单元，多个膜单元的厚度各不相同；1个膜单元由交替层叠设置的若干第一膜层和若干第二膜层形成，1个膜单元中第一膜层的数量和第二膜层的层数相等；每个膜单元中所述第一膜层的折射率大于第二膜层的折射率；所述层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜中：第一膜层和第二膜层交替设置，所述第一膜层和第二膜层的总层数≥64。本发明提供的微纳层叠防伪光学膜为膜层折射率交替排布的一维光子晶体薄膜，具有膜层厚度呈现多峰分布特征，多个厚度各不相同膜单元形能够形成多波长光的选择性反射，本发明通过设计多个厚度各不相同的膜单元，实现多通带选择性透反射，进而通过多色光混色策略，实现异于传统结构色材料的色域和变色规律，同时显著提高了对光源的利用效率，增强了结构色的亮度。由此，本发明提供的微纳层叠防伪光学膜在防伪应用中具有重要的技术价值。

20、进一步的，本发明通过选择适宜的第一膜层和第二膜层的材料，所得微纳层叠防伪光学膜具备高效的图案化能力，能够通过打印、局部表面加工或热压印等方式进行图案化构筑。其优异的力学性能和耐候性，使得其在规模化生产和防伪应用中具有重要的技术价值。

技术特征：

1.一种层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，包括层叠设置的多个膜单元，多个膜单元的厚度各不相同；

2.根据权利要求1所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，其特征在于，所述多个膜单元形成的反射光的多个反射峰分布于可见光波段和红外光波段。

3.根据权利要求1所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，其特征在于，多个膜单元中厚度最大的膜单元和厚度最小的膜单元的厚度比大于1且小于等于10。

4.根据权利要求1所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，其特征在于，所述第一膜层和第二膜层的总层数为64～2048层。

5.根据权利要求1或4所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，其特征在于，所述第一膜层和第二膜层中单层膜的厚度独立地为30～200nm。

6.根据权利要求1所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，其特征在于，所述第一膜层的材料包括高折射率光学树脂，所述高折射率光学树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和聚丙烯腈中的一种或多种；或者所述高折射率光学树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和聚丙烯腈中的至少两种的共聚物。

7.根据权利要求6所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，其特征在于，所述第一膜层的材料还包括掺杂在所述高折射率光学树脂中的高折射率无机纳米填料，所述高折射率无机纳米填料包括二氧化钛、氧化锆、氧化铝和氮化硅中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，其特征在于，所述第二膜层的材料包括低折射率光学树脂，所述低折射率光学树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、4-甲基戊烯聚合物、环烯烃共聚物、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇中的一种或多种，或者所述低折射率光学树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、4-甲基戊烯聚合物、环烯烃共聚物、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇中的至少两种的共聚物；

9.权利要求1～8任一项所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.利要求1～8任一项所述的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜或权利要求9所述的制备方法制备得到的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜在防伪中的应用。

技术总结
本发明属于防伪光学膜技术领域，具体涉及一种层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜及其制备方法和应用。本发明提供的层厚多峰分布的微纳层叠防伪光学膜，包括层叠设置的多个膜单元，多个膜单元的厚度各不相同；1个膜单元由交替层叠设置的若干第一膜层和若干第二膜层形成；第一膜层的折射率大于第二膜层的折射率。本发明提供的微纳层叠防伪光学膜能够通过多反射峰显色，实现异于传统结构色材料的色域和变色规律，同时显著提高了对光源的利用效率，增强了结构色的亮度。由此，本发明提供的微纳层叠防伪光学膜在防伪应用中具有重要的应用价值。

技术研发人员：李春海,沈佳斌,王浩然,郭少云,倪念军
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17