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TWI747575B - 具有疊層結構的高分子薄膜 - Google Patents

具有疊層結構的高分子薄膜 Download PDF

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TWI747575B
TWI747575B TW109137038A TW109137038A TWI747575B TW I747575 B TWI747575 B TW I747575B TW 109137038 A TW109137038 A TW 109137038A TW 109137038 A TW109137038 A TW 109137038A TW I747575 B TWI747575 B TW I747575B
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TW109137038A
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Inventor
廖德超
曹俊哲
許振榮
Original Assignee
南亞塑膠工業股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種具有疊層結構的高分子薄膜，其包含彼此交錯堆疊的多個第一重覆膜層單元及多個第二重覆膜層單元。每個第一重覆膜層單元包含一第一下膜層及一第一上膜層，並且每個第一重覆膜層單元能對可見光中的一第一可見光波長範圍進行反射。每個第二重覆膜層單元包含一第二下膜層及一第二上膜層，並且每個第二重覆膜層單元能對可見光中的一第二可見光波長範圍進行反射。其中，第一可見光波長範圍不同於第二可見光波長範圍。

Description

具有疊層結構的高分子薄膜
本發明涉及一種高分子薄膜，特別是涉及一種具有疊層結構的高分子薄膜，其能提供彩虹的視覺效果。
一般來說，彩虹膜(rainbow film)為具有疊層結構的高分子薄膜(或稱堆疊膜)。彩虹膜是一種可以在不添加有任何染料或色料的情形下，能自然顯現出彩虹視覺效果的高分子薄膜。彩虹膜具有燦爛奪目的光澤，其是一種獨特的裝飾系列產品。
現有的彩虹膜是利用兩種或兩種以上具有不同折射率的透明熱塑性高分子膜層組成。在堆疊的型態方面，彩虹膜主要是以A/B/A/B/A/B的堆疊順序或者是以A/B/C/A/B/C/A/B/C的堆疊順序而構成。其中，A、B、C分別代表不同的高分子樹脂材料膜層。
當膜層堆疊的厚度達到特定的範圍時，由於光的干涉作用，高分子薄膜會反射具有特定波長的光線。再者，高分子薄膜可以進一步通過堆疊膜層的不同堆疊厚度的設計，進而產生五顏六色類似彩虹紋路的視覺效果。
在上述類型彩虹膜的設計中，具有不同折射率的高分子樹脂的選擇與高分子薄膜的堆疊結構設計是彩虹膜製程的關鍵。由現有公開的專利文獻中可以得知，現有高分子樹脂的選擇通常為EVA/PS、PMMA/PET、PMMA/PBT、PMMA/PETG、PMMA/POL等材料搭配。再者，高分子薄膜的 堆疊結構設計大部分為漸增的厚度設計。舉例來說，高分子薄膜漸增的厚度設計可以例如是在A/B/A/B/A/B的堆疊順序中以100奈米/150奈米漸增至150奈米/200奈米。此種高分子薄膜漸增的厚度設計於實際生產時，容易產生厚度不容易控制的問題，進而造成產品的良率不佳。
於是，本發明人有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種具有疊層結構的高分子薄膜，其能提供彩虹的視覺效果。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種具有疊層結構的高分子薄膜，其包括：多個第一重覆膜層單元；其中，每個所述第一重覆膜層單元包含有一第一下膜層及一第一上膜層，並且每個所述第一重覆膜層單元能通過所述第一下膜層及所述第一上膜層的搭配、而對可見光中的一第一可見光波長範圍進行反射；以及多個第二重覆膜層單元，多個所述第一重覆膜層單元與多個所述第二重覆膜層單元以彼此交錯堆疊的方式設置；其中，每個所述第二重覆膜層單元包含有一第二下膜層及一第二上膜層，並且每個所述第二重覆膜層單元能通過所述第二下膜層及所述第二上膜層的搭配、而對可見光中的一第二可見光波長範圍進行反射；其中，所述第一可見光波長範圍不同於所述第二可見光波長範圍。
優選地，多個所述第一重覆膜層單元的光學特性參數不同於多個所述第二重覆膜層單元的光學特性參數；其中，所述光學特性參數為折射率、反射率、及透光率的至少其中之一。
優選地，在所述高分子薄膜中，多個所述第一下膜層、多個所述第一上膜層、多個所述第二下膜層、及多個所述第二上膜層的厚度皆是介於10奈米至200奈米之間。
優選地，在多個所述第一重覆膜層單元中，多個所述第一下膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內，並且多個所述第一上膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內；其中，在多個所述第二重覆膜層單元中，多個所述第二下膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內，並且多個所述第二上膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內。
優選地，在所述高分子薄膜中，多個所述第一下膜層、多個所述第一上膜層、多個所述第二下膜層、及多個所述第二上膜層的堆疊層數的總和是介於40層至800層之間。
優選地，當一光線照射至所述高分子薄膜時，所述光線能在所述高分子薄膜中的不同膜層之間的交界面發生多次的反射和干涉，以產生對應於至少兩種波長的反射光。
優選地，在每個所述第一重覆膜層單元中，所述第一下膜層為一第一丙烯酸酯共聚物膜層及一第一聚酯共聚物膜層的其中之一者，並且所述第一上膜層為所述第一丙烯酸酯共聚物膜層及所述第一聚酯共聚物膜層的其中之另一者。
優選地，在每個所述第二重覆膜層單元中，所述第二下膜層為一第二丙烯酸酯共聚物膜層及一第二聚酯共聚物膜層的其中之一者，並且所述第二上膜層為所述第二丙烯酸酯共聚物膜層及所述第二聚酯共聚物膜層的其中之另一者。
優選地，所述第一聚酯共聚物膜層的光學特性參數不同於所述第二聚酯共聚物膜層的光學特性參數，或者，所述第一丙烯酸酯共聚物膜層 的光學特性參數不同於所述第二丙烯酸酯共聚物膜層的光學特性參數，以使得多個所述第一重覆膜層單元的光學特性參數不同於多個所述第二重覆膜層單元的光學特性參數。
優選地，所述第一可見光波長範圍是介於380奈米至500奈米之間，並且所述第二可見光波長範圍是介於500奈米至740奈米之間。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的一種具有疊層結構的高分子薄膜，其能通過“多個第一重覆膜層單元；其中，每個所述第一重覆膜層單元包含有一第一下膜層及一第一上膜層，並且每個所述第一重覆膜層單元能通過所述第一下膜層及所述第一上膜層的搭配、而對可見光中的一第一可見光波長範圍進行反射；以及多個第二重覆膜層單元，多個所述第一重覆膜層單元與多個所述第二重覆膜層單元以彼此交錯堆疊的方式設置；其中，每個所述第二重覆膜層單元包含有一第二下膜層及一第二上膜層，並且每個所述第二重覆膜層單元能通過所述第二下膜層及所述第二上膜層的搭配、而對可見光中的一第二可見光波長範圍進行反射；其中，所述第一可見光波長範圍不同於所述第二可見光波長範圍”，以使得所述高分子薄膜具有加工容易及製造成本低廉等優勢。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
100:高分子薄膜
1:第一重覆膜層單元
11:第一下膜層
12:第一上膜層
2:第一重覆膜層單元
21:第一下膜層
22:第一上膜層
圖1為本發明實施例具有疊層結構的高分子薄膜的側視示意圖。
圖2為圖1中區域II的局部放大示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
如同先前技術中所提及的技術問題，在現有的彩虹膜中，高分子薄膜的堆疊結構設計大部分為漸增的厚度設計。此種高分子薄膜漸增的厚度設計於實際生產時，容易產生厚度不容易控制的問題，進而造成產品的良率不佳。
為了改善上述的技術問題，請參閱圖1及圖2所示，本發明實施例提供一種具有疊層結構的高分子薄膜100，本實施例的高分子薄膜100能提供彩虹的視覺效果，並且本實施例的高分子薄膜100能通過特殊的高分子薄膜的堆疊結構設計而具有加工容易及製造成本低廉等優勢。
更具體地說，所述具有疊層結構的高分子薄膜100為一彩虹膜，其包含：多個第一重覆膜層單元1及多個第二重覆膜層單元2，並且所述多個第一重覆膜層單元1與多個第二重覆膜層單元2以彼此交錯堆疊的方式設置。
進一步地說，所述每個第一重覆膜層單元1包含有一第一下膜層11及一第一上膜層12，並且所述第一上膜層12形成於第一下膜層11上。其中，所述每個第一重覆膜層單元1能通過第一下膜層11及第一上膜層12的搭配、而對在一第一可見光波長範圍內的可見光進行反射，以產生具有一第一顏色的反射光。
再者，所述每個第二重覆膜層單元2包含有一第二下膜層21及一第二上膜層22，並且所述第二上膜層22形成於第二下膜層21上。其中，所述每個第二重覆膜層單元2能通過第二下膜層21及第二上膜層22的搭配、而對在一第二可見光波長範圍內的可見光進行反射，以產生具有一第二顏色的反射光。其中，所述第一可見光波長範圍不同於第二可見光波長範圍，也就是說，具所述第一顏色的反射光不同於具有所述第二顏色的反射光，並且具有不同顏色的反射光會彼此干涉而產生燦爛奪目的光澤。
如圖2所示，在本實施例中，所述多個第一重覆膜層單元1及多個第二重覆膜層單元2由高分子薄膜100的底部至頂部是以第一重覆膜層單元1/第二重覆膜層單元2/第一重覆膜層單元1/第二重覆膜層單元2...第一重覆膜層單元1/第二重覆膜層單元2/第一重覆膜層單元1/第二重覆膜層單元2的順序彼此交錯堆疊，但本發明不受限於此。
更具體地說，在本實施例中，所述多個第一重覆膜層單元1及多個第二重覆膜層單元2由高分子薄膜100的底部至頂部是以第一下膜層11/第一上膜層12/第二下膜層21/第二上膜層22/第一下膜層11/第一上膜層12/第二下膜層21/第二上膜層22...第一下膜層11/第一上膜層12/第二下膜層21/第二上膜層22/第一下膜層11/第一上膜層12/第二下膜層21/第二上膜層22的順序彼此交錯堆疊，但本發明不受限於此。
為了使本實施例的高分子薄膜100能反射出具有至少兩種波長 的反射光，所述多個第一重覆膜層單元1的光學特性參數較佳地是不同於多個第二重覆膜層單元2的光學特性參數。其中，所述光學特性參數可以例如是折射率、反射率、及透光率的至少其中之一。
更具體地說，在本實施例中，所述第一下膜層11的光學特性參數不同於第二下膜層21的光學特性參數，或者，所述第一上膜層12的光學特性參數不同於第二上膜層22的光學特性參數，以使得所述多個第一重覆膜層單元1的光學特性參數不同於多個第二重覆膜層單元2的光學特性參數。
讓不同重覆膜層單元之間的光學特性參數具有差異性的方式可以例如是但不限於：1.不同重覆膜層選用不同種類的高分子樹脂材料；2.選用相同的高分子樹脂材料，但該些不同重覆膜層具有不同的分子量、密度、或聚合度；3.選用相同的高分子樹脂材料，但該些不同重覆膜層包含有不同的共聚合物單體，例如：兩個聚酯共聚物膜層包含有不同的共聚合物單體。
根據本實施例的高分子薄膜100的堆疊結構設計，所述每個重覆膜層能設計為大致相同的厚度而非漸增的厚度，從而使得所述高分子薄膜100具有加工容易及製造成本低廉等優勢。
在每個重覆膜層的厚度方面，所述高分子薄膜100中的多個第一下膜層11、多個第一上膜層12、多個第二下膜層21、及多個第二上膜層22的厚度優選皆是介於10奈米至200奈米之間、且特優選是介於30奈米至150奈米之間，但本發明不受限於此。
進一步地說，在所述多個第一重覆膜層單元1中，所述多個第一下膜層11彼此之間的厚度誤差範圍通常在10%以內、優選在5%以內、且特優選在2%以內。所述多個第一上膜層12彼此之間的厚度誤差範圍通常在10%以內、優選在5%以內、且特優選在2%以內。
再者，在所述多個第二重覆膜層單元2中，所述多個第二下膜層 21彼此之間的厚度誤差範圍通常在10%以內、優選在5%以內、且特優選在2%以內。所述多個第二上膜層22彼此之間的厚度誤差範圍通常在10%以內、優選在5%以內、且特優選在2%以內。
在高分子薄膜100的堆疊層數方面，所述多個第一下膜層11、多個第一上膜層12、多個第二下膜層21、及多個第二上膜層22的堆疊層數的總和通常是介於40層至800層之間、優選是介於80層至700層之間、且特優選是介於120層至600層之間，但本發明不受限於此。
根據上述配置，當一光線照射至所述高分子薄膜100時，所述光線能在高分子薄膜100中的不同膜層之間的交界面發生多次的反射和干涉，以產生對應於至少兩種波長的反射光，並且所述至少兩種波長的反射光的波長範圍分別對應於所述第一可見光波長範圍及所述第二可見光波長範圍。藉此，所述高分子薄膜100能提供彩虹的視覺效果及燦爛奪目的光澤。
在本發明的一優選實施例中，每個重覆膜層具有一優選的材料選擇。具體來說，在所述每個第一重覆膜層單元1中，所述第一下膜層11為一第一丙烯酸酯共聚物膜層及一第一聚酯共聚物膜層的其中之一者，並且所述第一上膜層12為第一丙烯酸酯共聚物膜層及第一聚酯共聚物膜層的其中之另一者。舉例來說，所述第一下膜層11為第一丙烯酸酯共聚物膜層，並且所述第一上膜層12為第一聚酯共聚物膜，但本發明不受限於此。
在所述每個第二重覆膜層單元2中，所述第二下膜層21為一第二丙烯酸酯共聚物膜層及一第二聚酯共聚物膜層的其中之一者，並且所述第二上膜層22為第二丙烯酸酯共聚物膜層及第二聚酯共聚物膜層的其中之另一者。舉例來說，所述第二下膜層21為第二丙烯酸酯共聚物膜層，並且所述第二上膜層22為第二聚酯共聚物膜，但本發明不受限於此。
再者，所述第一聚酯共聚物膜層的光學特性參數不同於第二聚 酯共聚物膜層的光學特性參數，或者，所述第一丙烯酸酯共聚物膜層的光學特性參數不同於第二丙烯酸酯共聚物膜層的光學特性參數，以使得所述多個第一重覆膜層單元1的光學特性參數不同於多個第二重覆膜層單元2的光學特性參數。
在本發明的一優選實施例中，所述第一聚酯共聚物膜層與第二聚酯共聚物膜層可以例如是通過兩個聚酯共聚物膜層具有不同的分子量、密度、或聚合度，而具有不同的光學特性參數。
在本發明的另一優選實施例中，所述第一聚酯共聚物膜層與第二聚酯共聚物膜層也可以例如是通過兩個聚酯共聚物膜層包含有不同的共聚合物單體，而具有不同的光學特性參數。
根據上述配置，所述第一可見光波長範圍是介於380奈米至500奈米之間，並且所述第二可見光波長範圍是介於500奈米至740奈米之間。
另外值得一提的是，本實施例的具有疊層結構的高分子薄膜100優選是以共擠押出的方式形成，但本發明不受限於此。
[實施例的有益效果]
本發明所提供的一種具有疊層結構的高分子薄膜，其能通過“多個第一重覆膜層單元；其中，每個所述第一重覆膜層單元包含有一第一下膜層及一第一上膜層，並且每個所述第一重覆膜層單元能通過所述第一下膜層及所述第一上膜層的搭配、而對可見光中的一第一可見光波長範圍進行反射；以及多個第二重覆膜層單元，多個所述第一重覆膜層單元與多個所述第二重覆膜層單元以彼此交錯堆疊的方式設置；其中，每個所述第二重覆膜層單元包含有一第二下膜層及一第二上膜層，並且每個所述第二重覆膜層單元能通過所述第二下膜層及所述第二上膜層的搭配、而對可見光中的一第二可見光波長範圍進行反射；其中，所述第一可見光波長範 圍不同於所述第二可見光波長範圍”，以使得所述高分子薄膜具有加工容易及製造成本低廉等優勢。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
100:高分子薄膜
1:第一重覆膜層單元
11:第一下膜層
12:第一上膜層
2:第一重覆膜層單元
21:第一下膜層
22:第一上膜層

Claims (6)

  1. 一種具有疊層結構的高分子薄膜，其包括：多個第一重覆膜層單元；其中，每個所述第一重覆膜層單元包含有一第一下膜層及一第一上膜層，並且每個所述第一重覆膜層單元能通過所述第一下膜層及所述第一上膜層的搭配、而對在一第一可見光波長範圍內的可見光進行反射；其中，在每個所述第一重覆膜層單元中，所述第一下膜層為一第一丙烯酸酯共聚物膜層及一第一聚酯共聚物膜層的其中之一者，並且所述第一上膜層為所述第一丙烯酸酯共聚物膜層及所述第一聚酯共聚物膜層的其中之另一者；以及多個第二重覆膜層單元，多個所述第一重覆膜層單元與多個所述第二重覆膜層單元以彼此交錯堆疊的方式設置；其中，每個所述第二重覆膜層單元包含有一第二下膜層及一第二上膜層，並且每個所述第二重覆膜層單元能通過所述第二下膜層及所述第二上膜層的搭配、而對在一第二可見光波長範圍內的可見光進行反射；其中，在每個所述第二重覆膜層單元中，所述第二下膜層為一第二丙烯酸酯共聚物膜層及一第二聚酯共聚物膜層的其中之一者，並且所述第二上膜層為所述第二丙烯酸酯共聚物膜層及所述第二聚酯共聚物膜層的其中之另一者；其中，所述第一聚酯共聚物膜層的光學特性參數不同於所述第二聚酯共聚物膜層的光學特性參數，或者，所述第一丙烯酸酯共聚物膜層的光學特性參數不同於所述第二丙烯酸酯共聚物膜層的光學特性參數；其中，所述第一可見光波長範圍不同於所述第二可見光波長範圍，所述第一可見光波長範圍是介於380奈米至500奈米之間，並且所述第二可見光波長範圍是介於500奈米至740奈米之間。
  2. 如請求項1所述的高分子薄膜，其中，多個所述第一重覆膜層單元的光學特性參數不同於多個所述第二重覆膜層單元的光學特性參數；其中，所述光學特性參數為折射率、反射率、及透光率的至少其中之一。
  3. 如請求項2所述的高分子薄膜，其中，在所述高分子薄膜中，多個所述第一下膜層、多個所述第一上膜層、多個所述第二下膜層、及多個所述第二上膜層的厚度皆是介於10奈米至200奈米之間。
  4. 如請求項3所述的高分子薄膜，其中，在多個所述第一重覆膜層單元中，多個所述第一下膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內，並且多個所述第一上膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內；其中，在多個所述第二重覆膜層單元中，多個所述第二下膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內，並且多個所述第二上膜層彼此之間的厚度誤差範圍在10%以內。
  5. 如請求項4所述的高分子薄膜，其中，在所述高分子薄膜中，多個所述第一下膜層、多個所述第一上膜層、多個所述第二下膜層、及多個所述第二上膜層的堆疊層數的總和是介於40層至800層之間。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的高分子薄膜，其中，當一光線照射至所述高分子薄膜時，所述光線能在所述高分子薄膜中的不同膜層之間的交界面發生多次的反射和干涉，以產生對應於至少兩種波長的反射光。
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