專利名稱：一種基于人造微結(jié)構(gòu)的柔性膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于人造微結(jié)構(gòu)的柔性膜。
背景技術(shù)：
隨著塑料材料工業(yè)的興起，因其塑料在制造方面強(qiáng)大的可塑性，并且容易加工，并且具有一定的強(qiáng)度、耐酸等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足多種環(huán)境的需求，使得越來越多的零件、物品使用塑料材料制造。但是，塑料制造的零件、物品在成型后因其表面的外觀問題通常需要進(jìn)行噴漆等后續(xù)加工，人們開發(fā)出了一種新的塑料零件、物品的制備工藝，即MD技術(shù)。MD是目前國際風(fēng)行的表面裝飾技術(shù)，表面硬化透明薄膜，背面注塑層，可使產(chǎn)品耐摩擦，防止表面被刮花，并可長期保持顏色的鮮明不易退色。
用做MD的柔性膜上通常會帶有一定圖案，而這些圖案多是起到裝飾的作用，更為通常的是用那些圖案或者文字做成公司的LOGO或者商標(biāo)的樣子，可以起到對產(chǎn)品標(biāo)識的作用。而利用該柔性膜去實(shí)現(xiàn)更多的功能還未見披露過。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于人造微結(jié)構(gòu)的柔性膜，通過在該柔性膜上設(shè)計(jì)人造微結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)柔性膜不僅是保護(hù)和裝飾作用，而且還具有對電磁波調(diào)制的作用，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于人造微結(jié)構(gòu)的柔性膜，包括膜本體，還包括陣列排布在所述膜本體上的多個導(dǎo)電材料制備的人造微結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)陣列排布在所述膜本體的一表面。進(jìn)一步地，所述膜本體為PE、PC、PET和PMMA中的一種或幾種制成的。進(jìn)一步地，所述膜本體所述表面上陣列的虛擬的劃分為多個相等的方格，每個所述人造微結(jié)構(gòu)占據(jù)一個所述虛擬劃分的方格。進(jìn)一步地，所述膜本體所述表面上所述虛擬劃分的方格內(nèi)的所述人造微結(jié)構(gòu)的大
小呈規(guī)律變化。進(jìn)一步地，所述膜本體所述表面上所述虛擬劃分的方格內(nèi)的所述人造微結(jié)構(gòu)從所述膜本體一側(cè)向另一側(cè)依次增大或者減小。進(jìn)一步地，所述膜本體所述表面上所述虛擬劃分的方格內(nèi)的所述人造微結(jié)構(gòu)從所述膜本體兩側(cè)向兩側(cè)對應(yīng)的中心依次增大或者減小。進(jìn)一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)包括一十字形結(jié)構(gòu)和四個分別連接于所述十字形結(jié)構(gòu)的四個端部的三角環(huán)形結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述十字形結(jié)構(gòu)包括兩相互正交的金屬線，所述十字形結(jié)構(gòu)的四個端部由所述兩金屬線相互分隔形成，所述三角環(huán)形結(jié)構(gòu)的一個角連接于所述十字形結(jié)構(gòu)的相應(yīng)端部，所述三角環(huán)形結(jié)構(gòu)上對應(yīng)連接所述十字形結(jié)構(gòu)的一角的金屬線具有一開口，兩平行金屬線垂直地連接于每個三角環(huán)形結(jié)構(gòu)的開口的兩端且位于所述三角環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
進(jìn)一步地，所述多個人造微結(jié)構(gòu)至少包括形狀不同的第一人造微結(jié)構(gòu)和第二人造微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的柔性膜通過在其表面設(shè)置人造微結(jié)構(gòu)使得柔性膜不僅應(yīng)用在塑料件時具有裝飾和標(biāo)識的作用，還可以對穿過該柔性膜電磁波進(jìn)行調(diào)制，能夠達(dá)到選擇性透波或吸波的效果，改變附有該柔性膜的裝置對電磁波的響應(yīng)。
圖I是本發(fā)明柔性膜實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明柔性膜實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明柔性膜實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3實(shí)施方式中人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明柔性膜隨電磁波頻率變化的S參數(shù)曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做一步說明。本發(fā)明的人造微結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)電材料制備的，該導(dǎo)電材料至少包括金屬和導(dǎo)電油墨，其中，金屬可以是銅、銀、金等，可以根據(jù)導(dǎo)電性的需求來進(jìn)行選擇。參見圖I所示為本發(fā)明柔性膜實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)示意圖，該柔性膜包括膜本體10和多個人造微結(jié)構(gòu)20，膜本體10可以是PE、PC、PET和PMMA中的一種或幾種制成的，還可以根據(jù)需要在膜本體制備的原料里加入一些顏料，使膜本體10具有一定的顏色。人造微結(jié)構(gòu)20有多個,排布在膜本體10的一表面上,在膜本體10的該表面上陣列的虛擬的劃分為多個相等的方格11，人造微結(jié)構(gòu)20對應(yīng)的排布在上述方格11內(nèi)，多個人造微結(jié)構(gòu)20具有相同的形狀，但其大小不同，以圖中左右方向?yàn)樾?、上下方向?yàn)榱?，每一行的人造微結(jié)構(gòu)20的尺寸相等，每一列上的人造微結(jié)構(gòu)20從上到下尺寸依次變小，呈現(xiàn)出規(guī)律變化；在膜本體10上排布人造微結(jié)構(gòu)20時，也可以在每一列上尺寸從上到下依次增大，也可以是每一列的人造微結(jié)構(gòu)20的尺寸相等，在每一行上從左到右尺寸依次變大或者變小，當(dāng)然也可以是每個人造微結(jié)構(gòu)20的形狀、尺寸均相等。在膜本體上排布人造微結(jié)構(gòu)時，人造微結(jié)構(gòu)的排布可以是無序的，其尺寸可以根據(jù)需要設(shè)置；也可以虛擬的劃分出每行或每列大小不相同的方格，而讓每行或每列的人造微結(jié)構(gòu)間的距離相等。參見圖2為本發(fā)明柔性膜實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)示意圖，該柔性膜同樣的包括了膜本體10和多個人造微結(jié)構(gòu)20，同樣在膜本體10上虛擬的劃分出大小相等的方格11，人造微結(jié)構(gòu)20在膜本體10上呈對稱分布，對稱中心線為所有虛擬劃分的方格11整體在上下方向上的中心線,人造微結(jié)構(gòu)20的尺寸從上下向?qū)ΨQ中心線依次減小，在對稱中心線上下對應(yīng)的人造微結(jié)構(gòu)20旋轉(zhuǎn)180°重合。人造微結(jié)構(gòu)20的形狀可以是相等的，只是尺寸向?qū)ΨQ中心線依次減小或者增大，當(dāng)然也可以是在左右方向上對稱并且向?qū)ΨQ中心線尺寸依次增大或者減小；還可以是中心位置的人造微結(jié)構(gòu)尺寸最大、向其四周依次減小或者中心位置的人造微結(jié)構(gòu)尺寸最小、向其四周依次增大。膜本體的厚度0. I 2_，在膜本體上排布的若干人造微結(jié)構(gòu)不僅僅限于尺寸的、差異，也可以是形狀區(qū)別，在膜本體上陣列分布形狀、尺寸不同的第一人造微結(jié)構(gòu)、第二人造微結(jié)構(gòu)、第三人造微結(jié)構(gòu)等等。關(guān)于人造微結(jié)構(gòu)的材料可以選用銀、銅等，其厚度要保證人造微結(jié)構(gòu)能夠隨柔性膜彎曲。人造微結(jié)構(gòu)是具有拓?fù)湫螤畹钠矫婊蛄Ⅲw結(jié)構(gòu)，可以是圖中所示的開口環(huán)形狀，也可以是閉合環(huán)形狀，也可以是“工”字形、“十”字形、雪花形等，也可以是開口環(huán)、閉口環(huán)、“工”字形、“十”字形、雪花形等形狀的組合構(gòu)成的人造微結(jié)構(gòu)；也可以是細(xì)金屬線圍成的開口或者閉口的各種形狀。
參見圖3、圖4，圖3所示為本發(fā)明柔性膜實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)示意圖，該柔性膜包括膜本體10和多個人造微結(jié)構(gòu)20，在膜本體10上虛擬的劃分出大小相等的方格11，人造微結(jié)構(gòu)20對應(yīng)的排布在方格11內(nèi)，每個人造微結(jié)構(gòu)20的形狀、尺寸均相同。圖4所示為柔性膜人造微結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)示意圖，每個人造微結(jié)構(gòu)20包括一十字形結(jié)構(gòu)21和四個分別連接于十字形結(jié)構(gòu)21的四個端部的三角環(huán)形結(jié)構(gòu)22。十字形結(jié)構(gòu)21包括兩相互正交的金屬線；十字形結(jié)構(gòu)21的四個端部是由兩金屬線相互分隔形成的。每個三角環(huán)形結(jié)構(gòu)22的一個角連接于十字形結(jié)構(gòu)21的相應(yīng)端部；每個三角環(huán)形結(jié)構(gòu)22上對應(yīng)連接十字形結(jié)構(gòu)21的一角的金屬線具有一開口 ；兩平行金屬線垂直地連接于每個三角環(huán)形結(jié)構(gòu)22的開口的兩端且位于三角環(huán)形結(jié)構(gòu)22的內(nèi)部，并平行于相應(yīng)十字形結(jié)構(gòu)21的兩金屬線之一、與另一金屬線垂直。本文中所說的金屬線優(yōu)選的是呈具有一定寬度、扁平的線形狀，金屬線的截面類似于長寬比較大的矩形。為了使得電磁波穿過柔性膜時反射小、透射多也即損耗小，可以在電腦仿真軟件如CST上根據(jù)需要響應(yīng)的電磁波的波長來不斷調(diào)節(jié)人造微結(jié)構(gòu)20的幾何尺寸，并分別測量排布有各種人造微結(jié)構(gòu)20的柔性膜10對電磁波的反射和透射，選出對電磁波反射小、透射多的人造微結(jié)構(gòu)20即可。本實(shí)施方式中，在人造微結(jié)構(gòu)20的幾何形狀確定的情況下,可通過不斷調(diào)節(jié)其金屬線的寬度及長短尺寸來仿真測量具有各種幾何尺寸的人造微結(jié)構(gòu)20，選出可讓某一頻段的電磁波透過、過濾掉另一頻段的電磁波的人造微結(jié)構(gòu)20，并利用該人造微結(jié)構(gòu)20來獲取柔性膜10。圖5所示為圖3所示的柔性膜隨電磁波頻率變化的S參數(shù)曲線示意圖，即電磁波透射柔性膜時的S參數(shù)(透射系數(shù)取對數(shù))和反射的S參數(shù)(反射系數(shù)取對數(shù))隨電磁波頻率變化的曲線，圖中實(shí)線代表電磁波透射、虛線代表電磁波反射。由該種具體尺寸的人造微結(jié)構(gòu)20制成的超材料可讓頻率為5-6GHZ的電磁波透射，S值接近OdB，且在此頻段內(nèi)，S曲線相當(dāng)平穩(wěn)，變化很小，同時其反射也較?。欢?-3GHZ時，電磁波透射最小，大約為-IOdB以下，也即柔性膜會過濾掉2-3GHZ的電磁波?？梢?，本發(fā)明的柔性膜具有選擇性透波且透波率高、透波頻帶寬的性能。本發(fā)明的柔性膜的選擇性透波是通過改變膜本體上排布的人造微結(jié)構(gòu)使一特定頻段電磁波透過，而過濾掉另一特定頻段的電磁波。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下做出的技術(shù)方案均處于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于人造微結(jié)構(gòu)的柔性膜，包括膜本體，其特征在于，還包括陣列排布在所述膜本體上的多個導(dǎo)電材料制備的人造微結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性膜，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)陣列排布在所述膜本體的一表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性膜，其特征在于，所述膜本體為PE、PC、PET和PMMA中的一種或幾種制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的柔性膜，其特征在于，所述膜本體所述表面上陣列的虛擬的劃分為多個相等的方格，每個所述人造微結(jié)構(gòu)占據(jù)一個所述虛擬劃分的方格。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性膜，其特征在于，所述膜本體所述表面上所述虛擬劃分的方格內(nèi)的所述人造微結(jié)構(gòu)的大小呈規(guī)律變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性膜，其特征在于，所述膜本體所述表面上所述虛擬劃分的方格內(nèi)的所述人造微結(jié)構(gòu)從所述膜本體一側(cè)向另一側(cè)依次增大或者減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性膜，其特征在于，所述膜本體所述表面上所述虛擬劃分的方格內(nèi)的所述人造微結(jié)構(gòu)從所述膜本體兩側(cè)向兩側(cè)對應(yīng)的中心依次增大或者減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的柔性膜，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)包括一十字形結(jié)構(gòu)和四個分別連接于所述十字形結(jié)構(gòu)的四個端部的三角環(huán)形結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性膜，其特征在于，所述十字形結(jié)構(gòu)包括兩相互正交的金屬線，所述十字形結(jié)構(gòu)的四個端部由所述兩金屬線相互分隔形成，所述三角環(huán)形結(jié)構(gòu)的一個角連接于所述十字形結(jié)構(gòu)的相應(yīng)端部，所述三角環(huán)形結(jié)構(gòu)上對應(yīng)連接所述十字形結(jié)構(gòu)的一角的金屬線具有一開口，兩平行金屬線垂直地連接于每個三角環(huán)形結(jié)構(gòu)的開口的兩端且位于所述三角環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性膜，其特征在于，所述多個人造微結(jié)構(gòu)至少包括形狀不同的第一人造微結(jié)構(gòu)和第二人造微結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于人造微結(jié)構(gòu)的柔性膜，該柔性膜包括膜本體和陣列排布在膜本體上的多個人造微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的柔性膜通過在其表面設(shè)置人造微結(jié)構(gòu)使得柔性膜不僅應(yīng)用在塑料件時具有裝飾和標(biāo)識的作用，還可以對穿過該柔性膜電磁波進(jìn)行調(diào)制，能夠達(dá)到選擇性透波或吸波的效果，改變附有該柔性膜的裝置對電磁波的響應(yīng)。
文檔編號H01Q15/00GK102637960SQ201210107170
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者劉若鵬, 呂晶, 王凡, 趙治亞 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司