專利名稱：色移的含碳干涉顏料的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及用于產(chǎn)生顏色的薄膜光學(xué)涂層。更具體地說，本發(fā)明涉及隨著入射光的角度或視角的改變而表現(xiàn)出色移性能的多層薄膜干涉涂層或干涉薄片。
2.相關(guān)技術(shù)色移的顏料和著色劑已經(jīng)在從汽車漆到用于證券文件和貨幣的防偽油墨的多種用途中使用。此種顏料和著色劑表現(xiàn)出隨著入射光角度的不同或觀察者視角的變化而改變顏色的性能。用于獲得此種色移的著色劑的最初的方法是將小薄片分散在諸如油漆或油墨的介質(zhì)中，然后將油漆或油墨施用于物體的表面，其中的薄片通常由具有特定光學(xué)特性的多層薄膜組成。
可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計用于形成薄片的光學(xué)涂層或薄膜來控制著色劑的色移性能。通過改變參數(shù)，如形成薄片的層的厚度和每層的折射率獲得需要的效果。因不同的觀察角度和入射光角度而引起的感知顏色的變化是形成層的材料的選定的吸光性和取決于波長的干涉效應(yīng)的共同作用的結(jié)果。材料的吸光性以及干涉現(xiàn)象是觀察到的基本顏色的成因。由在多層薄膜結(jié)構(gòu)內(nèi)經(jīng)過多次反射和傳播的光波的疊加而引起的干涉效應(yīng)是感知的顏色隨不同的角度而變化的成因。
Beming等人的美國專利No.4,705,356公開了色移薄膜的例子。其中的一個實施方案公開了一種三層的金屬(1)-絕緣材料-金屬(2)疊層，其中金屬(1)是一種相對薄、高吸光性的材料，金屬(2)是一種高反射、基本不透明的金屬，絕緣材料是一種低折射率材料。其中的另一個實施方案，公開了一種全絕緣材料疊層。但是，這些設(shè)計要求使用所謂的攜帶減色劑的覆蓋層，覆蓋層利用顏料獲得所需要的顏色。
Phillips等人的美國專利No.5,135,812公開了對可以在油漆和諸如防偽用途的油墨中使用的薄膜片的光學(xué)特性的進(jìn)一步改進(jìn)。根據(jù)該專利，一種均勻的光學(xué)多層膜由透明的全絕緣材料疊層組成或者由透明絕緣材料和半透明金屬的層狀疊層組成，并且在光學(xué)疊層的中心具有不透明的反射層。在全絕緣材料疊層的情況，光學(xué)涂層由高和低折射率材料的交互層制成。所公開的適合的材料是用作高折射率層的硫化鋅或二氧化鈦，以及作為低折射率層的氟化鎂或二氧化硅。
Phillips等人的美國專利No.5,278,590公開了一種均勻的三層光干涉涂層，該涂層包含具有基本相同的組分和厚度的第一和第二部分透光的吸收層，以及位于第一和第二吸收層之間的絕緣材料隔離層。絕緣材料層由低折射率材料，如氟化鎂組成。
Phillips等人的美國專利No.5,571,624公開了在油漆中使用的高色度的干涉薄片，包括色移和不色移的單色薄片。這些薄片由均勻的多層薄膜結(jié)構(gòu)形成，在該結(jié)構(gòu)中，在底材上形成第一半透明層，如鉻層，在第一半透明層上形成第一絕緣層。在第一絕緣層上形成不透明的反射金屬層，如鋁層，接下來是與第一絕緣層的材料和厚度相同的第二絕緣層。在第二絕緣層上形成與第一半透明層的材料和厚度相同的第二半透明層。對于色移設(shè)計，所使用的絕緣材料具有低于2.0的折射率。對于不色移設(shè)計，所選擇的絕緣材料具有高于2.0的折射率。
可以用于如上文所討論的顏料組合物的已有的色移的干涉薄膜和薄板通常包括金屬反射層和吸收層。為了在最廣泛的用途中使用此類顏料組合物，需要除去在環(huán)境中可能不穩(wěn)定，或者與油漆、油墨或其他有機(jī)載體反應(yīng)的金屬。雖然可以使用多種金屬或金屬化合物形成色移的顏料，但需要提供基本上不含金屬或金屬化合物的顏料產(chǎn)品，這些金屬或金屬化合物特別是指在接觸食品的應(yīng)用或其他可能暴露于人體組織的應(yīng)用中被懷疑具有毒性的金屬或金屬化合物。
概述按照在此所表達(dá)和概括性描述的本發(fā)明，提供了一種色移的含碳多層干涉薄膜，可以使用該薄膜制造用于顏料組合物的薄片或者制造具有色移性能的箔片?？梢詫⒈∑稚⒃诙喾N顏料介質(zhì)，如油漆、油墨或化妝品制劑中，接下來用于物體、紙張或人，在入射光的角度或視角變化時實現(xiàn)顏色變化。箔片可以直接粘貼在物體上以提供色移性能。
干涉薄膜的三層或五層設(shè)計包括絕緣材料和不同構(gòu)型的碳的交互層。所形成的絕緣層在指定的波長處具有隨入射光的角度或視角的變化產(chǎn)生色移的光學(xué)厚度。
在根據(jù)本發(fā)明制造色移的干涉薄膜的一個方法中，通過常規(guī)的沉積方法在網(wǎng)狀材料上形成碳和絕緣層，以形成特定膜的設(shè)計。然后以薄片或箔片的形式將膜從網(wǎng)狀材料上除下。然后可以將薄片分散在顏料介質(zhì)中以制備色移的顏料組合物，如色移的油漆、油墨或化妝品制劑。
或者，可以在一種網(wǎng)狀材料的上表面上形成碳或絕緣材料的第一層，為了制備多層薄片，將第一層從網(wǎng)狀材料上除下來。然后用基本包裹薄片的碳或絕緣材料的一個或多個附加層涂布薄片，其中相鄰的附加層由與第一層不同的材料形成。
從下文的描述和所附權(quán)利要求書，可以更加明白本發(fā)明的上述和其他特征和方面，或者可以通過下文對本發(fā)明的實施的闡述領(lǐng)會本發(fā)明的特征。
附圖的簡單描述為了更充分地理解獲得本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點的方式，通過參考在附圖中示出的本發(fā)明的具體實施方案，提供了對本發(fā)明的更詳細(xì)的描述。認(rèn)識到這些附圖僅是本發(fā)明的典型實施方案，因此不應(yīng)被視為限制本發(fā)明的范圍，通過使用附圖，將結(jié)合其他特性和細(xì)節(jié)描述和解釋本發(fā)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種三層色移的干涉薄膜的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的一種五層色移的干涉薄膜的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種可選擇的實施方案的一種三層色移的干涉薄膜的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方案的一種五層色移的干涉薄膜的示意性描繪；圖5繪出了根據(jù)本發(fā)明的各種三層色移的干涉薄片的全反射率的曲線圖；圖6繪出了根據(jù)本發(fā)明的各種五層色移的干涉薄片的全反射率的曲線圖；圖7繪出了根據(jù)本發(fā)明的各種五層色移的干涉薄片的全反射率的曲線圖；和圖8繪出了根據(jù)本發(fā)明的各種三層色移的干涉薄片的全反射率的曲線圖；本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明專注于可以用于制造具有色移性能的薄片或箔片的多層干涉薄膜。所述的薄片可以分散在各種顏料介質(zhì)，如油漆、油墨或化妝品制劑中，并接著用于物體、紙張或人，在入射光的角度或觀察者的視角變化時實現(xiàn)色移。
通常通過本領(lǐng)域已知的形成薄涂層結(jié)構(gòu)的方法，如物理蒸氣沉積(PVD)方法或化學(xué)蒸氣沉積(CVD)方法形成在此所描述的薄膜層。如下文更詳細(xì)的討論，涂層結(jié)構(gòu)在一種基材，如一種柔軟的網(wǎng)狀材料上形成并作為薄膜薄片從基材上除下，將薄片加入液體介質(zhì)，如各種顏料載體中，作為具有色移性能的著色劑使用。此種加入液體介質(zhì)中的薄膜薄片的集合對入射到固化的介質(zhì)表面的可見光輻射能產(chǎn)生預(yù)定的光響應(yīng)?；蛘撸梢砸圆男问綇木W(wǎng)狀材料上除去涂層結(jié)構(gòu)。
由于箔片構(gòu)型通常作為火印箔片使用，其中通過熱活化的粘合劑從光學(xué)疊層上除去基材，箔片通常是一種不均勻的光學(xué)疊層。粘合劑可以涂布在光學(xué)疊層的背側(cè)或者以UV活化的粘合劑的形式涂布在光學(xué)疊層或箔片將要粘貼的表面上?？梢栽诿绹鴮＠鸑o.5,648,165中找到制造和使用光學(xué)疊層作為火印箔片的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，在此通過引用并入該專利的公開內(nèi)容?；蛘?，可以與光學(xué)疊層所附著的底材一起使用箔片構(gòu)型。于1999年7月8日提交的、名稱為“帶有色移背景的衍射表面”的待審美國專利申請No.09/351,102描述了附著在底材上的光學(xué)疊層的一個特別有用的實施方案，在此通過引用并入該專利申請，其中在至少一個基材表面上形成全息光學(xué)元件。
相反，顏料薄片必須具有均勻的涂層結(jié)構(gòu)，使得不論薄片相對于觀察者的取向如何，顏色均相同。在這種情況下，涂層結(jié)構(gòu)由均勻的光學(xué)疊層構(gòu)成，使得當(dāng)光學(xué)疊層以薄板或薄片(即，顏料)的形式從基材上除下時，顏料薄片的兩個面具有相同的顏色。
在本發(fā)明中可以使用各種形式的碳，包括但不限于石墨的、碳質(zhì)的和無定形的碳；玻璃狀碳；類金剛石碳；無定形氫化的碳，如無定形氫化的類金剛石碳；碳化合物；上述碳的各種組合等。也可以利用通過沉積方法獲得的具有不同光學(xué)性能的其他形式的碳，例如電弧蒸發(fā)碳、離子輔助碳I、離子輔助碳II等。
本發(fā)明的薄片和箔片上的碳薄膜層具有從大約1至大約2.6的折射率(n)。優(yōu)選至少一個碳層具有高于大約1.5的折射率，更優(yōu)選高于大約1.75，最優(yōu)選高于大約2。碳薄膜層具有高于大約0.02的吸光系數(shù)(α)，優(yōu)選高于大約0.1，更優(yōu)選高于大約1，最優(yōu)選高于大約2。理想地，折光率和吸光系數(shù)的值基本相等，使折光率與吸光系數(shù)的比(n/α)大約是1。優(yōu)選薄片或箔片中的至少一個碳層所具有的吸光系數(shù)使折射率與吸光系數(shù)的比是大約0.1至大約10，更優(yōu)選從大約0.5至大約5，最優(yōu)選從大約0.75至大約1.25。各種形式的碳的光學(xué)常數(shù)范圍歸納在下表3-9中并在實施例6中進(jìn)行了對比。
本發(fā)明以可以使用碳和絕緣材料的多層光學(xué)疊層制造有色干涉顏料的發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，其中的干涉顏料具有明顯的色移或色差性能。本發(fā)明的膜結(jié)構(gòu)與已有的干涉膜的區(qū)別在于缺少高和低折射率絕緣層的組合，以及金屬反射層和金屬吸收層。盡管不希望受到任何理論的約束，但仍相信光學(xué)疊層的碳層作為高折射率材料和吸收材料發(fā)揮作用，并與絕緣層共同工作產(chǎn)生色移效果。
參照附圖，其中用類似的引用符號指代類似的結(jié)構(gòu)，圖1描繪了具有色移性能的干涉薄膜10形式的三層涂層設(shè)計的一個實施方案。薄膜10在一種柔性材料，例如一種聚酯材料(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯或PET)的網(wǎng)狀材料12上形成。薄膜10具有一個第一碳層14，一個在碳層14上的第一絕緣層16以及一個在絕緣層16上的第二碳層18。下文將進(jìn)一步詳細(xì)討論薄膜10的上述各層。
網(wǎng)狀材料12可用于常規(guī)的輥涂機(jī)設(shè)備并且在沉積干涉薄膜涂層以前，通常在網(wǎng)狀材料12的上表面形成適當(dāng)類型的釋放層(未示出)。釋放層允許以薄片或箔片的形式從網(wǎng)狀材料12上除下薄膜10。釋放層可以是一種可溶于有機(jī)溶劑或水的涂層，例如丙烯酸樹脂、纖維素丙酸酯、(聚乙烯吡咯烷)聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯等。
通過常規(guī)的沉積方法，例如電子束蒸發(fā)、濺射或者通過烴CVD反應(yīng)形成碳層的方法在網(wǎng)狀材料12上沉積干涉薄膜10的第一碳層14。所形成的碳層14具有從大約25至大約1000埃()的適當(dāng)?shù)奈锢砗穸龋瑑?yōu)選大約200-500，更優(yōu)選大約200-300。當(dāng)使用PVD方法時，可以由不同的碳源，如石墨、poco或玻璃狀碳形成碳層14。
或者，可以通過各種CVD方法沉積各種形式的碳，例如那些在美國專利No.5,190,807中更詳細(xì)描述的方法，在此通過引用并入該專利的公開內(nèi)容。此外，可以使用碳和碳化合物的可用的形式，如碳氧化硅、含有碳黑的SiOx、其組合等?？梢酝ㄟ^在美國專利No.5,356,471中所描述的方法沉積這些碳化合物，在此通過引用并入該專利的公開內(nèi)容。
在其他可選擇的方法中，可以通過固態(tài)聚合薄膜，如那些具有高芳香族含量的含有聚芳酯、聚丙烯腈、聚對亞苯基二甲基等的固態(tài)聚合薄膜的改性形成碳薄膜層。此種碳薄膜通過固態(tài)聚合物薄膜的沉積，然后通過高能方法，如熱解作用、離子轟擊等將聚合物薄膜轉(zhuǎn)變?yōu)樘急∧ざ纬伞?br> 然后通過常規(guī)沉積方法，如PVD或者通過美國專利No.5,858,078更詳細(xì)公開的SiO2溶膠凝膠方法在碳層14上形成第一絕緣層16，在此通過引用并入該專利的公開內(nèi)容。
所形成的絕緣層16具有能賦予干涉薄膜10以色移性能的有效光學(xué)厚度。該光學(xué)厚度是由產(chǎn)品的nd所定義的公知光學(xué)參數(shù)，其中n是層的折射率，d是層的物理厚度。通常層的光學(xué)厚度以四分之一波長光學(xué)厚度(QWOT)表示，QWOT等于4nd/λ，其中的λ為定義QWOT條件時的波長。所形成的絕緣層16具有在特別指定波長的多個四分之一波長光學(xué)厚度。在大約400-700nm的指定波長，該光學(xué)厚度范圍可以從大約2QWOT至大約9QWOT，優(yōu)選在大約400-600nm的指定波長，該光學(xué)厚度為大約2QWOT至大約6QWOT。因此，絕緣層16的物理厚度在大約138nm至大約1086nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選從大約140nm至大約725nm。
用于形成絕緣層16的絕緣材料可以具有“低”折射率，在此將低折射率定義為約1.65或更低的折射率，或者可以具有“高”折射率，在此將高折射率定義為大于約1.65的折射率。優(yōu)選所使用的絕緣材料具有大約1.38至大約2.3的折射率?？梢允褂玫牟煌慕^緣材料包括無機(jī)材料，如金屬氧化物、金屬氟化物、金屬硫化物、金屬氮化物、金屬碳化物及其組合等，以及有機(jī)絕緣材料。這些材料易于獲得并且易于通過物理或化學(xué)蒸氣沉積方法使用。
可以使用的合適的低折射率的絕緣材料的非限定性例子包括二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、金屬氟化物，例如氟化鎂(MgF2)、氟化鋁(AlF3)、氟化鈰(CeF3)、氟化鑭(LaF3)、鈉鋁氟化物(例如Na3AlF6或Na5Al3F14)、氟化釹(NdF3)、氟化釤(SmF3)、氟化鋇(BaF2)、氟化鈣(CaF2)、氟化鋰(LiF)，及其組合或折射率約為1.65或更低的任何其他低折射率的材料。例如，可以采用有機(jī)單體和聚合物作為低折射率材料，包括二烯烴或烯烴例如丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸酯)、全氟代烯烴的聚合物、聚四氟乙烯(TEFLON)、氟代乙丙烯(FEP)聚合物、聚對亞苯基二甲基、對二甲苯及其組合等。此外，上述材料包括可以通過美國專利No.5,877,895描述的方法沉積的蒸發(fā)、縮合和交聯(lián)的透明丙烯酸酯層，在此通過引用并入該專利的公開內(nèi)容。
適合的高折射率絕緣材料包括硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋯(ZrO)、二氧化鈦(TiO2)、氧化銦(In2O3)、氧化銦錫(ITO)、五氧化二鉭(Ta2O5)、二氧化鈰(CeO2)、氧化釔(Y2O3)、氧化銪(Eu2O3)、氧化鐵例如四氧化三鐵(Fe3O4)和三氧化二鐵(Fe2O3)、氮化鉿(HfN)、碳化鉿(HfC)、氧化鉿(HfO2)、氧化鑭(La2O3)、氧化鎂(MgO)、氧化釹(Nd2O3)、氧化鐠(Pr6O11)、氧化釤(Sm2O3)、氧化銻(Sb2O3)、碳化硅(SiC)、一氧化硅(SiO)、氮化硅(Si3N4)、三氧化硒(Se2O3)、氧化錫(SnO2)、三氧化鎢(WO3)及其組合等。
優(yōu)選用于本發(fā)明的絕緣材料包括SiOx材料，如二氧化硅、一氧化硅以及組合，其中的x在1和2之間?？梢酝ㄟ^在O2氣存在的條件下沉積SiO形成SiO2。其他優(yōu)選的絕緣材料包括MgF2、Al2O3及其組合。
通過常規(guī)沉積方法如PVD在絕緣層16上形成干涉薄膜10的第二碳層18，以獲得三層干涉薄膜10?？梢詮呐c上文所討論的用于碳層16的相同的來源和以相同的厚度形成碳層18。然后以多個色移的干涉薄片的形式將薄膜10從網(wǎng)狀材料12上除下來，可以將除下來的薄片加入顏料介質(zhì)中用作具有色移性能的著色劑。顏料介質(zhì)可以包括各種聚合的組合物或有機(jī)粘合劑，如丙烯酸蜜胺、聚氨酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂、環(huán)氧樹脂類、苯乙烯及其混合物，以及其他諸如油墨和油漆制劑領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的物質(zhì)，特別包括那些聚酯樹脂基的物質(zhì)?；蛘?，可以以火印箔片的形式從網(wǎng)狀材料12上將薄膜10除下來。作為舉例，另外一種選擇是使底材與在防偽標(biāo)簽中所使用的光學(xué)疊層接觸。
圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的一個具有色移性能的干涉薄膜20形式的五層涂層設(shè)計。薄膜20具有一個與薄膜10對應(yīng)的三層內(nèi)部涂層結(jié)構(gòu)，包括碳層14，第一絕緣層16和另一個碳層18。該內(nèi)部涂層結(jié)構(gòu)介于第二絕緣層22和第三絕緣層24之間?？梢允褂门c上文討論的用于薄膜10的相同的材料和以相同的厚度范圍形成薄膜20的碳層和絕緣層。
通過以常規(guī)的方法，如PVD在網(wǎng)狀材料12上形成絕緣層22，然后通過沉積碳層14、絕緣層16和碳層18制造薄膜20。然后通過沉積方法在碳層18上形成絕緣層24以完成薄膜20。為制造多個干涉薄片或箔片，然后將薄膜20從網(wǎng)狀材料12上除下來，干涉薄片或箔片可以加入顏料介質(zhì)中用作具有色移性能的著色劑。
圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的一個具有色移性能的干涉薄膜30形式的三層涂層設(shè)計。薄膜30包括一個第一絕緣層32、在第一絕緣層上面的碳層34和在碳層34上面的第二絕緣層36。可以使用與上文討論的用于薄膜10的相同的材料和以相同的厚度范圍形成薄膜30的碳層和絕緣層。
通過以常規(guī)的沉積方法在網(wǎng)狀材料12上形成絕緣層32，然后沉積碳層34和絕緣層36制造薄膜30。為制造多個干涉薄片或箔片，然后將薄膜30從網(wǎng)狀材料12上除下來。
應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)使用SiO2或其他具有類似折射率的絕緣材料形成薄膜30上的絕緣層時，該薄膜在油漆或油墨中作為色移顏料通常會表現(xiàn)出降低的功能。這是因為如果將薄膜磨成顏料并加入顏料介質(zhì)中以形成油漆或油墨，SiO2層將具有與介質(zhì)十分近似的幾乎相同的折射率，使油墨或油漆具有碳的暗灰色。但是，如果選擇更高折射率的材料作為絕緣層，仍將因為外面的絕緣層與周圍顏料介質(zhì)的折射率不同而產(chǎn)生顏色。而且，如果使用折射率更高的介質(zhì)，那么為了獲得薄片外層與介質(zhì)之間最大的折射率差，優(yōu)選SiO2或其他折射率低于介質(zhì)的絕緣材料。
相反，雖然圖2所示薄膜20的實施方案的折光率匹配方式與薄膜30相同，但如果使用SiO2絕緣層，薄膜20的核心光學(xué)結(jié)構(gòu)C/SiO2/C仍是產(chǎn)生顏色的干涉功能部件。在這種情況下，外面的SiO2層將起到核心光學(xué)結(jié)構(gòu)C/SiO2/C的保護(hù)層的作用。對于在輸送系統(tǒng)中可能受到腐蝕的油漆或油墨組合物，SiO2外層將防止對產(chǎn)生顏色的核心光學(xué)結(jié)構(gòu)的腐蝕。因此，油漆或油墨組合物的顏色將更耐久。
圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的一個具有色移性能的干涉薄膜40形式的五層涂層設(shè)計。薄膜40具有一個與薄膜30對應(yīng)的三層內(nèi)部涂層結(jié)構(gòu)，包括絕緣層32，第一碳層34和另一個絕緣層36。該內(nèi)部涂層結(jié)構(gòu)介于第二碳層42和第三碳層44之間?？梢允褂门c上文討論的用于薄膜10的相同的材料和以相同的厚度范圍形成薄膜40的碳層和絕緣層。
通過以常規(guī)的方法在網(wǎng)狀材料12上形成碳層42，然后沉積絕緣層32、碳層34和絕緣層36制造薄膜40。然后通過沉積方法在絕緣層36上形成碳層44以完成薄膜40。為制造多個干涉薄片或箔片，然后將薄膜40從網(wǎng)狀材料12上除下來，干涉薄片或箔片可以加入顏料介質(zhì)中用作著色劑。
在網(wǎng)狀材料12上形成圖1-4所示類型的多層干涉薄膜后，通過使用一種溶劑可以將干涉薄膜從網(wǎng)狀材料12上除下，形成任何表面尺寸在大約2至大約200微米的薄片或片晶。也可以根據(jù)需要進(jìn)一步減小薄片的尺寸。例如，可以對薄片進(jìn)行氣流研磨，在不損害它們理想的顏色特性的情況下將它們的尺寸減小到大約2-5微米。然后可以以常規(guī)的方法將色移薄片分散到如油漆、油墨或化妝品制劑等顏料介質(zhì)中應(yīng)用。
作為選擇，可以根據(jù)本發(fā)明通過在網(wǎng)狀材料的上表面上形成至少一個第一碳層或絕緣材料層，并從網(wǎng)狀材料上除下第一層以獲得多個薄片來制造色移干涉顏料。然后用基本包裹薄片的一種或多種其他的碳或絕緣材料層涂布薄片，其中相鄰的其他層由與第一層不同的材料形成。例如，通過這種方法形成的圖1所示的薄片結(jié)構(gòu)將包括一個絕緣層16，形成包裹絕緣層16的基本連續(xù)的碳涂層的碳層14和18。通過這種方法形成的圖2所示的薄片結(jié)構(gòu)將包括形成包裹碳涂層的基本連續(xù)涂層的絕緣層22和24。或者，可以在網(wǎng)狀材料上形成如圖1所示的薄膜10并以薄片的形式除去薄膜，用形成基本連續(xù)涂層的絕緣層22和24包裹薄片。類似地，通過這種方法所形成的圖3所示的薄片結(jié)構(gòu)將包括一個碳層34，形成包裹碳層34的基本連續(xù)絕緣涂層的絕緣層32和36。通過這種方法形成的圖4所示的薄片結(jié)構(gòu)將包括形成包裹絕緣涂層的基本連續(xù)涂層的碳層42和44?；蛘?，可以在網(wǎng)狀材料上形成如圖3所示的薄膜30并以薄片的形式除去薄膜，用形成基本連續(xù)涂層的碳層42和44包裹薄片。
在圖4所示實施方案的另一種可選擇的實施方案中，可以用基本包裹絕緣層32和36的其他絕緣層涂布由圖3的薄膜30所形成的干涉薄片，其中其他的絕緣層的折射率與絕緣層32和32的折射率不同。
1999年9月3日提交的待審的美國專利申請No.09/389,962公開了用一種或多種層涂布薄片的適當(dāng)?shù)姆椒ǎ搶＠暾埖拿Q為“制備改進(jìn)的干涉顏料的方法和設(shè)備”，在此通過引用并入該專利申請。
可以選擇性地將色移薄片與其他具有不同的色彩、色度和亮度的顏料薄片、微粒或染料混合以獲得需要的彩色特性。例如，本發(fā)明的薄片可以與其他干涉型或非干涉型的常規(guī)顏料混合，產(chǎn)生其他顏色?？梢詫⒈景l(fā)明的薄片與不色移的高色度或高反射片晶結(jié)合以獲得獨特的顏色效果，如MgF2/Al/MgF2片晶或SiO2/Al/SiO2片晶。其他可以與本發(fā)明的顏料組合物混合的合適的添加劑包括薄層狀顏料，如鋁薄片、石墨薄片、玻璃薄片、氧化鐵薄片、氮化硼薄片、云母薄片、基于TiO2涂層的干涉云母薄片、基于多層片狀的硅化基材的干涉顏料、金屬-絕緣材料或全絕緣材料的干涉顏料等，以及非薄層狀顏料，如鋁粉、碳黑、群青、鈷基顏料、有機(jī)顏料或染料、金紅石或尖晶石基無機(jī)顏料、天然顏料、無機(jī)顏料，如二氧化鈦、滑石粉、瓷土等及其各種混合物。例如，可以加入如鋁粉或碳黑顏料以控制亮度和其他顏色特性。
通過使用圖1-4所示的本發(fā)明的涂層設(shè)計，能夠制造高色度的著色劑，其中人類的眼睛能夠看到變化的色彩效果。因此，使用含有本發(fā)明的色移薄片的油漆著色的物品將隨著視角或物體相對觀察眼睛的角度的變化而改變顏色。雖然本發(fā)明的所有涂層設(shè)計均具有隨視角改變而色移的性能，但使用低折射率絕緣材料的設(shè)計傾向于具有最大的色差或顏色變化。
通過利用根據(jù)本發(fā)明的高色度薄膜薄片的集合獲得著色劑的彩色特性，其中的薄片對入射到薄片表面的光線產(chǎn)生預(yù)定的光學(xué)響應(yīng)。本發(fā)明的色移薄片具有寬范圍的色移性能，包括隨視角的改變在色度(顏色純度的程度)上的較大變化和色澤(相對顏色)上的較大變化。例如，使用本發(fā)明的干涉薄片的顏料組合物可以具有如品紅-綠色、金色-綠色、金色-青色等色移。
本發(fā)明的色移薄片可以很容易且經(jīng)濟(jì)地用于如油漆和油墨等著色劑中，用于針對物體和紙張的各種用途。此類物體和紙張的例子包括機(jī)動運輸工具、貨幣和證券文件、家用電器、建筑結(jié)構(gòu)、地板、體育用品、電子組件/外殼、玩具等。
此外，本發(fā)明的碳基干涉顏料和箔片特別適合用于金屬或金屬化合物在環(huán)境中不穩(wěn)定，或者由于因金屬或金屬化合物固有的毒性而受到規(guī)章的限制以及因應(yīng)用的性質(zhì)而使金屬或金屬化合物不符和需要的應(yīng)用中。
下面的實施例是為了說明本發(fā)明而給出，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。實施例 1通過在2密爾的聚酯網(wǎng)狀材料上沉積含有SiOx的第一絕緣層(在615nm處4QWOT)制造根據(jù)本發(fā)明的具有五層設(shè)計的色移干涉薄膜，其中的網(wǎng)狀材料上涂布了有機(jī)釋放層硬膜。在第一絕緣層上沉積厚度為250的碳層，然后是SiOx第二絕緣層(在615nm處4QWOT)。此后，在第二絕緣層上沉積厚度為250的第二碳層，然后沉積SiOx第三絕緣層(在615nm處4QWOT)。因此，薄膜的涂層設(shè)計為SiOx/C/SiOx/C/SiOx。
在2×10-4乇的氧氣氣氛下，通過電子束沉積形成SiOx(SiO2)層。在1×10-5乇或更低的壓力下通過電子束沉積形成碳層，其中在7kv電壓下使用0.3-0.4A的電子槍電流和銅制坩堝。在SiOx和碳沉積中，物料源與底材之間的距離均為76cm。
通過使用丙酮噴涂溶解硬膜從聚酯網(wǎng)狀材料上釋放薄膜材料。由于硬膜從聚酯網(wǎng)狀材料上溶解，這樣就制備了多個具有上述涂層設(shè)計的薄片。通過將Branston超聲波角的尖端放入液體中將這些仍然處于丙酮液體中的薄片研磨至適當(dāng)?shù)某叽?。幾分鐘以后，停止研磨程序。從溶劑中過濾薄片，然后以大約25重量％的濃度再次分散在丙烯酸蜜胺粘合劑中形成油漆。然后將油漆噴涂在金屬板上用于顏色表征。
使用配備多角度幾何結(jié)構(gòu)的Zeiss彩色測量儀測量噴漆的金屬板的彩色參數(shù)，彩色參數(shù)是處于光澤角度內(nèi)的視角的函數(shù)。隨著角度的改變，色度值在36至67范圍內(nèi)。在正常的入射視角，涂漆的金屬板為品紅色，隨著視角的改變，變?yōu)榧t色，然后是黃色，在很高的反射角度時最終為綠色。
因為碳基的干涉設(shè)計是稍微透明的，發(fā)現(xiàn)了由于一種顏料覆蓋另一種顏料的相加作用使得加入了這些碳基顏料的油漆樣品的彩色性能很好。換句話說，一種加入了此種顏料的錨漆的彩色性能優(yōu)于制造顏料的單一的薄箔片的彩色性能。實施例2
按照實施例1中所描述的程序制造一種具有五層設(shè)計的色移干涉薄膜，不同之處是在涂層設(shè)計中，全部三個SiO2層是在515nm處為4QWOT。碳層的厚度為250。將由此種薄膜制造的薄片分散在丙烯酸蜜胺粘合劑中形成油漆，將該油漆噴涂在金屬板上用于色彩表征。然后將一種透明的噴涂外涂層涂敷到部分涂漆的金屬板上。
在正常的入射視角，涂漆的金屬板的顏色為金色，在大約45度視角轉(zhuǎn)變?yōu)榍嗌?br> 在Zeiss儀上的彩色表征表明涂漆的金屬板具有大約50-55的色度值，用透明的噴涂外涂層涂敷的部分具有55-60的更高的色度。實施例3開發(fā)了具有根據(jù)本發(fā)明的三層涂層結(jié)構(gòu)的理論色移薄片，該色移薄片具有下列基本涂層設(shè)計PET/C/SiO2/C/空氣，其中的SiO2層在550nm具有4QWOT，碳層的厚度在25至1,000范圍。通過繪制全反射率相對入射光波長的曲線評價碳層厚度分別為25、250、500和1,000的四種不同的薄片結(jié)構(gòu)。圖5是表示在不同的入射光波長下四種薄片結(jié)構(gòu)的反射率特性曲線。如圖5中的曲線所示，雖然所有薄片結(jié)構(gòu)具有至少部分色移特性，但當(dāng)使用硅絕緣層時，理想的碳層厚度似乎是250。雖然該全反射率適用于在PET底材上的設(shè)計，但如果用于聚合介質(zhì)上，當(dāng)介質(zhì)置于光學(xué)疊層的兩面時，這些設(shè)計將具有類似的反射率。實施例4開發(fā)了具有根據(jù)本發(fā)明的五層涂層結(jié)構(gòu)的理論色移薄片，該色移薄片具有下列基本涂層設(shè)計PET/SiO2/C/SiO2/C/SiO2空氣，其中的SiO2層在550nm具有4QWOT，碳層的厚度在25至1,000范圍。通過繪制全反射率相對入射光波長的曲線評價碳層厚度分別為25、250、500和1,000的四種不同的薄片結(jié)構(gòu)。圖6是表示在不同的入射光波長下四種薄片結(jié)構(gòu)的反射率特性的曲線。如圖6中的曲線所示，雖然所有薄片結(jié)構(gòu)具有至少部分色移特性，但當(dāng)使用硅絕緣層時，理想的碳層厚度似乎是250。實施例5開發(fā)了具有根據(jù)本發(fā)明的五層涂層結(jié)構(gòu)的理論色移薄片，該色移薄片具有下列基本涂層設(shè)計PET/C/SiO2/C/SiO2/C/空氣，其中的SiO2層在550nm具有4QWOT，碳層的厚度在25至1,000范圍。通過繪制全反射率相對入射光波長的曲線評價碳層厚度分別為25、250、500和1,000的四種不同的薄片結(jié)構(gòu)。圖7是表示在不同的入射光波長下四種薄片結(jié)構(gòu)的反射率特性的曲線。如圖7中的曲線所示，雖然所有薄片結(jié)構(gòu)具有至少部分色移特性，但當(dāng)使用硅絕緣層時，理想的碳層厚度似乎是250。
下表1和2給出了用于從理論上計算上述圖5、圖6和圖7中的反射率曲線的折射率數(shù)據(jù)，其中的n是折射率的實部，k是消光系數(shù)(即，折射率的虛部)。消光系數(shù)通過下列關(guān)系與吸光系數(shù)(α)相關(guān)k＝αλ/4π，其中λ是真空波長。
采用的SiO2的折射率如下
基于在此所公開的內(nèi)容，當(dāng)沉積的碳具有與實施例5中所公開的內(nèi)容不同的折射率和吸光系數(shù)時，以實施例1-5所公開的方式適當(dāng)?shù)馗淖兲紝拥暮穸葘τ诠鈱W(xué)薄膜設(shè)計和沉積領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。實施例6通過制造最簡單的涂層設(shè)計結(jié)構(gòu)，碳/絕緣層/碳說明具有不同的折射率和色散值的碳化合物的重要性。圖8是表示不同形式碳的該設(shè)計結(jié)構(gòu)在不同的入射光波長的反射特性的曲線。下表3-9歸納了不同形式的碳的光學(xué)常數(shù)范圍。特別地，圖8表示C/SiO2/C型的涂層設(shè)計的理論性能，其中碳具有30nm的物理厚度，SiO2具有大約350nm的物理厚度(即，波長為508nm的四分之一波長光學(xué)厚度)。
圖8中標(biāo)號為C1的曲線，其相應(yīng)于具有列于表3中光學(xué)常數(shù)的石墨，具有最大的全反射動態(tài)范圍，并將表現(xiàn)出最大的可觀察的反射色移。在正常的入射角，該指定反射560nm的綠色光，并隨入射光角度的增加消除對短波(藍(lán)色反射色)的變換。
圖8中的曲線C2和C3表明其他形式的碳，如類金剛石碳具有低動態(tài)顏色范圍以及在約450nm附近的全反射率最低值與508nm附近的全反射率最高值之間平緩的峰斜率，其相應(yīng)的光學(xué)常數(shù)列于表4和5中，其中的吸光系數(shù)低于大約0.1。這導(dǎo)致在入射角增大時表現(xiàn)出較少的顏色與顏色的變換。
由圖8中的曲線C4-C7所表示的其他形式的碳的全反射率的中間動態(tài)范圍分布在曲線C1和C2、C3之間，其相應(yīng)的光學(xué)常數(shù)列于表6-9。
假定在折射率和吸光系數(shù)中沒有色散。
本發(fā)明可以包括其他特定的形式，而不偏離其精神或必要特征。無論從哪一點來看，所公開的實施方案應(yīng)被視為示例性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定而非上文的描述。處于權(quán)利要求的含義和等同范圍內(nèi)的所有修改均包括在權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種色移多層干涉薄膜，包括第一碳層；處于第一碳層上的第一絕緣層；和處于第一絕緣層上的第二碳層；其中第一絕緣層在指定的波長處具有隨著入射光的角度或視角的變化產(chǎn)生色移的光學(xué)厚度。
2.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中的第一和第二碳層均具有從大約25埃至大約1000埃的物理厚度。
3.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中第一和第二碳層具有相同的物理厚度。
4.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中第一絕緣層在從大約400nm至大約700nm的指定波長，具有從大約2QWOT至大約9QWOT的光學(xué)厚度。
5.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中第一絕緣層具有大約1.65或更低的折射率。
6.權(quán)利要求5所述的干涉薄膜，其中第一絕緣層包含選自由二氧化硅、氧化鋁、氟化鎂、氟化鋁、氟化鈰、氟化鑭、鈉鋁氟化物、氟化釹、氟化釤、氟化鋇、氟化鈣、氟化鋰及其組合所組成的組中的材料。
7.權(quán)利要求5所述的干涉薄膜，其中的第一絕緣層包含選自由丙烯酸酯、全氟烯烴聚合物、聚四氟乙烯、聚對亞苯基二甲基、聚合的氟化乙烯丙烯及其組合所組成的組中的材料。
8.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中的第一絕緣層具有高于大約1.65的折射率。
9.權(quán)利要求8所述的干涉薄膜，其中的第一絕緣層包含選自由硫化鋅、氧化鋅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化銦、氧化銦錫、五氧化二鉭、二氧化鈰、氧化釔、氧化銪、氧化鐵、氮化鉿、碳化鉿、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎂、氧化釹、氧化鐠、氧化釤、三氧化銻、碳化硅、氮化硅、一氧化硅、三氧化硒、氧化錫、三氧化鎢及其組合所組成的組中的材料。
10.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中的第一絕緣層具有從大約1.38至大約2.3的折射率。
11.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中的薄膜形成多個多層干涉薄片。
12.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中的薄膜形成火印箔片。
13.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，還包括處于第一碳層上的第二絕緣層以及處于第二碳層上的第三絕緣層。
14.權(quán)利要求13所述的干涉薄膜，其中的第二和第三絕緣層在從大約400nm至大約700nm的指定波長，均具有從大約2QWOT至9QWOT的光學(xué)厚度。
15.權(quán)利要求13所述的干涉薄膜，其中的第一、第二和第三絕緣層具有相同的光學(xué)厚度。
16.權(quán)利要求13所述的干涉薄膜，其中的第一、第二和第三絕緣層均具有從大約1.38至大約2.3的折射率。
17.權(quán)利要求16所述的干涉薄膜，其中的第一、第二和第三絕緣層由選自由一氧化硅、二氧化硅及其組合所組成的組中的材料組成。
18.權(quán)利要求13所述的干涉薄膜，其中的第一、第二和第三絕緣層由相同的材料組成。
19.權(quán)利要求13所述的干涉薄膜，其中的薄膜形成多個多層干涉薄片或火印箔片。
20.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中至少一個碳層具有高于大約1.5的折射率。
21.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中至少一個碳層具有從大約0.1至大約10的折射率與吸光系數(shù)的比。
22.權(quán)利要求1所述的干涉薄膜，其中第一和第二碳層形成包裹第一絕緣層的基本連續(xù)的涂層。
23.權(quán)利要求13所述的干涉薄膜，其中的第二和第三絕緣層形成包裹第一和第二碳層的基本連續(xù)的涂層。
24.一種色移多層干涉薄膜，包括第一絕緣層；處于第一絕緣層上的第一碳層；和處于第一碳層上的第二絕緣層；其中第一和第二絕緣層在指定的波長處均具有隨著入射光的角度或視角的變化產(chǎn)生色移的光學(xué)厚度。
25.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，其中的第一碳層均具有從大約25埃至大約1000埃的物理厚度。
26.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層在從大約400nm至大約700nm的指定波長，均具有從大約2QWOT至大約9QWOT的光學(xué)厚度。
27.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，其中第一和第二絕緣層均具有大約1.65或更低的折射率。
28.權(quán)利要求27所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層包含選自由二氧化硅、氧化鋁、氟化鎂、氟化鋁、氟化鈰、氟化鑭、鈉鋁氟化物、氟化釹、氟化釤、氟化鋇、氟化鈣、氟化鋰及其組合所組成的組中的材料。
29.權(quán)利要求27所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層包含選自由丙烯酸酯、全氟烯烴、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯及其組合所組成的組中的材料。
30.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層具有高于大約1.65的折射率。
31.權(quán)利要求30所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層包含選自由硫化鋅、氧化鋅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化銦、氧化銦錫、五氧化二鉭、二氧化鈰、氧化釔、氧化銪、氧化鐵、氮化鉿、碳化鉿、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎂、氧化釹、氧化鐠、氧化釤、三氧化銻、碳化硅、氮化硅、一氧化硅、三氧化硒、氧化錫、三氧化鎢及其組合所組成的組中的材料。
32.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層均具有從大約1.38至大約2.3的折射率。
33.權(quán)利要求32所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層由選自由一氧化硅、二氧化硅及其組合所組成的組中的材料組成。
34.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，其中的薄膜形成多個多層干涉薄片或火印箔片。
35.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，還包括處于第一絕緣層上的第二碳層以及處于第二絕緣層上的第三碳層。
36.權(quán)利要求35所述的干涉薄膜，其中的第二和第三碳層具有從大約25埃至大約1000埃的物理厚度。
37.權(quán)利要求35所述的干涉薄膜，其中的第一、第二和第三碳層具有相同的物理厚度。
38.權(quán)利要求35所述的干涉薄膜，其中的薄膜形成多個多層干涉薄片或火印箔片。
39.權(quán)利要求35所述的干涉薄膜，其中的至少一個碳層具有高于大約1.5的折射率。
40.權(quán)利要求35所述的干涉薄膜，其中至少一個碳層具有從大約0.1至大約10的折射率與吸光系數(shù)的比。
41.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，其中的第一和第二絕緣層形成包裹第一碳層的基本連續(xù)的涂層。
42.權(quán)利要求35所述的干涉薄膜，其中的第二和第三碳層形成包裹第一和第二絕緣層的基本連續(xù)的涂層。
43.權(quán)利要求24所述的干涉薄膜，還包括基本上包裹第一和第二絕緣層的第三絕緣層，其中第三絕緣層的折射率不同于第一和第二絕緣層的折射率。
44.一種色移顏料組合物，包括一種顏料介質(zhì)；和分散在顏料介質(zhì)中的多個色移多層干涉薄片，每個干涉薄片包括第一碳層；處于第一碳層上的第一絕緣層；和處于第一絕緣層上的碳層；其中第一絕緣層在指定的波長處具有能夠隨著入射光的角度或視角的變化產(chǎn)生色移的光學(xué)厚度。
45.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的顏料介質(zhì)包含選自由丙烯酸蜜胺、聚氨酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂、環(huán)氧樹脂類、苯乙烯、聚酯樹脂基的墨水和油墨制劑及其混合物所組成的組中的材料。
46.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的第一和第二碳層均具有從大約200埃至大約500埃的物理厚度。
47.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中第一絕緣層在從大約400nm至大約600nm的指定波長，具有從大約2QWOT至大約6QWOT的光學(xué)厚度。
48.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的第一絕緣層包含選自由二氧化硅、氧化鋁、氟化鎂、氟化鋁、氟化鈰、氟化鑭、鈉鋁氟化物、氟化釹、氟化釤、氟化鋇、氟化鈣、氟化鋰及其組合所組成的組中的材料。
49.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的第一絕緣層包含選自由丙烯酸酯、全氟烯烴聚合物、聚四氟乙烯、氟化的乙烯丙烯聚合物、聚對亞苯基二甲基及其組合所組成的組中的材料。
50.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的第一絕緣層包含選自由硫化鋅、氧化鋅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化銦、氧化銦錫、五氧化二鉭、二氧化鈰、氧化釔、氧化銪、氧化鐵、氮化鉿、碳化鉿、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎂、氧化釹、氧化鐠、氧化釤、三氧化銻、碳化硅、氮化硅、一氧化硅、三氧化硒、氧化錫、三氧化鎢及其組合所組成的組中的材料。
51.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的第一絕緣層具有從大約1.38至大約2.3的折射率。
52.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的干涉薄片還包括處于第一碳層上的第二絕緣層以及處于第二碳層上的第三絕緣層。
53.權(quán)利要求52所述的顏料組合物，其中的第一、第二和第三絕緣層具有相同的光學(xué)厚度。
54.權(quán)利要求52所述的顏料組合物，其中的第一、第二和第三絕緣層由相同的材料組成。
55.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，還包含選自由薄層狀顏料、非薄層狀顏料、高色度片晶、高反射片晶及其混合物所組成的組的添加材料。
56.權(quán)利要求55所述的顏料組合物，其中的薄層狀顏料選自由鋁薄片、石墨薄片、云母薄片、玻璃薄片、氧化鐵薄片、氮化硼薄片、基于TiO2涂層的干涉云母薄片、基于多層片狀的硅化基材的干涉顏料、金屬-絕緣材料或全絕緣材料的干涉顏料及其混合物所組成的組。
57.權(quán)利要求55所述的顏料組合物，其中的非薄層狀顏料選自由無機(jī)顏料、鋁粉、碳黑、群青、鈷基顏料、金紅石或尖晶石基無機(jī)顏料、天然顏料、有機(jī)顏料或染料及其混合物所組成的組。
58.權(quán)利要求55所述的顏料組合物，其中的高反射片晶是MgF2/Al/MgF2片晶或SiO2/Al/SiO2片晶。
59.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中至少一個碳層具有高于大約1.5的折射率。
60.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中至少一個碳層具有從大約0.1至大約1.0的折射率與吸光系數(shù)的比。
61.權(quán)利要求44所述的顏料組合物，其中的第一和第二碳層形成包裹第一絕緣層的基本連續(xù)的涂層。
62.權(quán)利要求52所述的顏料組合物，其中的第二和第三絕緣層形成包裹第一和第二碳層的基本連續(xù)的涂層。
63.一種色移顏料組合物，包括一種顏料介質(zhì)；和分散在顏料介質(zhì)中的多個色移多層干涉薄片，每個干涉薄片包括第一絕緣層；處于第一絕緣層上的第一碳層；和處于第一碳層上的第二絕緣層；其中第一和第二絕緣層在指定的波長處具有能夠隨著入射光的角度或視角的變化產(chǎn)生色移的光學(xué)厚度。
64.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的顏料介質(zhì)包含選自由丙烯酸蜜胺、聚氨酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂、環(huán)氧樹脂類、苯乙烯、聚酯樹脂基的墨水和油墨制劑及其混合物所組成的組中的材料。
65.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的第一碳層具有從大約200埃至大約500埃的物理厚度。
66.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的第一和第二絕緣層在從大約400nm至大約600nm的指定波長，均具有從大約2QWOT至大約6QWOT的光學(xué)厚度。
67.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的第一和第二絕緣層包含選自由二氧化硅、氧化鋁、氟化鎂、氟化鋁、氟化鈰、氟化鑭、鈉鋁氟化物、氟化釹、氟化釤、氟化鋇、氟化鈣、氟化鋰及其組合所組成的組中的材料。
68.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的第一和第二絕緣層包含選自由丙烯酸酯、全氟烯烴聚合物、聚四氟乙烯、氟化的乙烯丙烯聚合物、聚對亞苯基二甲基及其組合所組成的組中的材料。
69.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的第一和第二絕緣層包含選自由硫化鋅、氧化鋅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化銦、氧化銦錫、五氧化二鉭、二氧化鈰、氧化釔、氧化銪、氧化鐵、氮化鉿、碳化鉿、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎂、氧化釹、氧化鐠、氧化釤、三氧化銻、碳化硅、氮化硅、一氧化硅、三氧化硒、氧化錫、三氧化鎢及其組合所組成的組中的材料。
70.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的第一和第二絕緣層均具有從大約1.38至大約2.3的折射率。
71.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的干涉薄片還包括處于第一絕緣層上的第二碳層以及處于第二絕緣層上的第三碳層。
72.權(quán)利要求71所述的干涉薄膜，其中的第一、第二和第三碳層具有相同的物理厚度。
73.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，還包含選自由薄層狀顏料、非薄層狀顏料、高色度片晶、高反射片晶及其混合物所組成的組中的添加材料。
74.權(quán)利要求73所述的顏料組合物，其中的薄層狀顏料選自由鋁薄片、石墨薄片、云母薄片、玻璃薄片、氧化鐵薄片、氮化硼薄片、基于TiO2涂層的干涉云母薄片、基于多層片狀硅化基材的干涉顏料、金屬-絕緣材料或全絕緣材料的干涉顏料及其混合物所組成的組。
75.權(quán)利要求73所述的顏料組合物，其中的非薄層狀顏料選自由無機(jī)顏料、鋁粉、碳黑、群青、鈷基顏料、金紅石或尖晶石基無機(jī)顏料、天然顏料、有機(jī)顏料或染料及其混合物所組成的組。
76.權(quán)利要求73所述的顏料組合物，其中的高反射片晶是MgF2/Al/MgF2片晶或SiO2/Al/SiO2片晶。
77.權(quán)利要求71所述的顏料組合物，其中至少一個碳層具有高于大約1.5的折射率。
78.權(quán)利要求71所述的顏料組合物，其中至少一個碳層具有從大約0.1至大約1.0的折射率與吸光系數(shù)的比。
79.權(quán)利要求63所述的顏料組合物，其中的第一和第二絕緣層形成包裹第一絕緣層的基本連續(xù)的涂層。
80.權(quán)利要求71所述的顏料組合物，其中的第二和第三碳層形成包裹第一和第二絕緣層的基本連續(xù)的涂層。
81.一種制造色移干涉顏料的方法，包括下列步驟在網(wǎng)狀材料的上表面上形成第一碳層；在第一碳層上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成第二碳層以形成干涉薄膜；和將干涉薄膜從網(wǎng)狀材料上除下以制造多個多層干涉薄片或箔片。
82.權(quán)利要求81所述的方法，還包括在從網(wǎng)狀材料上除去干涉薄膜前，在第二碳層上形成第二絕緣層以及在第二絕緣層上形成第三碳層的步驟。
83.權(quán)利要求81所述的方法，還包括將干涉薄片與顏料介質(zhì)混合的步驟。
84.權(quán)利要求81所述的方法，還包括用基本包裹第一和第二碳層的第二絕緣層涂布干涉薄片的步驟。
85.一種制造色移干涉顏料的方法，包括下列步驟在網(wǎng)狀材料的上表面上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成第一碳層；在第一碳層上形成第二絕緣層以形成干涉薄膜；和將干涉薄膜從網(wǎng)狀材料上除下以制造多個多層干涉薄片或箔片。
86.權(quán)利要求85所述的方法，還包括在從網(wǎng)狀材料上除去干涉薄膜前，在第二絕緣層上形成第二碳層以及在第二碳層上形成第三絕緣層的步驟。
87.權(quán)利要求85所述的方法，還包括將干涉薄片與顏料介質(zhì)混合的步驟。
88.權(quán)利要求85所述的方法，還包括用基本包裹第一和第二絕緣層的第二碳層涂布干涉薄片的步驟。
89.權(quán)利要求85所述的方法，還包括用基本包裹第一和第二絕緣層的第三絕緣層涂布干涉薄片的步驟，其中第三絕緣層的折射率與第一和第二絕緣層的折射率不同。
90.一種制造色移干涉顏料的方法，包括下列步驟在網(wǎng)狀材料的上表面上形成第一碳層或絕緣層；將第一層從網(wǎng)狀材料上除下以制造多個薄片；用基本包裹薄片的第二層碳或絕緣材料涂布薄片，第二層由與第一層不同的材料形成。
91.權(quán)利要求90所述的方法，還包括將包裹的薄片與顏料介質(zhì)混合的步驟。
92.權(quán)利要求90所述的方法，還包括用基本包裹第二層的一層或多層另外的碳層或絕緣層涂布干涉薄片的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種色移的多層干涉薄膜，可以使用該干涉薄膜制造用于具有色移性能的顏料組合物和著色劑的箔片或薄片。可以將薄片分散在顏料介質(zhì)中形成接下來用于物體、紙張或人的油漆、油墨或化妝品制劑。干涉薄膜的三層和五層設(shè)計包括絕緣材料和各種構(gòu)型的碳的交互層。所形成的絕緣層在指定的波長處具有隨著入射光的角度或視角的改變產(chǎn)生色移的光學(xué)厚度。
文檔編號C23C16/00GK1451029SQ00814584
公開日2003年10月22日 申請日期2000年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月20日
發(fā)明者羅杰·W·菲利普斯 申請人:福來克斯產(chǎn)品公司