CN1266750A - 产生颜色的着色结构 - Google Patents

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Abstract

一种包括下述层的着色结构:设于透光并含透明光亮体的基材上的表面层,每一透明光亮体包括至少两种折射率不同的聚合物交替叠层,每一透明光亮体控制所述交替叠层产生的反射和干涉产生的干涉光及除所述干涉光以外的并通过该交替叠层的透射光,透明光亮体可分散地含于基材中。

Description

产生颜色的着色结构
本发明涉及可成形为诸如板状、片状、薄膜状等任何扁平状的，并可施用于如汽车、建筑和日用品的透光材料。具体讲本发明涉及产生颜色的着色结构，这种结构不仅随角度、深度和厚度变化的具有优异的视觉效果而且也具有优良的设计效果，因为在从入射光源一侧观察和从入射光的对面一侧观察该结构时存在着相当大的色调差异。
一般而言，汽车的最终涂料是单色、金属色或珠光色涂料形式的。单色涂料通过颜料产生预定的色调。金属色涂料含有色颜料和细铝片，从而不仅提供了有色颜料的颜色也具有闪光的设计效果，因为这种铝片反射的不规则的光。珠光色涂料含发色母体涂料和含云母片的透明云母基漆，施于其上的该基漆在云母基涂料反射光和发色母体反射光的作用下不仅提供了类似于金属色涂料所产生的闪光效果，也提供了比金属色涂料更柔和的反射光，其原因是由于云母片的影响。近年来使用一些特定的云母产生了具有随角度而变化的色调的彩虹设计效果。
此外，容器领域、办公室自动化设备领域和家用电器的嵌板领域都出现了三层结构，其中有着色基层、珠光-云母层和透光的表层，它们是按此顺序设置的，从而获得了压塑、吹注塑和babble-吹塑装饰表面。
如上所述，近年来各种工业品的设计质量变化很大。因此需要研制新材料来使表面结构具有不同于金属色和珠光色涂料的新的设计效果。
因此，本发明的目的是提供一种产生颜色的着色结构，由于从入射光源一侧观察该结构和入射光源对面一侧观察该结构时色调有着相当大的差异，所以本发明的结构不仅具有随角度、深度和厚度而变化的色调的优异视觉效果而且也具有好的设计效果。
本发明的另一目的是提供一种包括下述结构的着色结构：
透光基材；
设于基材至少一部分上的层；和
所述层中含的透明的光亮体，每一光亮体包括至少两种折射率不同的聚合物交替叠层，每一光亮体控制来自所述交替叠层所产生的反射和干涉的干涉光及除所述干涉光以外的并通过该交替叠层的透射光。
由于所说光亮体产生的入射光源谱的反射和干涉具有产生至少一种干涉色的着色机理，主要的透射色产生于通过所说光亮体入射光源谱的透射，次要的透射色产生于通过所说基材和所说层而不透过任何光亮体上的入射光源谱的透射。
发明的再一目的是提供一种包括下述结构的着色结构：
透光基材；和
分散地包含于所说层中的透明的光亮体，每一透明的光亮体包括至少两种折射率不同的聚合物交替叠层，每一光亮体控制所述交替叠层产生的反射和干涉所产生的干涉光及除所述干涉光以外的并通过该交替叠层的透射光。
从而着色结构的着色机理是所说光亮体产生的入射光源谱的反射和干涉产生至少一种干涉色，主要的透射色产生于入射光谱源通过所说光亮体的透射，次要的透射色产生于入射光谱源通过所说基材的透射，它们不穿过任何光亮体。
图1A为体现本发明的，产生颜色的着色结构的主要基本形式的剖面图；
图1B为类似于图1A的着色结构的第二基本形式的剖面图；
图1C是说明该着色结构的着色机理的示意图；
图2为说明图1C所示的透明光亮体放大的断面图；
图3A-3B说明光亮体外部结构实例透视图；
图4A-4J是类似于图2的，说明着色结构的结构实例的视图；
图5是类似于图1C的，说明在光亮体中包括着色体层的着色结构着色机理图；
图6A-6H为类似于图4A-4J的，说明着色结构其它结构实例的图；
图7A-7C为类似于图6A-6H的说明着色结构另外的结构实例的图；
参见图1A-1B，基本上以两种不同形式构成了产生颜色的有发明性的着色结构1。一种形式如图1A所示，这种着色结构包括具有透光性的基材30和设置于基材30上的并含有预定浓度透明光亮体10的表面层20。每一透明光亮体10包括交替或有规律重叠的至少有两种有不同折射率的聚合物叠层，将在后面描述。光亮体10控制叠层产生的折射和干涉的干涉光及除干涉光外的透射光。另一形式如图1B所示，此种着色结构包括有透光性的基材40和适当分布于其中的透明光亮体10。
在包括基材30和表面层20的图1A所示的第一种着色结构1中，基材30可以是玻璃或诸如聚乙烯、丙烯酸、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯一类的树脂。基材30可以是可透过波长为380-780nm的可见光的其它透光材料。这些材料没有必要是消色或透明的，但需是半透明或着色的。此外，这些材料还可为纸或织物。基材30可成形为包括有凹/凸面和曲面的诸如薄膜状和板状的各种形式。
设于基材30上的含透明光亮体10的表面层20可为涂料、印墨或粘附剂。应予指出的是印墨型表面层20是通过印刷得到的，粘附剂型的表面层20则是将其置于同样类型或不同类型的基材30间得到的。此外表面层20可以包括设置于基材30上的树脂膜。
优选用具有优异效果的喷涂法涂布含光亮体10的涂料。也可用其它已知的涂布法，例如浸涂法、刷涂、辊涂、淋涂和旋涂。
包括基材40和分散于其中的透明光亮体10的如图1B所示的第二种着色结构形式1是当透明光亮体10材料或聚合物提供了预定的性质，例如耐热性和热收缩性的情况下获得的。此时，将透明光亮体10直接注入并混入基材40的树脂中。将第二种形式的着色结构1成形为板材、片材或薄膜，在成形各种透明树脂模制品时，也可用已知的树脂成形方法成形为欲要的形状，例如用注塑、挤塑和吹塑来混合透明光亮体。基材40并不局限于树脂，可以是纸或纤维中混合有透明光亮体10的无纺织物。
参见图1C，在表面层20或基材40中存在的光亮体10使得其上的入射光即入射光源谱L1从表面层20或基材40上基本上通过两个光路射出。一个光路分成两部分，其中的一部份是与反射/干涉光L2有关的，L2是被分散在表面层20或基材40中的透明光亮体10反射的，并向L1入射一侧离去的L1的一部份。另一部分与透射光L3有关，L3是穿过透明光亮体10并从入射光相反的一侧出来的L1的另一部分。另一光路是直接从入射光相反一侧出来的未射在光亮体10的透射光L0相关的光路。反射/干涉光L2具有可用诸如叠层透明光亮体10的材料或尺寸一类结构特征来确定其波长的干涉色Ci。透射光L3是经相控制的、被去掉反射/干涉光L1的光L1的余光，透射光L3以如反射/干涉光L2同样的方式展现出色调纯度极高的光。
于是，从光源谱L1入射一侧观察着色结构1时，我们主要观察到的是干涉色Ci。另一方面，从入射光相反一侧观察着色结构1时，我们观察到的是穿过透明光亮体10出来的透射光L3的穿透透射色Cp和未射在透明光亮体10上的，直接出来的透射光L0的直接透射色C0的混合色。这就导至了从光源谱L1入射一侧观察着色结构1时和从入射光相反一侧观察着色结构1时色调差别极大。
为了弄清楚着色结构1的透明光亮体10的特点，下面将简单介绍已知的珠光云母颜料。在采用珠光-去母颜料时，为了具有最大的遮盖力，在作基材的半透明或不透明云母上涂覆二氧化钛等材料，此类云母基材上是常覆盖一金属层的。在半透明珠光云母颜料的场合下，入射光线被颜料部分吸收或反射，而大部分以透射光的形式出来，这部分光无论从强度和纯度都低。另一方面，在不透明的珠光云母颜料的情况下，入射光大部分被颜料吸收或反射，几乎没有光出来，这就导致了较高的遮盖力。然而，基材叠层数目少则反射强度不够高，因而不能提供足够强的干涉色。应予指出的是，通过殊光云母颜料的光量越大，则其遮盖力就越小。
透明光亮体10的目的并不在于通过用二氧化钛之类的材料涂半透明或不透明的基材来提高遮盖力，而其目的在于使之遮盖力减至最小。透明光亮体10包括至少具有两种透明聚合物的交替叠层，从而充分利用源于反射和干涉光的着色(干涉色)和源于除反射和干涉以外的光的透射的着色(透射色)来提高设计和装饰效果。
参见图1C，透明光亮体10上的入射光L1一般沿如上所述的两个光路引进。L1的一部分进入透明光亮体10的交替叠层从而产生源于光的反射和干涉的干涉色Ci。由于透明光亮体10是光亮体，所以另一部分L1穿过透明光亮体10，从而形成纯度高的透射光L3。L1的这两部分光线对提供具有高亮度视觉质量，随角度、厚度和透明度而变化的色调的新的着色结构1起着重要的作用。
当从入射光源谱L1入射一侧观察设置在具有透光性并含光亮体10的基材30上的表面层20时，或观察具有透光性并含透明光亮体10的基材40上的表面层20时，我们看到由反射/干涉光L2产生的极强的干涉色Ci得到由光亮体10产生的反射和干涉。另一方面，当从入射光相反一侧观察时，我们则能观察到源于通过透明光亮体10的透射光L3的透射色Cp及源于未射在光亮体10上而直接从基材30或40发出的透射光L0的直接透射色C0的混合色，这表明色调与干涉色Ci的色调不同。事实上，除了源于L2、L3、L0的颜色外，还有因几个透明光亮体10产生的反射和干涉的重叠所形成的复杂光程发出的光产生的颜色，这就构成了复杂的色调改变。因为反射、干涉和透射的减弱，这样发出来的光线在色调变化中所起的作用就相当小了，而干涉色Ci及透射色Cp和Co仍在其中起主导作用。
透明光亮体10不仅产生干涉和透射光，也控制干涉光和透射光。这种控制包括干涉光和透射光强度(即干涉光的反射强度和透射光的透射强度)及反射和透射谱波长峰值方面的随机变化，也涉及光强度和波长种类的改变。通过，如，权利要求4中所述的措施，加宽了光强度和波长的可变范围，按该措施，光亮体10的交替叠层包括含有消色体和着色体中之一种的层。
此外，在透明光亮体10不包括着色材料层及如上所述从入射光源谱L1入射一侧观察着色结构时，我们观察到源于反射/干涉光L2的干涉色Ci所特有的透明色调得到由透明光亮体10产生的反射和干涉。另一方面，由于无干涉色的透射光L3与未射在光亮体10上的直接从入射光相反一侧出来的透射光L0的混合，所以当从入射光相反一侧观察光亮体10时，观察到的是带有与干涉颜色不同色彩的透明色调。
参见图2，透明光亮体10具有如图2所示的剖面，其中包括如两种聚合物11和12的交替叠层。假设聚合物11和12的折射率为na和nb，此两种聚合物的厚度为da和db。为了获得所需要的颜色或波长λ1的干涉色，则必须满足：在na≥1.3而且1.01≤nb/na≤1.40，用λ1＝2(nada+nbdb)来确定主反射峰波长λ1。
满足这样的条件所确定的主反射峰波长λ1不仅可产生覆盖紫-绿-红所有颜色范围的色彩，而且还获得极强的干涉色Ci。上述条件中，na≥1.3源于聚合物11，12的材料特性。条件1.01≤nb/na源于两聚合物交替叠层成形时实际的制备条件，及在可见光范围内肉眼对色调的识别能力。条件nb/na≤1.40也归因于两聚合物交替叠层成形时实际的制备条件。尤其在两聚合物层的光厚度(＝折射率×厚度)相同时，即naba＝nbdb时，获得了最大反射度R。
透明光亮体10的聚合物11和12可为树脂，这包括聚酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、尼龙、聚丙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮、聚对亚苯基苯二酰胺、聚苯硫等，或它们的共聚物树脂或混合树脂，其中选用折射率不同的两种或多种树脂。
虽然未将透明光亮体10的交替叠层数目限于特定数，但考虑到光学性能(反射和干涉，及透明度)和制备，优选5层或5层以上，特别优选10-150层。应予指出的是，如果使用三种或更多的聚合物时，需按预定顺序且不要改变这种顺序来重叠聚合物层。
按已知的多层成形法来成形交替叠层件尔后再压平或切片即可获得包括这种交替叠层的光亮体10。可供选择的制备方法有诸如真空或电子沉积、离子镀和分子束取向生长等物理沉积，处理法，例如浇注、旋涂、等离子聚合和Langluri-Blodgett技术和纺丝法，例如熔纺、湿纺和干纺。其中熔纺法生产效率高，制造成本低，特别适用于制备光亮体10。用特定喷丝嘴的熔体复合纺丝装置进行熔纺形成交替叠层即可获得连续或丝状交替叠层件。然后再将工件经受拉伸处理来获得欲要截面，再切成适于各种需要的预定长度。
就着色结构1而言，用于含透明光亮体10表面层20和含透明光亮体10基材40的材料或其分散介质间的粘结剂非绝对性地选自有透光性的材料，优选具有优异涂覆性能和成膜性能的树脂。这类树脂可以是丙烯酸、醇酸、聚酯、聚氨酯和氨基树脂及异氰酸酯化合物。溶解或扩散树脂和硬化剂的溶剂可是一种一般用途的漆料溶剂，如甲苯、二甲苯、乙酸丁酯、乙酸甲酯、甲乙酮、甲基异丁酮、丁基醇、脂族和芳族烃。此外可用水作无溶制涂料。对溶剂无特别的要求。
就着色结构1而言，光亮体10不仅可含目前常用的已知颜料，例如珠光云母或有机或无机颜料，也可含以前用的添加剂，例如分散剂、增塑剂或表面调节剂。然而，由于色调污浊或混浊现象可能发生，最好避免加入珠光云母或有机或无机颜料。
考虑到反射干涉效果、透明度和涂覆性能，按如权利要求2中所述的量来确定着色结构1中的透明光亮体10的含量，以使表面层20或基材40含0.1-30.0％(重量)的透明光亮体10。如果透明光亮体10的量低于0.1％，在着色结构1中则没有多少着色元素存在，此时难于获得随角度、深度和厚度变化的色调。另一方面，如果此含量超过30％，则颜料浓度便超过了对薄膜和树脂产品常规进行涂覆所规定的浓度，于是在通过涂覆获得表面层20时，倾向于对涂覆薄膜的扩散性能等产生不利影响，在将透明光亮体10直接注射和混合于其中来制备基材40时，对模制品的可成形性、耐磨性和冲击性也有不利影响。
参见图3A，虽然并不将透明光亮体10的外部结构限定到某一特定结构，但优选在两聚合物11，12交替叠层的四周设置覆盖层13，它包括聚合物11，12中的一种聚合物或；或包括与之不同的第三种聚合物，这是为了改善机械强度，例如防止交替叠层剥离和耐磨性以及光泽稳定性和反射强度。可供选择的是，参见图3B，也可设置双层覆盖层14，这包括设置聚合物11，12的组合体，即第一聚合物11和在其四周设置的第二聚合物12。
透明光亮体10的形状优选如权利要求6所述的形状确定，此时光亮体10有如图3A所示的大致矩形的截面，其中假定垂直于交替叠层表面的表面一侧的长度A等于1，平行于此表面一侧的截面的长度B在0.8-25之间，透明光亮体10的长度L在0.8-4,000之间。在用涂覆法制备表面层20时既获得了来自反射和干涉的颜色也获得了来自透色光的颜色，而对光亮体10的产率没有不利影响，在将透明光亮体10直接注射和混合于其中制备基材40时，对可成形性也无不利影响。
尤其是，如果长度B和A之比，长度L和A之比两者均小于0.8的话，在基材30上成形含光亮体10的表面层20或另外的表面层时，沿光入射方向上透明光亮体10的表面着色处着色的可能性则小，于是由于光的反射和干涉着色效果便差。如果长度B和A之比大于25，则将在透明光亮体10的制造过程(例如熔体复合纺丝)中出现问题，其结果是不可能稳定获得具有所要波长的反射或透射光的透明光亮体10。如果长度L和A之比大于4,000，喷涂期间喷枪会被透明光亮体10堵塞，这样便不能进行正常的喷涂。
如上所述，着色结构1具有图1A-1B的两种基本形式，一种包括基材30和设于其上的含透明光亮体10的表面层20，另一种包括基材40和分散于其中的光亮体10。可供选择的是，将着色结构1制成其它形式使由于光的反射和干涉而产生明显和优越着色并由于光的透射而产生着色。
举例说，参见图4A，对于包括基材30和设于其上的表面层20的着色结构1而言，表面层20可设置在基材40的整个面上或如图4A所示的部分表面上。此外可将表面层20设置在基材30上形成一字母或一图案。也可如图4B所示将表面层20设置在两基材30之间。
参见图4C-4D，对于包括基材40和分散于其中的透明光亮体10的着色结构1而言，透明光亮体10可平均地分布于整个基材40中或如图4C-4D所示集中分布在基材40的表面、下侧或预定的点上。
参见图4E-4F，含透明光亮体10的表面层20如图4E所示设置在含透明光亮体10基材40上，或如图4F所示，两个或多个基材40可重叠地一个放置在另一基材上。为获得较深和较复杂的着色结构1的颜色，优选这种形式。
参见图4G-4H，可在基材30或40上设置多层表面层20a、20b、20c，这可以在用一次涂覆过程难于成形厚的表面层时，不仅可以获得厚的表面，而且也可以获得更大的深度。由于设置在第一表面层20a上的第二表面层20b中含的透明光亮体10比第一表面层20a中含的透明光亮体10长，所以从表面层20观察着色结构1时，着色结构1的深度增加了。
对于包括多层表面层20的着色结构1而言，含在表面层20a、20b、20c中的透明光亮体10的目的在于获得如权利要求8所述的不同的干涉色。这就产生了不同于包括珠光云母或有机或无机颜料的已知着色结构的颜色的混合色，它不仅具有随角度、深度、厚度和透明度而变化的色调，而且从入射光源一侧和从入射光相反一侧观察时会有相当大的色彩差异。
参见图4G，着色结构1包括基材30、设置在基材30上含旨在产生绿色干涉色的透明光亮体10G的表面层20a及没置在第一表面层20a上的含旨在产生蓝色干涉色的透明光亮体10B的第二表面层20b。当光源L1的白光入射到第二表面层20b上，射在其中所含的透明光亮体10b上时，蓝色干涉光在入射侧发出而蓝干涉光之外的透射光穿过第一表面层20a从基材30b上的该侧出来。由于从光源L1的白光中除去了蓝色干涉光，即由于三种原色光的加和混色而产生的补色或反色，所以此透射光为橙黄色。在透射光穿过第一表面层20a中所含的透明光亮体10G时，从该光中除去了绿色，因而从基材30上面射出橙色光。此外，当穿过第二表面层20b入射第一表面层20a的光源谱L1进入其中所含的透明光亮体10G时，入射光一侧射出绿色干涉光，从基材30一侧射出除绿色干涉光之外的透射光。此透射光为红色。
这样，在从光源谱L1入射一侧观察着色结构1时，可观察到蓝色和绿色的混合色，即青色或天蓝色。另一方面，在从入射光相反一侧观察着色结构1时或从基材30一侧观察它时，可观察到橙黄色、橘色和黄色的混合色。这导致了两侧间有巨大的色彩差异。应予指出的是这样一种情况，即从表面层20a、20b所含的透明光亮体10G、10B出来的光的强度基本上是一样的。调节光强度可随机地控制色调、光亮度和饱和度。
如图4G所示的着色结构1包括两表面层20a、20b，也可以包括三层或多层表面层。
此外，在一个表面层20或一个基材40中可分散地包含产生不同干涉色的几种透明光亮体10。应指出的是，每一表面层含产生蓝色、绿色和红色干涉色的透明光亮体10，即构成光的三原色的着色层，这三种光导致的光强度的比例平衡而产生白光。
参见图4I-4J，着色结构1可包括如图4I所示的含珠光云母或有机或无机颜料并设于含透明光亮体10的表面层20上的着色层50或如图4J所示的设置在含透明光亮体10的基材40上的着色层50。
此时，当光源谱L1落在着色层50一侧并从着色层50一侧观察着色结构1时，会主要观察到从着色层50一侧得来的色彩，在从基材30或40一侧观察着色结构1时，虽然光亮度略比从着色层50一侧观察到的亮度低。但能观察到由于着色层50产生的色调和由透明光亮体10而产生的干涉色的混合色彩，所以能观察到柔和优美的色彩。
另一方面，当光源谱L1落在基材30或40一侧并从基材30或40一侧观察着色结构1时，则可观察到由下述颜色组成的透明的、色彩鲜艳的浓的混合色：着色层50本身的色彩、源于透明光亮体10反射和干涉产生的干涉色、来自着色层50中的穿过透明光亮体10的光产生的色彩和受到光源谱L1直接照射的着色层50的真实色彩等。
对于如权利要求4所述的着色结构1而言，透明光亮体10的交替叠层可包括含一种无色和有色着色材料的层。这便能控制穿过透明光亮体10的光的透射强度或透射率及透射光谱的峰值波长。应予指出的是该无色(消色)色是无色采的颜色而是仅有与三种颜色因素(色调、光亮度和浓度)相关的光亮度的颜色这包括白、灰和黑色。另一方面，有色色是除无色色之外的具有三种颜色特性的颜色。
图5展示了包括含透明光亮体10的表面层20的着色结构1的着色机理，每个光亮体10具有设于交替叠层中的吸收杂散光层16，其中包括吸收50％入射光的消色或黑色材料。透明光亮体10反射部分入射光L1，这构成了反射/干涉光L2，从而得到干涉色Ci。反射/干涉光L2之外的光被杂散光吸收层16吸收了50％左右，其余部分以透射光L3的形式从表面层20中射出。此时，除反射/透射光L2之外的光，即透射光L3具有大体上由吸收杂散光层16所具有的波长和降低的透射强度。
尤其是因为透射率受杂散光吸收层的控制所以穿过透明光亮体10时，光向外离开基材30。这样，便可通过改变消色材料的种类、颗粒大小、浓度或含量等来可变地控制光的透射率，从而得到可控的光亮度和饱和度。
除透射光L3的波长变化外，采用均按交替叠层状没置并包括有彩色材料的透明光亮体10的着色结构1的着色机理基本上和包括消色材料层的着色结构的着色机理相同。包括彩色物质层的透明光亮体10部分反射入射光L1，这形成反射/干涉光L2，产生干涉色Ci。除反射/干涉光L2之外的光按预定波长的光被彩色材料层吸收，其余一部分光作为透射光L3发出。这样，除反射/透射光之外的光的波长与彩色材料层出来的光的波长不同，即波长改变了。
参见图6A-7B和4G-4J，着色结构1可以包括设于最表面的透光层52，即如图6A-7B所示的含透明光亮体10的基材30或40上的表面层20，或如图4G-4H所示第二或第三表面层20b或20c，或如图4I-4J所示的着色层50。这增加了着色结构1的光泽和耐久性。
例如可施以透明涂料来获得这种透光层52。此外也可用诸如放置或压制透明或半途明薄膜或板材等已知方法获得透光层52。此外，可实现热熔或涂粘结剂。而且可形成如图6F所示的在基材30和表面层20四周的层52或在如图7B所示的基材40四周形成层52。
参见图7C，可用吹塑法将着色结构1按预定形状成形，此种结构包括设置在基材30上的含透明光亮体10的一层或多层表面层20a、20b、20c。
下面用实施例1-5来对着色结构1作详细说明。
实施例1
实施例1为图1A所示的着色结构1。成形聚合物11、12制的30个交替叠层，每一交替叠层的第一聚合物11为折射率1.63的聚萘二甲酸乙二酯(PEN)，第二聚合物12为折射率1.53的尼龙6(Ny-6)，在叠层的四周包覆着PEN包覆层13。如此获得了图3A所示的透明光亮体10，透明光亮体10产生蓝色干涉色，其中第一聚合物11的厚度da为0.072μm，第二聚合物11的厚度db为0.077μm。透明光亮体10的尺寸比是按下述方法确定的：设垂直于聚合物11、12制的交替叠层表面的边长A为1，平行与该表面的边长B在4-5之间，长L在15-20之间。
将透明光亮体10混合于NIPPON BEE CHEMICAL有限公司产的商品名为“R-241 Base”的两种液态丙烯酸-聚氨酯基础涂料中，使透明光亮体量为整个涂覆膜重量的10％来制备涂料。用NIPPON BEE CHEMICAL有限公司产的商品名为“T-801 Thinner”已知丙烯酸-聚氨酯稀释剂稀释该涂料，使之粘度约为11-12秒(Ford Cup #4)。将该稀释过的涂料施涂于厚度为200μm和可见光范围内平均透射率为87％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜上，后用异丙醇净化使之厚度为15-20μm，将其于80℃下烘烤20分钟得到设于作为透光的含透明光亮体10的基材30的PET膜上的表面层20，如此获得图1A所示的着色结构1。
实施例2
实施例2也符合图1A所示的着色结构1。形成聚合物11、12制的30层交替叠层，每一交替叠层的第一聚合物11为折射率1.63的聚萘二甲酸乙二酯(PEN)，第二聚合物12为折射率1.53的尼龙6(Ny-6)，在叠层的四周包覆以PEN包覆层13。如此获得了图3A所示的透明光亮体10，透明光亮体10产生蓝色干涉色，其中第一聚合物11的厚度da为0.072μm，第二聚合物11的厚度db为0.077μm。透明光亮体10的尺寸比是按下述方法确定的：设垂直于聚合物11、12制的交替叠层表面的边长A为1，平行与该边的长B在4-5之间，长L在3，000-4,000之间。
按与实施例1同样的方法，将透明光亮体10混合于NIPPON BEE CHEMICAL有限公司产的商品名“R-241 Base”的两种液态丙烯酸-聚氨酯基础涂料中，使透明光亮体量为整个涂覆膜重量的10％来制备涂料。用NIPPON BEECHEMICAL有限公司产的商品名为“T-801 Thinner”已知丙烯酸-聚氨酯稀释剂稀释该涂料，使之粘度约为11-12秒(Ford Cup #4)。将该稀释过的涂料施涂于厚度为200μm和可见光范围内平均透射率为87％的PET膜上，再用异丙醇净化使之厚度为15-20μm，将其于80℃下烘烤20分钟得到设于作为透光的含透明光亮体10的基材30的PET膜上的表面层20，如此获得图1A所示的着色结构1。
实施例3
实施例3也符合图1A所示的着色结构1。形成聚合物11、12制的30层交替叠层，每一交替叠层的第一聚合物11为折射率1.58的PET，第二聚合物12为折射率1.53的尼龙6(Ny-6)，在叠层30的四周包覆以PET包覆层13。如此获得了图3A所示的透明光亮体10，透明光亮体10产生蓝色干涉色，其中第一聚合物11的厚度da为0.074μm，第二聚合物11的厚度db为0.077μm。透明光亮体10的尺寸比是按下述方法确定的：设垂直于聚合物11、12制的交替叠层表面的边长A为1，平行与该边的长B在4-5之间，长L在15和20之间。
按与实施例1同样的方法，将透明光亮体10混合于NIPPON BEE CHEMICAL有限公司产的“R-241 Base”的两种液态丙烯酸-聚氨酯基础涂料中，使透明光亮体量为整个涂覆膜重量的10％来制备涂料。用NIPPON BEE CHEMICAL有限公司产的商品名为“T-801 Thinner”的已知丙烯酸-聚氨酯稀释剂稀释该涂料，使之粘度约为11-12秒(Ford Cup #4)。将该稀释过的涂料施涂于厚度为200μm和可见光范围内平均透射率为87％的PET膜上，再用异丙醇净化使之厚度为15-20μm，将其于80℃下烘烤20分钟得到设于作为透光的含透明光亮体10的基材30的PET膜上的表面层20，如此获得图1A所示的着色结构1。
实施例4
实施例4为符合图4G所示的多层着色结构1，它包括产生绿色干涉光的第一表面层20a和设于透光的基材30上产生蓝色干涉光的第二表面层20b。形成聚合物11、12制的30层交替叠层，每一交替叠层的第一聚合物11为折射率1.58的PET，第二聚合物12为折射率1.53的尼龙6(Ny-6)，在叠层的四周包覆以PET包覆层13。如此获得了图3A所示的透明光亮体10G，10B。含于第一表面层20a中的并产生作为干涉色的绿色的透明光亮体10G要使第一聚合物11的厚度da为0.087μm，第二聚合物12的厚度db为0.090μm。含于第二表面层20b中的产生作为干涉色的蓝色的光亮体10B要使第一聚合物11的厚度da为0.077μm，第二聚合物12的厚度db为0.074μm。透明光亮体10G和10B的尺寸比均是按下述方法确定的：设垂直于聚合物11、12制的交替叠层表面的边长A为1，平行于该边的长B在4-5之间，长L在15-20之间。
按与实施例1同样的方法，将透明光亮体10G和10B混合于NIPPON BEECHEMICAL有限公司产的名为“R-241 Base”的两种液态丙烯酸-聚氨酯基础涂料中制备涂料，使透明光亮体量为整个涂覆膜重量的10％。用NIPPON BEECHEMICAL有限公司产的商品名为“T-801 Thinner”已知丙烯酸-聚氨酯稀释剂稀释每一涂料，使之粘度约为11-12秒(Ford Cup #4)。将稀释过的含透明光亮体10G的第一涂料施涂于厚度为200μm和可见光范围内平均透射率为87％的PET膜上，再用异丙醇净化使之厚度为15-20μm，用于80℃下烘烤20分钟得到设于作为透光的含光亮体10G的基材30的PET膜上的表面层20。同样，将稀释的含光亮体10B的第二涂料施涂于第一表面层20a上形成设于第一表面层20a上的含光亮体10B的第二表面层20b，如此获得图4G所示的着色结构1。
实施例5
实施例5为符合图1B所示的着色结构1。形成聚合物11、12制的30层的交替叠层，每一交替叠层的第一聚合物11为折射率1.63的聚萘二甲酸乙二酯(PEN)，第二聚合物12为折射率1.53的尼龙6(Ny-6)，在叠层的四周包覆以PEN和Ny-6的包覆层14。如此获得了图3B所示的透明光亮体10，光亮体10产生蓝色干涉色，其中第一聚合物11的厚度da为0.072μm，第二聚合物12的厚度db为0.077μm。透明光亮体10的尺寸比是按下述方法确定的：设垂直于聚合物11、12制的交替叠层表面的边长A为1，平行于该表面的长B在4-5之间，长L在15-20之间。
按与实施例1同样的方法，将透明光亮体10混合于NIPPON BEE CHEMICAL有限公司产的商品名为“R-241 Base”的两种液态丙烯酸-聚氨酯基础涂料中，使透明光亮体量为整个涂覆膜重量的10％制备涂料。用NIPPON BEE CHEMICAL有限公司产的商品名为“T-801 Thinner”已知丙烯酸-聚氨酯稀释剂稀释该涂料，使之粘度约为11-12秒(Ford Cup #4)。将该稀释过的涂料施涂于厚度为200μm和可见光范围内平均透射率为87％的PET膜上，用异丙醇净化使其厚度为15-20μm，再于80℃下烘烤20分钟得到设于作为透光的含光亮体10的基材30的PET膜上的表面层20，如此获得图1A所示的着色结构1。
将20％重量透明光亮体10和聚乙烯粒料注入注塑机中，得到如图1B所示的产生蓝色干涉色的厚度为1mm的聚乙烯片材。
评价
按下面的项目来评价实施例1-5的着色结构1。结果列于表1中。
1)外观
用目视评价。
2)色调
用三维比色机测定反射光和色度坐标评价色调。
3)深度按1989年10月25-27日在Kyoto召开的Human Interface第5界会议出版的“Depth Perception and Accommodation of Human Eye”中推荐的方法评价深度。应予指出的是是，表1中×表示深度无影响，○表示深度有影响，◎表示深度影响大。
4)粘结性目视法评价粘结性。
                     表1
    项目   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
    外观     均匀   均匀   均匀   均匀   均匀
色调 从入射光一侧观察     蓝色   黄色   浅黄色   青色   浅黄色
从另一侧观察     橙色   橙色   浅色   橙黄色   浅色
    深度     ○   ○   ○   ◎   ◎
    粘接性     未剥离   未剥离   未剥离   未剥离   未剥离
从表1所列结果可以得出如下结论：实施例1-5所有的着色结构1外观、深度均匀，从入射光一侧观察着色结构1和从入射光相反一侧观察着色结构1有不同的色彩。此外包括两表面层20a和20b的实施例4的着色结构1有明显的深度，有相当大厚度(1mm)的，并包括含有分散的透明光亮体10的基材40的实施例5的着色结构1也有明显深度。
日本专利申请P11-050491(1999年2月26日申请)和P10-350985(1998年12月10日申请)及1989年10月25-27日在Kyoto召开的Human Iterface第5界会议出版的论文“Depth Perception and Accommodatio of Human Eye”经参考引入本申请中。
本发明并不局限于所列举的优选实施方案或实施例，可在不背离本发明发明思想的情况下作种种变更和修改。

Claims (18)

1.一种着色结构，它包括：
透光基材；
设于至少一部分基材上的层；和
所述层中所含的透明光亮体，每一透明光亮体包括至少两种折射率不同的聚合物的交替叠层，每一透明光亮体控制由所述交替叠层产生的反射和干涉而产生的干涉光及除所述干涉光以外的并通过该交替叠层的透射光，
借此，使着色结构具有如下的着色机理：由所述透明光亮体所产生的，入射光源谱的反射和干涉而形成的至少一种干涉色；产生于入射光源谱透射通过所说透明光亮体的主要的透射色，产生于入射光源谱透射通过所说基材和所说层而不射于任何透明光亮体上的次要的透射色。
2.根据权利要求1的着色结构，其中所述层含0.1-30.0％重量的透明光亮体。
3.根据权利要求1的着色结构，其中所述的透明光亮体被隔开，从而可使所述入射光源谱穿过此着色结构直接透射。
4.根据权利要求3的着色结构，其中所述每一透明光亮体交替叠层包括含有消色和彩色材料中的一种的物质层。
5.根据权利要求4的着色结构，其中每一透明光亮体包括在所述交替叠层四周设置的覆盖层，所述覆盖层成形于两种聚合物中的一种聚合物，不同于所述两种聚合物的一种聚合物，和所述聚合物的组合。
6.根据权利要求5的着色结构，其中每一光亮体基本上为矩形剖面，其中假设垂直于交替叠层表面的剖面边长为1，平行于所述交替叠层表面所述截面的剖面边长在0.8-25.0之间，每一透明光亮体长在0.8-4,000之间。
7.根据权利要求1的着色结构，它还包括设置在所述层上的其它层，每一层都含所述透明光亮体。
8.根据权利要求7的着色结构，其中在所述层中和所述其它层中所含的透明光亮体产生不同干涉色。
9.根据权利要求7的着色结构，它还包括透光最外层。
10.一种着色结构，它包括：
透光基材；和
分散地含于所述层中的透明光亮体，每一透明光亮体包括至少两种折射率不同的聚合物的交替叠层，每一透明光亮体控制源于所述交替叠层所产生的反射和干涉的干涉光及除所述干涉光以外的并通过该交替叠层的透射光，
借此，使着色结构具有如下的着色机理：产生至少一种源于所述透明光亮体所产生的，入射光源谱的反射和干涉的干涉色，产生于入射光源谱透射通过所说光亮体的主要的透射色，产生于入射光源谱的透射通过所说基材而不射于任何透明光亮体上的的次要透射色。
11.根据权利要求10的着色结构，其中所述基材含0.1-30.0％重量计的透明光亮体。
12.根据权利要求10的着色结构，其中所述透明光亮体被隔开，从而使所述光源谱经该着色结构直接穿过，
13.根据权利要求12的着色结构，其中所述每个透明光亮体交替叠层包括含有消色和彩色材料之一的物质的层。
14.根据权利要求13的着色结构，其中每一透明光亮体包括在所述交替叠层四周设置的覆盖层，所述覆盖层成形于两种聚合物中的一种聚合物，不同于所述两种聚合物的一种聚合物，和所述聚合物的组合。
15.根据权利要求14的着色结构，其中每一透明光亮体基本上为矩形剖面，其中假设垂直于交替叠层表面的剖面边长为1，平行于所述交替叠层表面的所述剖面的边长在0.8-25.0之间，每一透明光亮体长度在0.8-4,000之间。
16.根据权利要求10的着色结构，它还包括设置在所述基材上的层，每一层含所述透明光亮体。
17.根据权利要求16的着色结构，其中在各所述层中所含的透明光亮体产生不同干涉色。
18.根据权利要求17的着色结构，还包括透光的最外层。
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