DE102016100346A1 - RESISTANT HYBRID PIGMENTS OF AN OMNIDIRECTIONAL STRUCTURAL COLOR FOR EXTERNAL APPLICATIONS - Google Patents
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Abstract
Hybridpigment einer omnidirektionalen strukturellen Farbe. Das Pigment weist eine für das menschliche Auge sichtbare Farbe auf und besitzt eine sehr geringe oder nicht wahrnehmbare Farbverschiebung, wenn es breitbandiger elektromagnetischer Strahlung (z. B. weißem Licht) ausgesetzt ist und aus Winkeln zwischen 0 und 45° relativ zu der Normalen einer äußeren Oberfläche des Pigments betrachtet wird. Das Pigment liegt in Form eines mehrschichtigen Stapels mit einer reflektierenden Kernschicht und mindestens zwei Schichten mit hohem Brechungsindex (nh) vor. Eine der nh-Schichten kann eine trocken abgeschiedene dielektrische nh-Schicht sein, die sich über der reflektierenden Kernschicht erstreckt, und eine der Schichten kann eine nass abgeschiedene äußere nh-Schutzbeschichtungslage sein. Eine Absorberschicht, die sich zwischen der trocken abgeschiedenen dielektrischen nh-Schicht und der nass abgeschiedenen äußeren nh-Schutzschicht erstreckt, kann auch beinhaltet sein.Hybrid pigment of an omnidirectional structural color. The pigment has a color visible to the human eye and has very little or no discernible color shift when exposed to broadband electromagnetic radiation (e.g., white light) and from angles between 0 and 45 ° relative to the normal of an outer Surface of the pigment is considered. The pigment is in the form of a multilayer stack with a reflective core layer and at least two high refractive index (nh) layers. One of the nh layers may be a dry deposited nth dielectric layer extending over the reflective core layer, and one of the layers may be a wet deposited nth n protective layer. An absorber layer extending between the dry-deposited nh dielectric layer and the wet-deposited nh external protective layer may also be included.
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Die vorliegende Anmeldung ist eine „Continuation-in-part” (CIP) der am 28. August 2014 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/471,834, die wiederum eine CIP der am 15. August 2014 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/460,511 ist, die wiederum eine CIP der am 1. April 2014 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/242,429 ist, die wiederum eine CIP der am 23. Dezember 2013 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/138,499 ist, die wiederum eine CIP der am 8. Juni 2013 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/913,402 ist, die wiederum eine CIP der am 6. Februar 2013 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/760,699 ist, die wiederum eine CIP der am 10. August 2012 eingereichten 13/572,071 ist, die wiederum eine CIP der am 5. Februar 2011 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/021,730 ist, die wiederum eine CIP der am 4. Juni 2010 eingereichten 12/793,772 (
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft mehrschichtige Stapelstrukturen mit Schutzbeschichtungen darauf und insbesondere mehrschichtige Hybridstapelstrukturen mit einer Schutzbeschichtung darauf, die eine minimale oder nicht wahrnehmbare Farbverschiebung aufweisen, wenn sie breitbandiger elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt sind und aus unterschiedlichen Winkeln betrachtet werden.The present invention relates to multilayer stacked structures having protective coatings thereon, and more particularly to multi-layered hybrid stacked structures having a protective coating thereon which exhibit minimal or imperceptible color shift when exposed to broadband electromagnetic radiation and viewed from different angles.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Pigmente aus mehrschichtigen Strukturen sind bekannt. Darüber hinaus sind auch Pigmente bekannt, die eine omnidirektionale strukturelle Farbe mit hoher Chroma bzw. Buntheit/Sättigung aufweisen oder bereitstellen. Jedoch erfordern derartige Pigmente aus dem Stand der Technik ganze 39 dünne Filmschichten, um gewünschte Farbeigenschaften zu erhalten.Pigments of multilayer structures are known. In addition, pigments are also known which exhibit or provide an omnidirectional structural color with high chroma or saturation. However, such prior art pigments require as many as 39 thin film layers to obtain desired color properties.
Es versteht sich, dass die mit der Herstellung von dünnschichtigen Mehrschichtpigmenten verbundenen Kosten proportional zur Anzahl der erforderlichen Schichten sind. Demzufolge können die Kosten im Zusammenhang mit der Herstellung von omnidirektionalen strukturellen Farben mit hoher Chroma unter Verwendung von mehrschichtigen Stapeln dielektrischer Materialien untragbar hoch sein. Deshalb wäre eine omnidirektionale strukturelle Farbe mit hoher Chroma wünschenswert, die eine minimale Anzahl von dünnen Filmschichten erfordert.It will be appreciated that the costs associated with producing thin multi-layered pigments are proportional to the number of layers required. As a result, the cost associated with producing high chroma omnidirectional structural colors using multilayer stacks of dielectric materials can be prohibitively high. Therefore, a high chroma omnidirectional structural color that requires a minimum number of thin film layers would be desirable.
Zusätzlich zu dem Vorstehenden versteht sich, dass Pigmente, wenn sie Sonnenlicht und insbesondere ultraviolettem Licht ausgesetzt sind, verblassen können, Farbveränderungen aufweisen können, etc. Demzufolge wäre auch ein Pigment einer omnidirektionalen strukturellen Farbe mit hoher Chroma wünschenswert, das wetterbeständig ist.In addition to the foregoing, it should be understood that when pigments are exposed to sunlight and particularly ultraviolet light, they may fade, exhibit color changes, etc. Accordingly, a pigment of omnidirectional, high chroma structural color which is weather resistant would also be desirable.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Bereitgestellt wird ein Hybridpigment einer omnidirektionalen strukturellen Farbe. Das Pigment weist eine für das menschliche Auge sichtbare Farbe auf und besitzt eine sehr geringe oder nicht wahrnehmbare Farbverschiebung, wenn es breitbandiger elektromagnetischer Strahlung (z. B. weißem Licht) ausgesetzt ist und aus Winkeln zwischen 0 und 45° betrachtet wird.Provided is a hybrid pigment of an omnidirectional structural color. The pigment has a color visible to the human eye and has very little or no discernible color shift when exposed to broadband electromagnetic radiation (e.g., white light) and viewed from angles between 0 and 45 °.
Das Pigment liegt in Form eines mehrschichtigen Stapels vor, der hierin auch als ein mehrschichtiger dünner Film bezeichnet wird und der ein Reflexionsband mit einer vorbestimmten vollen Halbwertsbreite (FWHM) von weniger als 300 nm reflektiert. Darüber hinaus besitzt das Reflexionsband eine vorbestimmte Farbverschiebung von weniger als 30° in einem a*b*-Farbdiagramm unter Verwendung des CIELAB-Farbraums, wenn das Pigment breitbandiger elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt ist und aus Winkeln zwischen 0 und 45° betrachtet wird.The pigment is in the form of a multilayer stack, also referred to herein as a multilayer thin film, which reflects a reflection band of a predetermined full half width (FWHM) of less than 300 nm. In addition, the reflection band has a predetermined color shift of less than 30 ° in an a * b * color chart using the CIELAB color space, when the pigment is exposed to broad band electromagnetic radiation and viewed from angles between 0 and 45 °.
Der mehrschichtige Stapel besitzt eine reflektierende Kernschicht und mindestens zwei Schichten mit hohem Brechungsindex (nh). Eine der nh-Schichten kann eine trocken abgeschiedene dielektrische nh-Schicht sein, die sich über der reflektierenden Kernschicht erstreckt, und eine der Schichten kann eine trocken abgeschiedene Absorberschicht sein, die sich über der trocken abgeschiedenen dielektrischen nh-Schicht erstreckt. Der mehrschichtige Stapel beinhaltet auch eine äußere Schutzschicht, die in Form einer nass abgeschiedenen äußeren nh-Oxidschicht vorliegen kann. In einigen Fällen bedeckt die nass abgeschiedene äußere nh-Schicht die trocken abgeschiedene Absorberschicht und steht mit dieser in direkter Berührung und kann die Reflektorkernschicht und mindestens zwei nh-Schichten vollständig umgeben oder umhüllen oder auch nicht.The multilayer stack has a reflective core layer and at least two high refractive index (n h ) layers. One of the n h layers may be a dry deposited n h dielectric layer extending over the reflective core layer, and one of the layers may be a dry deposited absorber layer extending over the dry deposited n h dielectric layer. The multilayer stack also includes an outer protective layer, which may be in the form of a wet-deposited outer n "h" oxide layer. In some cases, the wet-deposited outer n "h" layer will cover the dry-deposited absorber layer and be in direct contact with it and may or may not completely surround or sheath the reflector core layer and at least two n "h" layers.
Die reflektierende Kernschicht kann eine metallische Reflektorkernschicht sein, die eine Dicke zwischen 30–200 nm besitzt. In einigen Fällen ist die metallische Kernreflektorschicht aus mindestens einem aus Al, Ag, Pt, Cr, Cu, Zn, Au, Sn und Legierungen daraus hergestellt.The reflective core layer may be a metallic reflector core layer having a thickness between 30-200 nm. In some cases, the metallic core reflector layer is made of at least one of Al, Ag, Pt, Cr, Cu, Zn, Au, Sn, and alloys thereof.
Die trocken abgeschiedene dielektrische nh-Schicht ist aus mindestens einem aus CeO2, Nb2O5, SiN, SnO2, SnS, TiO2, ZnO, ZnS und ZrO2, oder einem Gemisch hergestellt, das mindestens eines aus CeO2, Nb2O5, SiN, SnO2, SnS, TiO2, ZnO, ZnS und ZrO2 enthält. Darüber hinaus besitzt die trocken abgeschiedene dielektrische nh-Schicht eine Dicke zwischen 0,1 QW–4,0 QW für eine gewünschte Steuerwellenlänge, wobei die gewünschte Steuerwellenlänge eine Mittelwellenlänge für ein gewünschtes Farbreflexionsband ist. Die trocken abgeschiedene Absorberschicht ist aus mindestens einem aus Cr, Cu, Au, Sn, Legierungen daraus, amorphem Si, Fe2O3 und dergleichen hergestellt und kann eine Dicke zwischen 2–30 nm besitzen. Die nass abgeschiedene äußere nh-Oxidschicht ist aus mindestens einem aus CeO2, Nb2O5, SnO2, TiO2, ZnO und ZrO2 hergestellt und kann eine Dicke zwischen 5–200 nm besitzen.The dry-deposited dielectric layer is n h of at least one of CeO 2, Nb 2 O 5, SiN, SnO 2, SnS, TiO 2, ZnO, ZnS, and ZrO2, or made of a mixture comprising at least one of CeO 2, Nb 2 O 5 , SiN, SnO 2 , SnS, TiO 2 , ZnO, ZnS and ZrO 2 . In addition, the dry deposited n h dielectric layer has a thickness between 0.1 QW-4.0QW for a desired control wavelength, the desired control wavelength being a center wavelength for a desired color reflection band. The dry deposited absorber layer is made of at least one of Cr, Cu, Au, Sn, alloys thereof, amorphous Si, Fe 2 O 3, and the like, and may have a thickness between 2-30 nm. The wet-deposited outer n H oxide layer is made of at least one of CeO 2 , Nb 2 O 5 , SnO 2 , TiO 2 , ZnO, and ZrO 2 , and may have a thickness between 5-200 nm.
In einigen Fällen besitzt die Mehrfachschicht eine mittlere Reflektorkernschicht und ein Paar von trocken abgeschiedenen dielektrischen nh-Schichten, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und die reflektierende Kernschicht begrenzen. Darüber hinaus kann ein Paar von Absorberschichten einander gegenüberliegend angeordnet sein und das Paar von trocken abgeschiedenen dielektrischen nh-Schichten begrenzen. Auch kann sich die nass abgeschiedene äußere nh-Oxidschicht über Außenflächen des Paars von Absorberschichten erstrecken.In some cases, the multilayer reflector has an average core layer and a pair of dry deposited dielectric h n layers, which are arranged opposite one another and delimit the reflective core layer. In addition, a pair of absorber layers may be arranged opposite one another and delimit the pair of dry deposited dielectric layers n h. Also, the wet deposited outer n "h" oxide layer may extend over outer surfaces of the pair of absorber layers.
Das omnidirektionale strukturelle Hybridfarbpigment besitzt eine Dicke von weniger als 2,0 μm und besitzt in einigen Fällen eine Dicke von weniger als 1,5 μm. Das Pigment, und somit der mehrschichtige Stapel, kann auch weniger als 10 Schichten insgesamt aufweisen und kann in einigen Fällen weniger als 8 Schichten insgesamt aufweisen.The hybrid omnidirectional structural color pigment has a thickness of less than 2.0 μm and in some cases has a thickness of less than 1.5 μm. The pigment, and thus the multilayer stack, may also have less than 10 layers in total, and in some cases may have less than 8 layers in total.
Auch ein Verfahren zum Herstellen eines omnidirektionalen strukturellen Farbpigments wird bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Fertigen des vorstehend erörterten mehrschichten Stapels durch Bereitstellen einer reflektierenden Kernschicht und Trockenabscheiden einer dielektrischen nh-Schicht, die sich über der reflektierenden Kernschicht erstreckt. Darüber hinaus beinhaltet das Verfahren Trockenabscheiden einer Absorberschicht, die sich über der dielektrischen nh-Schicht erstreckt, und Nassabscheiden einer äußeren nh-Oxidschicht, die sich über der Absorberschicht erstreckt.Also provided is a method of making an omnidirectional structural color pigment. The method includes fabricating the multilayer stack discussed above by providing a reflective core layer and dry depositing an n h dielectric layer extending over the reflective core layer. Moreover, the method includes Trockenabscheiden an absorber layer extending over the dielectric layer h n, and h n Nassabscheiden an outer oxide layer, which extends over the absorber layer.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Bereitgestellt wird ein Pigment einer omnidirektionalen strukturellen Farbe. Die omnidirektionale strukturelle Farbe besitzt die Form eines mehrschichtigen Stapels (hier auch als ein mehrschichtiger dünner Film bezeichnet), der ein enges Band elektromagnetischer Strahlung in dem sichtbaren Spektrum reflektiert und eine geringe oder nicht wahrnehmbare Farbverschiebung besitzt, wenn der mehrschichtige Stapel durch das menschliche Auge aus Winkeln zwischen 0 bis 45 Grad betrachtet wird. Technischer formuliert, reflektiert der mehrschichtige Stapel ein enges Band sichtbarer elektromagnetischer Strahlung mit einer Breite von weniger als 300 nm, wenn er weißem Licht ausgesetzt ist. Darüber hinaus verschiebt sich das enge Band reflektierten sichtbaren Lichts weniger als 30° in einem a*b*-Farbdiagramm unter Verwendung des CIELAB-Farbraums, wenn das Pigment aus Winkeln zwischen 0 bis 45 Grad relativ zu der Normalen einer äußeren Oberfläche des mehrschichtigen Stapels betrachtet wird.Provided is a pigment of an omnidirectional structural color. The omnidirectional structural ink is in the form of a multilayer stack (also referred to herein as a multilayer thin film) that reflects a narrow band of electromagnetic radiation in the visible spectrum and has little or no discernible color shift when the multilayer stack is out through the human eye Angles between 0 to 45 degrees is considered. Technically speaking, the multilayer stack reflects a narrow band of visible electromagnetic radiation having a width of less than 300 nm when exposed to white light. In addition, the narrow band of reflected visible light shifts less than 30 ° in an a * b * color chart using the CIELAB color space when the pigment is viewed from angles between 0 to 45 degrees relative to the normal of an outer surface of the multilayer stack becomes.
Der mehrschichtige Stapel besitzt eine Reflektorkernschicht, eine sich über der Reflektorkernschicht erstreckende dielektrische Schicht mit hohem Brechungsindex (nh), eine sich über der dielektrischen nh-Schicht erstreckende Absorberschicht und eine sich über der Absorberschicht erstreckende äußere nh-Schutzschicht. In einigen Fällen besitzt das enge Band reflektierter elektromagnetischer Strahlung eine FWHM, die unterhalb von weniger als 200 nm und in anderen Fällen weniger als 150 nm definiert ist. Der mehrschichtige Stapel kann auch eine Farbverschiebung von weniger als 20° und in einigen Fällen weniger als 15° in dem a*b*-Farbdiagramm besitzen.The multilayer stack has a reflector core layer, a high refractive index (n h ) dielectric layer extending over the reflector core layer, an absorber layer extending over the n h dielectric layer, and an n h outer protective layer extending over the absorber layer. In some cases, the narrow band of reflected electromagnetic radiation has an FWHM defined below less than 200 nm and in other cases less than 150 nm. The multilayer stack may also have a color shift of less than 20 ° and in some cases less than 15 ° in the a * b * color chart.
Ein anderes Maß für die Farbverschiebung ist eine Verschiebung einer Mittelwellenlänge des engen Reflexionsbandes. So gesehen, verschiebt sich eine Mittelwellenlänge des engen Bandes reflektierten sichtbaren Lichts weniger als 50 nm, bevorzugt weniger als 40 nm und bevorzugter weniger als 30 nm, wenn der mehrschichtige Stapel breitbandiger elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt ist und aus Winkeln zwischen 0 und 45 Grad relativ zu der Normalen einer äußeren Oberfläche des mehrschichtigen Stapels betrachtet wird. Auch kann der mehrschichtige Stapel ein separates reflektiertes Band elektromagnetischer Strahlung in dem UV-Bereich und/oder dem IR-Bereich besitzen oder auch nicht.Another measure of the color shift is a shift of a center wavelength of the narrow reflection band. As such, a center wavelength of the narrow band of reflected visible light shifts less than 50 nm, preferably less than 40 nm, and more preferably less than 30 nm, when the multilayer stack is exposed to broad band electromagnetic radiation and from angles between 0 and 45 degrees relative to that Normal is considered an outer surface of the multilayer stack. Also, the multilayer stack may or may not have a separate reflected band of electromagnetic radiation in the UV and / or IR region.
Die Gesamtdicke des mehrschichtigen Stapels beträgt weniger als 2 μm, bevorzugt weniger als 1,5 μm und noch bevorzugter weniger als 1,0 μm. Demzufolge kann der mehrschichtige Stapel als Farbpigment in Dünnfilmfarbbeschichtungen verwendet werden.The total thickness of the multilayer stack is less than 2 μm, preferably less than 1.5 μm and more preferably less than 1.0 μm. As a result, the multilayered stack can be used as a color pigment in thin film color coatings.
Der mehrschichtige Stapel kann auch eine Reflektorkernschicht beinhalten, über der sich die erste Schicht und die zweite Schicht erstrecken, und die Reflektorkernschicht kann aus Metallen, wie etwa Al, Ag, Pt, Cr, Cu, Zn, Au, Sn, Legierungen daraus, und dergleichen hergestellt sein. Die Reflektorkernschicht besitzt typischerweise eine Dicke zwischen 30–200 nm.The multilayer stack may also include a reflector core layer over which the first layer and the second layer extend, and the reflector core layer may be made of metals such as Al, Ag, Pt, Cr, Cu, Zn, Au, Sn, alloys thereof, and be made of the same. The reflector core layer typically has a thickness between 30-200 nm.
Die erste Schicht ist aus einem dielektrischen nh-Material hergestellt, und die zweite Schicht ist aus einem absorbierenden Material hergestellt. Das dielektrische nh-Material kann CeO2, Nb2O5, SiN, SnO2, SnS, TiO2, ZnO, ZnS und ZrO2 beinhalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das absorbierende Material kann selektiv absorbierende Materialien, wie etwa Cu, Au, Zn, Sn, Legierungen daraus, und dergleichen beinhalten oder kann alternativ farbige dielektrische Materialien, wie etwa Fe2O3, Cu2O, Kombinationen daraus und dergleichen beinhalten. Das absorbierende Material kann auch ein nicht-selektiv absorbierendes Material, wie etwa Cr, Ta, W, Mo, Ti, Ti-Nitrid, Nb, Co, Si, Ge, Ni, Pd, V, Eisenoxide, Kombinationen oder Legierungen daraus und dergleichen sein. Die äußere Schutzschicht kann CeO2, Nb2O5, SnO2, TiO2, ZnO und ZrO2 beinhalten, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.The first layer is made of a dielectric material h n, and the second layer is made of an absorbent material. The dielectric n h material may be CeO 2 , Nb 2 O 5 , SiN, SnO 2 , SnS, TiO 2 , ZnO, ZnS and ZrO 2 include, but are not limited to. The absorbing material may include selectively absorbing materials such as Cu, Au, Zn, Sn, alloys thereof, and the like, or may alternatively include colored dielectric materials such as Fe 2 O 3 , Cu 2 O, combinations thereof, and the like. The absorbent material may also be a non-selective absorbing material such as Cr, Ta, W, Mo, Ti, Ti-nitride, Nb, Co, Si, Ge, Ni, Pd, V, iron oxides, combinations or alloys thereof and the like be. The outer protective layer may include, but is not limited to, CeO 2 , Nb 2 O 5 , SnO 2 , TiO 2 , ZnO, and ZrO 2 .
Die Dicke der dielektrischen nh-Schicht kann zwischen 0,1 QW–4,0 QW für eine gewünschte Steuerwellenlänge betragen. Die Dicke einer aus selektiv absorbierendem Material hergestellten absorbierenden Schicht beträgt zwischen 20–80 nm, wohingegen die Dicke einer aus einem nicht-selektiv absorbierenden Material hergestellten absorbierenden Schicht zwischen 5–30 nm beträgt. Die Dicke der äußeren Schutzschicht kann zwischen 5–200 nm betragen.The thickness of the dielectric layer may be between 0.1 h n be QW QW 4.0 for a desired wavelength control. The thickness of an absorbing layer made of selectively absorbing material is between 20-80 nm, whereas the thickness of an absorbing layer made of a non-selective absorbing material is between 5-30 nm. The thickness of the outer protective layer may be between 5-200 nm.
Der mehrschichtige Stapel kann ein enges reflektiertes Band elektromagnetischer Strahlung besitzen, das die Form eines symmetrischen Peaks innerhalb des sichtbaren Spektrums aufweist. Alternativ kann das enge reflektierte Band elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Spektrum benachbart zu dem UV-Bereich sein, so dass ein Abschnitt des reflektierten Bands elektromagnetischer Strahlung, d. h. der UV-Abschnitt, für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. In einer weiteren Alternative kann das reflektierte Band elektromagnetischer Strahlung einen Abschnitt in dem IR-Bereich derart aufweisen, dass der IR-Abschnitt für das menschliche Auge nicht sichtbar ist.The multilayer stack may have a narrow reflected band of electromagnetic radiation that is in the form of a symmetrical peak within the visible spectrum. Alternatively, the narrow reflected band of electromagnetic radiation in the visible spectrum may be adjacent to the UV region, such that a portion of the reflected band of electromagnetic radiation, i. H. the UV section, invisible to the human eye. In another alternative, the reflected band of electromagnetic radiation may have a portion in the IR region such that the IR portion is not visible to the human eye.
Ganz gleich, ob das im sichtbaren Spektrum liegende reflektierte Band elektromagnetischer Strahlung an den UV-Bereich, den IR-Bereich angrenzt oder einen symmetrischen Peak innerhalb des sichtbaren Spektrums besitzt, weisen hier offenbarte mehrschichtige Stapel ein enges reflektiertes Band elektromagnetischer Strahlung in dem sichtbaren Spektrum mit einer geringen, geringfügigen oder nicht wahrnehmbaren Farbverschiebung auf. Die geringe oder nicht wahrnehmbare Farbverschiebung kann in Form einer geringfügigen Verschiebung einer Mittelwellenlänge für ein enges reflektiertes Band elektromagnetischer Strahlung vorliegen. Alternativ kann die geringe oder nicht wahrnehmbare Farbverschiebung in Form einer geringfügigen Verschiebung einer UV-seitigen Grenze oder IR-seitigen Grenze eines reflektierten Bandes elektromagnetischer Strahlung vorliegen, das an den IR-Bereich bzw. UV-Bereich angrenzt. Eine derartige geringfügige Verschiebung einer Mittelwellenlänge, UV-seitigen Grenze und/oder IR-seitigen Grenze beträgt typischerweise weniger als 50 nm, in einigen Fällen weniger als 40 nm und in anderen Fällen weniger als 30 nm, wenn der mehrschichtige Stapel aus Winkeln zwischen 0 und 45 Grad relativ zu der Normalen einer äußeren Oberfläche des mehrschichtigen Stapels betrachtet wird. Die geringe oder nicht wahrnehmbare Farbverschiebung kann auch in Form einer geringfügigen Farbtonverschiebung in einem a*b*-Farbdiagramm unter Verwendung des CIELAB-Farbraums vorliegen. Beispielsweise beträgt die Farbtonverschiebung für den mehrschichtigen Stapel in einigen Fällen weniger als 30°, bevorzugt weniger als 25°, bevorzugter weniger als 20°, noch bevorzugter weniger als 15° und sogar noch bevorzugter weniger als 10°.Whether the visible band of electromagnetic radiation lying in the visible spectrum is adjacent to the UV region, the IR region, or has a symmetric peak within the visible spectrum, multilayer stacks disclosed herein have a narrow reflected band of electromagnetic radiation in the visible spectrum a slight, slight or imperceptible color shift. The slight or imperceptible color shift may be in the form of a slight shift of a center wavelength for a narrow reflected band of electromagnetic radiation. Alternatively, the slight or imperceptible color shift may be in the form of a slight shift of a UV-side boundary or IR-side boundary of a reflected band of electromagnetic radiation adjacent to the IR region or UV region, respectively. Such a slight shift of a center wavelength, UV-side boundary and / or IR-side boundary is typically less than 50 nm, in some cases less than 40 nm and in other cases less than 30 nm when the multilayer stack of angles between 0 and 45 degrees relative to the normal of an outer surface of the multilayer stack. The slight or imperceptible color shift may also be in the form of a slight hue shift in an a * b * color chart using the CIELAB color space. For example, in some cases, the hue shift for the multilayer stack is less than 30 °, preferably less than 25 °, more preferably less than 20 °, even more preferably less than 15 °, and even more preferably less than 10 °.
Zusätzlich zu dem Vorstehenden kann die omnidirektionale strukturelle Farbe in Form eines mehrschichtigen Stapels in Form einer Mehrzahl von Pigmentpartikeln mit der äußeren Schutzbeschichtung darauf, z. B. einer wetterbeständigen Beschichtung, vorliegen. Die äußere Schutzbeschichtung kann eine oder mehrere nh-Oxidschichten beinhalten, die die relative photokatalytische Aktivität der Pigmentpartikel verringern. In einigen Fallen beinhaltet die äußere Schutzbeschichtung eine erste Oxidschicht und eine zweite Oxidschicht. Darüber hinaus kann die erste Oxidschicht und/oder die zweite Oxidschicht eine Hybridoxidschicht sein, d. h. eine Oxidschicht, die eine Kombination aus zwei unterschiedlichen Oxiden ist.In addition to the above, the omnidirectional structural paint may be in the form of a multi-layered stack in the form of a plurality of pigment particles having the outer protective coating thereon, e.g. As a weather-resistant coating, are present. The outer protective coating may include one or more n "h" oxide layers that reduce the relative photocatalytic activity of the pigment particles. In some cases, the outer protective coating includes a first oxide layer and a second oxide layer. Moreover, the first oxide layer and / or the second oxide layer may be a hybrid oxide layer, ie, an oxide layer that is a combination of two different oxides.
Ein Verfahren zum Herstellen des Pigments einer omnidirektionalen strukturellen Farbe kann die Verwendung einer Säure, einer sauren Verbindung, sauren Lösung und dergleichen beinhalten oder auch nicht. Anders ausgedrückt, kann die Mehrzahl von Pigmentpartikeln einer omnidirektionalen strukturellen Farbe in einer sauren Lösung behandelt werden oder auch nicht. Zusätzliche Lehren und Details des Pigments einer omnidirektionalen strukturellen Farbe und eines Verfahrens zum Herstellen des Pigments werden später im vorliegenden Dokument erörtert.A method for producing the pigment of an omnidirectional structural color may or may not involve the use of an acid, an acidic compound, an acidic solution, and the like. In other words, the plurality of pigment particles of an omnidirectional structural color may or may not be treated in an acidic solution. Additional teachings and details of the pigment of an omnidirectional structural paint and a method of making the pigment will be discussed later in this document.
Unter Bezugnahme auf
Eine derartige in
Beispielsweise ist
In Bezug auf die Berechnung eines elektrischen Feldpunktes von null oder nahe null veranschaulicht
Für eine einzelne dielektrische Schicht gilt θs = θF, und die Energie/das elektrische Feld (E) kann als E(z) ausgedrückt werden, wenn z = d. Aus den Maxwell-Gleichungen kann das elektrische Feld für eine s-Polarisation ausgedrückt werden als: und für eine p-Polarisation als: wobei
Es versteht sich, dass eine Variation des elektrischen Feldes entlang der Z-Richtung der dielektrischen Schicht
Normalerweise ist ,i' die Quadratwurzel von –1. Unter Verwendung der Grenzbedingungen u|z=0 = 1, v|z=0 = qs und der folgenden Relationen:
Daher gilt: für eine s-Polarisation mit φ = k·n·dcos(θF), und: gilt für eine p-Polarisation, wobei gilt:
Somit gilt für eine einfache Situation, wobei θF = 0 oder ein senkrechter Einfall, φ = k·n·d und α = 0: was es ermöglicht, nach der Dicke ,d' aufzulösen, d. h. der Position oder Stelle innerhalb der dielektrischen Schicht, wo das elektrische Feld null ist.Thus, for a simple situation, where θ F = 0 or a perpendicular incidence, φ = k · n · d and α = 0: which makes it possible to resolve by thickness, d ', ie the position or location within the dielectric layer where the electric field is zero.
Unter Bezugnahme auf
Es versteht sich, dass ein gewisser Prozentsatz von Licht innerhalb von +/–10 nm der gewünschten 434 nm durch die Cr-ZnS-Schnittstelle gelangen wird. Jedoch versteht sich auch, dass ein derart enges Band von reflektiertem Licht, z. B. 434 +/– 10 nm, dennoch einem menschlichen Auge eine scharfe strukturelle Farbe zur Verfügung stellt.It is understood that a certain percentage of light will pass through the Cr-ZnS interface within +/- 10 nm of the desired 434 nm. However, it is also understood that such a narrow band of reflected light, e.g. 434 +/- 10 nm yet provides a sharp structural color to a human eye.
Das Ergebnis der Cr-Absorberschicht in dem mehrschichtigen Stapel in
Dagegen entspricht die durchgehende Linie in
Bezüglich des omnidirektionalen Verhaltens der in
Um die höhere Winkelvarianz für rote Farbe zu überwinden, offenbart die vorliegende Anmeldung eine einzigartige und neuartige Gestaltung/Struktur, die eine rote Farbe ermöglicht, welche winkelunabhängig ist. Beispielsweise veranschaulicht
Bezugnehmend auf
Es versteht sich, dass die relativ große Verschiebung von λc für die rote Farbe im Vergleich zur blauen Farbe dadurch bedingt ist, dass der dunkelrote Farbtonraum sehr eng ist, und durch die Tatsache, dass die Cr-Absorberschicht Wellenlängen in Verbindung mit einem von null verschiedenen elektrischen Feld absorbiert, d. h. kein Licht absorbiert, wenn das elektrische Feld null oder nahe null ist. Demzufolge veranschaulicht
Insbesondere zeigt
Basierend auf dem Vorstehenden wurde eine Konzeptnachweis-Mehrschichtstapelstruktur entworfen und hergestellt. Darüber hinaus wurden Berechnungs/Simulationsergebnisse und tatsächliche experimentelle Daten für die Konzeptnachweisprobe verglichen. Insbesondere, und wie durch die graphische Darstellung in
Eine Liste von simulierten und/oder tatsächlich hergestellten Mehrschichtstapelproben wird in der nachstehenden Tabelle 1 zur Verfügung gestellt. Wie in der Tabelle gezeigt, beinhalten die hier offenbarten erfinderischen Gestaltungen mindestens 5 unterschiedliche geschichtete Strukturen. Darüber hinaus wurden die Proben simuliert und/oder aus einer breiten Palette von Materialien hergestellt. Proben wurden vorgesehen, die eine hohe Chroma, eine niedrige Farbtonverschiebung (Δh) und eine exzellente Reflexion aufwiesen. Auch besaßen die drei- und fünfschichtigen Proben eine Gesamtdicke zwischen 120–200 nm; die siebenschichtigen Proben besaßen eine Gesamtdicke zwischen 350–600 nm; die neunschichtigen Proben besaßen eine Gesamtdicke zwischen 440–500 nm; und die elfschichtigen Proben besaßen eine Gesamtdicke zwischen 600–660 nm. Tabelle 1
Bezugnehmend auf
Der starke Anstieg der durch den omnidirektionalen Reflektor vorgesehenen Reflexion ist durch eine IR-seitige Grenze jeder Kurve charakterisiert, die sich von einem Abschnitt geringer Reflexion bei Wellenlängen über 500 nm bis hin zu einem Abschnitt hoher Reflexion, z. B. > 70%, erstreckt. Ein linearer Abschnitt 200 der IR-seitigen Grenze ist in einem Winkel (β) größer als 60° relativ zu der x-Achse geneigt, weist eine Länge L von etwa 50 auf der Reflexionsachse und eine Neigung von 1,2 auf. In einigen Fällen ist der lineare Abschnitt in einem Winkel größer als 70° relativ zu der x-Achse geneigt, während β in anderen Fällen größer ist als 75°. Auch weist das Reflexionsband eine sichtbare FWHM von weniger als 200 nm und in einigen Fällen eine sichtbare FWHM von weniger als 150 nm und in anderen Fällen eine sichtbare FWHM von weniger als 100 nm auf. Darüber hinaus ist die Mittelwellenlänge λc für das in
Der Begriff „sichtbare FWHM” bezieht sich auf die Breite des Reflexionsbandes zwischen der IR-seitigen Grenze der Kurve und der Grenze des UV-Spektrum-Bereichs, über welche hinaus eine durch den omnidirektionalen Reflektor vorgesehene Reflexion für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Auf diese Weise verwenden die hier offenbarten erfinderischen Gestaltungen und mehrschichtigen Stapel den nicht-sichtbaren UV-Abschnitt des elektromagnetischen Strahlungsspektrums, um eine scharfe oder strukturelle Farbe bereitzustellen. Anders ausgedrückt, können die hier offenbarten omnidirektionalen Reflektoren den nicht-sichtbaren UV-Abschnitt des elektromagnetischen Strahlungsspektrums nutzen, um ein enges Band von reflektiertem sichtbarem Licht bereitzustellen, ungeachtet der Tatsache, dass die Reflektoren ein viel breiteres Band elektromagnetischer Strahlung reflektieren können, das sich in den UV-Bereich erstreckt.The term "visible FWHM" refers to the width of the reflection band between the IR side boundary of the curve and the boundary of the UV spectrum region, beyond which reflection provided by the omnidirectional reflector is not visible to the human eye. In this way, the inventive designs and multilayer stacks disclosed herein utilize the non-visible UV portion of the electromagnetic radiation spectrum to provide a sharp or structural color. In other words, the omnidirectional reflectors disclosed herein may utilize the non-visible UV portion of the electromagnetic radiation spectrum to provide a narrow band of reflected visible light, despite the fact that the reflectors may reflect a much broader band of electromagnetic radiation propagating in them extends the UV range.
Unter Bezugnahme auf
Der starke Anstieg der durch den omnidirektionalen Reflektor vorgesehenen Reflexion ist durch eine UV-seitige Grenze jeder Kurve charakterisiert, die sich von einem Abschnitt geringer Reflexion bei Wellenlängen unter 550 nm bis hin zu einem Abschnitt hoher Reflexion, z. B. > 70%, erstreckt. Ein linearer Abschnitt 200 der UV-seitigen Grenze ist in einem Winkel (β) größer als 60° relativ zu der x-Achse geneigt, weist eine Länge L von etwa 40 auf der Reflexionsachse und eine Neigung von 1,4 auf. In einigen Fällen ist der lineare Abschnitt in einem Winkel größer als 70° relativ zu der x-Achse geneigt, während β in anderen Fällen größer als 75° ist. Auch weist das Reflexionsband eine sichtbare FWHM von weniger als 200 nm und in einigen Fällen eine sichtbare FWHM von weniger als 150 nm und in anderen Fällen eine sichtbare FWHM von weniger als 100 nm auf. Darüber hinaus ist die Mittelwellenlänge λc für das in
Es versteht sich, dass sich der Begriff „sichtbare FWHM” auf die Breite des Reflexionsbandes zwischen der UV-seitigen Grenze der Kurve und der Grenze des IR-Spektrum-Bereichs bezieht, über welche hinaus eine durch den omnidirektionalen Reflektor vorgesehene Reflexion für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Auf diese Weise verwenden die hier offenbarten erfinderischen Gestaltungen und mehrschichtigen Stapel den nicht-sichtbaren IR-Abschnitt des elektromagnetischen Strahlungsspektrums, um eine scharfe oder strukturelle Farbe bereitzustellen. Anders ausgedrückt, nutzen die hier offenbarten omnidirektionalen Reflektoren den nicht-sichtbaren IR-Abschnitt des elektromagnetischen Strahlungsspektrums, um ein enges Band von reflektiertem sichtbarem Licht bereitzustellen, ungeachtet der Tatsache, dass die Reflektoren ein viel breiteres Band elektromagnetischer Strahlung reflektieren können, das sich in den IR-Bereich erstreckt.It will be understood that the term "visible FWHM" refers to the width of the reflection band between the UV boundary of the curve and the boundary of the IR spectrum region, beyond which reflection provided by the omnidirectional reflector to the human eye is not visible. In this way, the inventive designs and multilayer stacks disclosed herein utilize the non-visible IR portion of the electromagnetic radiation spectrum to provide a sharp or structural color. In other words, the omnidirectional reflectors disclosed herein utilize the non-visible IR portion of the electromagnetic radiation spectrum to provide a narrow band of reflected visible light, despite the fact that the reflectors can reflect a much broader band of electromagnetic radiation propagating into the IR range extends.
Bezugnehmend auf
Wie in
Eine andere Definition oder Charakterisierung der omnidirektionalen Eigenschaften eines Reflektors kann durch die Verschiebung einer seitlichen Grenze für einen gegebenen Satz von Winkelreflexionsbändern bestimmt werden. Beispielsweise und unter Bezugnahme auf
Unter Bezugnahme auf
Normalerweise würde eine Verschiebung von null, d. h. überhaupt keine Verschiebung (ΔSi = 0 nm; i = IR, UV) einen perfekt omnidirektionalen Reflektor kennzeichnen. Jedoch können hier offenbarte omnidirektionale Reflektoren ein ΔSi von weniger als 50 nm bereitstellen, was dem menschlichen Auge so vorkommen mag, als ob sich die Farbe der Oberfläche des Reflektors nicht verändert hat, und somit ist der Reflektor praktisch gesehen omnidirektional. In einigen Fällen können hier offenbarte omnidirektionale Reflektoren ein ΔSi von weniger als 40 nm bereitstellen, in anderen Fällen ein ΔSi von weniger als 30 nm und in wieder anderen Fällen ein ΔSi von weniger als 20 nm und in noch anderen Fällen ein ΔSi von weniger als 15 nm. Eine derartige Verschiebung von ΔSi kann durch eine Darstellung der tatsächlichen Reflexion über der Wellenlänge für einen Reflektor bestimmt werden und/oder alternativ durch Modellieren des Reflektors, falls die Materialien und Schichtdicken bekannt sind.Normally, a shift of zero, ie no displacement at all (ΔS i = 0 nm, i = IR, UV) would characterize a perfectly omnidirectional reflector. However, omnidirectional reflectors disclosed herein may provide a ΔS i of less than 50 nm, which may appear to the human eye as if the color of the surface of the reflector has not changed, and thus, in practical terms, the reflector is omnidirectional. In some cases omnidirectional reflectors disclosed herein may provide a ΔS i of less than 40 nm, in other cases a ΔS i of less than 30 nm and in still other cases a ΔS i of less than 20 nm and in yet other cases a ΔS i less than 15 nm. Such a shift in ΔS i can be determined by a plot of the actual reflection versus wavelength for a reflector and / or alternatively by modeling the reflector if the materials and layer thicknesses are known.
Die Verschiebung einer omnidirektionalen Reflexion kann auch durch eine geringe Farbtonverschiebung gemessen werden. Beispielsweise beträgt die Farbtonverschiebung von Pigmenten, die aus mehrschichtigen Stapeln gemäß einer hier offenbarten Ausführungsform gefertigt sind, 30° oder weniger, wie in
Eine schematische Darstellung eines omnidirektionalen mehrschichtigen Stapels gemäß einer anderen hier offenbarten Ausführungsform ist in
Ein symmetrisches Paar von Schichten kann sich auf einer der Reflektorschicht
Die erste Schicht
Beispielhafte Materialien für die trocken abgeschiedene dielektrische nh-Schicht
Die zweite Schicht
Eine nicht erschöpfende Aufzählung von Materialien, aus denen die trocken abgeschiedene dielektrische nh-Schicht und/oder nass abgeschiedenen äußeren proaktiven nh-Schichten hergestellt sein können, ist in nachstehender Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
In einigen Fällen kann die äußere Schutzschicht
Es versteht sich, dass die in
Bezugnehmend auf
Verfahren zur Herstellung der hier offenbarten mehrschichtigen Stapel können irgendein Verfahren oder Prozess sein, welche dem Fachmann bekannt sind, oder Verfahren sein, welche dem Fachmann noch nicht bekannt sind. Typische bekannte Verfahren umfassen Nassverfahren, wie etwa Sol-Gel-Verarbeitung, Schicht-für-Schicht-Verarbeitung, Spin-Coating und dergleichen. Weitere bekannte Trockenverfahren umfassen ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren und ein physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren, wie etwa Sputtern, Elektronenstrahlabscheidung und dergleichen.Methods of making the multilayer stacks disclosed herein may be any method or process known to those skilled in the art, or methods that are not known to those skilled in the art. Typical known methods include wet processes, such as sol-gel processing, layer-by-layer processing, spin coating, and the like. Other known dry processes include a chemical vapor deposition process and a physical vapor deposition process such as sputtering, electron beam deposition, and the like.
Die hier offenbarten mehrschichtigen Stapel können für fast jede Farbanwendung verwendet werden, wie etwa Pigmente für Farben, dünne Filme bzw. Schichten, welche auf Oberflächen aufgebracht werden, und dergleichen. Darüber hinaus können die in den
Um die Erfindung besser zu lehren, ohne jedoch ihren Umfang in irgendeiner Weise einzuschränken, werden nachstehend Beispiele für wetterbeständige Pigmente einer omnidirektionalen strukturellen Farbe sowie Verfahrensprotokolle zum Herstellen derartiger Pigmente erörtert.To better teach the invention without, however, limiting its scope in any way, examples of weather resistant pigments of omnidirectional structural color and process protocols for making such pigments are discussed below.
Protokoll 1 – 5-schichtige, mit einer ZrO2-Schicht beschichtete PigmenteProtocol 1-5-layered pigments coated with a ZrO 2 layer
Zwei Gramm 5-schichtige Pigmente wurden in 30 ml Ethanol in einem 100 ml-Rundkolben suspendiert und mit 500 UpM bei Raumtemperatur gerührt. Eine in 10 ml Ethanol gelöste Lösung aus 2,75 ml Zirkonbutoxid (80% in 1-Butanol) wurde mit konstanter Geschwindigkeit in 1 Stunde eintitriert. Gleichzeitig wurde 1 ml DI-Wasser, verdünnt in 3 ml Ethanol, eindosiert. Nach der Titration wurde die Suspension weitere 15 Minuten lang gerührt. Das Gemisch wurde filtriert, mit Ethanol und dann Isopropanol gewaschen und 24 Stunden lang bei 100°C getrocknet oder alternativ 24 h lang bei 200°C weiter geglüht, wobei die Endergebnisse ein 5-schichtiges Pigment mit einer in
Protokoll 2 – 5-schichtige, mit einer TiO2-Schicht beschichtete PigmenteProtocol 2-5-layer pigments coated with a TiO 2 layer
Zwei Gramm 5-schichtige Pigmente wurden in 30 ml IPA in einem 100 ml-Rundkolben suspendiert und bei 40°C gerührt. Dann wurde eine in 20 ml IPA gelöste Lösung aus 2,5 ml Titanethoxid (97%) mit konstanter Geschwindigkeit in 2,5 Stunden eintitriert. Gleichzeitig wurden 2,5 ml DI-Wasser, verdünnt in 4 ml IPA, eindosiert. Nach der Titration wurde die Suspension weitere 30 Minuten lang gerührt. Das Gemisch wurde dann auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, filtriert, mit IPA gewaschen und 24 Stunden lang bei 100°C getrocknet oder alternativ 24 h lang bei 200°C weiter geglüht, wobei die Endergebnisse ein 5-schichtiges Pigment mit einer in
Eine Zusammenfassung von Beschichtungen, des zum Herstellen einer Beschichtung verwendeten Verfahrens, der Beschichtungsdicke, Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke und der photokatalytischen Aktivität ist in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3.
** im Vergleich zu nicht beschichtetem 5-schichtigem Pigment
*** proprietäres BeschichtungsprotokollA summary of coatings, the method used to make a coating, the coating thickness, coating thickness uniformity and photocatalytic activity are shown in Table 3 below. Table 3.
** compared to uncoated 5-layer pigment
*** proprietary coating protocol
In Anbetracht des Vorstehenden sieht Tabelle 4 eine Aufstellung von verschiedenen Oxidschichten, Substraten, die beschichtet werden können, und Beschichtungsdickenbereichen, welche in den vorliegenden Lehren beinhaltet sind, vor. Tabelle 4.
Zusätzlich zu dem Vorstehenden können die Pigmente einer omnidirektionalen strukturellen Farbe mit einer Schutzbeschichtung einer Oberflächenbehandlung mit Organosilanen unterzogen werden. Beispielsweise wurden in einer veranschaulichenden Organosilan-Protokoll-Behandlung 0,5 g Pigmente, die mit einer oder mehreren der oben erörterten Schutzschichten beschichtet waren, in 10 ml einer EtOH/Wasser-(4:1)-Lösung mit einem pH-Wert von etwa 5,0 (eingestellt durch verdünnte Essigsäurelösung) in einem 100 ml-Rundkolben suspendiert. Die Schlämme wurde 20 Sekunden lang beschallt, dann 15 Minuten lang mit 500 UpM gerührt. Als Nächstes wurden der Schlämme 0,1–0,5 Vol.% eines Organosilan-Mittels zugegeben, und die Lösung wurde weitere 2 Stunden lang mit 500 UpM gerührt. Die Schlämme wurde dann unter Verwendung von DI-Wasser zentrifugiert oder filtriert, und die verbleibenden Pigmente wurden erneut in 10 ml einer EtOH/Wasser(4:1)-Lösung dispergiert. Die Pigment-EtOH/Wasser-Schlämme wurde auf 65°C erhitzt, wobei ein Rückfluss erfolgte, und 30 Minuten lang mit 500 UpM gerührt. Die Schlämme wurde dann unter Verwendung von DI-Wasser und sodann IPA zentrifugiert oder filtriert, um einen Kuchen aus Pigmentpartikeln zu erzeugen. Schließlich wurde der Kuchen 12 Stunden lang bei 100°C getrocknet. Bei Bedarf kann weiteres Glühen bei einer höheren Temperatur Anwendung finden.In addition to the above, the pigments of an omnidirectional structural paint having a protective coating may be subjected to a surface treatment with organosilanes. For example, in an illustrative organosilane protocol treatment, 0.5 g of pigments coated with one or more of the protective layers discussed above were dissolved in 10 mL of a pH 4 EtOH / water (4: 1) solution 5.0 (adjusted by dilute acetic acid solution) suspended in a 100 ml round bottom flask. The slurry was sonicated for 20 seconds, then stirred at 500 rpm for 15 minutes. Next, 0.1-0.5 vol.% Of an organosilane agent was added to the slurry, and the solution was stirred at 500 rpm for further 2 hours. The slurry was then centrifuged or filtered using DI water, and the remaining pigments were redispersed in 10 ml of a 4: 1 EtOH / water solution. The pigment EtOH / water slurry was heated to 65 ° C, refluxing, and stirred at 500 rpm for 30 minutes. The slurry was then centrifuged or filtered using DI water and then IPA to produce a cake of pigment particles. Finally, the cake was dried at 100 ° C for 12 hours. If necessary, further annealing can be used at a higher temperature.
Das Organosilan-Protokoll kann irgendein dem Fachmann bekanntes Organosilan-Kupplungsmittel verwenden, das veranschaulichend N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan (APTMS), N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]ethylendiamin, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan (MAPTMS), N-[2(Vinylbenzylamino)-ethyl]-3-aminopropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und dergleichen umfasst.The organosilane protocol may employ any organosilane coupling agent known to those skilled in the art which illustratively comprises N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MAPTMS), N- [2 (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and the like.
Die obigen Beispiele und Ausführungsformen dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung, und Veränderungen, Modifikationen und dergleichen sind für den Fachmann ersichtlich und fallen noch in den Schutzbereich der Erfindung. Dementsprechend ist der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche und alle Äquivalente davon definiert.The above examples and embodiments are for the purpose of illustration only, and variations, modifications and the like will be apparent to those skilled in the art and are still within the scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention is defined by the claims and all equivalents thereof.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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