JP2010509646A - 複数の反射ピークを有する玉虫色状のフィルム - Google Patents

Abstract

本発明は、２つの異なる反射ピークによって独特な色を生成する積層フィルムに関する。これらの複数のピークの玉虫色フィルムは、独特な方法でＬ^*ａ^*ｂ^*色空間を移動し、新しく、興味深い色を生成する。短い波長の反射ピークが青、紫及び透明（紫外）にシフトすると、典型的な玉虫色フィルムは、単純にすべての色を失うこととなる。短い波長の反射ピークみえなくなると、複数の反射ピークの長い波長が、色を続けて生成することとなる。反射波長を調整することにより、赤紫色、金色、青緑色等の色の組み合わせを単一基準供給リング（single standard feed ring）を伴って生成することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、独特な色及び効果を有し、複数の反射ピークを有する玉虫色状のフィルム(iridescent film)に関する。

概して、本発明は、光の干渉に起因する狭い反射帯を有する、複数層の共押出しされた光反射フィルムに関する。この反射帯が可視光の範囲内に生じる場合、このフィルムは玉虫色状である。同様に、この反射帯が可視光の範囲外に生じる場合、このフィルムは紫外又は赤外反射のいずれかである。このような複数層フィルム及びその製造方法は技術的に公知である。例えば、特許文献１〜４及び他の特許文献に記載されている。

複数層フィルムは、接触隣接層が、異なる樹脂材料（屈折率は少なくとも約０．０３異なる）である透明な熱可塑性樹脂材料の、複数の概ね平行な層から成る。このフィルムは、少なくとも１０層、また更に通常は少なくとも３５層、好ましくは少なくとも７０層を含んでいる。

このフィルムの個々の層は非常に薄く、通常は約３０〜５００ｎｍ、好ましくは約５０〜４００ｎｍであり、これらの層は、多くの界面（接触面）から反射される光波の構造的な干渉を発生させる。層の厚さ及びポリマーの屈折率に依存して、１つの主波長帯が反射され、残りの光はフィルムを透過する。反射される波長は一対の層の光学的厚さの和に比例する。

反射光の量（反射率）と色強度は、２つの屈折率の差、層の光学的厚さの比、層の数、及び厚さの均一性に依存する。屈折率が同じ場合、層間の界面からの反射は全くない。多層の玉虫色フィルムでは、隣り合った隣接層の屈折率は、少なくとも０．０３、好ましくは０．０６又はそれ以上異なる。一次反射について、２層の光学的厚さの比が５：９５から９５：５の範囲である場合に、適切な高反射率が達成されるが、層の光学的厚さが等しい場合に反射率が最大になる。明確な色の反射（色彩反射）はわずか１０層で得られる。しかしながら、最大の色強度を得るためには、３５〜１０００層又はそれ以上の層を有することが望ましい。高い色強度は、比較的狭く且つそのピークで高い反射率を有する反射帯と関連する。ここでは、「色強度（color intensity）」という用語が便宜的に使用されているが、同一のことは紫外線及び赤外線の見えない反射にも適用されることを認識すべきである。

この多層フィルムは、冷却ロール成形技術によって製造することができる。冷却ロール成形技術では、通常のシングルマニホルドフラットフィルムダイと、（２つ以上の押出し機からの溶融物を集め且つこれを所望の層パターンに調整する）フィードブロックとが、組み合わせて使用される。層の数及びその厚さの分布は、異なるフィードブロックモジュールを使用することによって変えることができる。通常、シートのそれぞれの最外層（複数の場合を含む）は他の層より厚い。この厚い皮（skin）は、光学コアを作る成分の１つから成ってよく；所望の機械的特性、ヒートシール性、又は他の特性を与えるために利用される、異なるポリマーであってよく；又はこれらの組み合わせであってよい。

玉虫色フィルムの最近の進歩状況が、特許文献５〜７に記載されている。特許文献５は、このシステムの高屈折率成分として、熱可塑性ポリエステル又はコポリエステル樹脂を使用することについて記載している。弾性干渉フィルムの形成が、特許文献６に記載されているが、この文献では、全ての樹脂材料が、ある熱可塑性ポリウレタン、ポリエステルボロックアミド又は軟質コポリエステルである。特許文献７には、概ね平行な、少なくとも１０層の、改良された複数層の光を反射する透明な熱可塑性樹脂フィルムが開示されている。該フィルムでは、隣り合う隣接層は、屈折率が少なくとも約０．０３異なる種々の透明な熱可塑性樹脂材料であり、そして樹脂製材料の少なくとも１種が、工学的熱可塑性弾性（エラストマー）樹脂である。

光学的及び装飾的目的のために設計された、通常の複数ナノ層フィルムは、色生成ポリマー対の連続した層を有している。この設計は、光学コアを通る入射光の構造的干渉を促すために、構造の透明性を最大化している。

所定の用途のため、目標とする波長の反射を最大化し、透過作用を最小化することが望ましい。このことは、黒色基板上の典型的玉虫色フィルムの積層体を用いて説明することができる。しかしながら、この効果は表面の一方側に限定される。同一の効果を両側の表面で達成するためには、別のフィルムを積層することが必要とされ、これにより全体の費用が高くなり、及び複雑さが増すこととなる。

米国特許第３５６５９８５号 米国特許第３７５９６５７号 米国特許第３７７３８８２号 米国特許第３８０１４２９号 米国特許Ｒｅ第３１７８０号 米国特許第４９３７１３４号 米国特許第５０８９３１８号 米国特許第５４５１４４９号 米国特許第６４７５６０８号 米国特許第４１４６４０３号 米国特許第５７５３３７１号 米国特許第５６１１８５１号 米国特許第６５７２６９５号 米国特許第６５７９３５７号 米国特許第６５８２５０７号 米国特許第６１３２８７３号 米国特許第６４４０２０８号 米国特許第６１３２８７３号

積層フィルムの従来の技術は、ウェブ（膜）の全域で色の不均一性が大きく、結果として、想定していたものに対して不完全な色が生成された。高次フィルム(higher order film)を使用した他の技術では、発生する複数反射ピークは、概して一次ピークよりも弱く、且つ制御が非常に難しいものであった。

本発明は、２つの異なる反射ピークによって独特な色を生成（発生）する積層フィルムに関する。これらの複数ピーク（玉虫色状フィルム）は、独特な方法でＬ^*ａ^*ｂ^*色空間を移動し、新しく、興味深い色を生成する。短い波長の反射ピークが青、紫及び透明（紫外）へとシフトするに従い、典型的な玉虫色フィルムは、単にすべての色を失うこととなる。短い波長の反射ピークが視界範囲から消えると、複数の長い波長の反射ピークが、続けて色を発生させることとなる。反射波長を調整することにより、赤紫色、金色、青緑色等の色の組み合わせを単一基準供給リング（single standard feed ring）を伴って生成することができる。

ここで使用される「概して平行な層」という言葉は、隣接層が通常、ｘ−ｙ平面を維持し、ｚ方向へのシフトが最小又はシフトがないことを意味する。

多層の共押出しされた玉虫色状のフィルムはそれ自体、技術的に公知である。これは、Ｃｏｏｐｅｒ、Ｓｈｅｔｔｙ及びＰｉｎｓｋｙの特許文献５、Ｓｈｅｔｔｙ及びＣｏｏｐｅｒの特許文献７及び特許文献８並びにその他の特許文献に記載されている。これらに記載されているように、この玉虫色状フィルムは、少なくとも１０層の非常に薄い層（好ましくは少なくとも約３５層、より好ましくは少なくとも約７０層）を有する透明な熱可塑性樹脂の共押出しされた積層フィルムであり、それぞれ層は、通常約３０〜５００ｎｍ及びより好ましくは約５０〜４００ｎｍであって、概ね平行な層であり、屈折率が少なくとも約０．０３、より好ましくは少なくとも約０．０６異なる別の透明な熱可塑性樹脂材料である接触隣接層である。皮を構成するこのフィルムの最外層は、存在する場合は、それぞれがこのフィルムの全厚さの少なくとも約５％である。

玉虫色状フィルムを製造するために従来使用されていた何れの熱可塑性樹脂材料も、（個々の材料が上述した特性を有し、同様に、選択された樹脂材料の組み合わせが上述した特性を有する限り、）本発明で使用することができる。このフィルム層のための有用なポリマーとしては、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエチレンビニルアセテート、ポリオレフィン、及びポリスチレンが挙げられる。例えば、ポリエステルとして、エチレングリコールから製造される、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート、及び、屈折率が約１．５５〜１．６１という特徴を有する、シクロヘキサンジメタノール、及びポリエチレンナフタレートが、本明細書に参照として組み込まれる本発明の譲受人に譲渡された特許文献９で開示されている。有用なポリアクリレートとしては、ポリメチルメタクリレートが挙げられる。本発明を限定するものではないが、有用なフィルムとして、ポリブチレンテレフタレート（以下「ＰＢＴ」）及びポリメチルメタクリレート（以下「ＰＭＭＡ」）の交互層、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリメチルメタクリレートの交互層、ポリスチレン及びエチレンビニルアセテート（以下「ＥＶＡ」）、ポリエチレンナフタレート及びポリメチルメタクリレートの交互層、ポリエチレンテレフタレート及びエチレンメチルアクリレート（以下「ＥＭＡ」）の交互層、並びにポリエチレンナフタレート及びポリメチルメタクリレートの交互層が挙げられる。この層は、本発明の譲受人に譲渡された特許文献８に教示されているように、着色されていてよく又は薄い色がついていてもよい。下記の表１は、この発明のフィルムを形成するために使用することができる更なるポリマーについて示す。

多層フィルムは、通常、冷却ロール成形技術（chill-roll casting technique）によって製造され、この技術では、２台以上の押出し機からの熱可塑性樹脂性材料の溶融物が、（所望の層パターンに調整する）フィードブロックによって集められる。非常に狭い多層流が、シングルマニホルドフラットフィルムダイを通して流れ、ダイの幅へと広がり、及びダイの終り部の出口の厚さに薄くされる。層の数とその厚さの分布は、異なるフィードブロックモジュールの使用により変えることができる。適当なフィードブロックは、例えば、特許文献１及び特許文献３に記載されている。フィードブロックは２成分（すなわちＡＢＡＢ．．．）、３成分（ＡＢＣＡＢＣＡ．．．又はＡＣＢＡＣＢＣ．．．）又はそれ以上の交互層を形成するために使用することができる。

通常、シートの側のそれぞれにある最外層（複数の場合を含む）は、比較的厚い皮を形成するため、別の層よりも厚い。皮を形成するために使用される樹脂材料は、光学コアを作る成分の１つ、又は、所望の機械的特性、ヒートシール性、若しくは他の特性、又はこれらの組み合わせを与えるために利用される、異なるポリマーであってよい。好ましくは、本フィルムは、（本明細書に参照として組み込まれる）特許文献４で開示されている方法によって製造される。

本発明に従って、独特の色効果を有する玉虫色状のフィルムは、上述したように、少なくとも２つの、複数層の光学スタックを共に積層することにより得られ、光学積層のそれぞれは、フィルムから反射される１つの主波長帯を有するものとして特徴づけられる。従って、本発明の玉虫色フィルムは、少なくとも２つの反射ピークを有するものとして特徴づけられる。別の反射ピークを有する２つの複数層の光学スタックを、本発明の積層フィルムを形成するために使用することができるが、３又はそれ以上の複数層の光学スタック（それぞれが異なる反射ピークを有する）の積層についても本発明の範囲内である。本発明に従って、複数層の光学積層はそれぞれ、他の多層積層の反射ピークと少なくとも２５ｎｍ異なる別の反射ピーク有する。本発明の積層を形成する、それぞれの複数層積層の反射ピークの波長の違いは、少なくとも、約５０ｎｍ、７５ｎｍ、１００ｎｍ、及び３００ｎｍ又はそれ以上である。

複数層フィルムのそれぞれを積層させるか又は（そうでなければ）互いに接着させる方法は、変えることができ、積層技術分野においてよく知られた方法によって行うことができる。このように例えば、多層の光学スタックは、上述したように連続して形成してもよく、そして別個に形成した光学スタックを、溶解状態の内に、（通常の）フィードブロックで結合してもよい。あるいは、複数層の光学スタックは、個別に形成され、冷却され、その後、透明粘着体を個々のスタックの間に貼ることにより、本発明の複数層フィルムに積層できる。

透明粘着体は当技術分野でよく知られており、ウレタン、エポキシ、及びアクリルが挙げられる。特に、粘着体(adhesive)が透明であれば、粘着体は本発明の一部を構成するものではなく、積層フィルムの反射ピークに不利に影響するものではない。

異なる色を有する複数層フィルムを形成する上での問題は、色の組み合わせを作るために使用される個々の光学スタックの色の均一性である。玉虫色の組み合わせの色は、個々の反射ピークを生成する何れの光学スタックの変化にも非常に繊細である。わずかな変化でも、極めて異なる反射色をもたらす。それぞれの光学スタックの色の均一性は、望まれる組み合わせの色を実現するのに重要である。均一な色を有する１つのピークの玉虫色フィルムの進歩により、以前までは作り出すことができなかった新しい玉虫色を作り出すために、２つ以上の異なる反射ピークの現実的な組み合わせが可能となり、同時にウェブ（膜）全体の広さの全域にわたり満足のいく色の均一性を有する、（結果として得られた）色の組み合わせが可能となる。ウェブ全域にわたる色の均一性を実現する方法は公知であり、現在実用化されている。多層フィルムの熱処理と同様に、このフィルムの１軸延伸と２軸延伸両方の適応は、色の均一性を改善するために使用されている。本発明の積層フィルムを形成するために使用することができる特に有用なフィルムは、日本の東京にある帝人デュポンフィルムにより製造されている商品名テトロンＭＬＦである。

実用性：本発明は、軟質及び硬質の装飾的包装に使用することができる。軟質装飾的包装として、包装紙、リボン、及び蝶ネクタイが挙げられるが、これらに限定されるものではない。硬質の装飾的包装として、化粧及びパーソナルケア容器が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、スキンケア製品（パック、ＵＶ保護ローション、液体石鹸、及び抗菌性の製品等）、ヘアケア製品（シャンプー、コンディショナー、ヘアスプレー又は固定剤、及び髪着色剤等）、化粧品（マニキュア液、マスカラ、アイシャドー、及び香水等）、シェービングクリーム、脱臭剤、ベビーオイル、及び歯用製品の容器である。本発明びフィルムは、包装に使用するための、印刷され、積層された板（board）に使用することもできる。本発明は、ブックカバー等の図柄の用途にも使用することができる。本フィルムは、垂直形状及び充填包装にも使用することができ、これは、成形領域に包装フィルムを入れる包装道具の１種であり、この領域は何らかの方法でヒートシールすることができ、パッケージは何かで満たされ、シールで閉じられる。仕上げられた包装物の寸法は、機械に導入されたフィルムの幅によって決定され、バッグの長さは、シールヘッドにおいて設定する速さ及び頻度によって制御される。この方法によって、多数の品目が、出来上がった玉虫色フィルムの袋またはバッグに包装される。本フィルムはまた、ファッションアクセサリー（シークイン及び糸（thread）等）にも使用することができる。本フィルムはまた、絵画用額縁の周りの包装に使用することもできる。

また、本発明では、輝く粒子を形成するために、ある方法でサイズを縮小してもよい。これらの粒子は、用途に依存して、様々なサイズ及び形がある。この大きさは、非常に小さいもの（約 ．００４”）からより大きい粒子まで及ぶ。

本発明のフィルムは、様々な容器のラベルとしても使用することができる。このような容器は、化粧及びパーソナルケア容器、例えば、スキンケア製品（パック、ＵＶ保護ローション、液体石鹸、及び抗菌性の製品等）、ヘアケア製品（シャンプー、コンディショナー、ヘアスプレー又は固定剤、及び髪着色剤等）、化粧品（マニキュア液、マスカラ、アイシャドー、及び香水等）、シェービングクリーム、脱臭剤、及びベビーオイルの容器であるが、これらに限定されるものではない。この容器は、効果顔料を含んでよい。例えば、Ｌｏｕｉｓ Ａｒｍａｎｉｎｉ等による本発明の譲受人に譲渡された特許文献１０で開示されている、マイカでコーティングされたチタン、マイカでコーティングされた酸化鉄、マイカでコーティングされた二酸化チタンでコーティングされた酸化鉄；Ｗｉｌｌｉａｍ Ｊ．Ｓｕｌｌｉｖａｎ等による本発明の譲受人に譲渡された特許文献１１で開示されている、ガラスでコーティングされた酸化鉄又は二酸化チタン；Ｃａｒｍｉｎｅ Ｄｌｕｃａ等による本発明の譲受人に譲渡された特許文献１２で開示されている、板状の金属酸化物；Ｐａｕｌ Ｃａｏによる本発明の譲受人に譲渡された特許文献１３〜１５で開示されている、ビスマス酸塩化物の効果顔料；Ｊａｍｅｓ Ｄ．Ｃｈｒｉｓｔｉｅ等による本発明の譲受人に譲渡された特許文献１６及び特許文献１７で開示されている、光学的に変化する顔料；特許文献１８の誘電体反射器；二酸化シリコンでコーティングされ、それから酸化鉄又は二酸化チタンでコーティングされた基材；及び、二酸化チタンまたは酸化鉄でコーティングされ、それから二酸化シリコンでコーティングされた基材；これらすべてが本明細書に組み込まれる。；ＢＡＳＦ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＬＬＣから市販されているＦＩＲＥＭＩＳＴ（登録商標）真珠光沢顔料（ホウケイ酸カルシウムナトリウム及び二酸化チタンを含む）；ＢＡＳＦ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＬＬＣから市販されているＭＡＧＮＡＰＥＡＲＬ（登録商標）１０００真珠光沢顔料（７０〜８０重量％のマイカ及び２０〜３０重量％の二酸化チタンを含む）；ＢＡＳＦ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＬＬＣから市販されているＭＡＧＮＡＰＥＡＲＬ（登録商標）１１００真珠光沢顔料（６７〜７５重量％のマイカ、０．２〜２０重量％の酸化スズ、及び２５〜３１重量％の二酸化チタン）；ＢＡＳＦ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＬＬＣから市販されているＭＡＧＮＡＰＥＡＲＬ（登録商標）２１００真珠光沢顔料（５６．５〜６４．５重量％のマイカ、０．２〜２．０重量％の酸化スズ、３５．５〜４１．５重量％の二酸化チタンを含む）；及びＢＡＳＦ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＬＬＣから市販されている二酸化チタン板。本発明は色のついた液体で満たされた透明容器を含む色のついた基材にも使用することができる。

本フィルムはまた板紙又は他の基材に対する熱積層にも使用することができる。この過程において、本フィルムはニップに完全なウェブとして導入することができ、これは加熱下及び加圧下で、このフィルムを板紙等の第二基材に永久的に接着させる。本方法は、中間層接着を形成するための粘着用テープの使用を必要とする積層過程のためのコスト効率の良い基材を提供する。

ピーク波長が６１０ｎｍである赤色干渉色を有する多層の共押出された光反射フィルムと、ピーク波長が４４０ｎｍである紫色干渉色を有する多層共押出光反射フィルムとの組み合わせを、水がベースのウレタン粘着体（粘着テープ）と共に積層し、玉虫赤紫色を生成した。ピーク波長が１つの赤紫色のフィルムを形成することはできない。

ピーク波長が６１０ｎｍである赤色干渉色を有する多層の共押出された光反射フィルムと、ピーク波長が５４０ｎｍである緑色干渉色を有する多層共押出光反射フィルムとの組み合わせを、水がベースのウレタン粘着用テープと共に積層し、玉虫金色を生成した。

ピーク波長が５４０ｎｍである緑色干渉色を有する多層の共押出された光反射フィルムと、ピーク波長が４４０ｎｍである紫色干渉色を有する多層共押出光反射フィルムとの組み合わせを、水がベースのウレタン粘着用テープと共に積層し、玉虫赤紫色を生成した。

上述の実施例は、２つの市販されている玉虫色フィルムの積層により行った。さらに光学的モデリングを本発明の実用性を実証するために行った。次の実施例は、可能な積層構造を作るために、ＴＦＣａｌｃを使用して行った。

このモデルは、ピーク波長が６１０ｎｍである赤色干渉色を有する多層の共押出しされた光反射フィルムを使用して、これと、ピーク波長が６５０ｎｍである玉虫色フィルムを結合させた光学的等価物である。ここで生成した色調は、赤であるが接着したフィルムは１つのピークのフィルムよりも高い彩度を有する

このモデルは、ピーク波長が５４０ｎｍである緑色干渉色を有する多層の共押出しされた光反射フィルムを使用して、これと、ピーク波長が７５０ｎｍである玉虫色フィルムを結合させた光学的等価物である。ここで生成した色調は、通常の入射で緑である。なぜなら二次ピークがＩＲ領域外だからである。高入射角で紫色を過ぎた後に色がなくなる１つのピークの緑色フィルムとは違って、この結合フィルムは赤に近い色まで幅の広い色の変化を示す。

このモデルは、ピーク波長が４４０ｎｍである紫色干渉色を有する多層の共押出しされた光反射フィルムを使用して、これと、ピーク波長が７５０ｎｍである玉虫色フィルムを結合させた光学的等価物である。ここで生成した色調は、通常の入射で紫である。なぜなら二次ピークがＩＲ領域外だからである。高入射角ですぐに色がなくなる１つのピークの紫色フィルムとは違って、この結合フィルムは、赤色、オレンジ色及び黄色まで変化する。

Claims (9)

1. 複数の反射ピークを有する玉虫色状のフィルム。
2. 複数層の光学スタックを少なくとも２つ含み、各光学スタックについて、フィルムからの反射が、一つの主波長帯を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルム。
3. 各光学スタックは、それぞれが反射ピークを有し、各反射ピークは、他の光学スタックの反射ピークと少なくとも２５ｎｍ異なることを特徴とする請求項２に記載のフィルム。
4. 各光学スタックは、それぞれが反射ピークを有し、各反射ピークは、他の光学スタックの反射ピークと少なくとも５０ｎｍ異なることを特徴とする請求項３に記載のフィルム。
5. 各光学スタックは、それぞれが反射ピークを有し、各反射ピークは、他の光学スタックの反射ピークと少なくとも１００ｎｍ異なることを特徴とする請求項４に記載のフィルム。
6. 各光学スタックは、それぞれが反射ピークを有し、各反射ピークは、他の光学スタックの反射ピークと少なくとも３００ｎｍ異なることを特徴とする請求項４に記載のフィルム。
7. 複数層の光学スタックは、まだ溶融状態の内に、フィードブロックで結合されたものであることを特徴とする請求項２に記載のフィルム。
8. 多層の光学スタックは、別個に形成され、冷却され、そして次に玉虫色状のフィルムに積層され、該積層は、個々のスタック間に配置された透明な粘着体を使用して行なわれたことを特徴とする請求項２に記載のフィルム。
9. 透明粘着体が、ウレタン、エポキシ及びアクリルからなる群から選択されることを特徴とする請求項８に記載のフィルム。