JP2018028656A - 磁性物品 - Google Patents

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Abstract

【課題】強い色を有し、ゴニオクロマチックであり、かつ、高いフロップ性(観察角度に依存して、明度、色相または色度が変化する金属的外観)を有する物品、及び、該物品の製造方法を提供する。
【解決手段】第1の表面、および、第1の表面に対向する第2の表面を有する磁性体含有層16と;磁性体含有層の第1の表面の外側にある第1の反射体層14と;磁性体含有層の第2の面の外側にある第2の反射体層14’と;第1の反射体層の外側にある第1の選択的光変調体層12と;第2の反射体層の外側にある第2の選択的光変調体層12’と;第1の選択的光変調体層の外側にある第1の吸収体層18と;第2の選択的光変調体層の外側にある第2の吸収体層18’とを備え、第1の選択的光変調体層および第2の選択的光変調体層のうちの少なくとも1つは、硬化剤、および、コーティング助剤のうちの少なくとも1つを含む物品10、及び、該物品の製造方法。
【選択図】図1

Description

[関連出願]
本出願は、2016年6月27日に出願された米国仮出願第62/355,188号に対する優先権の利益を主張するものであり、その全開示を参照により本明細書に援用する。
本開示は、概して、(i)強い色を有し、(ii)ゴニオクロマチックであり、かつ、(iii)高いフロップ性(すなわち、観察角度が変化するにつれて明度、色相または色度が変化する鏡面・金属的外観)を有することができる物品に関する。前記物品の製造方法も開示される。
フレークなどの物品は、通貨や光学特性を強化したコンシューマ用途のセキュリティ・フィーチャに使用することができる。しかしながら、蒸着法などの現行の製造方法は、フレークを製造するために高価で複雑な設備を必要とする。現行のより安価な方法で得られる顔料はセキュリティ・フィーチャ用としては品質が悪い。また、ポリマー薄膜の蒸着では層間接着が悪くなる。さらに、真空中での加工は、上記装置の生産性に経時的に悪影響を及ぼす。さらに、本装置のメンテナンスは、チャンバのポンプ排水や排気を要し、これは非生産的で時間が非常にかかる。さらに、フレーク、ホイルおよびシートの形態の光学デバイスなどの物品の製造に使用できる材料の種類は低圧下で気化できるものに限定されるため、多くの有機材料が排除される。
一態様では、第1の表面、および、前記第1の表面に対向する第2の表面を有する磁性体含有層と;前記磁性体含有層の前記第1の表面の外側にある第1の反射体層と;前記磁性体含有層の第2の面の外側にある第2の反射体層と;前記第1の反射体層の外側にある第1の選択的光変調体層と;前記第2の反射体層の外側にある第2の選択的光変調体層と;前記第1の選択的光変調体層の外側にある第1の吸収体層と;前記第2の選択的光変調体層の外側にある第2の吸収体層とを備え、前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層のうちの少なくとも1つは、硬化剤、および、コーティング助剤のうちの少なくとも1つを含む、物品が開示される。
他の一態様では、第1の表面、および、前記第1の表面に対向する第2の表面を有する磁性体含有層と;前記磁性体含有層の前記第1の表面の外側にある第1の反射体層と;前記磁性体含有層の第2の面の外側にある第2の反射体層と;前記第1の反射体層の外側にある第1の選択的光変調体層と;前記第2の反射体層の外側にある第2の選択的光変調体層と;前記第1の選択的光変調体層の外側にある第1の吸収体層と;前記第2の選択的光変調体層の外側にある第2の吸収体層とを備え、前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層のうちの少なくとも1つは、硬化剤、および、酸素阻害緩和組成物のうちの少なくとも1つを含む、物品が開示される。
更なる一態様において、基板上に第1の吸収体層を堆積させるステップと;前記第1の吸収体層上に第1の選択的光変調体層を堆積させるステップと;前記第1の選択的光変調体層上に第1の反射体層を堆積させるステップと;前記第1の反射体層上に磁性体含有層を堆積させるステップと;前記磁性体含有層上に第2の反射体層を堆積させるステップと;前記第2の反射体層上に第2の選択的光変調体層を堆積させるステップと;前記第2の選択的光変調体層上に第2の吸収体層を堆積させるステップとを含み、前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層のうちの少なくとも1つは、液体コーティングプロセスを使用して堆積される、物品の製造方法が提供される。
様々な実施形態の追加の特徴および利点は、部分的には下記発説明に記載されるか、部分的には下記説明の記載から明らかであるか、または、様々な実施形態の実施によって理解することができる。かかる様々な実施形態の目的および他の利点は、本明細書の説明で特に指摘する要素および組み合わせによって実現かつ達成されるであろう。
本開示は、そのいくつかの態様および実施形態において、発明の詳細な説明および添付の図面からより完全に理解することができる。
本明細書および図面を通して、同様の参照番号は同様の要素を識別する。
本開示の一例に係る物品の断面図である。 本開示の一例に係る、剥離層を有する基板から剥離される前の物品の断面図である。 選択的光変調体層を堆積する段階を示す液体コーティングプロセスの断面図である。
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は両方とも例示的で説明的なものに過ぎず、本開示の教示の様々な実施形態の説明を提供することを意図していることを理解されたい。
本明細書に開示された広範かつ様々な実施形態では、フレーク、シートまたはホイルの形態の光学デバイスなどの物品、および、前記物品の製造方法が開示される。
一態様では、物品10は、第1の表面、および、第1の表面に対向する第2の表面を有する磁性体含有層16と;磁性体含有層16の第1の表面の外側にある第1の反射体層14と;磁性体含有層16の第2の面の外側にある第2の反射体層14’と;第1の反射体層14の外側にある第1の選択的光変調体層12と;第2の反射体層14’の外側にある第2の選択的光変調体層12’と;第1の選択的光変調体層12の外側にある第1の吸収体層18と;第2の選択的光変調体層12’の外側にある第2の吸収体層18’とを備え、第1の選択的光変調体層12および第2の選択的光変調体層12’のうちの少なくとも1つは、硬化剤、および、コーティング助剤のうちの少なくとも1つを含み得る。他の一態様では、物品10において、第1の選択的光変調体層12および第2の選択的光変調体層12’のうちの少なくとも1つは、硬化剤、および、酸素阻害緩和組成物のうちの少なくとも1つを含むことができる。
図1および図2は、本開示の様々な例に係る、フレーク、ホイルまたはシートの形態の光学デバイスなどの様々な物品10を示す。これらの図は特定の順序で特定の層を示しているが、当業者は、物品10が任意の数の層を任意の順序で含むことができることを理解するであろう。さらに、任意の特定の層の組成は、他の任意の層の組成と同じでも異なっていてもよい。また、本明細書に開示される物品10は中間層または介在層などの追加の層を備えることができることも想定される。また、物品10の各層は酸化などによって表面改質され得ることも想定される。
いくつかの例では、物品10は光干渉を示すことができる。あるいは、いくつかの例では、物品10は光干渉を示すことができない。一態様では、物品10は干渉を利用して色を生成することができる。別の一態様では、物品10は干渉を利用して色を生成することができない。例えば、以下で更に詳細に説明するように、色の外観は、添加剤、選択的光変調体粒子(selective light modulator particle;SLMP)または選択的光変調体分子(selective light modulator molecule;SLMM)などの選択的光変調システム(selective light modulator system;SLMS)を選択的光変調体層(selective light modulator layer;SLML)中に含有させることで発現させることができる。
一態様では、図1および図2に示すように、物品10は、物体または基板20上で使用可能なホイル、フレークまたはシートの形態であり得る。一態様では、光学デバイスはシートの部分を含むことができる。別の一態様では、物品10は、光学デバイスおよび液体媒体を含むことができる。別の一態様では、物品10は、例えば、厚さ100nm〜100μm、大きさ100nm〜1mmのフレークの形態の光学デバイスである。物品10は、(液体媒体と併用して)カラーシフト着色剤とすることができたり、通貨のセキュリティ・フィーチャとして使用することができる。物品10の使用に共通する属性としては、高色度(すなわち強い色)、観察角度に対する色変化(ゴニオクロマティシティまたは虹彩としても知られている)、および、フロップ性(観察角度が変化するにつれて明度、色相または色度が変化する鏡面的な外観)などが挙げられる。
シート、フレークまたはホイルの形態の光学デバイスなどの物品10は、第1の選択的光変調体層(SLML)12、第2のSLML12’、第3のSLML12’’、第4のSLML12’’’などの少なくとも1つの誘電体層を備えることができる。2つ以上のSLML12,12’が光学デバイスに存在する場合、各SLMLは組成および物性に関して独立していてもよい。例えば、第1のSLML12は、第1の屈折率を有する組成を有することができるが、同じ光学デバイス内の第2のSLML12’は、異なる屈折率を有する異なる組成を有することができる。別の例として、第1のSLML12は、第1の厚さで組成を有することができるが、第2のSLML12’は、第1の厚さとは異なる第2の厚さで同じ組成を有することができる。追加的または代替的に、フレーク、シートまたはホイルの形態の物品10は、SLML14,14’,14’’または14’’’の表面上にハードコート、すなわち保護層を備えることもできる。いくつかの例では、これらの層(ハードコート、すなわち保護層)は光学的品質を必要としない。
図1および図2に示すように、磁性体含有層16および/または第1および第2の反射体層14,14’の少なくとも2つの表面/側面、例えば、図示するような右側および左側の面/側面をSLML12,12’フリーとすることができる。一態様では、物品10がフレークまたはホイルの形態である場合、磁性体含有層16および/または第1および第2の反射体層14,14’は、図1および図2に例示された4つを超える表面を含むことができる。これらの場合では、例えば、磁性体含有層16および/または第1および第2の反射体層14,14’の1つ、2つ、3つ、4つ、または5つの表面をSLML12フリーとすることができる。いくつかの例では、磁性体含有層16および/または第1および第2の反射体層14,14’の1つ、2つ、3つ、4つ、または5つの表面、よって、物品10を空気に開放することができる。一例では、開放側面、すなわち外側のSLMLを含まない反射体表面はフロップ性に対する利点となり得る。
磁性体含有層16は、透磁性、磁気配向性材料、磁性材料、および、それらの組み合わせを含むことができる。強磁性材料およびフェリ磁性材料などの磁性材料には、ニッケル、コバルト、鉄、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、エルビウム、および、それらの合金や酸化物が含まれるが、これらに限定されない。例えば、コバルトニッケル合金を採用することができ、ここで、コバルトおよびニッケルの重量比率は、それぞれ、約80%および約20%である。コバルトニッケル合金中のこれらの金属それぞれの上記比率は、±約10%変化し得る。合金の他の例には、Fe/Si、Fe/Ni、Fe/Co、Fe/Ni/Mo、Fe/Cr、Ni/Cr、および、それらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。一態様では、磁性体含有層16は、酸化鉄粒子含有ポリマーを含むことができる。SmCo、NdCo、SmCo17、NdFe14B、SrFe、TbFe、Al−Ni−Co、および、これらの組み合わせの種類の硬質磁性体(ハードマグネット)を使用することができ、また、Fe、NiFe、MnFe、CoFeの種類のスピネル型フェライト、または、YIGまたはGdIGの種類のガーネット、および、それらの組み合わせも使用できる。一態様では、磁性材料はフェライト系ステンレス鋼であってもよい。磁性材料は、その反射特性または吸収特性ならびに磁気特性で選択することができる。磁性体含有層16は、磁性粒子および非磁性粒子、または磁性粒子を非磁性媒体中に有する材料、例えば、基板20上に堆積させたコバルトドープ酸化亜鉛膜により形成してもよい
上記広範囲の磁性材料を使用することができるが、一態様では「軟質」磁性体(ソフトマグネット)を使用することができる。本明細書において「軟質磁性体」という用語は、強磁性を示すが磁力に曝された後は残留磁束密度が実質的にゼロである任意の材料を指す。軟質磁性体は印加磁場に迅速に応答することができるが、磁場が除去された後は、非常に低い(保磁場(Hc)=0.05〜300エルステッド(Oe))かあるいはゼロの磁気特性図(magnetic signature)を有する(すなわち、非常に少ない磁力線を保持する)。同様に、本明細書において「硬質磁性体」(永久磁石とも呼ばれる)という用語は、強磁性を示し、磁化力に曝された後も残留磁束密度を長時間保持する任意の材料を指す。強磁性材料は、1よりも実質的に大きい透磁率を有し、磁気ヒステリシス特性を示す任意の材料である。一態様では、磁場中で物品10の配向を可能にする限り、任意の磁性材料を磁性体含有層16に使用することができる。
磁性体含有層16は、約10nm〜約100nmの範囲、例えば約35nm〜約45nmの範囲、また更なる例として約40nmからの厚さを有することができる。磁性体含有層16は、実質的に不透明となるような厚さに堆積させることができる。一態様では、磁性体含有層16は、実質的に不透明にならないような厚さに堆積させることができる。
磁性体含有層16は、従来の堆積プロセスを用いて形成することができ、例えば、物理蒸着法;マグネトロンスパッタリングを含むスパッタリング法;熱蒸着法;電子ビーム蒸着法;陰極アーク蒸着法が挙げられる。一態様では、第1または第2の選択的光変調体層12,12’の形成と同様、本明細書に記載の液体コーティングプロセスを用いて磁性体含有層16を形成することもできる。
第1の反射体層14および第2の反射体層14’は、それぞれ独立して、広帯域反射体、例えば、スペクトルおよびランバート反射体(例えば、白色TiO)とすることができる。第1の反射体層14および/または第2の反射体層14’は、それぞれ独立して、金属、非金属、および/または、金属合金を含むことができる。本明細書で使用する「金属」または「金属層」という用語は、特段明記しない限り、すべての金属、金属合金、純金属または合金含有材料、化合物、組成物および/または層を含むことが意図される。
一例では、第1および第2の反射体層14,14’の材料は、それぞれ独立して、所望のスペクトル範囲内において反射特性を有する任意の材料を含むことができる。例えば、所望のスペクトル範囲において5%〜100%の範囲の反射率を有する任意の材料を含むことができる。反射性材料の例は、良好な反射特性を有し、安価であり、薄い層として形成または堆積することが容易なアルミニウムであり得る。アルミニウムの代わりに他の材料を使用することもできる。例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、ニオブ、クロム、スズ、および、これらの金属もしくは他の金属の組合せまたは合金を反射材料として使用することができる。一態様では、第1および/または第2の反射体層14,14’の材料は、白色または淡色の金属とすることができる。他の例では、第1および/または第2の反射体層14,14’は、遷移金属およびランタニド金属およびそれらの組み合わせ、ならびに、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、それらの組み合わせ、または、金属とこれらの材料の1つ以上との混合物を含むことができるが、これらに限定されない。
第1および/または第2の反射体層14,14’の厚さは、約5nm〜約5000nmの範囲とすることができるが、この範囲は限定的であると解釈すべきではない。例えば、第1および/または第2の反射体層14,14’が最大透過率0.8を提供するように、より小さい厚さを選択することができる。追加的にまたは代替的に、アルミニウムを含む第1および/または第2の反射体層14,14’の場合、最小光学濃度(OD)は、波長約550nmにおいて約0.1〜約4とすることができる。
十分な光学密度を得るためにかつ/または所望の効果を達成するために、第1および/または第2の反射体層14,14’の組成に応じて、より高いかまたはより低い最小厚さが必要とされ得る。いくつかの例において、上限は、約5000nm、約4000nm、約3000nm、約1500nm、約200nm、および/または、約100nmとすることができる。一態様では、第1および/または第2の反射体層14,14’の厚さは、約10nm〜約5000nmの範囲、例えば約15nm〜約4000nm、約20nm〜約3000nm、約25nm〜約2000nm、約30nm〜約1000nm、約40nm〜約750nm、または、約50nm〜約500nm、例えば、約60nm〜約250nmもしくは約70nm〜約200nmの範囲とすることができる。
図1および図2のシート、ホイルまたはフレークなどの形態である物品10は、第1の選択的光変調体層(SLML)12および第2の選択的光変調体層12’を備えることができる。SLMLは、約0.2μm〜約20μmの範囲の波長を有する電磁放射のスペクトルの様々な選択領域において光強度を変調(吸収および/または放出)することを目的とする複数の光学機能を備える物理層である。
SLML12,12’(および/またはSLML12,12’内の材料)は、光を選択的に変調することができる。例えば、SLMLは特定の波長における透過量を制御することができる。いくつかの例では、SLMLは、特定の波長(例えば、可視領域および/または非可視領域)のエネルギーを選択的に吸収することができる。例えば、SLML12,12’は、「着色層」および/または「波長選択性吸収層」とすることができる。いくつかの例では、吸収された特定の波長は、フレーク形態などの物品10に特定の色を発現させることができる。例えば、SLML12,12’は人間の目には赤色に見え得る(例えば、SLMLは約620nm以下の光の波長を吸収し、したがって赤色に見えるエネルギーの波長を反射または透過することができる)。これは、着色剤(例えば、有機および/または無機顔料および/または染料)であるSLMPを、ホスト材料、例えば誘電材料など(ポリマーを含むがこれに限定されない)に添加することによって達成することができる。例えば、いくつかの例では、SLMLは着色プラスチックとすることができる。
いくつかの例では、吸収される特定の波長の一部または全部を可視範囲内にすることができる(例えば、SLMLは可視領域全体にわたって吸収するが、赤外領域は通過し得る)。フレーク形態などの得られた物品10は黒く見えるが、赤外領域の光を反射する。上述のいくつかの例では、物品10および/またはSLML12,12’の吸収波長(および/または特定の可視色)は、少なくとも部分的にSLML12,12’の厚さに依存し得る。追加的または代替的に、SLML12,12’によって吸収されるエネルギーの波長(および/またはこれらの層および/またはフレークに現れる色)は、SLMLに添加するものに部分的に依存し得る。特定の波長のエネルギーを吸収することに加えて、SLML12,12’は、劣化に対して磁性体含有層16および/または第1および第2の反射体層14,14’を補強すること;基板からの剥離を可能にすること;サイジングを可能にすること;第1および第2の反射体層14,14’に使用されるアルミニウムまたは他の金属および材料の酸化などの環境劣化に対する若干の耐性を提供すること;および、SLML12,12’の組成および厚さに基づく、高い光の透過性能、反射性能および吸収性能、のうちの少なくとも1つを達成することができる。
いくつかの例では、特定波長のエネルギーおよび/または可視光の波長を選択的に吸収するSLML12,12’に加えて、またはこれに代えて、シート、ホイルまたはフレークの形態などの物品10のSLML12,12’は、屈折率を制御することができるか、かつ/または、屈折率を制御することができるSLMPを含むことができる。SLML12,12’の屈折率を制御することができるSLMPは、吸収制御SLMP(例えば、着色剤)に加えて、またはこれに代えて、ホスト材料に含めることができる。いくつかの例では、ホスト材料は、SLML12,12’中で吸収制御SLMPおよび屈折率制御SLMPの両方と組み合わせることができる。いくつかの例では、同じSLMPが吸収および屈折率の両方を制御することができる。
第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ、第1および第2の反射体層14,14’の外側にそれぞれ独立して存在することができる。第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ独立して、約1.5より大きいかまたは小さい屈折率を有することができる。例えば、各SLML12,12’は、約1.5の屈折率を有することができる。各SLML12,12’の屈折率は、必要とされるカラートラベル度が得られるように選択することができる。カラートラベルは、L色空間において測定される色相角の観察角度による変化として定義することができる。いくつかの例では、各SLML12,12’は、約1.1〜約3.0、約1.0〜約1.3、または、約1.1〜約1.2の範囲の屈折率を有することができる。いくつかの例では、各SLML12,12’の屈折率は、約1.5未満、約1.3未満、または、約1.2未満とすることができる。いくつかの例では、SLML12および12’は、実質的に等しい屈折率、または、互いに異なる屈折率を有することができる。
第1及び第2のSLML12,12’は、それぞれ独立して、約1nm〜約10000nm、約10nm〜約1000nm、約20nm〜約500nm、約1nm〜約100nm、約10nm〜約1000nm、約1nm〜約5000nmの厚さを有することができる。一態様では、光学デバイスなどの物品10は、1:1〜1:50のアスペクト比(厚さ:幅)を有することができる。
しかしながら、本明細書に記載の物品10の利点の1つは、いくつかの例では、光学的効果が、厚さの変動に対して比較的非感受的であると思われることである。したがって、いくつかの態様では、各SLML12,12’は、独立して、約5%未満の光学厚さ変動を有し得る。一態様では、各SLML12,12’は、独立して、層全体で約3%未満の光学厚さ変動を有し得る。一態様では、各SLML12,12’は、独立して、厚さ約50nmの層全体で約1%未満の光学厚さ変動を有し得る。
各態様において、第1および第2のSLML12,12’は、独立して、無色透明層、透明着色層、または、着色層とすることができる。
第1および第2のSLML12,12’の性能は、各SLML12,12’に存在する材料の選択に基づいて決定することができる。SLML12,12’は、それぞれ、各SLML12,12’'の組成に基づいて、光の透過、反射および吸収について高い性能を達成することができると考えられる。一態様では、SLML12,12’は、各SLML12,12’の光学性能の制御を向上するように構成されたより広い範囲の材料を可能にする組成物を含むことができる。一態様では、SLML12,12’は、それぞれ、物品10内の任意の他の層(例えば、第1および第2の反射体層14,14’)のフレークハンドリング性、腐食、位置合わせ、および、環境性能のうちの少なくとも1つの性質を改善することができる。
第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ独立して、ホスト材料のみを、または選択的光変調体システム(SLMS)と組み合わされたホスト材料を含むことができる。一態様では、第1のSLML12および第2のSLML12’のうちの少なくとも1つがホスト材料を含む。別の一態様では、第1のSLML12および第2のSLML12’のうちの少なくとも1つがホスト材料およびSLMSを含む。SLMSは、選択的光変調体分子(SLMM)、選択的光変調体粒子(SLMP)、添加剤、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
SLML12,12’の組成物は、約0.01%〜約100%、例えば約0.05%〜約80%、また更なる例として約1%〜約30%の範囲の固形分を有することができる。いくつかの態様では、固形分は3%よりも大きくすることができる。いくつかの態様では、SLML12,12’の組成物は、約3%〜約100%、例えば約4%〜50%の範囲の固形分を有することができる。
第1および/または第2のSLML12,12’の各々のホスト材料は、独立して、コーティング液として塗布され、かつ、光学的・構造的な機能を果たすフィルム形成材料とすることができる。ホスト材料は、追加の光変調特性を物品10に付与するために選択的光変調体システム(SLMS)などのゲストシステムを必要に応じて導入するためのホスト(マトリックス)として使用することができる。
ホスト材料は誘電材料とすることができる。追加的または代替的に、ホスト材料は、有機ポリマー、無機ポリマー、および、複合材料のうちの少なくとも1つとすることができる。有機ポリマーの非限定的な例には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アクリル、アクリレート、ポリビニルエステル、ポリエーテル、ポリチオール、シリコーン、フルオロカーボン、および、それらの種々のコポリマーなどの熱可塑性プラスチック;エポキシ、ポリウレタン、アクリレート、メラミンホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、フェノールホルムアルデヒドなどの熱硬化性樹脂;および、アクリレート、エポキシ、ビニル、ビニルエステル、スチレン、シランなどのエネルギー硬化性材料が含まれる。無機ポリマーの非限定的な例には、シラン、シロキサン、チタン酸塩、ジルコン酸塩、アルミン酸塩、ケイ酸塩、ホスファザン、ポリボラジレン、および、ポリチアジルが含まれる。
第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ、約0.001%〜約100%のホスト材料を含むことができる。一態様では、ホスト材料は、SLMLの約0.01重量%〜約95重量%、例えば約0.1重量%〜約90重量%、また更なる例として、約1重量%〜約87重量%の範囲の量でSLML中に存在することができる。
SLMSは、ホスト材料と共にSLML12,12’で使用するために、選択的光変調体粒子(SLMP)、選択的光変調体分子(SLMM)、添加剤、または、それらの組み合わせをそれぞれ独立して含むことができる。SLMSは他の材料を含むこともできる。SLMSは、選択領域または対象のスペクトル範囲全体(0.2μm〜20μm)において電磁放射の振幅を(吸収、反射、蛍光などにより)変調することができる。
第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ独立して、SLMSにSLMPを含むことができる。SLMPは、ホスト材料と組み合わされて光変調を選択的に制御する任意の粒子とすることができ、限定されないが、カラーシフト粒子、染料、着色剤が含まれ、着色剤は染料、顔料、反射顔料、カラーシフト顔料、量子ドット、および、選択的反射体の1つ以上を含む。SLMPの非限定的な例としては、有機顔料、無機顔料、量子ドット、ナノ粒子(選択的に反射および/または吸収するもの)、ミセルなどが挙げられる。ナノ粒子は、高屈折率(波長約550nmにおいてn>1.6)の有機材料および金属有機材料;TiO、ZrO、In、In−SnO、SnO、Fe(xおよびyはそれぞれ独立して0より大きい整数)、WOなどの金属酸化物;ZnS、Cu(xおよびyはそれぞれ独立して0より大きい整数である)などの金属硫化物;カルコゲニド、量子ドット、金属ナノ粒子;カーボネート;フッ化物;および、それらの混合物を含むことができるが、これらに限定されない。
SLMMの例には、有機染料、無機染料、ミセル、および、発色団を含む他の分子系が含まれるが、これらに限定されない。
いくつかの態様では、第1および第2のSLML12,12’それぞれのSLMSは、硬化剤、および、コーティング助剤などの少なくとも1つの添加剤を含むことができる。いくつかの態様では、第1および第2のSLML12,12’それぞれのSLMSは、硬化剤、および、酸素阻害緩和組成物などの少なくとも1つの添加剤を含むことができる。
硬化剤は、ホスト材料の硬化、ガラス化、架橋または重合を開始することができる化合物または材料とすることができる。硬化剤の非限定的な例としては、溶媒、ラジカル発生剤(エネルギーまたは化学物質による)、酸発生剤(エネルギーまたは化学物質による)、縮合開始剤、および、酸/塩基触媒のうちの少なくとも1つが挙げられる。
コーティング助剤の非限定的な例としては、レベリング剤、湿潤剤、消泡剤、接着促進剤、酸化防止剤、UV安定剤、硬化阻害緩和剤、防汚剤、腐食防止剤、光増感剤、二次架橋剤、および、赤外線乾燥の強化のための赤外線吸収剤が挙げられる。一態様では、酸化防止剤は、SLML12,12’の組成物中に約25ppm〜約5重量%の範囲の量で存在することができる。
第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ独立して、溶媒を含むことができる。溶媒の非限定的な例には、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル;アセトン;水;ジメチルケトン(DMK)、メチルエチルケトン(MEK)、sec−ブチルメチルケトン(SBMK)、tert−ブチルメチルケトン(TBMK)、シクロペンタノン、アニソールなどのケトン;プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどのグリコールおよびグリコール誘導体;イソプロピルアルコール、ジアセトンアルコールなどのアルコール;マロン酸エステルなどのエステル;n−メチルピロリドンなどの複素環式溶媒;トルエン、キシレンなどの炭化水素;グリコールエーテルなどの凝集溶媒;および、それらの混合物が挙げられる。一態様では、溶媒は、第1および第2のSLML12,12’のそれぞれにおいて、SLML12,12’の総重量に対して、約0重量%〜約99.9重量%、例えば約0.005重量%〜約99重量%、また更なる例として約0.05重量%〜約90重量%の範囲の量で存在することができる。
いくつかの例では、第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ、(i)光開始剤、(ii)酸素阻害緩和組成物、(iii)レベリング剤、および、(iv)消泡剤のうちの少なくとも1つを有する組成物を含むことができる。一態様では、第1および第2のSLML12,12’は、硬化剤および酸素阻害緩和組成物を含むことができる。
酸素阻害緩和組成物は、フリーラジカル物質の酸素阻害を緩和するために使用することができる。分子状酸素は、光開始剤/増感剤の三重項状態を消滅させたり、フリーラジカルを捕捉することができるため、コーティング特性の低減および/または未硬化液体表面が生じる。酸素阻害緩和組成物は、酸素阻害を低減させ、SLML12,12’のいずれの硬化を改善することができる。
酸素阻害組成物は、2つ以上の化合物を含むことができる。酸素阻害緩和組成物は、少なくとも1つのアクリレート、例えば少なくとも1つのモノマーおよび少なくとも1つのアクリレートオリゴマーを含むことができる。一態様では、酸素阻害緩和組成物は、少なくとも1つのアクリレートモノマーおよび2つのアクリレートオリゴマーを含むことができる。酸素阻害緩和組成物に使用するためのアクリレートの非限定的な例としては、アクリレート;メタクリレート;変性エポキシアクリレートなどのエポキシアクリレート;酸官能性ポリエステルアクリレート、4官能性ポリエステルアクリレート、変性ポリエステルアクリレート、生物由来ポリエステルアクリレートなどのポリエステルアクリレート;アミン官能性アクリレート共開始剤および第3級アミン共開始剤を含む、アミン変性ポリエーテルアクリレートなどのポリエーテルアクリレート;芳香族ウレタンアクリレート、変性脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族アロファネート系ウレタンアクリレートなどのウレタンアクリレート;および、それらのモノマーおよびオリゴマーが挙げられる。一態様では、酸素阻害緩和組成物は、少なくとも1つのアクリレートオリゴマー、例えば2つのオリゴマーを含むことができる。少なくとも1つのアクリレートオリゴマーは、メルカプト変性ポリエステルアクリレートおよびアミン変性ポリエーテルテトラアクリレートなどの、ポリエステルアクリレートおよびポリエーテルアクリレートから選択することができる。酸素阻害緩和組成物はまた、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートなどの少なくとも1つのモノマーを含むことができる。酸素阻害緩和組成物は、第1および/または第2のSLML12,12’中、SLML12,12’の組成物の総重量に対して、約5重量%〜約95重量%、例えば約10重量%〜約90重量%、また更なる例として約15重量%〜約85重量%の量で存在することができる。
いくつかの例では、SLML12,12’のホスト材料は、カチオン系などの非ラジカル硬化系を使用することができる。カチオン系は、フリーラジカルプロセスの酸素阻害の緩和の影響を受けにくいため、酸素阻害緩和組成物を必要としなくてよい。一例では、モノマーであるエチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンの使用は酸素緩和組成物を必要としない。
一態様では、第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ独立して、少なくとも1つの光開始剤を含むことができ、例えば、2つまたは3つの光開始剤を含むことができる。光開始剤は、短波長用に使用することができる。光開始剤は、化学線波長に対して活性であり得る。光開始剤は、タイプI光開始剤またはタイプII光開始剤とすることができる。SLML12,12’は、タイプI光開始剤のみを、タイプII光開始剤のみを、または、タイプI光開始剤およびタイプII光開始剤の両方の組み合わせを含むことができる。光開始剤は、SLML12,12’の組成物の総重量に対して、約0.25重量%〜約15重量%、例えば約0.5重量%〜約10重量%、また更なる例として約1重量%〜約5重量%の範囲の量で、SLML12,12’の組成物中に存在することができる。
光開始剤はホスフィンオキシドとすることができる。ホスフィンオキシドは、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシドを含むことができるが、これらに限定されない。モノアシルホスフィンオキシドは、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドとすることができる。ビスアシルホスフィンオキシドは、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシドとすることができる。一態様では、少なくとも1つのホスフィンオキシドがSLML12,12’の組成物中に存在することができる。例えば、2つのホスフィンオキシドがSLML12,12’の組成物中に存在することができる。
増感剤がSLML12,12’の組成物中に存在することができ、タイプI光開始剤および/またはタイプII光開始剤の増感剤として作用することができる。増感剤はタイプII光開始剤としても作用することができる。一態様では、増感剤は、SLML12,12’の組成物の総重量に対して、約0.05重量%〜約10重量%、例えば約0.1重量%〜約7重量%、また更なる例として約1重量%〜約5重量%の量で、SLML12,12’の組成物中に存在できる。増感剤は、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンなどのチオキサントンとすることができる。
一態様では、SLML12,12’はレベリング剤を含むことができる。レベリング剤はポリアクリレートとすることができる。レベリング剤は、SLML12,12’組成物のクレーター化を排除することができる。レベリング剤は、SLML12,12’の組成物の総重量に対して、約0.05重量%〜約10重量%の範囲、例えば約1重量%〜約7重量%、また更なる例では約2重量%〜約5重量%の範囲の量で、SLML12,12’の組成物中に存在することができる。
SLML12,12’は消泡剤を含むこともできる。消泡剤は表面張力を低下させることができる。消泡剤はシリコーンを含まない液状有機ポリマーとすることができる。消泡剤は、SLML12,12’の組成物の総重量に対して、約0.05重量%〜約5重量%、例えば約0.2重量%〜約4重量%、更なる例として約0.4重量%〜約3重量%の範囲の量で、SLML12,12’の組成物中に存在することができるである。
図1〜図2を参照すると、第1および第2の吸収体層18,18’は、それぞれ、対応するSLML12,12’の外側に存在することができる。どのような構成であろうと、第1および第2の吸収体層18,18’は、それぞれ独立して、金属、非金属または金属合金を含むことができる。一例では、第1および第2の吸収体層18,18’の材料は、選択的吸収材料および非選択的吸収材料の両方を含む、任意の吸収材料を含むことができる。例えば、第1および第2の吸収体層18,18’は、層が少なくとも部分的に吸収性であるかまたは半不透明である厚さに堆積された非選択的吸収金属材料で形成することができる。非選択的吸収材料の例は、クロムまたはニッケルなどの灰色の金属であり得る。選択的吸収材料の例は銅または金であり得る。一態様では、吸収材料はクロムとすることができる。適切な吸収体材料の非限定的な例としては、クロム、アルミニウム、銀、ニッケル、パラジウム、白金、チタン、バナジウム、コバルト、鉄、スズ、タングステン、モリブデン、ロジウム、ニオブ、銅などの金属性吸収体や、炭素、グラファイト、シリコン、ゲルマニウム、サーメット、酸化第二鉄または他の金属酸化物、誘電体マトリックス中で混合された金属、および、可視スペクトルにおいて均一なまたは選択的な吸収剤として作用することができる他の物質などの他の吸収剤が挙げられる。上記の吸収体材料の様々な組み合わせ、混合物、化合物または合金を使用して、第1および第2の吸収体層18,18’を形成してもよい。
上記吸収体材料の好適な合金の例には、インコネル(Ni−Cr−Fe)、ステンレス鋼、ハステロイ(Ni−Mo−Fe、Ni−Mo−Fe−Cr、Ni−Si−Cu)、および、チタン系合金、例えば、炭素混合チタン(Ti/C)、タングステン混合チタン(Ti/W)、ニオブ混合チタン(Ti/Nb)、シリコン混合チタン(Ti/Si)、およびそれらの組み合わせが含まれる。第1および第2の吸収体層18,18’に適した化合物の他の例には、ケイ化チタン(TiSi)、ホウ化チタン(TiB)、およびそれらの組み合わせなどのチタン系化合物が含まれるが、これらに限定されない。あるいは、第1および第2の吸収体層18,18’は、Tiのマトリックス中に堆積されたチタン系合金、または、チタン系合金のマトリックス中に堆積されたTiから構成することができる。例えば、図1〜図2に示すように、第1および第2の吸収体層18,18’はクロムを含むことができる。
第1および第2の吸収体層18,18’はまた、コバルトニッケル合金などの磁性材料で形成することができる。これにより、必要な材料数を減らすことによって磁性カラーシフトデバイスまたは構造体の製造を単純化することができる。
第1および第2の吸収体層18,18’は、当該吸収体層材料の光学定数および所望のピークシフトに依存して、約1nm〜約50nm、例えば約5nm〜約10nmの範囲の物理的厚さを有するように形成することができる。第1および第2の吸収体層18,18’は、それぞれ同一材料または異なる材料で構成することができ、また、各層は同一のまたは異なる物理的厚さを有することができる。
図1に示すように、物品10は、層12,12’,14,14’,16,18および18’を含むが、物品10は、特定の実施のために、所望の任意の順序または構成で、より多くのまたはより少ない層を含んでもよい。
一態様では、フレーク、ホイルまたはシートの形態の光学デバイスなどの物品10は、図2に示すように、基板20および剥離層22を備えることもできる。一態様では、剥離層22は、基板20と第1の吸収体層18との間に配置することができる。
本明細書で説明される光学デバイスなどの物品10は、任意の手法で製造することができる。例えば、フレーク(例えば、図1および図2の物品10)を製造し、次いで、分離、破壊、粉砕等して、光学デバイスを形成するより小さな断片にすることができる。いくつかの例では、フレーク(例えば、図1および図2の物品10)は、下記および/または図3を参照して説明するプロセスなどの液体コーティングプロセスによって製造することができるが、これらのプロセスに限定されない。
本明細書に記載するように、フレーク形態の物品10などの製造方法が開示される。本方法は、基板上20に第1の吸収体層18を堆積させるステップと;第1の吸収体層18上に第1の選択的光変調体層12を堆積させるステップと;第1の選択的光変調体層12上に第1の反射体層14を堆積させるステップと;第1の反射体層14上に磁性体含有層16を堆積させるステップと;磁性体含有層16上に第2の反射体層14’を堆積させるステップと;第2の反射体層上14’に第2の選択的光変調体層12’を堆積させるステップと;前記第2の選択的光変調体層12’上に第2の吸収体層18’を堆積させるステップとを含み、第1の選択的光変調体層12および第2の選択的光変調体層12’のうちの少なくとも1つは、液体コーティングプロセスを使用して堆積される。
図1及び図2に示す態様に関して、概して、物品10の製造方法は、図2に示すように、剥離層22を有する基板20の外側に第1の吸収体層18を堆積させることができる。
基板20は、可撓性材料で作製することができる。基板20は、堆積された層を受容できる任意の適切な材料とすることができる。適切な基板材料の非限定的な例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリマーウェブ、ガラス、シリコンウェーハなどが挙げられる。基板20の厚さは変動し得るが、例えば、約2μm〜約100μm、また更なる例として約10μm〜約50μmの範囲とすることができる。
第1の吸収体層18は、物理蒸着法、化学蒸着法、薄膜堆積法、原子層堆積法などの従来の堆積プロセスによって基板20上に堆積させることができ、これは、プラズマ増強したものや流動床などの改良技術を含む。第1の吸収体層18を基板20上に堆積させれば、堆積させた第1の吸収体層18および基板20を堆積装置から除去することができる。次いで、基板20および堆積させた第1の吸収体層18を、スロットダイ装置などの液体コーティング装置に導入して、堆積させた第1の吸収体層18上に第1のSLML12を堆積させることができる。第1のSLML12を堆積および硬化させたら、従来の堆積プロセスで第1の反射体層14を第1のSLML12上に堆積させることができる。第1の反射体層14を堆積させたら、磁性体含有層16を第1の反射体層14上に堆積させることができる。その後、上記のプロセスを逆の順序で繰り返すことができる。例えば、従来の堆積プロセスを用いて、第2の反射体層14’を磁性体含有層16上に堆積させることができる。基板20および堆積層を堆積装置から除去し、液体コーティング装置に導入することができる。液状コーティングプロセスを使用して、第2の反射体層14’上に第2のSLML12’を堆積させることができる。第2のSLML12’を硬化させたら、基板20およびすべての堆積層を従来の堆積プロセス装置に移して第2の吸収体層18’を堆積させることができる。代替的にまたは追加的に、磁性体含有層16を液体コーティングプロセスを使用して堆積させることもできる。液体コーティングプロセスには、スロットビードコーティング、スライドビードコーティング、スロットカーテンコーティング、スライドカーテンコーティング、単層・多層コーティング、引張りウェブスロットコーティング、グラビアコーティング、ロールコーティングなどの液体コーティングプロセスおよび印刷プロセスが含まれるが、これらに限定されない。これらのプロセスでは、液体を基板上に塗布して液体層またはフィルムを形成し、その後、乾燥および/または硬化して最終的なSLML層とする。
次いで、例えば図1に示されるように、物品10を製造するために、基板20を堆積層から剥離することができる。一態様では、基板20を冷却して剥離層22を脆化することができる。他の一態様では、例えば、加熱および/または光子もしくは電子ビームエネルギーによる硬化によって架橋度を高くして剥離層22を脆化し、これにより剥離が可能となる。次に、表面を鋭利に曲げたりブラッシングするなどして、堆積された層を機械的に剥がすことができる。剥離された層を既知の技術を用いて切断し、フレーク、ホイル、またはシートの形態の光学デバイスなどの物品10とすることができる。
別の一態様では、堆積層を基板20から別の表面に転写することができる。堆積層を打ち抜きまたは切断して、十分に規定された大きさおよび形状を有する大きなフレークを製造することができる。
上述したとおり、第1および第2のSLML12,12’は、それぞれ、スロットダイプロセスなどの液体コーティングプロセスによって堆積させることができる。しかしながら、スロットダイプロセスなどの液体コーティングプロセスは、例えば約50nm〜約700nmの光学厚さでは安定稼働できないと以前は考えられていた。特に、薄いウェットフィルムは、溶媒が蒸発するにつれて、固体が毛細管力によって周囲の薄い領域から吸い取られた厚い領域の島部を一般的に形成する。この網状外観は光学コーティングに適合しない。厚さが変動すると広範囲の光路長(広範囲の色など)となる可能性があり、斑点/凹凸外観となることや、光学コーティングの色均一性が低下したり色度が低下するからである。
本開示の一態様では、SLML12,12’は、スロットダイプロセスなどの液体コーティングプロセスを使用して形成することができる。一態様では、液体コーティングプロセスには、スロットビードコーティング、スライドビードコーティング、スロットカーテンコーティング、スライドカーテンコーティング、単層・多層コーティング、引張りウェブスロットコーティング、グラビアコーティング、ロールコーティングなどの液体コーティングプロセスおよび印刷プロセスが含まれるが、これらに限定されない。これらのプロセスでは、液体を基板上に塗布して液体層またはフィルムを形成し、その後、乾燥および/または硬化して最終的なSLML層とする。液体コーティングプロセスは、蒸着法などの他の堆積技術よりも速い速度でSLML12,12’組成物の移送することができる。
さらに、液体コーティングプロセスによれば、シンプルな装置セットアップでより多様な材料をSLML12,12’に使用することができる。開示された液体コーティングプロセスを使用して形成されたSLML12,12’は、改善された光学性能を示すことができると考えられる。
図3は、液体コーティングプロセスを使用したSLML(誘電体層など)12,12’の形成を示す。SLMLの組成物(液体コーティング組成物)はスロットダイ320に挿入され、次いで基板340上に堆積されて、ウェットフィルムが得られる。上述のプロセスを参照すると、基板340は、図2に示されるように、剥離層22を有するか有さない基板20と、堆積された第1の吸収体層18とを備えることができる。別の一態様では、基板340は、基板20、第1の吸収体層18、第1のSLML12、第1の反射体層14、磁性体含有層16、および、第2の反射体層14’を含むことができる。一態様では、基板340は、基板20および/または堆積層の任意の組み合わせとすることができる。スロットダイ320の底部から基板340までの距離はスロットギャップGである。図3からわかるように、液体コーティング組成物は、ドライフィルム厚Hよりも大きいウェットフィルム厚Dで堆積させることができる。ウェットフィルムを基板340上に堆積させた後、ウェットフィルム中に存在する全ての溶媒を蒸発させることができる。液体コーティングプロセスは、SLML12,12’のウェットフィルムの硬化が続き、正しい光学厚さH(約50nm〜約700nmの範囲)を有する硬化された自己平坦化SLML12,12’が得られる。SLML12,12’の自己平坦化能により、層全体で光学厚さの変動が低減した層が得られると考えられる。最終的に、自己平坦化されたSLML12,12’を備える物品10は、向上した光学精度を示すことができる。理解を容易にするために、「ウェットフィルム」および「ドライフィルム」という用語は、SLML12,12’を生じる液体コーティングプロセスの様々な段階での組成物を指すために使用される。
液体コーティングプロセスは、所定の厚さDを有するウェットフィルムを達成するために、コーティング速度およびスロットギャップGの少なくとも1つを調整するステップを含むことができる。SLML12,12’は、それぞれ、約0.1μm〜約500μm、例えば約0.1μm〜約5μmの範囲のウェットフィルム厚Dで堆積できる。開示された範囲内のウェットフィルム厚Dで形成されたSLML12,12’は、安定した(すなわち、畝織り模様やスジなどの破損や欠陥がない)SLML層をもたらすことができる。一態様では、ウェットフィルムは、最大約100m/分のコーティング速度のスロットダイビードモードを使用して安定したウェットフィルムを得る場合、約10μmの厚さを有することができる。別の一態様では、ウェットフィルムは、最大約1200m/分のコーティング速度のスロットダイカーテンモードを使用して安定したウェットフィルムを得る場合、約6μm〜7μmの厚さを有することができる。
液体コーティングプロセスでは、約0.1〜約1000m/分の速度において、ウェットフィルム厚Dに対するスロットギャップGの比を約1〜約100とすることができる。一態様では、当該比は約100m/分のコーティング速度において約9である。一態様では、当該比は約50m/分のコーティング速度において約20とすることができる。液体コーティングプロセスでは、スロットギャップGを約0μm〜約1000μmの範囲とすることができる。スロットギャップGを小さくすると、ウェットフィルムの厚さを低減することができる。スロットビードモードでは、10μmよりも大きいウェットフィルム厚さでより速いコーティング速度を達成することができる。
液体コーティングプロセスでは、コーティング速度を約0.1〜約1000m/分、例えば約25m/分〜約950m/分、例えば約100m/分〜約900m/分、また更なる例として約200m/分〜約850m/分とすることができる。一態様では、コーティング速度は約150m/分よりも速く、更なる例では約500m/分よりも速い。
一態様では、ビードモード液体コーティングプロセスのコーティング速度は、約0.1m/分〜約600m/分、例えば約50〜約150m/分の範囲とすることができる。別の一態様では、カーテンモード液体コーティングプロセスのコーティング速度は、約200m/分〜約1500m/分の範囲、例えば、約300m/分〜約1200m/分とすることができる。
図3に示すように、例えばウェットフィルムの硬化前に、ウェットフィルムから溶媒を蒸発させることができる。一態様では、SLML12,12’の硬化前に、溶媒の約100%、例えば約99.9%を、また更なる例として約99.8%を、SLML12,12’の組成物から蒸発させることができる。更なる一態様では、微量の溶媒が硬化/乾燥SLML12,12’中に存在することができる。一態様では、溶媒がより多く残存したウェットフィルムは、フィルム厚Hが低減したドライフィルムをもたらすことができる。特に、高い重量パーセントの溶媒を有し、かつ、大きいウェットフィルム厚Dで堆積されたウェットフィルムからは、ドライフィルム厚Hが小さいSLML12,12’が得られる。なお、溶媒蒸発後は、ウェットフィルムは液体のままであり、そのため、皮張り(スキニング)や、液体コーティングプロセスにおけるその後の硬化ステップ中の島形成などの問題が回避される。
ウェットフィルムの動的粘度は、約0.5〜約50cP、例えば約1〜約45cPの範囲、また更なる例として約2〜約40cPの範囲とすることができる。粘度測定温度は25℃であり、レオロジーは、0.025mmのギャップ設定で角度0.3°の直径40mmのコーン/プレートを使用した、溶媒トラップを備えたAnton Paar MCR101レオメーターで測定した。
一態様では、SLML12,12’の組成および溶媒は、液体コーティングプロセスを使用してSLMLを精密コーティングするために、ウェットフィルムがニュートン挙動を示すように選択することができる。ウェットフィルムは、最大10,000s−1以上のニュートン挙動せん断速度を示すことができる。一態様では、液体コーティングプロセスのせん断速度は、最大25m/分のコーティング速度では1000s−1、例えば、最大100m/分のコーティング速度では3900s−1、また更なる例として最大200m/分のコーティング速度では7900s−1とすることができる。厚さ1μmなど、非常に薄いウェットフィルム上で最大せん断速度が生じ得ることが理解されるであろう。ウェットフィルムの厚さが増加するにつれて、せん断速度は減少すると予想され、例えば10μmのウェットフィルムでは15%減少、また更なる例として20μmのウェットフィルムでは30%減少すると予想される。
ウェットフィルムからの溶媒の蒸発は、擬塑性挙動への粘度挙動の変化を引き起こすことができ、これは、精密SLMLを得るのに有益であり得る。溶媒蒸発後の堆積された第1および第2のSLML12,12’の動的粘度は、約10cP〜約3000cP、例えば約20cP〜約2500cP、また更なる例として約30cP〜約2000cPの範囲とすることができる。溶媒が存在する場合、ウェットフィルムから蒸発させると、擬塑性挙動まで粘度が増加し得る。擬塑性挙動はウェットフィルムの自己平坦化を可能にすることができる。
一態様では、上記方法は、既知の技術を用いてウェットフィルム中に存在する溶媒を蒸発させるステップを含むことができる。溶媒の蒸発に要する時間は、ウェブ/基板の速度および乾燥機の能力に依存し得る。一態様では、乾燥機(図示せず)の温度は、約120℃未満、例えば約100℃未満、また更なる例として約80℃未満とすることができる。
液体コーティングプロセスを用いて堆積されたウェットフィルムは、既知の技術を用いて硬化させることができる。一態様では、ウェットフィルムは、紫外線、可視光線、赤外線、および、電子ビームのうちの少なくとも1つを利用する硬化剤を使用して硬化させることができる。硬化は、不活性または周囲雰囲気中で進行することができる。一態様では、硬化ステップは、波長約395nmの紫外線光源を利用する。紫外線光源は、約200mJ/cm〜約1000mJ/cm、例えば約250mJ/cm〜約900mJ/cm、また更なる例として300mJ/cm〜約850mJ/cmの範囲の線量でウェットフィルムに適用することができる。
ウェットフィルムは既知の技術によって架橋することができる。非限定的な例としては、フリーラジカル重合、分光増感光誘起フリーラジカル重合、光誘起カチオン重合、分光増感光誘起カチオン重合、光誘起付加環化などの光誘起重合;電子ビーム誘起フリーラジカル重合、電子ビーム誘起カチオン重合、電子ビーム誘起付加環化などの電子ビーム誘起重合;および、熱誘起カチオン重合などの熱誘起重合が挙げられる。
液体コーティングプロセスを使用して形成されたSLML12,12’は改善された光学性能を示すことができる。すなわち、SLML12,12’は精密SLMLであり得る。いくつかの例では、精密SLML12,12’は、層全体の光学厚さ変動が約3%未満、約5%未満、または、約7%未満であるSLMLを意味すると理解することができる。
本明細書に開示される方法で使用するための従来の堆積プロセスには、物理蒸着(PVD)、機械的振動粒子床上へのスパッタリング、金属有機化合物の熱分解による分解、および、CVD流動床が含まれるが、これらに限定されない。
一例では、SLMLは、SLMMとして溶剤染料を使用する脂環式エポキシ樹脂ホストを含み、反射体はアルミニウムを含む。
一例では、SLMLは、SLMPとしてジケトピロロピロール不溶性赤色染料を使用する脂環式エポキシ樹脂ホストを含み、反射体はアルミニウムを含む。
一例では、SLMLは、SLMPとして白色顔料(チタニア)を使用するアクリレートオリゴマー樹脂ホストを含む。
一例では、SLMLは、SLMLとして黒色の赤外線(IR)透過顔料を使用するアクリレートオリゴマー樹脂ホストを含み、反射体はアルミニウムを含む。
請求項10に記載の物品と;液体媒体とを含むカラーシフト着色剤。前記硬化剤は、紫外線、可視光、赤外線、または、電子ビームエネルギーのうちの少なくとも1つを利用する、請求項10に記載の物品。前記酸素阻害緩和組成物は、アクリレートモノマーおよびアクリレートオリゴマーの少なくとも1つを含む、請求項10に記載の物品。
基板上に第1の吸収体層を堆積させるステップと;前記第1の吸収体層上に第1の選択的光変調体層を堆積させるステップと;前記第1の選択的光変調体層上に第1の反射体層を堆積させるステップと;前記第1の反射体層上に磁性体含有層を堆積させるステップと;前記磁性体含有層上に第2の反射体層を堆積させるステップと;前記第2の反射体層上に第2の選択的光変調体層を堆積させるステップと;前記第2の選択的光変調体層上に第2の吸収体層を堆積させるステップとを含み、前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層のうちの少なくとも1つは、液体コーティングプロセスを使用して堆積される、物品の製造方法。
前記第1および第2の選択的光変調体層は、それぞれ独立して、約0.1μm〜約500μmの範囲のウェットフィルム厚さを有する、請求項14に記載の方法。前記磁性体含有層は、液体コーティングプロセスを使用して堆積される、請求項14に記載の方法。前記第1及び第2の選択的光変調体層は、それぞれ独立して、溶媒を含み、前記液体コーティングステップは、前記第1および第2の選択的光変調体層から前記溶媒を蒸発させ、前記第1および第2の選択的光変調体層を硬化するステップを更に含む、請求項14に記載の方法。前記液体コーティングプロセスは、約100m/分のコーティング速度において、ウェットフィルム厚に対するスロットギャップの比は約9である、請求項14に記載の方法。前記液体コーティングプロセスは、約50m/分のコーティング速度において、ウェットフィルム厚に対するスロットギャップの比は約20である、請求項14に記載の方法。前記ウェットフィルム厚は約0.1μm〜約5μmの範囲であり、安定な第1および第2の選択的光変調体層を生じる、請求項15に記載の方法。
前述の説明から、当業者は、本教示が様々な形態で実施できることを理解することができる。したがって、これらの教示は、特定の実施形態およびその実施例に関連して説明したが、本教示の真の範囲はそれに限定されるべきではない。本明細書の教示の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができる。
この範囲の開示は、広く解釈されるべきである。本開示は、本明細書で開示されるデバイス、活動および機械的動作を達成するための均等物、手段、システムおよび方法を開示することを意図する。開示された各デバイス、物品、方法、手段、機械的要素または機構について、本開示はまた、その開示および教示において、本明細書に開示される多くの態様、機構およびデバイスを実施する均等物、手段、システムおよび方法を教示することが意図される。さらに、本開示は、コーティングおよびその多くの態様、特徴および要素に関する。このようなデバイスは、その使用および動作において動的であり得るが、本開示は、当該デバイスおよび/または光学デバイスならびにその多くの態様の均等物、手段、システムおよびその使用方法、ならびに、本明細書に開示した説明および作用・機能の精神と一致する多くのその態様を包含する。本出願の特許請求の範囲も同様に広義に解釈されるべきである。
本発明の多くの実施形態の説明は、事実上単なる例示であり、したがって、本発明の要旨を逸脱しない変形形態は、本発明の範囲内にあることが意図される。そのような変形は、本発明の精神および範囲からの逸脱と見なすべきではない。

Claims (10)

  1. 第1の表面、および、前記第1の表面に対向する第2の表面を有する磁性体含有層と;
    前記磁性体含有層の前記第1の表面の外側にある第1の反射体層と;
    前記磁性体含有層の第2の面の外側にある第2の反射体層と;
    前記第1の反射体層の外側にある第1の選択的光変調体層と;
    前記第2の反射体層の外側にある第2の選択的光変調体層と;
    前記第1の選択的光変調体層の外側にある第1の吸収体層と;
    前記第2の選択的光変調体層の外側にある第2の吸収体層とを備え、
    前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層のうちの少なくとも1つは、硬化剤、および、コーティング助剤のうちの少なくとも1つを含む、物品。
  2. 前記硬化剤は、溶媒、ラジカル発生剤(エネルギーまたは化学物質による)、酸発生剤(エネルギーまたは化学物質による)、縮合開始剤、および、酸/塩基触媒のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載の物品。
  3. 前記コーティング助剤は、レベリング剤、湿潤剤、消泡剤、接着促進剤、酸化防止剤、UV安定剤、硬化阻害緩和剤、防汚剤、腐食防止剤、光増感剤、二次架橋剤、および、赤外線乾燥の強化のための赤外線吸収剤を含む、請求項1に記載の物品。
  4. 前記磁性体含有層は、酸化鉄粒子含有ポリマーを含む、請求項1に記載の物品。
  5. 前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層は、それぞれ独立して、溶媒を含む、請求項1に記載の物品。
  6. 前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層は、それぞれ独立して、層全体の厚さ変動が約3%未満である、請求項1に記載の物品。
  7. 前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層は、それぞれ独立して、層全体の厚さ変動が約1%未満である、請求項1に記載の物品。
  8. 前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層は、それぞれ独立して、約1nm〜約10000nmの厚さを有する、請求項1に記載の物品。
  9. 請求項1に記載の物品と;
    液体媒体とを備える、カラーシフト着色剤。
  10. 第1の表面、および、前記第1の表面に対向する第2の表面を有する磁性体含有層と;
    前記磁性体含有層の前記第1の表面の外側にある第1の反射体層と;
    前記磁性体含有層の第2の面の外側にある第2の反射体層と;
    前記第1の反射体層の外側にある第1の選択的光変調体層と;
    前記第2の反射体層の外側にある第2の選択的光変調体層と;
    前記第1の選択的光変調体層の外側にある第1の吸収体層と;
    前記第2の選択的光変調体層の外側にある第2の吸収体層とを備え、
    前記第1の選択的光変調体層および前記第2の選択的光変調体層のうちの少なくとも1つは、硬化剤、および、酸素阻害緩和組成物のうちの少なくとも1つを含む、物品。
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