JP2024073478A - ナノ粒子のコーティングを有する薄膜干渉顔料 - Google Patents

ナノ粒子のコーティングを有する薄膜干渉顔料 Download PDF

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Abstract

【課題】薄膜干渉顔料単独の場合と比較して、色相、明度、および／または彩度の変化を示し得る物品、ならびにその製造方法を提供する。【解決手段】薄膜干渉顔料１２と、前記薄膜干渉顔料上に、着色選択的吸収ナノ粒子１４を含むコーティング１０と、を備える、物品とする。前記コーティングは、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子のブレンドを含む層であることが好ましい。【選択図】図２２

Description

（関連出願）
本出願は、２０２０年１月２７日に出願された米国仮出願第６２／９６６，３９１号の
優先権の利益を主張するものであり、その開示内容全体を参照により本明細書に援用する
。
（技術分野）
本開示は、一般に、薄膜干渉顔料と、着色選択的吸収ナノ粒子を含むコーティングと、
を含む物品に関する。また、物品の製造方法をも開示する。
ファブリ・ペロー積層構造は、主に構造中の誘電体層の厚さに応じた色を示す。それゆ
え、誘電体層の厚さによって生成され得る色のバリエーションが制限される。
生成される色を操作する１つの方法は、ファブリ・ペロー積層構造を含むインクまたは
塗料展色剤に着色剤を加えることである。しかし、着色剤とファブリ・ペロー積層構造と
のブレンドは、着色剤の濃度、着色剤のサイズ、着色剤の分布などの着色剤の変動のため
に、所望の最終的な色を得るために配合することが難しい場合があり得る。さらに、着色
剤とファブリ・ペロー積層構造とのブレンドは、バッチごとに再現することが難しい場合
があり得る。
ブレンドの他の問題は、光の散乱が論点となる。特に、大量の着色剤粒子を大量に分散
させてインクや塗料を作ると、光の散乱が著しく増加するため、散乱効果が相互に影響す
る。加えて、ブレンドで通常使用される着色剤吸収顔料は粒子径が大きく、大きな粒子は
それぞれ独立して光を散乱し得るため、光の散乱をも増加させ得る。
本開示の特徴を、以下の図に例示するが、これらに限定されるものではない。以下の図
中、同様の数字は同様の要素を示している。
金プレフレーク単体、緑色スポット、緑色高飽和度の反射率を示す図である。 図１のサンプルの色相をａ＊、ｂ＊のグラフで表した図である。 薄膜干渉顔料の低角度および高角度での反射率プロットおよび様々な選択的吸収ナノ粒子の特性吸光度を示す。 低角度から高角度までの様々な角度における、図３の薄膜干渉顔料の反射率プロットである。 緑から紫へのカラートラベルを有する薄膜干渉顔料と様々な選択的吸収ナノ粒子の特性吸光度とを示す図である。 マゼンタから緑へのカラートラベルを有する薄膜干渉顔料と各種選択的吸収ナノ粒子の特性とを示す図である。 拡散照明下における、赤から金色へのカラーシフト顔料単独、シアン顔料の３つの複層を有する場合（Ｅｘｐ ３Ｃ）、シアン顔料の４つの複層を有する場合（Ｅｘｐ ４Ｃ）の反射率を示す図である。 拡散照明下における図７のサンプルの色相を、ａ＊、ｂ＊グラフを用いて示した図である。 拡散照明下における図７のサンプルの明度をＬ＊ａ＊グラフで表した図である。 直接照明下における図７のサンプルの赤から金、またはマゼンタから緑（Ｅｘｐ ３ＣおよびＥｘｐ ４Ｃ）へのカラートラベルを示した図である。 直接照明下における図７のサンプルの明度のカラートラベルをＬ＊ａ＊グラフを用いて示す図である。 拡散照明下における、青から赤へのカラーシフト顔料単独、黄色顔料の２つの複層を有する場合（Ｅｘｐ ２Ｙ）、黄色顔料の３つの複層を有する場合（Ｅｘｐ ３Ｙ）の反射率を示した図である。 拡散照明下における図１２のサンプルの色相をａ＊、ｂ＊のグラフで示したものである。 拡散照明下における、図１２のサンプルの明度をＬ＊ａ＊グラフで表した図である。 直接照明下における、図１２のサンプルの青から赤、または緑から橙（Ｅｘｐ ２Ｙ、Ｅｘｐ ３Ｙ）へのカラートラベルを示す図である。 直接照明下における、図１２のサンプルの明度のカラートラベルをＬ＊ａ＊グラフを用いて示す図である。 青から赤へのカラーシフト顔料単独と、シアンおよびマゼンタのナノ粒子を含むブレンドを有する場合との、拡散照明下での反射率を示した図である。 拡散照明下における図１７のサンプルの色相をａ＊、ｂ＊のグラフで示した図である。 拡散照明下における図１７のサンプルの明度をＬ＊ａ＊グラフを用いて表した図である。 直接照明下における図１７のサンプルのカラートラベルを示す図である。 直接照明下における図１７のサンプルの明度のカラートラベルをＬ＊ａ＊グラフを用いて示した図である。 ナノ粒子の離散的な層での反射色および透過色を示す物品の断面図である。 ブレンドしたナノ粒子のコーティングでの反射色および透過色を示す物品の断面図である。
一態様では、薄膜干渉顔料と、薄膜干渉顔料上に着色選択的吸収ナノ粒子を含むコーテ
ィングと、を含む物品が開示される。
別の態様では、薄膜干渉顔料を提供するステップと、薄膜干渉顔料を着色選択的吸収ナ
ノ粒子でコーティングするステップと、を含む、物品を製造する方法が開示されている。
一態様では、薄膜干渉ホイルと、薄膜干渉顔料上の着色選択的吸収ナノ粒子を含むコー
ティングと、を含む物品が開示される。
様々な実施形態の追加の特徴および利点は、一部は以下の説明に記載され、一部は説明
から明らかであるか、または、様々な実施形態の実践によって知ることができる。様々な
実施形態の目的およびその他の利点は、本明細書の説明で特に指摘された要素および組み
合わせによって実現され、達成されるであろう。
簡略化および例示のために、本開示は、主にその例を参照することによって説明される
。以下の説明では、本開示の十分な理解をもたらすために、多くの特定の詳細を示してい
る。しかしながら、本開示がこれらの特定の詳細に限定されることなく実施され得ること
は容易に明らかであろう。他の例では、本開示を不必要に曖昧にしないように、いくつか
の方法および構造を詳細に説明していない。
さらに、添付の図に示されている要素は、追加の構成要素を含み得、それらの図に記載
されている構成要素のいくつかは本開示の範囲から逸脱することなく削除および／または
修正され得る。さらに、図に示されている要素は、一定の縮尺で描かれていない可能性が
あり、したがって、要素は、図に示されているものとは異なるサイズおよび／または構成
を有し得る。
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的かつ説明的なものにすぎ
ず、本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。
その広く多様な実施形態において、本明細書に開示されるのは、物品、ならびに物品を製
造および使用する方法である。
本開示では、図２２および図２３に示すように、薄膜干渉顔料などの顔料１２と、着色
選択的吸収ナノ粒子１４を含むコーティング１０と、を含む物品について説明する。コー
ティング１０は、顔料１２の反射率を操作して、色度を向上させ、および／または、顔料
１２単独では不可能な色（垂直および傾斜角の両方で）を作り出し得る。開示された物品
を製造する方法は、費用対効果が高く、顔料の高スループットを提供し得る。
一態様では、顔料１２は、結果的として得られる顔料の所望の光学的特性に応じて、反
射性不透明材料、半透明材料、および透明材料から選択されるコア材料を含み得る。
顔料１２は、金属、非金属、または金属合金であり得る。一例では、顔料１２の材料は
、所望のスペクトル範囲で反射特性を有する任意の材料を含み得る。例えば、所望のスペ
クトル範囲で反射率が５％～１００％の範囲の任意の材料である。反射材の例としては、
反射特性が良く、安価で、薄い層の形成や蒸着が容易なアルミニウムが挙げられ得る。顔
料１２に使用される反射性不透明材料の非限定的な例は、アルミニウム、銅、銀、金、プ
ラチナ、パラジウム、ニッケル、コバルト、ニオブ、クロム、スズ、鉄を含み、これらの
または他の金属の、組み合わせまたは合金を顔料として使用し得る。一態様では、顔料１
２の材料は、白色または淡色の金属であり得る。他の例では、顔料１２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、金属硫化物およびそれらの組み合わせ、または金属およびこれらの材料の１つ以上
の混合物を含み得るが、これらに限定されない。一態様では、顔料１２は、ガラス、シリ
カ、チタニア、アルミナ、天然マイカ、合成マイカ、およびオキシ塩化ビスマスから選ば
れる透明または半透明の材料を含み得る。別の態様では、顔料１２は、シリコン、ゲルマ
ニウムおよびモリブデンから選ばれるメタロイド材料を含み得る。
別の態様では、薄膜干渉顔料などの顔料１２は、反射体層、誘電体層、および吸収体層
、ならびに必要に応じて磁性体層を含む顔料など、任意の特殊効果顔料であり得る。市販
の顔料の非限定的な例には、ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッド（
カリフォルニア州サンノゼ）から入手可能なＳＰＥＣＴＲＡＦＬＡＩＲ（Ｒ）、ＣＨＲＯ
ＭＡＦＬＡＩＲ（Ｒ）、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｉｇｍｅｎｔ（ＯＶＰ）
、ＳｅｃｕｒｅＳｈｉｆｔおよびＯｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｐｉｇｍｅｎｔ（ＯＶＭＰ）が含まれる。
薄膜干渉顔料などの顔料１２は、着色選択的吸収ナノ粒子１４でコーティングされ得る
。ナノ粒子１４は、薄膜干渉顔料などの顔料１２の反射スペクトルから、任意の望ましく
ない高角度または低角度の色を選択的に吸収し得る。望ましくない色は、薄膜干渉顔料１
２のカラートラベルの経路に沿って位置し得、異なる所望の色の間に位置し得る。加えて
、ナノ粒子１４は、異なる視野角で物品の所望の色を修正し得る。最後に、ナノ粒子１４
は、物品のカラーシフトが低波長から高波長になるように、薄膜干渉顔料などの顔料１２
のカラーシフトを変え得る。
選択的吸収ナノ粒子１４は、着色され得、および／またはカラーフィルタとして機能し
得る。選択的吸収ナノ粒子１４は、顔料、染料、金属ナノ粒子、金属酸化物、金属炭化物
、金属硫化物、金属窒化物、およびこれらの組み合わせから選ばれるナノ粒子であり得る
。選択的吸収ナノ粒子１４の非限定的な例には、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化ケイ素
、酸化アルミニウム、酸化鉄（ＩＩ、ＩＩＩ）、二酸化ジルコニウム、酸化インジウムス
ズ、ＣｅＯ２、窒化亜鉛、金、銀、カーボンブラック、酸化鉄、混合金属酸化物、硫化亜
鉛、硫化鉄、硫化銅、ペリレン、ペリノン、キナクリドン、キナクリドンキノン、アント
ラピリミジン、アントラキノン、アンサンスロン、ベンズイミダゾロン、ジスアゾ縮合物
、アゾ、キノロン、キサンテン、アゾメチン、キノフタロン、インダンスロン、フタロシ
アニン、トリアリルカルボニウム、ジオキサジン、アミノアントラキノン、イソインドリ
ン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、チアジンインジゴ、イソインドリン、イソイ
ンドリノン、ピラントロン、イソビオラントロン、ミヨシメタン、トリアリルメタンおよ
びこれらの混合物が含まれる。一態様では、選択的吸収ナノ粒子１４は、帯電し得る。
特に、コーティング１０は、適切なマトリックス中に選択的吸収ナノ粒子１４を含み得
る。コーティング１０は、複数の着色選択的吸収ナノ粒子１４を含み得る。一態様では、
コーティング１０は、着色されていない選択的吸収ナノ粒子をも含み得る。一態様では、
コーティング１０は、着色されていない有機ポリマーナノ粒子をも含み得る。一態様では
、コーティング１０は、すべての選択的吸収ナノ粒子１４が同じ色である複数の選択的吸
収ナノ粒子１４を含み得る。
コーティング１０は、各層が着色選択的吸収ナノ粒子１４を有する、２つ以上の層を含
む複数の層であり得る。例えば、層はシアン顔料ナノ粒子１４を含み得、または、層は黄
色顔料ナノ粒子１４を含み得る。複数の層は、第１の色の選択的吸収ナノ粒子１４の２つ
以上の層と、第２の色の選択的吸収ナノ粒子１４の２つ以上の層と、を含み得、ここで第
１の色は第２の色とは異なる。例えば、第１の層はシアン顔料ナノ粒子１４を含み得、第
２の層は黄色顔料ナノ粒子１４を含み得る。
コーティング１０は、着色選択的吸収ナノ粒子１４の第１の割合を有する第１の層、お
よび着色選択的吸収ナノ粒子１４の第２の割合を有する第２の層などの、着色選択的吸収
ナノ粒子１４の２つ以上の層を含み得る。例えば、第１の層は３０重量％のシアン顔料ナ
ノ粒子を含み得、第２の層は４０重量％のシアン顔料ナノ粒子１４を含み得る。
別の態様では、コーティング１０は、異なる色の複数の選択的吸収ナノ粒子を含み得る
。一態様では、コーティング１０は、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子１４のブ
レンドを含む層であり得る。ブレンドは、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子１４
のそれぞれを等しい割合で含み得る。一例として、このブレンドは、シアン顔料ナノ粒子
１４と黄色顔料ナノ粒子１４とを５０／５０の分割で含み得る。別の態様では、ブレンド
は、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子１４をそれぞれ異なる割合で含み得る。例
えば、ブレンドは、シアン顔料ナノ粒子１４と黄色顔料ナノ粒子１４との８０／２０の分
割であり得る。コーティング１０には、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子１４の
任意の比率が使用され得る。
コーティング１０は、各層が２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子１４のブレンド
を含む、複数の層であり得る。例えば、コーティング１０は、シアン／黄色顔料ナノ粒子
１４のブレンドを有する第１の層と、マゼンタ／黄色顔料ナノ粒子１４のブレンドを有す
る第２の層とを含み得る。
コーティング１０に存在する選択的吸収ナノ粒子１４は、ナノ粒子１４の材料、ナノ粒
子１４の平均粒子径、コーティング１０中のナノ粒子１４の濃度（体積％）などの観点に
おいて、同じであっても異なっていてもよい。一態様では、コーティング１０は、互いに
異なる複数の選択的吸収ナノ粒子１４を含む。当業者は、上述の変数を調整して、所望の
明度や彩度を含む所望の結果的に得られる色を有する物品を実現し得る。例えば、当業者
は、コーティング１０中に、弱い着色だが平均粒子径が大きいナノ粒子１４を高濃度で選
択して、高彩度を有する物品において結果的に得られる色を達成し得る。加えて、および
または代わりに、当業者は、コーティング１０中に、高度に着色されているが平均粒子径
が小さいナノ粒子１４を中程度の濃度で選択し得、それでも高彩度を有する物品において
結果的に得られる色を達成する。
選択的吸収ナノ粒子１４は、約３００ｎｍ未満の範囲の平均粒子径、例えば約２ｎｍ～
約１００ｎｍ、例えば約４ｎｍ～約９５ｎｍ、さらに例えば、約６ｎｍ～約９０ｎｍの平
均粒子サイズを有し得る。平均粒子径は、結果的に得られる物品の彩度に影響を与え得る
。例えば、平均粒子径が大きいと、物品がより速く、すなわちより少ない材料で色の飽和
を達成するので、物品の結果として得られる色の強度および／または彩度が上昇し得る。
選択的吸収ナノ粒子１４の濃度もまた、結果的に得られる物品の色の強度および／また
は彩度に影響を与え得る。選択的吸収ナノ粒子１４は、約４０体積％を超える量、例えば
約６５体積％を超える量、さらなる例として約７０体積％を超える量で、コーティング１
０中に存在し得る。例えば、約７０体積％超の選択的吸収ナノ粒子１４を有するコーティ
ング１０は、約６５体積％の選択的吸収ナノ粒子１４を有するコーティング１０と比較し
て、より高い色飽和度を有するだろう。さらなる例として、物品の色の強度は、コーティ
ング１０中の高濃度の選択的吸収ナノ粒子１４によって増加する。
選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０は、単層または複数の層であり得る。一態
様では、開示された物品は、選択的吸収ナノ粒子１４の複数の層を有するコーティング１
０を有する薄膜干渉顔料１２を含み得、複数の層中の各層は互いに異なる複数の選択的吸
収ナノ粒子１４を含む。また、複数の層を使用することによっても、物品の色飽和度が上
昇し得る。
選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０は、薄膜干渉顔料などの顔料１２の表面に
連続的または不連続的に設けられ得る。一態様では、コーティング１０は、顔料１２の表
面上で連続している。別の態様では、コーティング１０は、表面上で不連続であり、光散
乱への影響が少ない。選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０は、顔料１２の表面の
約９０％超に存在し得、例えば、顔料１２の約９５％超に存在し得、さらに例えば、顔料
１２の全表面に（１００％連続／密封）存在し得る。一態様では、選択的吸収ナノ粒子１
４のコーティング１０は、スポット、ラインなどの形で、不連続であり得る。完全に密封
されたコーティングによって、物品の色の強度が増加し得る。
一態様では、コーティング１０は、薄膜干渉顔料１２の隠蔽性に悪影響を与え得るが、
そうすべきではない。
選択的吸収ナノ粒子１４は、紫外（ＵＶ）光の吸収以外に、またはそれに加えて、他の
特性を有し得る。一態様では、選択的吸収ナノ粒子１４は、蛍光、燐光、サーモクロミッ
ク、フォトクロミック、および赤外（ＩＲ）蛍光（アンチストークス）から選ばれる特性
を有し得る。
紫外線の曝露は、ナノ粒子を劣化させ得る。一態様では、コーティング１０は、ナノ粒
子を保護し得る他の粒子、例えば、紫外線を吸収するおよび／またはいくつかのナノ粒子
に固有の光触媒活性を低下させる粒子を含み得る。コーティング１０は、二酸化チタン、
酸化亜鉛、二酸化ケイ素、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２などの他の粒子を含み得る。
また、ナノ粒子は、金属共鳴プラズモン効果をも示し得る。これらの効果は、局所的な
磁場によって強化され得、その結果、ナノ粒子は、光源（例えば、偏光または非偏光など
）に応じて異なるスペクトル反応を示し得る。
一態様では、薄膜干渉顔料の代わりに、物品は、薄膜干渉ホイルと、薄膜干渉ホイル上
の選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０と、を含み得る。この物品は、セキュリテ
ィ用途のスレッドとして使用され得る。選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０は、
本明細書に記載されている通りであり得る。物品は、基板（ＰＥＴ）を含み得、ＰＥＴ／
吸収体／誘電体／反射体／選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０の構造を有し得る
。別の態様では、物品は、ＰＥＴ／反射体／誘電体／吸収体／選択的吸収ナノ粒子のコー
ティングの構造を有し得る。
開示された物品の製造方法は、レイヤーバイレイヤー技術などの手法を用いて行われ得
る。一態様では、本方法は、後処理された薄膜干渉顔料を提供することを含み得る。別の
態様では、本方法は、選択的吸収ナノ粒子を用いて薄膜干渉顔料１２および１０を作製す
ることを含み得る。
本明細書に開示される物品を製造する方法は、薄膜干渉顔料などの顔料１２を提供する
ことと、薄膜干渉顔料を着色選択的吸収ナノ粒子１４でコーティング１０することと、を
含み得る。コーティングステップは、第１の荷電ナノ粒子１４の層を顔料１２に提供する
ステップと；すすぐステップと；第２の荷電ナノ粒子１４の層を第１の荷電ナノ粒子１４
の層に提供し、ここで第２の荷電ナノ粒子１４の材料は第１の荷電ナノ粒子材料１４から
反対に荷電されるステップと；すすぐステップと、を含み得、ここで選択的吸収ナノ粒子
１４のコーティング１０が顔料１２の表面に形成される。第１の荷電ナノ粒子１４の層を
提供するステップおよび第２の荷電ナノ粒子１４の層を提供するステップは、選択的吸収
ナノ粒子１４のコーティング１０が積層コーティング１０となるように繰り返され得る。
コーティングステップはまた、第１の荷電ポリマーの層を顔料に提供するステップと；
すすぐステップと；第１の荷電ポリマーの層に第１の荷電ナノ粒子の層を提供し、ここで
、第１の荷電ナノ粒子材料が第１の荷電ポリマー材料から反対に荷電されるステップと；
すすぐステップと、をも含み得、ここで選択的吸収ナノ粒子のコーティング１０が形成さ
れる。第１の荷電ポリマーの層を提供するステップおよび第１の荷電ナノ粒子の層を提供
するステップは、選択的吸収ナノ粒子のコーティング１０が積層コーティング１０となる
ように繰り返され得る。
コーティングステップは、顔料の特定の表面官能化をもたらすために、積層の荷電選択
的吸収ナノ粒子を含む最後のコーティング１０に荷電ポリマーを提供する最後のステップ
も含み得る。
選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０は、薄膜干渉顔料１２のような顔料を完全
に密封し得る。コーティング１０は、顔料のすべての表面で連続している。あるいは、選
択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０は、薄膜干渉顔料１２のような顔料の一部を密
封し得る。コーティング１０は、連続的であり得るが、顔料の一部のみを密封し得る。コ
ーティング１０は、不連続であり得、顔料の一部を密封し得る。
別の方法では、積層コーティング１０は、選択的吸収ナノ粒子の層と、荷電ポリマー（
高分子電解質）または相互作用する結合部位が存在する他の分子の層と、を交互に配置す
ることによって作成され得る。つまり、層構成は、反対の電荷のイオン基を有する１つ以
上の材料を備える。単純な層構成としては、ＡＢＡＢ（ＡＢ）ｎ（ここで、ｎは１より大
きい整数）であり得る。異なる素材ＡとＢとして表示されていても、この２つの素材は、
表面が反対の電荷となっている同じ素材であり得ることに注意されたい。積層コーティン
グ１０はまた、より多くの材料を使用し得る。積層コーティング１０は、任意の材料を含
み得、各材料の電荷の選択にのみ依存する。
第１の荷電ナノ粒子または第２の荷電ナノ粒子の層を提供するステップは、ろ過、沈降
または遠心分離プロセスなどの任意の技術を使用し得る。これらのプロセスでは、第１の
荷電ナノ粒子（Ａ）の適用、すすぎ段階、第２の荷電ナノ粒子（Ｂ）の再懸濁／適用を連
続して行った後、ナノ粒子を沈降させるか、もしくはろ過または遠心分離（より速いプロ
セス）を行うことが可能である。その他のプロセスとしては、フィルター反応器、トリク
ルベッド反応器、アップフロー反応器、メンブレン反応器などのシステムを用いた連続的
ろ過を含み得る。別の方法では、第１の荷電ナノ粒子（Ａ）、すすぎ媒体、および第２の
荷電ナノ粒子（Ｂ）の霧状溶液を含有する領域に、顔料が強制的に移行（すなわち、スプ
レー）され得る。代替の堆積技術には、ディップコーティング、スピンコーティング、フ
ローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング
を含むウェットコーティング法、および同様の方法が含まれる。
すすぎのステップは、極性溶媒などの任意の溶媒を使用して実行され得る。溶媒の非限
定的な例には、水；酢酸エチル、酢酸プロピル、および酢酸ブチルなどの酢酸塩；アセト
ン；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）、ｔｅｒ－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および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
アルコールおよびジアセトンアルコールなどのアルコール；マロン酸塩などのエステル；
ｎ－メチルピロリドンなどの複素環式溶媒；トルエンや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含まれ得る。
本方法は、ナノ粒子のコーティング１０を提供する前に、顔料の表面に層を提供するス
テップをさらに含み得る。層は、薄膜干渉顔料とコーティング１０との間に位置し、薄膜
干渉顔料を保護するか、またはコーティング１０のための受容面を提供する。本発明の一
態様では、顔料の表面に受容層を分布させることで、選択的吸収ナノ粒子を含むコーティ
ング１０の分布を制御することが可能になり得る。特に、この層は、顔料が選択的吸収ナ
ノ粒子のコーティング１０にさらされたときに、顔料の酸化を抑制し得る。この層には、
例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、セリア、またはそれらの組み合わせ
などの材料のゾルゲル層や、ポリマー層などを含み得る。一態様では、物品の製造方法は
、顔料を提供するステップと；第１の荷電ナノ粒子の層を顔料に提供するステップと；す
すぐステップと；荷電ポリマー（高分子電解質）または相互作用する結合部位が存在する
他の分子の層を提供するステップと；すすぐステップと；第２の荷電ナノ粒子の層を荷電
ポリマー（高分子電解質）または相互作用する結合部位が存在する他の分子の層に提供す
るステップと；およびすすぐステップと、を含み得る。
この方法は、ナノ粒子のコーティング１０の最上層に第２の保護層を設けるステップを
さらに含み得る。第２の保護層は、荷電ポリマー（高分子電解質）または相互作用する結
合部位が存在する他の有機分子の層、またはゾルゲル層を含み得る。一態様では、荷電ポ
リマー（高分子電解質）または相互作用する結合部位が存在する他の有機分子からなる第
２の保護層によって、親水性、疎水性、親油性、透過性、硬度、剛性などの特性を調整で
きる機能化された外表面を顔料に提供し得る。
追加の態様では、本方法は、顔料上にコーティングされた選択的吸収ナノ粒子を保護層
で密封することをさらに含み得る。
本方法は、離型層を有する基板上に薄膜干渉顔料を作製することを含み得る。離型層は
、液体コーティングプロセスおよび真空蒸着に適合し得る。
この方法は、離型層／基板からの物品の剥離、研磨など、いくつかの後処理工程を含み
得る。
（実施例）
（実施例１）
金薄膜干渉顔料１２（金プレフレーク）を様々な度合いにコーティングし、コーティン
グされた選択的吸収ナノ粒子１４による飽和度／強度に応じて異なるレベルの強度を生じ
させた。そのデータを図１および２に示す。薄膜干渉顔料１２は、Ｃｒ／ＺｎＳ／Ａｌ／
ＺｎＳ／Ｃｒの構造に基づいていた。金薄膜干渉顔料１２を、選択的吸収ナノ粒子１４、
すなわち高濃度（緑色高飽和度）のシアン顔料の連続コーティング１０で完全に密封した
。同じ金薄膜干渉顔料１２を、選択的吸収ナノ粒子１４、すなわち、同じシアン顔料であ
るが、コーティング中の選択的吸収ナノ粒子１４の濃度を低くし、例えば６５体積％とし
たの連続コーティング１０で完全に密封した（図示せず）。金薄膜干渉顔料１２を、選択
的吸収ナノ粒子１４、すなわち同じシアン顔料であるが、連続コーティングを施した他の
２つのサンプルと比較してより大きな平均粒子径（図示せず）を有する不連続コーティン
グ１０で部分的に密封した。緑色高飽和度物品および緑色スポット物品は、それぞれ反射
で緑色を示しているが、異なる色相と、様々な強度および彩度を有する。緑色高飽和度は
、緑色スポットに比べて高い強度／色飽和度を有する。緑色スポットは、薄膜干渉顔料１
２のうちコーティング１０でフィルタリングされていない領域からも全反射光が来ている
ため、彩度の低い色、すなわち、より淡い色となった。コーティング１０中の高濃度の選
択的吸収ナノ粒子１４によって、物品の色の強度が増加した。加えて、コーティング１０
に層を追加することによって、物品の色の強度が増加した。
３つのサンプルの光学的特性評価を、Ｌｅｎｅｔａカード上のペイントドローダウンを
使用して行い、ＤＣ６５０フォトスペクトロメーターを使用して拡散照明下で分析した。
表１は、物品の明度（Ｌ＊）、ａ＊、ｂ＊、彩度（ｃ＊）、および色相を示している。こ
うしてわかるように、選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０を増加させるにつれて
、明度（Ｌ＊）が低下し、色相が上昇していることが分かる。
図１は、金薄膜干渉顔料１２（金プレフレーク）単独、緑色スポット、緑色高飽和度の
反射率を示す図である。図２は、図１のサンプルの色相を、ａ＊、ｂ＊グラフを用いて説
明する。図１および図２を見ると、選択的吸収ナノ粒子１４（シアン顔料）のコーティン
グ１０の濃度および／または密封が上昇するにつれて、色が発達することがわかる。表１
に報告され、図２に示されているように、緑色高飽和度物品は１６２．８８の高い色相値
を有する緑色であり、続いて緑色スポット物品は、視覚的には１１１．４８の色相値を有
する黄緑色のように見え、金プレフレークは８９．８の色相値を有する金色であった（選
択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０（例えばシアン顔料）を含まない）。
（実施例２）
選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０を有する市販の顔料（シアン、マゼンタ、
黄、緑）の垂直および高角度（６０°）での色を用いて、予想される支配的なスペクトル
の色を決定した。しかし、強度、吸収力、ナノ粒子の濃度など、上記で述べたような変数
に応じて、コーティングされた薄膜干渉顔料１２のカラーシフトの軌跡は変化し得る。さ
らに、選択的吸収ナノ粒子１４の光学的特性は、観察される視覚的な色を変更する小さな
スペクトル変化を有し得る。例えば、多くのシアン顔料は、可視領域に黄色の成分を生成
して発色するバンドテイルを示す。このため、選択的吸収ナノ粒子１４のスペクトル吸収
を利用して、物品（選択的吸収ナノ粒子１４でコーティングされた薄膜干渉顔料１２）の
最終的なカラートラベルをよりよく予測し得る。
照明と視野角との関数としての新しいカラートラベルは、薄膜干渉顔料１２の反射率対
波長のプロットと、選択的吸収ナノ粒子１４のコーティング１０によって吸収される波長
および強度と、に基づいて予測し得る。図３は、薄膜干渉顔料１２の低角度（１０度）お
よび高角度（５５度）での反射率プロットを示すグラフであり、緑から青へのカラートラ
ベルを示している。また、図３は、他のいくつかの選択的吸収ナノ粒子１４のシアン、黄
、マゼンタ、赤、青、黒の吸収を示している。この図は、例えば、選択的吸収ナノ粒子１
４、例えば、青色光吸収剤である黄色顔料のコーティング１０が、高角度での青色反射を
部分的または完全に除去して、物品を非常に暗いまたは黒い外観に移行させることができ
ることを示している。図４は、薄膜干渉顔料１２を垂直から高角度までで見たときの反射
率曲線を示している。選択的吸収ナノ粒子１４（すなわち、黄色顔料）のコーティング１
０は、４５度よりも高い角度の反射率を妨害するだけでなく、他の角度での色にも影響を
与え得る。薄膜干渉顔料１２の設計を変更して、異なる角度で色のピーク位置を変更して
、いくつかの反射ピークが妨害される角度を変更し得ることも決定された。
（実施例３）
薄膜干渉に基づいた特殊効果顔料からのカラートラベルは、視野角が垂直（低）から高
に変化するにつれて、高波長から低波長へと変化する。以下の表２は、４つの選択的吸収
ナノ粒子１４および各色が吸収する波長色を示している。また、表２には、２つの薄膜干
渉顔料１２と、垂直（低）と高角度での波長色が示されている。また、表２には、薄膜干
渉顔料１２と、選択的吸収ナノ粒子１４を有するコーティング１０と、を含む物品の予測
反射色が示されている。
図５は、薄膜干渉顔料１２が緑から紫にカラーシフトしたカラートラベルを示している
。高角度で２つの反射率ピークが存在したため、カラートラベルを緑から赤のような逆方
向に強制するために、黄色顔料のような適切な単一の選択的吸収ナノ粒子１４、または適
切なナノ粒子のブレンドを選択することが可能であった。また、図５は、他のいくつかの
選択的吸収ナノ粒子１４：シアン、黄、マゼンタ、赤、青、黒の吸収をも示している。
図６は、マゼンタから緑にカラーシフトした薄膜干渉顔料１２のカラートラベルを示し
たもので、これは基本的には図５に例示した顔料とは逆になっている。そうして、ここで
は通常で２つの反射率のピークが存在した。マゼンタ（青）から赤へのような逆方向への
カラートラベルを強制するために、シアン顔料のような適切な選択的吸収ナノ粒子１４、
またはナノ粒子１４の適切なブレンドを選択することが可能であった。
以下の例では、薄膜干渉顔料１２と比較して、物品が色相、明度、および彩度の変化を
示し得ることを説明する。例えば、薄膜干渉顔料と比較して、明度の低下および彩度の上
昇、または明度の上昇および彩度の低下を示し得る。さらに、物品のカラートラベルは、
薄膜干渉顔料１２のカラートラベルとは異なるものであり得る。
（実施例４）
赤から金への薄膜干渉顔料１２（ＣＦＷＲ）を、シアン顔料（選択的吸収ナノ粒子）の
３つの複層（ＥＸＰ ３Ｃ）、およびシアン顔料（選択的吸収ナノ粒子）の４つの複層（
ＥＸＰ ４Ｃ）でコーティングした。それぞれのコーティングは、薄膜干渉顔料１２を完
全にカバーするものであった。薄膜干渉顔料および２つの物品の反射率を図７に示す。図
８および図９は、薄膜干渉顔料１２および２つの物品について、それぞれの色相および明
度を示す。以下の表３は、明度（Ｌ＊）、ａ＊、ｂ＊、彩度（ｃ＊）、および色相を示す
。
図７～９および表３のデータは、薄膜干渉顔料１２の赤色の発色が、着色選択的吸収ナ
ノ粒子（シアン顔料）を含むコーティング１０の添加により、よりマゼンタを呈するよう
になったことを示している。図８のような色相の変化は、図９のような明度の低下を伴っ
ていた。
図１０および１１は、薄膜干渉顔料１２および２つの物品の、直接照明下でのカラート
ラベルを示している。図１０は、薄膜干渉顔料１２の赤～金色のカラートラベルが、シア
ン顔料の３つの複層コーティング１０や、シアン顔料の４つの複層コーティング１０で、
マゼンタから緑の色相へ変化したことを示している。図１１に示すように、コーティング
の添加により、薄膜干渉顔料のみの場合と比較して、明度が低下した。さらに、高角度（
６５度）の色に比べて、垂直に近い色（１５度）の方が、コーティング（複層）の数が増
加したことによる影響が大きい。
（実施例５）
青から赤の薄膜干渉顔料１２（ＣＦＷＲ）に、黄色顔料（選択的吸収ナノ粒子）の２つ
の複層（ＥＸＰ ２Ｙ）と、黄色の顔料（選択的吸収ナノ粒子）の３つの複層（ＥＸＰ
３Ｙ）とをコーティングした。それぞれのコーティングは、薄膜干渉顔料１２を完全にカ
バーするものであった。薄膜干渉顔料１２および２つの物品の反射率を図１２に示す。図
１３および１４は、薄膜干渉顔料１２および２つの物品について、それぞれ色相および明
度を示している。以下の表４は、明度（Ｌ＊）、ａ＊、ｂ＊、彩度（ｃ＊）、および色相
を示している。
図１２～１４および表４のデータによると、薄膜干渉顔料１２の青色の発色は、黄色顔
料の２つの複層を含むコーティングを添加した場合には中間色の青色になり、黄色顔料の
３つの複層を含むコーティング１０を添加した場合にはより緑がかった色となった。図１
３に示すような色相の低下は、図１４に示すような明度の低下を伴っていた。
図１５および図１６は、薄膜干渉顔料１２および２つの物品の直接照明下でのカラート
ラベルを示している。図１５は、薄膜干渉顔料１２の青から赤へのカラートラベルが、黄
色顔料の２つの複層のコーティング１０ではより中間色になり、黄色顔料の３つの複層の
コーティング１０ではより濃い青や緑から橙に変化したことを示している。高角度（６５
度）での色は、複層構造のコーティング１０の数によってそれほど変化しなかった。図１
６に示すように、着色選択的吸収ナノ粒子のコーティング１０を添加すると、明度が低下
した。垂直に近い色（１５度）は、高角度での色（６５度）に比べて、コーティングの添
加による影響が大きい。
（実施例６）
青から赤の薄膜干渉顔料１２（ＣＦＷＲ）を、シアンとマゼンタとの選択的吸収ナノ粒
子のブレンドの３つの複層でコーティングした。ブレンドの各複層は、６６重量％のシア
ン顔料と３３重量％のマゼンタ顔料とを含んでいた。薄膜干渉顔料１２およびブレンドの
反射率を図１７に示す。図１８および図１９は、薄膜干渉顔料１２およびコーティング１
０のブレンドを有する物品について、それぞれ色相および明度を示している。以下の表５
は、明度（Ｌ＊）、ａ＊、ｂ＊、彩度（ｃ＊）および色相を示している。
図１７～１９および表５のデータは、薄膜干渉顔料１２の本来の青／マゼンタの発色は
、コーティング１０の影響をあまり受けなかったことを示している。特に、図１８および
表５に示すように、色相の変化は最小限であった。また、図１９に示すように、明度はわ
ずかに低下し、表５に示すように、彩度は上昇した。
図２０および図２１は、薄膜干渉顔料１２および物品の、直接照明下でのカラートラベ
ルを示している。図２０は、薄膜干渉顔料１２の青から赤へのカラートラベルは、垂直に
近い（１５度）状態でコーティング１０によってあまり影響を受けなかったことを示して
いる。高角度（６５度）での色は、高角度（６５度）でより大きな変化を示した。図２１
に示すように、ブレンドのコーティング１０を施した物品は、薄膜干渉顔料１２単独の場
合と比較してより暗い色であった。図２０および図１５は、選択的吸収ナノ粒子１４およ
びカラーシフトプレフレークなどの薄膜干渉顔料１２の選択が、物品の垂直または高角度
における色にどのような影響を与え得るかを明確に示している。物品においては、薄膜干
渉顔料１２と比較して、垂直に近い色と高角度での色とが異なっている。
（実施例７）
図２２は、薄膜干渉顔料１２および着色選択的吸収ナノ粒子１４を含むコーティング１
０を含む物品を示す。コーティング１０は、２つ以上の層を含む複数の層であり、各層は
着色選択的吸収ナノ粒子１４を有する。層２２は、着色選択的吸収ナノ粒子１４として、
シアン顔料を有する。層２４は、着色選択的吸収ナノ粒子１４として、黄色顔料を有する
。入射光線１６は、物品によって受光され、反射光１８と透過光２０となった。反射光１
８は、コーティング１０の最後に塗布された層と同じ色であり、この例ではシアンであっ
た。透過光２０はマゼンタであった。２つ以上の層の順番は、反射における色を変化させ
、透過における色を維持した。
（実施例８）
図２３は、薄膜干渉顔料１２と、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子１４のブレ
ンドを含むコーティング１０と、を含む物品を示す。この例では、ブレンドは、着色選択
的吸収ナノ粒子１４として、シアン顔料および黄色顔料を有する。入射光線１６は、物品
によって受光され、反射光１８および透過光２０となった。反射光１８は、シアンおよび
黄色のナノ粒子をブレンドしたものであり、この場合、反射光１８は緑であった。また、
透過光２０はマゼンタであった。
これに比べて、標準的な半透明の特殊効果顔料（例えば、すべての誘電体顔料、ダイク
ロイック顔料、真珠光沢顔料）は、反射した色と相補的な色を透過する。例えば、標準的
な半透明の特殊効果顔料は、赤を反射し、緑を透過する。ここで開示される物品は、補色
以外の異なる反射／透過色を示すように設計され得る。
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し得る。した
がって、これらの教示は、その特定の実施形態および例に関連して説明されてきたが、本
教示の真の範囲はそのよう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、様々な変更や修正が行われ得る。
この範囲の開示は、広義に解釈され得る。本開示は、本明細書で開示されたコーティン
グ、デバイス、機能、および機械的作用を実現するための均等物、手段、システム、およ
び方法を開示することを意図している。開示された各コーティング、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、その開示に包含され本明細書に開
示された多くの態様、機構および装置を実施するための等価物、手段、システムおよび方
法を教示することもまた意図している。さらに、本開示は、コーティングとその多くの態
様、特徴、および要素とに関する。このようなコーティングは、その使用および操作にお
いて動的であり得、本開示は、本明細書に開示された操作および機能の説明および精神に
一致する、製造の装置および／または光学装置の使用の均等物、手段、システムおよび方
法、ならびにその多くの態様を包含することを意図している。本出願の特許請求の範囲は
、同様に広義に解釈され得る。本明細書の発明の多くの実施形態の説明は、本質的に単な
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は、本発明の範囲内であるこ
とが意図されている。このような変形は、本発明の精神と範囲を逸脱するものとはみなさ
れない。
１０ コーティング
１２ 顔料
１４ 選択的吸収ナノ粒子
１６ 入射光
１８ 反射光
２０ 透過光
２２ 層
２４ 層

Claims (20)

  1. 薄膜干渉顔料と、
    前記薄膜干渉顔料上に、着色選択的吸収ナノ粒子を含むコーティングと、
    を備える、物品。
  2. 前記コーティングは、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子のブレンドを含む層で
    ある、請求項１に記載の物品。
  3. 前記ブレンドは、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子をそれぞれ等しい割合で含
    む、請求項２に記載の物品。
  4. 前記ブレンドは、２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子をそれぞれ異なる割合で含
    む、請求項２に記載の物品。
  5. 前記コーティングは、複数の層であり、各層が２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒
    子のブレンドを含む、請求項１に記載の物品。
  6. 前記コーティングは、２つ以上の層を含む複数の層であり、各層が着色選択的吸収ナノ
    粒子を有する、請求項１に記載の物品。
  7. 前記複数の層は、第１の色の選択的吸収ナノ粒子の２つ以上の層と、第２の色の選択的
    吸収ナノ粒子の２つ以上の層とを含み、ここで前記第１の色は前記第２の色と異なる、請
    求項６に記載の物品。
  8. 前記２つ以上の層の順序は、反射において色を変化させ、透過において色を維持する、
    請求項７に記載の物品。
  9. 前記着色選択的吸収ナノ粒子の２つ以上の層は、着色選択的吸収ナノ粒子の第１の割合
    を有する第１の層と、着色選択的吸収ナノ粒子の第２の割合を有する第２の層とを含む、
    請求項６に記載の物品。
  10. 前記コーティングは、連続している、請求項１に記載の物品。
  11. 前記選択的吸収ナノ粒子のコーティングは、不連続である、請求項１に記載の物品。
  12. 前記選択的吸収ナノ粒子は、顔料、染料、金属ナノ粒子、金属酸化物、金属炭化物、金
    属硫化物、およびそれらの組み合わせから選ばれるナノ粒子である、請求項１に記載の物
    品。
  13. 薄膜干渉顔料を提供するステップと、
    前記薄膜干渉顔料を、着色選択的吸収ナノ粒子でコーティングするステップと、
    を含む、物品の製造方法。
  14. 前記コーティングは、前記薄膜干渉顔料を完全に密封する、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記コーティングは、前記薄膜干渉顔料の一部を密封する、請求項１３に記載の方法。
  16. 前記物品のカラートラベルは、前記薄膜干渉顔料のカラートラベルとは異なる、請求項
    １３に記載の方法。
  17. 前記コーティングは、前記２つ以上の異なる色の選択的吸収ナノ粒子のブレンドを含む
    層である、請求項１３に記載の方法。
  18. 前記物品は、前記薄膜干渉顔料と比較して、色相の変化、明度の低下、および彩度の上
    昇を示し、または、前記物品は、前記薄膜干渉顔料と比較して、色相の変化、明度の上昇
    、および彩度の低下を示す、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記コーティングは、２つ以上の着色選択的吸収ナノ粒子の層を含む複数の層である、
    請求項１３に記載の方法。
  20. 薄膜干渉ホイルと、
    薄膜干渉顔料上に着色選択的吸収ナノ粒子を含むコーティングと、
    を備える、物品。
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