KR100441995B1 - 시변각안료를함유하는쌍을이룬시변각장치 - Google Patents

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KR100441995B1
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로저 더블유. 필립스
찰즈 티. 마칸테스
샤리 포웰 피셔
로버트 지. 슬루서
파트릭크 케이. 히긴스
안톤 에프. 블레이콜름
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플렉스 프로덕츠, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 쌍을 이룬 시변각 장치는 제 1 표면(18), 사람의 눈으로 동시에 조망되도록 기재의 제 1 표면상에 이격된 위치에서 기재의 제 1 표면에 보유된 제 1 및 제 2 시각 장치(23, 24)를 포함한다. 제 1 시변각 안료(21)는 제 1 시각 장치내에 배치되고, 제 2 안료(22)는 제 2 시각 장치내에 배치된다. 시각 장치는 하나의 투사각에서 동일한 색상을 가지며, 그 밖의 모든 투사각에서는 서로 상이한 색상을 갖는다.

Description

시변각 안료를 함유하는 쌍을 이룬 시변각 장치{PAIRED OPTICALLY VARIABLE DEVICE WITH OPTICALLY VARIABLE PIGMENTS}
간섭 박막으로 인한 색상은 본질적으로 어류 비늘, 진주층 등에서 발견된다. 천연 운모, 유막 및 비누 거품은 모두 어느 정도까지는 무지개색을 나타낸다. 이러한 무지개색 또는 조망 각도의 변화에 따른 색의 변화는 단층 또는 다층 박막의 평행 계면으로부터 반사하는 광의 직접적인 결과이다. 일반적으로, 경계면(들)을 횡단하는 굴절률 차가 크면 클수록, 색상 효과는 더 크다. 색은 빛의 간섭으로 인한 것이다. 최대의 소멸 반사광 간섭은 층의 두께가 홀수의 ¼파인 경우에 발생하는 반면에, 최대의 보강 광 간섭은 층의 두께가 짝수의 ¼파인 경우에 발생한다. 단편으로 분쇄될 때 진주 광택의 안료라 하는 무지개 빛깔의 피복물은 미국 특허 제 3,087,828호 및 제 3,123,490호에 기술되어 있다. 이들 진주 광택의 안료는 통상 진공 증착 방법에 의해 제조된 광학 두께가 10 내지 100나노미터인 단층 또는 다층으로 구성된다. 이들 진주 광택의 안료는 백색 또는 은색이며, 조망 방향과 무관하게 매우 낮은 채도를 갖는다. 색상은 단순한 프레넬 광 반사, 산란 및/또는흡수에 주로 기인한다. 많은 분야에 있어서는, 진주 광택의 안료로 달성될 수 있는 것 보다 큰 색상 채도, 즉 채도를 달성하는 것이 요망된다. 채도에 추가하여, 상이한 색상의 시변각 안료를 사용함으로써 생성될 수 있는 상이한 색상 조합이 요구된다. 다수의 위조 방지 용도 및 그 밖의 용도에 대해서는 이러한 다수의 색상이 특히 요구된다.
본 발명은 쌍을 이룬 시변각 안료를 함유하는 쌍을 이룬 시변각 장치, 및 시변각 안료가 혼입된 잉크, 페인트 및 호일, 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 쌍의 시변각 안료를 혼입시키는 쌍을 이룬 시변각 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 2-2 라인을 따라 절단된 단면도이다.
도 3은 표 1, 2 및 3에 기재된 견본을 도시하는 그래프로서, 광원 A하에서10°에서의 디자인 쌍의 색일치를 도시하는 그래프이다.
도 4는 도 3에 도시된 그래프와 유사하지만, 광원 A하에서 45°에서의 디자인 쌍의 색발산을 도시한 그래프이다.
도 5는 표 4, 5 및 6에 기재된 견본을 나타내며, 광원 A하에서 10°에서의 색발산을 도시하는 그래프이다.
도 6은 표 4, 5 및 6에 기재된 견본을 나타내며, 광원 A하에서 45°에서의 디자인 쌍의 색일치를 도시하는 그래프이다.
도 7은 표 7, 8 및 9에 기재된 견본을 나타내며, 광원 C하에서 10°에서의 디자인 쌍의 색일치를 도시하는 그래프이다.
도 8은 표 7 내지 9에 기재된 견본을 나타내며, 광원 C하에서 45°에서의 디자인 쌍의 색발산을 도시하는 그래프이다.
도 9는 표 10, 11 및 12에 기재된 견뵨을 나타내며, 광원 C하에서 10°에서의 디자인 쌍의 색발산을 도시하는 그래프이다.
도 10은 표 10, 11 및 12에 기재된 견본을 나타내며, 광원 C하에서 45°에서의 디자인쌍의 색일치를 도시하는 그래프이다.
도 11은 표 13, 14 및 15에 기재된 견본을 나타내며, 광원 F하에서 10°에서의 디자인 쌍의 색일치를 도시하는 그래프이다.
도 12는 표 13 내지 15에 기재된 견본을 나타내며, 광원 F하에서 45°에서의 디자인 쌍의 색발산을 도시하는 그래프이다.
표 13은 표 16 내지 18에 기재된 견본을 나타내며, 광원 F하에서 10°에서의디자인 쌍의 색발산을 도시하는 그래프이다.
도 14는 표 16 내지 18에 기재된 견본를 나타내며, 광원 F하에서 45°에서의 디자인 쌍의 색일치를 도시하는 그래프이다.
도 15는 대칭 금속 유전체 간섭 스택(stack)을 사용하는 본 발명의 쌍을 이룬 시변각 장치의 단면도이다.
도 16은 모든 유전체 대칭 간섭 스택을 갖는 쌍을 이룬 시변각 장치의 단면도이다.
도 17은 쌍을 이룬 시변각 안료를 이용하는 본 발명의 쌍을 이룬 시변각 장치의 평면도이다.
도 18은 심벌이 혼입되어 있으나 미리 설정된 투사각에서는 사람의 눈에는 보이지 않는 본 발명의 쌍을 이룬 시변각 장치의 평면도이다.
도 19는 도 18과 유사하나, 상이한 투사각에서 조망되어, 쌍을 이룬 시변각 장치내로 혼입된 "SICPA" 심벌을 볼 수 있는 평면도이다.
도 20은 도 19에서 라인 20-20을 따라 절단된 단면도이다.
도 21은 심벌이 혼입되어 있고, 심벌이 보이지 않는 투사각을 가진 도트 매트릭스 호일내로 혼입된 쌍을 이룬 시변각 장치의 평면도이다.
도 22는 도 21과 유사하나, 상이한 투사각을 가져 혼입된 심벌이 보이는 도면이다.
도 23은 도 22의 라인 23-23을 따라 절단된 단면도이다.
일반적으로, 본 발명의 목적은 쌍을 이룬 시변각 안료를 이용하여 잉크, 페인트 및 호일에서 이용될 수 있는 상이한 색상 조합을 달성하는, 쌍을 이룬 시변각 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 쌍을 이룬 안료가 특정 각도에서 동일한 색상을 가지며 그 밖의 모든 각도에서 상이한 색상을 갖는, 쌍을 이룬 시변각 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 안료가 높은 채도를 갖는, 상기 특성을 가진 쌍을 이룬 시변각 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 특정 각도에서 실질적으로 동일한 색상을 가진 쌍을 이룬 안료를 얻기 위하여 첨가제가 제공될 수 있는, 상기 특성을 가진 쌍을 이룬 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인쇄용 잉크중으로 용이하게 혼입될 수 있는, 상기 특성을 가진 쌍을 이룬 시변각 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 페인트중으로 용이하게 혼입될 수 있는, 상기 특성을 가진 쌍을 이룬 시변각 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 호일중으로 용이하게 혼입될 수 있는, 상기 특성을 가진 쌍을 이룬 시변각 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 중합체막, 캐스트막 및 압출 성형된 부품에 혼입될 수 있는 상기 특성을 가진 쌍을 이룬 시각 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자외선광에 의해 표백되지 않는 상기 특성을 가진 쌍을 이룬 시변각 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다른 시변각 장치 쌍와 쌍을 이룰 수 있는 시변각 장치 쌍를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 불변 간섭 안료와 함께 이용될 수 있는 쌍을 이룬 시변각 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미리 설정된 각도에서만 보이는 혼입된 심벌을 가질 수 있는 쌍을 이룬 시변각 안료를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적 및 특징은 첨부 도면을 참조하여 설명된 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.
일반적으로, 본 발명의 시변각 장치는 투사광 하에서 사용하거나 조망하기 위한 것이며, 제 1 및 제 2 표면을 갖춘 기재로 구성된다. 제 1 및 제 2 시각 장치는 사람의 눈으로 동시에 볼 수 있도록 제 1 표면상에서 이격된 제 1 및 제 2 위치에서 기재의 제 1 표면에 보유되어 있다. 제 1 시변각 안료는 제 1 시각 장치에서 배치되고, 제 2 시각 안료는 제 2 시각 장치에서 배치된다. 제 1 및 제 2 시각 장치는 특정 투사각에서 실질적으로 동일한 색상을 가지며, 그 밖의 모든 투사각에서 상이한 색상을 갖는다.
보다 상세하게는, 도면중의 도 1에 도시된 바와 같이, 시변각 장치(optically variable device; 11)는 도 2에서 도시된 제 1 표면, 즉 상부면(13) 및 제 2 표면, 즉 하부면(14)을 구비한 기재(12)로 구성된다. 기재(12)는 가요성 또는 경성일 수 있으며, 종이, 플라스틱, 판지, 금속 등과 같은 어떠한 적합한 재료로도 형성될 수 있다. 기재(12)는 불투명하거나 투명할 수 있다. 중합체 결합제에서 쌍을 이룬 시변각 안료(16)는 겹쳐지지 않고, 표면(13)의 평면상에 물리적으로 서로 분리된 공간에서 놓여질 수 있도록, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 제 1 표면, 즉 상부면(13)상과 같은 하나의 표면에 배치된다. 시변각 장치가 조망될 때, 쌍을 이룬 시변각 안료(16)는 동시에 조망될 수 있다.
그래서, 도 1에 도시된 바와 같이, 장치(11)는 제 1 시변각 장치 또는 패턴(17)과 제 2 시변각 장치 또는 패턴(18)에 제공된 쌍을 이룬 시변각 안료(16)를 갖는다. 제 1 및 제 2 패턴(17 및 18)은 겹쳐 있지 않으며, 공간적으로 이격되어 있으나, 서로 인접하게 배치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 접경 관계에 있다.제 1 패턴(17)은 직사각형 또는 정사각형이며, 제 1 패턴(17)을 둘러싸는 경계 또는 프레임을 형성하도록 직사각형 또는 정사각형 형태로 존재하는 제 2 패턴(18)에 의해 형성된 리세스(19)내에 배치된다.
제 1 시변각 장치(17) 또는 제 1 패턴(17)은 후술되는 방법으로 구성된 시변각 플레이크(21)로 형성된 제 1 안료를 구비하고 있으며, 각에 따라 제 1 색변화를 제공한다. 제 2 시변각 장치 또는 제 2 패턴(18)은 후술되는 방법으로 또한 구성된 시변각 플레이크(22)로 형성된 제 2 안료를 구비하고 있으며, 각도에 따라 제 2 색변화를 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 안료(21 및 22)는 시변각 장치(17 및 18)가 바람직한 특성을 갖도록 각각 통상의 형태의 고화된 액체 비이클(liquid vehicles; 23 및 24)중에 배치된다. 예를 들어, 잉크가 결과 생성물인 경우에는 통상의 잉크 비이클이 이용되는 반면, 페인트가 목적 생성물인 경우에는 적합한 형태의 페인트 비이클이 이용된다.
이용되는 제 1 및 제 2 안료 또는 플레이크(21 및 22)에서, 두 개의 안료가 광의 특정 투사각에서 동일한 색상을 가지며, 광의 그 밖의 모든 투사각에서는 상이한 색상을 가지는 것이 중요하다. 이와 같이, 한 예로서 안료(21 및 22)는 광의 10°투사각에서, 두 개의 안료가 동일한 색상을 갖지만, 그 밖의 보다 높은 투사각에서 두 개의 시변각 안료(21 및 22)가 상이한 색상을 갖도록, 예를 들어 45°에서 현저하게 상이한 색상을 갖도록 구성될 수 있다. 역으로, 안료(21 및 22)는 다른 각도에서, 예를 들어 45°에서 동일한 색상을 갖지만, 그 밖의 모든 투사각에서는 상이한 색상을 갖도록 구성될 수 있다. 그러나, 그 밖의 색일치가 0°내지 90°에존재할 수 있음은 물론이다. 이와 같이, 도 1에 도시된 장치(11)를 예로 들면, 약 10°의 투사각에서 안료(21 및 22)는 제 1 장치(17)에 대하여 동일한 색상 또는 일치색, 예를 들어 녹색, 다른 각도인 약 45°에서는 상이한 색상인 마젠타색(magenta)을 가지며, 제 2 장치(18)에 대하여 청색을 가질 것이다. 따라서, 쌍을 이룬 시변각 장치(11)의 투사각을 10°에서 45°로 이동시킬 때, 현저한 색상 변화의 차가 있음을 알 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 한 바람직한 구체예에서, 내부의 제 1 시변각 장치(OVD)(17)는 외부의 제 2 시변각 장치(OVD)(18)에 대하여 하기 특성을 가졌다.
외부 OVD(18) 내부 OVD(17)
L*54.91 L*42.69
a*-32.45 a*19.29
b*-11.48 b*-51.25
상기에서 사용되는 a*및 b*는 공인된 표준 색상 공간 시스템과 관련시켜 사용된다. 색상 공간 시스템에서, 색상은 a*가 적색 및 녹색을 나타내고, b*가 황색 및 청색을 나타내는 시에랩-시스템(CIELAB-system)의 평면에 플로팅된다. 색상의 명도는 흑색(L°=0)에서 백색(L°=100)으로 진행되는 평면에 대하여 직각인 축상에 있다. 따라서, 색상은 평면의 중심에서 회색이며, 채도는 평면의 중심에서 외부 주변을 향해 증가한다. 평면의 맨 끝 가장자리는 가장 높은 채도를 나타낸다. 예를 들어, 적색광 방사 레이저는 높은 채도를 가질 것이다. 중심과 가장자리 사이에 적색의 다양한 계조(gradation), 예를 들어 핑크색이 있다. 이와 같이, L*축 또는 명도 축 위 아래로 움직이는 이들 색상의 평면이 존재한다. 3자극치(tristimulus value)의 모든 광원-관찰자 조합에 대하여, 색상 좌표를 용이하게 계산할 수 있고 측정할 수도 있다. 어떠한 안료 또는 어떠한 색상이라도 광원에 따라 상이한 외관을 갖는다는 것은 색상을 취급하는 당업자에게는 잘 공지되어 있다. 예를 들어, 형광하에서의 색은 햇빛 또는 텅스텐 램프하에서의 색과는 전혀 다를 수 있다. 본 발명에 따르면, 특정 각도에서 안료(21 및 22)의 일치색은 동일한 광원하에서 비교하는 것이 중요하다. 이와 같이, 안료를 파장에 대하여 예정량의 에너지로 조사시켜 동력 대 파장의 그래프를 제공할 수 있다. 주어진 파장에서 안료에 충돌하는 광 또는 에너지의 양은 반사율 곡선에 영향을 미칠 것이다. 광원으로부터의 스펙트럼 동력 분포를 통상 x, y 및 z로 지정된 눈 응답 함수 및 반사율 스펙트럼과 적분하여 3자극치 X, Y 및 Z를 수득한다.
본 발명과 관련하여, 이러한 시스템이 현재까지 알려진 가장 획일적인 것이고, 범세계적으로 실용적인 것으로 일반적으로 인정되기 때문에, L*, a*, b*(시에랩) 색상 공간을 사용하여 본 발명을 설명한다. 이와 같이, 시에랩 색상 공간에서, 모든 시변각 장치의 색상은 세 개의 3자극치 X, Y 및 Z에 의해 특성화될 수 있다. 이들 3자극치는 광원의 스펙트럼 분포, 시변각 안료의 반사율 및 사람의 눈에 대한 스펙트럼 민감도를 고려한 것이다. 이들 X, Y 및 Z로부터 L*, a*, b*좌표가L*(명도), C*(채도), h(색상)의 관련 값 및 색차, 즉 델타 L*, 델타 C*, 및 델타 h로서 계산된다. 적합한 색의 식은 하기에 기재되어 있다.
L*= 116 (Y/Yn)1/3-16
a*= 500 [(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3]
b*= 200 [(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3]
c*= (a*2+b*2)1/2
h*= arctan (b*/a*)
상기 식에서, Xn, Yn또는 Zn은 이상적인 백색 확산기 및 광원-관찰자 조합에 대한 3자극치이다.
쌍을 이룬 시변각 안료용 디자인은 동일물의 a*, b*다이아그램에서 시변각 안료가 동일한 색상 및 채도를 갖게 될 교차점이 존재하도록 선택된다. 각도에 따라 시변각 안료의 색상이 변하는 방식은 주위 광 조건에 의존한다. 이와 같이, 본 발명과 관련하여, 세 개의 상이한 형태의 조명이 고려된다. 광원 A는 2856°K 온도에서 백열(텅스텐)광으로부터의 조명을 나타낸다. 광원 C는 6770°K의 상관색 온도(correlated color temperature)를 갖는 평균 태양광을 나타내며, 광원 F는 4200°K의 상관색 온도에서 차가운 백색 형광원으로부터의 광을 나타낸다. 이들 세 개의 광원은 내부 및 외부 광 조건 모두에 대해서 가장 보편적인 형태의 조명을 나타내기 때문에 선택되었다.
표 1 내지 표 6 및 도 3 내지 도 6의 도면에, 광원 A하에 가능한 디자인을 갖는 대표적인 견본을 기재하고 있다. 예를 들면, 표 1에는 시변각 안료 쌍 견본 10개가 기재되어 있다. 표 1에서 견본 1을 선택할 경우, 디자인 1은 620nm에서 2개의 ¼파의 박막 간섭 스택, 디자인 2는 587nm에서 4개의 ¼파의 박막 간섭 스택을 갖는다. 본 견본의 디자인 1 및 디자인 2에 대해, 색상은 10°의 조망 방향에서 거의 동일하다.
[표 1]
쌍을 이룬 시변각 안료(10°에서 광원 A)
하기에 기재된 표 2에는 디자인 a 및 디자인 b로 구성된 견본 1 내지 10에서 각각의 쌍에 대한 L*, a*, b*, h 및 C*의 계산된 색의 값이 기재되어 있다. 시변각 안료 쌍중 10°에서의 견본 1은 77.85의 L*값을 가지며, 디자인 b는 79.76의 L*값을 갖는다. 각이 45°로 이동되었을 때, 디자인 a는 91.89의 L*값을 가지며, 디자인 b는 76.77의 L*값을 갖는다. 추가하여, 표 2에는 표 1에 기재된 디자인에 대한 계산된 색상 파라미터가 기재되어 있다.
[표 2a]
표 1에 기재된 견본에 대한 색상 값
[표 2b]
10)
각각의 견본에 대하여 45°의 조망 각도에 대한 색차 뿐만 아니라 10°의 조망 각도에서 색차는 하기 표 3에 기재되어 있다. 쌍을 이룬 시변각 안료의 색상 사이에 총 색차 델타 E(ΔE)는 수학식(6)을 사용하여 L*, a*, 및 b*로부터 계산된다.
ΔE*= [ (ΔL*)2+ (Δa*)2+ (Δb*)2]1/2
[표 3]
표 1에 기재된 견본에 대한 총 색차(ΔE)[쌍의 총 색차(델타 E)]
디자인 쌍은 10°에서 시작한다.
주: 45°데이터는 10°색상 쌍에 대한 45°에서의 색차를 나타낸다.
이와 같이, ΔE 값이 작으면 작을수록, 색은 보다 근접하게 일치한다. ΔE는 색상 및 채도 뿐만 아니라 쌍을 이룬 시변각 안료의 명도를 포함한다.
도면중의 도 3 및 도 4는 표 1, 2 및 3에 기재된 것을 나타내는 그래프이다. 도 3은 a*b*색상 공간에서 쌍을 이룬 시변각 안료의 디자인 쌍 견본에 대한 색상 및 채도에 있어서 색이 어떻게 근접하게 일치하는지를 나타낸다. 도 3으로부터, 쌍들이 10°방향에서 거의 동일한 색상을 가진다는 것을 알 수 있다. 그러나, 쌍들이 45°로 경사지는 경우, 각각의 색상 쌍을 지닌 두 디자인 및 각 견본은 본 발명에 따라 요망되는 광범위하게 상이한 색상 특성을 갖는다. 이와 같이, 쌍을 이룬 시변각 안료의 10개의 견본이 제공되었다. 각각은 10°에서 본질적으로 색상 및 채도 차이를 보이지 않지만, 45°에서는 광범위하게 발산하는 색상 및 채도 대비를 갖는다. 도 3 및 도 4의 그래프에서, 디자인 쌍은 표 1, 2 및 3에 따라 확인된다. 이와 같이, 디자인 1을 갖는 견본 1은 "1-1"로 표지되고, 디자인 2를 갖는 견본 1은 "1-2"로 표지된다.
하기 표 4, 5 및 6에는 본 발명에 따른 쌍을 이룬 시변각 안료에 대해 8개 견본의 디자인 쌍이 기재되어 있으며, 여기서는 표 1, 2 및 3의 10개의 견본에서 수득된 것과는 반대로, 45°에서 색차가 최소이고, 이동된 각, 예를 들어 10°에서 색상 변화가 일어난다.
[표 4]
쌍을 이룬 시변각 안료
45°에서 광원 A
[표 5]
표 4의 견본에 대한 색상 값
[표 6]
표 4에 기재된 견본에 대한 총 색차(ΔE)
디자인 쌍은 45°에서 시작한다.
주: 10°데이터는 10°에서 45°쌍에 대한 색차를 나타낸다.
표 4, 5 및 6에 기재된 데이터를 도시한 그래프는 도면중 도 5 및 6에 도시되어 있으며, 도 5는 광원 A에 있어서 10°에서 색발산을 나타내고 도 6은 광원 A에 있어서 45°의 각도에서 색발산이 없음을 나타낸다.
하기 표 7, 8 및 9는 광원 C에 대한 것임을 제외하고는 표 1, 2 및 3과 동일한 데이터를 가지며, 도 7 및 도 8은 10°에서 색일치 및 45°에서 색발산을 도시하는 그래프이다.
[표 7]
쌍을 이룬 시변각 안료
10°에서 광원 "C"
[표 8a]
표 7의 견본에 대한 색상 값
[표 8b]
[표 9]
표 7의 견본에 대한 쌍의 총 색차(ΔE)
디자인 쌍은 10°에서 시작한다.
주: 45°데이터는 10°색상 쌍에 대한 45°에서의 색차를 나타낸다. 표 10, 11 및 12에는 광원 A 보다 광원 C하에서 표 4, 5 및 6에 기재된 디자인에 상응하는 디자인이 기재되어 있다. 도 9 및 도 10은 표 10 내지 표 12에 기재된 자료를 그래프로 나타내며, 10°에서 색발산 및 45°에서 색일치를 나타내고 있다.
[표 10]
쌍을 이룬 시변각 안료
45°에서 광원 C
[표 11a]
표 10의 견본에 대한 색상 값
[표 11b]
[표 12]
표 10의 견본에 대한 쌍의 총 색차(ΔE)
디자인 쌍은 45°에서 시작한다.
주: 10°데이터는 10°에서 45°쌍에 대한 색차를 나타낸다.
하기에 기재된 표 13, 표 14 및 표 15에는 광원 A를 사용하지 않고 광원 F를 사용한 것을 제외하고는 디자인들은 표 1 내지 표 3의 디자인에 상응하고, 표에 제시된 데이터의 그래프는 도 11 및 도 12에 도시되어 있으며, 도 11은 10°에서 색일치를 나타내고 도 12는 45°에서 색발산을 나타낸다.
[표 13]
쌍을 이룬 시변각 안료
10°에서 광원 "F"
[표 14a]
표 13의 견본에 대한 색상 값
[표 14b]
[표 14c]
[표 15]
표 13의 견본에 대한 총 색차(ΔE)
쌍의 총 색차(델타 E)
디자인 쌍은 10°에서 시작한다.
주: 45°데이터는 10°색상 쌍에 대한 45°에서의 색차를 나타낸다.
하기의 표 16, 표 17 및 표 18에는 광원 A를 사용하지 않고 광원 F를 사용한 것을 제외하고는 표 4 내지 표 6의 디자인에 상응하는 데이터가 기재되어 있고, 표에 제시된 디자인의 그래프는 도 13 및 도 14에 도시되어 있으며, 도 13은 10°에서 색발산을 나타내고, 도 14는 45°에서 색일치를 나타낸다.
[표 16]
쌍을 이룬 시변각 안료
45°에서 광원 F
[표 17a]
표 16의 견본에 대한 색상 값
[표 17b]
[표 18]
표 16의 견본에 대한 총 색차(ΔE)
쌍의 총 색차(델타 E)
디자인 쌍은 45°에서 시작한다.
주: 10°데이터는 10°에서 45°쌍에 대한 색차를 나타낸다.
이상의 표를 통해서 볼 때, 상이한 광원의 형태에 대해 색차가 존재함을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 특정 광원하에서는 정확한 색일치가 존재하게 색상이 조화될 수 있는 반면에, 또 다른 광원하에서는 정확한 색일치가 더 이상 존재하지 않을 수 있다. 이와 같이, 통상적으로 색상 조건 등색(color metamerism)으로서 공지된 색상 변화가 존재한다. 표 3을 통해서 볼 때, 10°에서 색일치를 위한 디자인에 대하여 견본 1은 1.92의 최저 색차를 제공하는 반면에, 견본 6은 29.63의 최고 색차를 제공한다. 45°에서의 색일치에 대한 표 6에 의하면, 최소의 색차는 견본 1에 대해 2.52이고, 최대의 색차는 견본 5에 대해 27.77이다. 표 9, 표 12, 표 15 및 표 18에 대하여 유사한 분석법을 수행하여, 표 12에 대해서는 4.66의 최소값 및 28.2의 최대값, 표 15에 대해서는 0.95의 최소값 및 37.4의 최대값, 및 표 18에 대해서는 0.53의 최소값 및 32.8의 최대값을 제공할 수 있다.
유사하게는, 표 1 내지 표 18의 데이터를 분석하여 하기 표 19에 기재된 바와 같이 광원 A, C 및 F하에서 디자인 쌍을 확인할 수 있다.
[표 19]
광원 "A", "C" 및 "F"하에서 유전체 두께 스택으로부터 쌍을 이룬 시변각 안료에 대한 총 색차
상기 표 19에서 확인할 수 있는 바와 같이, 각각의 광원에 대하여 각각의 각도에서 가장 우수한 2개의 디자인 쌍이 선택되었다. 예를 들어, 광원 A하에서 10°의 조망 각도에서 두 디자인 쌍은 최저의 색상 불일치를 나타냄을 알 수 있다. 유사하게, 두 개의 상이한 디자인 쌍은 광원 A하에서 45°의 조망 각도에서 가장 우수한 색일치를 나타내었다. 선택된 디자인 쌍은 선택된 각도에 대하여 최소의 색차를 가진 것들이다. 유사하게, 견본은 광원 C하에서 가장 우수한 2개의 색일치된 쌍에 대해 선택되었고, 유사하게는 상이한 방향에서 광원 F에 대해서 선택되었다. 이러한 표준을 사용하면, 가장 우수한 전체 디자인 쌍은 광원 F하의 45°에서인 것으로 밝혀졌다. 표 19의 검토에 의하면, 쌍에 대한 색차(394nm에서 2qw 및648nm에서 5qw)는 0.53의 ΔE를 갖는다.
하기 표 20에서, 표 19에서 선택된 두 개의 디자인 쌍을 분석하여 색일치가 상이한 광원하에서도 여전히 존재하는지 여부를 확인하였다. 이들 디자인을 광원 A하에 있게 할 경우, 색차(ΔE)는 36.44이고, C하에 놓여질 경우, 색차는 단지 6.15라는 값을 갖는다. 이와 같이, 광원 F 하에서 가장 우수한 쌍의 시변각 안료가 상이한 조명하에 위치될 때, 색일치는 정확한 색일치가 더 이상 아님을 알 수 있다. 그 밖의 디자인 쌍들도 이들의 ΔE 색차에서의 효과를 확인하기 위하여 상이한 광원하에서 조망하였고, 이들 데이터를 표 20에 기재하였다.
[표 20a]
광원 A, C 및 F하에서 가장 우수한 2개의 디자인 쌍
[표 20b]
[표 20c]
본 발명이 위조를 방지하기 위해 화폐와 함께 사용되는 시변각 안료를 제조하는데 이용되는 경우에, 지폐 환전은 은행 및 소매점에서 통상적으로 볼 수 있는 차가운 저온 형광 조명하에서 가장 흔하게 이루어진다는 점을 인식하여야 한다. 따라서, 상기한 바와 같이, 예를 들어 광원 F와 같은 조명하에서 일치색을 갖는 디자인 쌍을 사용하여야 할 것으로 생각된다. 상기 원리를 이용하게 되면, 가장 우수한 전체 디자인 쌍은 394nm에서 2개의 ¼파 및 648nm에서 5개의 ¼파를 포함하는 디자인일 것이다.
394nm에서 2개의 ¼파 및 648nm에서 5개의 ¼파를 포함하는 디자인 쌍이 가장 우수한 전체 디자인 쌍임에도 불구하고, 도 13 및 도 14에서 알 수 있는 바와 같이 394nm에서 디자인은 많은 시각 변화를 갖지 않는다. "7-1" 및 "7-2"로 표지된 이러한 디자인 쌍은 10°에서 색발산을 가지지만, 2개 ¼파 디자인에 대한 색상 변화는 작다. 이와 같이, 바람직한 디자인 쌍은 쌍 4이며, 이것은 573nm에서 5개의 ¼파 및 698nm에서 6개의 ¼파의 디자인을 갖는다. 이들 디자인은 모두 각도에 따라 실질적으로 색이 변화한다. 이들은 10°에서 색이 광범위하게 분리되며, 45°에서 매우 우수한 색일치를 갖는다.
표 2, 표 5, 표 8, 표 11, 표 14 및 표 17을 통해서 볼 때, 색상 면에서 보면 색일치는 실제로는 정확한 일치이다. 표 3, 표 6, 표 9, 표 12, 표 15 및 표 18에 기재된 바와 같은 다양한 디자인 쌍에 대한 ΔE 차는 명도 L*및 채도 C*의 약간의 변화로 인한 것이다. 이들 색상 변화는 흑색 또는 중간 투명 안료 또는 불투명한 안료를 가장 높은 채도 및 명도 값을 갖는 디자인 쌍에 첨가함으로써 최소화될 수 있다. 상기 첨가는 명도 및 채도가 보다 낮은 채도 및 명도의 디자인 쌍과 일치할 때까지 수행된다. 이와 같이, 모든 디자인 쌍은 그 밖의 색상 조절제의 현명한 첨가에 의해 색일치에 대해 최적화될 수 있다.
앞서 말한 모든 원리는 도 1에 도시된 시변각 장치(11)와 함께 이용될 수 있으며, 상기 원리를 사용하는 쌍을 이룬 시변각 안료가 두 개의 상이한 시변각 장치(17 및 18)에 혼입될 수 있고, 상기 안료에 적합한 비이클과 함께 잉크 또는 페인트의 형태로 이용될 수 있다.
본 발명과 관련하여 바람직한 조망 각도의 함수로서 큰 색상 변화를 갖고 높은 채도를 달성하기 위하여, 간섭형 안료가 사용된다. 이러한 안료로서, 금속 유전체 또는 모든 유전체 간섭 스택이 사용된다.
도 15에 도시된 바와 같은 전형적인 금속 유전체 비대칭 간섭 스택(31)은 기재로서 사용되는 가요성 웨브(33)상에 증착된 가용성 릴리이스 층(32) 위에 시트로서 형성된다. 다층 간섭 박막 스택(31)은 웨브 또는 기재를 용매욕을 통해 통과시킴으로써 제거될 수 있다. 가용성 릴리이스 층(32)이 용해될 때, 간섭막(31)의 얇은 시트는 다수의 플레이크로 분해된다. 상기 플레이크가 두 개의 2차원 표면을 갖기 때문에, 대칭적이고 각 측면상에 동일한 디자인을 나타내도록 다층 간섭 스택 또는 막용 시각 디자인을 제공하는 것이 바람직하다. 플레이크를 수거하여 릴리이스 재료가 없어지도록 세척한 후에, 플레이크를 2 내지 200미크론, 바람직하게는 2 내지 20미크론 범위를 갖는 크기로 파쇄시킴으로써, 플레이크의 색상 특성을 파괴시키지 않으면서 파쇄 또는 분쇄시켜 안료를 제조한다. 플레이크는 잉크 또는 페인트의 색상 순도 및 명도를 최대화하기 위하여 플레이크를 잉크 또는 페인트용 비이클에 위치시킬 때 올바른 입자 방향을 유지하도록 플레이크의 표면 및 플레이크의 두께와 관련하여 2 대 1 이상 및 바람직하게는 10 대 1의 종횡비(aspect ratio)를 가져야 한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 강한 2색성 불투명 시변각 안료를 제조하기 위하여 단지 3개의 재료와 5개의 층으로만 구성될 수 있는 도 15에 도시된 바와 같은 대칭 금속 유전체 스택(31)을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 스택은 가요성 웨브(33)에 보유된 릴리이스 피복물(32)상에 형성된 반투명 금속층(36)을 포함한다. 상기 층(36) 다음에 유전체층(37), 두꺼운 금속 반사층(38), 또 다른 유전체층(39) 및 최종적인 얇은 반투명 금속층(41)이 순서대로 위치한다. 고온의 스탬핑 2색성 호일(즉, 시변각 호일)을 제조하기 위해서는, 단지 세 층만이 요구된다. 이들 세 층은 도 15에 도시된 (36), (37) 및 (38)로 구성될 것이다. 이러한 형태에서, 상기 층 (36) 및 (38)은 역전되어 있다. 다층 박막이 릴리이스 피복물(32) 및 가요성 웨브(33)로부터 분리되어 접착제에 의해 반대 표면에 부착되는 경우, 상기 층(36)은 관찰자를 향한다. 한 예로서, 각각의 얇은 금속층 (36) 및 (41)은 공칭 5nm 두께층의 크롬층으로 형성될 수 있으며, 각각의 유전체층 (37) 및 (39)는 이산화 규소와 같은 적합한 유전체 재료로부터 특정한 설계 파장에서 광학 두께를 갖는 복수의 ½파 두께로 형성될 수 있다. 금속 반사층(38)은 불투명도 및 고반사도를 제공하기 위해 약 80nm의 두께로 형성된 알루미늄의 층으로 형성될 수 있다. 보다큰 두께의 반사 금속층이 사용될 수 있으나, 생성물이 안료 형태인 경우 이에 대한 정확한 종횡비를 유지시키는 것이 바람직할 뿐만 아니라 얇은 층을 제공함으로써 이층에서의 응력을 최소화하는 것이 바람직한 것으로 생각된다.
언급된 재료는 단지 한 예에 불과하고, n 과 k(n=굴절률의 실수 부분, k=굴절률의 허수 부분)가 높은 nk곱을 갖는 경우에 인코넬(Inconel) 및 니켈과 같은 회색 금속이 크롬 대신에 사용될 수 있음을 인식하여야 한다. 또한, 유전체에 대한 굴절률이 1.46인 이산화 규소 대신에, 굴절률이 1.38인 플루오르화 마그네슘 및 굴절률이 1.65인 산화 알루미늄과 같이, 굴절률이 1.65 이하인 저굴절률 재료가 사용될 수 있거나, 심지어 예를 들면, 크롬, 니켈 또는 팔라듐과 같은 저반사성 금속이 저반사성 안료용으로 사용될 수 있다. 금속 반사층으로서 알루미늄 대신에, 금, 구리 및 은과 같은 광학 금속이 사용될 수 있다.
필요에 따라, 비대칭 금속 유전체 간섭 스택이 제공될 수 있음을 인식하여야 한다. 그러한 경우에, 금속 반사층(37)이 릴리이스층 위에 직접 형성되고, 이어서 유전체층(39) 및 얇은 금속 반투명 금속층(41)이 형성될 수 있다. 웨브로부터 제거될 때, 상기 3층 디자인이 5층 대칭 스택 보다 더 낮은 채도를 갖는 시변각 안료를 생성시킬 것이고, 그럼에도 불구하고, 2색성 특징, 즉 조망 각도에 따른 색상 변화를 나타낼 것이며, 특정 각도에서는 색일치되지만 그 밖의 다른 각도에서는 어떠한 색일치도 되지 않는 보다 낮은 채도의 안료쌍을 생성시키는데 잠재적으로 사용될 것임을 인식하여야 한다. 이러한 안료는 상기에서 이미 언급된 바와 같으며, 단 상기 안료는 보다 낮은 전체 채도를 가져서 표 1, 표 4, 표 7, 표 10, 표 13 및표 16에 기재된 디자인이 a*b* 플롯의 원점 주위에서 채도가 밀집이 되지만, 본질적으로 동일한 색일치를 가진다.
필요에 따라, 전형적으로 요구되는 추가의 층이 과중한 비용 부담없이 제공될 수 있는 경우 모든 유전체 간섭 스택이 구비될 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 모든 유전체 간섭 스택(51)은 가요성 웨브 또는 기재(53)에 보유된 릴리이스 피복물(52)상에 제공될 수 있다. 그러한 유전체 스택은 전체 9개의 층에 대해 L1내지 L5로 확인되는 1.35 내지 1.65의 낮은 굴절률을 가진 층(54)과, H1 내지 H4로 확인되는 1.7 내지 2.4의 높은 굴절률을 가진 층(56)이 교대로 된 층들로 구성된다. 광범위하며 다양한 저굴절률 및 고굴절률 재료가 상기 다층 스택에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 황화 아연은 플루오르화 마그네슘과 함께 사용될 수 있으며, 이산화 티탄은 이산화 규소와 함께 사용될 수 있다. 게르마늄, 규소, 인듐 주석 산화물, 산화 인듐 및 일산화 규소와 같은 그 밖의 유전체 재료도 사용될 수 있다.
모든 유전체 스택의 디자인은 다음과 같이 표현될 수 있다:
(L/2 H L/2)n
상기 식에서, L 및 H는 n≥2인 경우 L/2가 저굴절률 층의 ⅛파의 광학 두께를 나타내도록 각각 저굴절률 및 고굴절률 층의 ¼파 광학 두께를 나타낸다. 이러한 다층 스택은 상기에서 기술된 방법과 동일한 방법으로 웨브(53)으로부터 분리되고, 상기에서 기술된 크기로 감소되어 표면의 주요 평면 치수가 두께에 관하여 적어도 2 대 1 및 바람직하게는 10 대 1인 종횡비를 갖는 단편을 제공함으로써, 안료단편 또는 플레이크 또는 입자가 사용되는 잉크 또는 페인트의 명도 및 색상 순도를 최대로 할 수 있다. 필요한 경우, 비대칭의 모든 유전체 스택이 단지 처음 4개의 층 L1 및 L2 및 H1 및 H2를 조합함으로써 형성될 수 있음을 재차 인식하여야 한다.
예를 들어, 앞서의 내용과 관련하여, 채도 및 색상이 일치된 모든 유전체 디자인에 대해 0°및 45°에서 동일한 일치색을 갖는 쌍을 이룬 시변각 호일 및/또는 안료가 달성될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 하나의 디자인은 (1QW ZrO2/1QW SiO2)3/1QW ZrO2로 구성되고, 추가의 디자인은 (1QW ZrO2/3QW SiO2)3/1QW ZrO2로 구성되며, ¼파의 두께는 400nm 내지 2500nm이었다. 단일 ¼파 디자인에 대해서는, 0°에서 3개의 가능한 일치된 쌍이 존재하며, 45°에서는 2개의 일치된 쌍이 존재한다. 역으로, 디자인 (1QW ZrO2/3QW SiO2)3/1QW ZrO2에 대한 채도 및 색상 변화를 분석하면, 0°에서는 2개의 색일치 쌍, 45°에서는 4개의 색일치 쌍이 달성될 수 있다. 표 21은 0° 및 45°에서 색일치를 갖는 유전체 쌍을 기재하고 있다.
앞서의 내용과 관련하여, 단지 유전체 디자인 쌍의 수를 증가시킴으로써 색일치에서의 일치가 달성되는 것이 가능하지 않음을 인식하여야 한다. 그러나, 층의 개별 두께를 증가시킴으로써, 색일치에서의 일치가 달성될 수 있다.
[표 21]
각도에서 색상 및 채도가 일치하는 유전체 쌍
이와 같이, 금속 유전체 뿐만 아니라 모든 금속 유전체 간섭 박막이 상기에서 기술된 쌍을 이룬 시변각 안료를 제공하기 위해 본원에서 사용된 시변각 안료에 사용될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 시변각 안료는 본질적으로 내광성(light fast)이다. 이러한 고유한 성질은 안료로부터 나오는 색상이 간섭 효과로 인한 것이지 자외선에 의해 표백될 수 있는 어떠한 발색단에 기초를 두지 않는다는 사실로부터 유래한다. 시변각 안료의 구성에 사용되는 모든 재료는 어떠한 색상 또는 어떠한 발색단도 갖지 않으며, 사실상 그 자체는 무색이다. 예를 들어, 금속 알루미늄 및 크롬은 은색 또는 회색이며 유전체 플루오르화 마그네슘은 무색 투명하다.
도 17은 본 발명의 한 쌍의 쌍을 이룬 시변각 장치를 도시하고 있다. 도 17의 좌측편에는 제 1의 하나의 쌍을 이룬 시변각 장치(71)가 도시되어 있고, 우측편에는 제 2의 다른 쌍을 이룬 시변각 장치(72)가 도시되어 있으며, 둘 모두 하나의 조망 각도에서 동일한 색상을 갖는다. 이와 같이, 장치(71)은 정사각형 또는 직사각형의 제 2의 외부 시변각 장치(78)내에 제공된 원형 호울(77)내에 위치한 원형의 중앙에 배치된 제 1의 내부 시변각 장치(76)를 갖는다. 유사하게, 제 2의 쌍을 이룬 시변각 장치(72)는 직사각형 또는 정사각형의 제 2의 외부 가변 장치(83) 내부에 제공된 호울(82)내에 배치된 원형의 제 1의 내부 시변각 장치(81)로 구성된다. 두 장치(71 및 72)는 일반적으로 동일 평면에 놓여지며, 서로 상대적으로 근접하게 나란하게 위치된다. 장치(71)에서 원형의 장치(76) 및 직사각형의 장치(83)는 동일한 시변각 안료를 보유하며, 유사하게 장치(71)의 장치(78) 및 장치(72)의 장치(81)은 각각 동일한 시변각 안료를 보유한다.
이와 같이, 하기의 한 예로서, 장치(76 및 83)에 보유된 안료는 녹색에서 마젠타색으로 변화하는 안료를 보유할 수 있고, 장치(78 및 81)는 녹색에서 청색으로 변화하는 안료를 보유할 수 있다. 장치(71 및 72)가 한 각도에 존재하는 경우, 두 장치(71 및 72)는 동일한 녹색의 색상을 가질 수 있는 반면에, 장치(71 및 72)가 각도 이동된 경우, 상기 장치들은 두 색상을 가지며, 장치(71)는 중심에 마젠타색, 경계부분에 청색, 역으로 장치(72)는 중심에 청색 및 경계부분에 마젠타색을 가질 것이다.
시변각 장치와 관련하여, 색조가 약간 변할 수 있는 시변각 안료의 배치(batch)를 취하고 이를 혼합하여 대량 생산시에 동일한 색상 규격을 달성하는 것이 가능하다. 또한, 필요에 따라 색상 첨가 이론을 이용하여 다수의 추가 색상을 제공하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 목적하는 광원하에서 특정 색상에서 색상 조건등색이 존재하는 경우 및 정확한 색일치를 달성하고자 하는 경우, 이것은 정확한 색상을 달성하기 위해 사용되는 색상을 감법적으로 또는 가법적으로 첨가하여 달성될 수 있다.
도 18, 도 19 및 도 20에는 본 발명의 쌍을 이룬 시변각 안료를 이용하는 쌍을 이룬 시변각 장치(91)의 또 다른 구체예가 도시되어 있다. 시변각 장치(91)는 표면(93)을 갖는 전술한 형태의 기재(92)상에 고정된다. 시변각 장치(94)는 표면(93) 상의 고화된 투명 비이클(98)내에 배치된 플레이크(96) 형태의 시변각 안료를 갖는다. 시변각 안료(99)를 이용하는 또 다른 시변각 장치(98)는 표면(102)상의 투명한 고화된 토너 비이클(101)내에 배치되며, 예를 들어 로고(106)의 형태의 심벌 또는 메시지를 제공한다. 심벌 또는 로고(106)는 한 각도에서는 시변각 안료가 동일한 색상, 예를 들어 녹색을 가져, 심벌이 보통의 투사각에서는 차폐되어 사라지지만, 장치가 상이한 각도로 기울어진 경우 색상 변화, 예를 들어 하나의 안료에서는 녹색에서 청색, 다른 안료에서는 녹색에서 마젠타색으로의 색상 변화를 일으켜 나타나게 된다. 이와 같이, 한 예로서 보통의 투사각에서는 녹색 정사각형이 나타날 수 있고, 어떤 각도에서는 심벌(106)이 도 19에 도시된 바와 같이 마젠타 바탕에 청색으로 보일 것이다.
시변각 장치(91)은 다수의 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 이러한 예에서 녹색 내지 마젠타색의 시변각 안료(96)일 수 있는 시변각 안료(96)는표면(93)상의 고화된 액체 비이클(97)내에 위치될 것이다. 그 후, 심벌 또는 로고(106)는 고화된 액체 비이클(97)의 표면상에서 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 표면(102)상에 인쇄되거나 전자사진에 의해 토너를 사용하여 이미지화될 수 있다. 전자사진 방법의 경우에, 투명하거나 흑색일 수 있는 토너가 이미지 또는 심벌의 형태로 제공될 수 있다. 일단, 토너 이미지가 표면(102)상에 형성되면, 이미지는 시변각 안료 쌍중 다른 시변각 안료(99)로 살포된다. 이러한 살포는 "브론징 기술"로서 공지되어 있다. 상기 설명에 따르면, 시변각 안료(99)는 녹색에서 청색으로 변화될 수 있다. 시변각 안료(99)를 토너 비이클 이미지에 용해시키기 위해, 장치를 가요성 시트층으로 도포하고, 가열된 적층기를 통해 통과시킨다. 이로 인해 토너가 녹아서 도포 안료(99)가 토너 비이클(101)에 고정된다. 용해 공정중에, 평평한 단편은 장치의 표면, 즉 표면(93)에 평행하게 일렬로 배열된다. 적층기를 통해 통과한 후에, 가요성 시트는 고화된 토너 이미지로부터 제거된다. 안료가 토너와 가요성 시트 사이에 존재하기 때문에, 가요성 시트에 토너의 부착은 발생하지 않는다. 대안적으로, 로고(106)는 그라비어 인쇄, 실크 스크린, 음각 인쇄 또는 그 밖의 인쇄 방법을 사용하여 인쇄될 수 있다.
쌍을 이룬 시변각 장치의 또 다른 구체예는 쌍을 이룬 시각 장치(111)가 적합한 형태의 기재(112)상에 제공되어 있는 도 21, 22 및 23에 도시되어 있다. 기재는 가요성 또는 경성일 수 있으며, 천, 종이, 플라스틱 등으로 형성될 수 있다. 기재(112)는 상부면(113)을 가지며, 그 위에 제 1 및 제 2 시변각 장치(116 및 117)이 배치되어 있다. 장치(116 및 117)는 시변각 호일(118)의 형태이다. 시변각 장치(116 및 117)는 도트 매트릭스에 기록되는 제 1 및 제 2 고온 스탬프(미도시)에 의해 기재(112)의 표면(113)상에 위치된다. 본 발명의 이전의 구체예에서와 같이, 장치(116 및 117)에서 사용되는 호일은 동일한 투사각에서는 실질적으로 동일한 색상이며, 그 밖의 모든 투사각에서는 상이한 색상이다. 이와 같이, 이전 구체예에서와 같이, 호일중의 하나는 녹색에서 청색으로 변할 수 있고, 나머지 하나는 녹색에서 마젠타색으로 변할 수 있어서, 한 각도에서는 장치(116 및 117)내 시변각 호일이 동일한 색상, 예를 들어 녹색을 가지며, 또 다른 각도에서는 장치(116 및 117)내 시변각 박층 피복물이 2개의 상이한 색상, 즉 청색 및 마젠타색을 가질 수 있다. 도 21 및 도 22에 도시된 도트 매트릭스에서, 장치(111)내에서 사용되는 도트(116)는 녹색에서 청색으로 변하는 반면, 도트(117)는 녹색에서 마젠타색으로 변할 수 있다. 이들 호일은 시변각 안료 플레이크를 가요성 기재상의 릴리이스 피복물을 함유한 고온 스탬프 중합체막내에 위치시키거나 가요성 기재상의 릴리이스 피복물에 보유된 시변각 반사 호일로서 작용하는 다층 시변각 박막 피복물을 위치시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같이, 한 각도에서의 도 21에 도시된 고온 스탬프 매트릭스 전사화(transfer)에서는 모든 도트가 동일한 색상을 갖는 반면, 상이한 각도에서의 도 22에서는, 숫자 20을 구성하는 도트 패턴이 녹색에서 마젠타색으로 변화도록 이루어져 있어, 투사각이 쌍을 이룬 시변각 장치(111)에 대해 변화될 때, 기재(112)상의 도트가 전체적인 녹색 색상에서 바탕에 대해서는 청색 색상으로, 숫자 20에 대해서는 마젠타색으로 변화함으로써 우수한 대비를 제공하여 숫자 20을 사람의 눈으로 용이하게 볼 수 있게 된다. 이와 같은 배열에 있어서, 심벌,숫자 및 기타 도안, 예를 들어 로고가 시변각 장치에 혼입되어 식별을 돕고 위조 방지능을 제공할 수 있음을 알 수 있다.
도 21, 22 및 23에 도시된 구체예는 고온 스탬프 전사 장치인 것으로 기재되었으나, 동일한 원리가 본 발명의 시변각 안료를 혼입시킨 페인트 또는 잉크와 관련하여 이용될 수 있음은 물론이다.
상기로부터, 본 발명의 쌍을 이룬 시변각 장치는 시변각 성질을 갖는 2개의 간섭 디자인의 동일한 원리를 이용하는 것이며, 쌍을 이룬 시변각 디자인이 하나의 투사각에서는 동일한 색상을 가지고, 그 밖의 모든 투사각에서는 비일치된 색상을 갖는다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 안료의 경우에 있어서, 색상 변화를 가진 안료중의 하나를 복사하는 것도 어렵지만, 안료 쌍이 동일한 각도에서는 동일한 일치색을 갖는 한 쌍의 안료가 제공되면 복사하기가 더욱 어려울 것임을 알 수 있다. 따라서, 인쇄된 이미지내 함유된 쌍을 이룬 시변각 안료를 사용하게 되면, 불가능하지는 않지만 위조하기가 매우 어려울 것이다. 본 발명에 따르면, 이들 쌍을 이룬 시변각 안료가 또 다른 쌍의 시변각 안료와 쌍을 이룰 수 있거나, 불변 안료와 쌍을 이룰 수 있음을 인식하여야 한다. 또한, 하나의 간섭 시변각 안료는 불변 안료가 특정 각도에서 시변각 안료의 색상과 일치되도록 불변 안료와 쌍을 이룰 수 있다. 이와 같이, 예를 들어, 도 21 및 도 22에서, 도트 매트릭스는 변화 안료의 색상, 예를 들어 녹색과 일치되는 불변하는 색상의 형태로 존재하는 안료를 가진 기록된 한 세트의 도트를 포함하여, 합성체는 하나의 각도에서는 전체적인 녹색 색상을 가질 것이며, 상이한 각도에서는 녹색 바탕을 배경으로 마젠타색의 숫자 20이나타날 것이다.
상기와 관련하여, 각도에 따른 최대의 색상 변화 및 최고의 채도는 동일한 수의 층을 갖는 모든 유전체 디자인 보다 금속 유전체 형태의 디자인에서 발견되었다는 것을 인식하여야 한다. 이는 금속 유전체 디자인이 간섭에 추가하여 선택적인 색상 흡수와 관련되어 있기 때문이다. 안료는 조망 각도에 따라 색상 변화 및 높은 채도를 나타내는 반면, 높은 휘도를 유지한다. 위조를 방지하는데 이용되는 색상의 전영역은 본 발명에 따른 쌍을 이룬 시변각 장치를 사용함으로써 현저하게 증가된다.

Claims (24)

  1. 제 1 표면을 갖는 기재 및 사람의 눈에 의해 동시에 조망되도록 상기 기재의 제 1 표면상에서 겹쳐있지 않은 이격된 위치에서 기재의 제 1 표면에 보유된 한 쌍을 형성하는 제 1 불투명 시변각 장치 및 제 2 불투명 시변각 장치를 포함하는 쌍을 이룬 시변각 장치로서,
    상기 제 1 불투명 시변각 장치는 제 1 시변각 안료를 포함하고, 상기 제 2 불투명 시변각 장치는 제 2 시변각 안료를 포함하며, 상기 제 1 시변각 안료 및 제 2 시변각 안료가 색일치 각도를 위한 특정한 투사각에서 동일한 일치색을 가지며 그 밖의 모든 투사각에서는 색일치되지 않는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 색일치 각도가 0 내지 10°의 저투사각인,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 색일치 각도가 30°이상의 고투사각인,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료가 잉크 비이클(vehicle)에 배치되는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료가 페인트 비이클에 배치되는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재의 제 1 표면에 보유된 릴리이스 피복물 및 상기 릴리이스 피복물상에 배치된 고온의 스탬프 중합체막을 추가로 포함하고, 상기 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료가 제 1 호일 및 제 2 호일을 형성하도록 상기 중합체막내에 배치되는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    먼저 지정된 쌍과 추가 쌍이 동시에 조망되도록 겹쳐있지 않은 이격된 위치에서 상기 기재의 제 1 표면에 보유된 추가 쌍을 형성하는 추가의 제 3 시변각 장치 및 제 4 시변각 장치를 추가로 포함하며, 상기 제 3 시변각 장치가 제 3 불투명 시변각 안료를 포함하고, 상기 제 4 시변각 장치가 제 4 불투명 시변각 안료를 포함하며, 상기 제 3 불투명 시변각 안료 및 제 4 불투명 시변각 안료가 색일치 각도에서 상기 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료와 동일한 색상을 가지고 그 밖의 모든 투사각에서는 색일치되지 않는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    먼저 지정된 쌍과 추가 쌍이 동시에 조망되도록 겹쳐있지 않은 이격된 위치에서 상기 기재의 제 1 표면에 보유된 추가 쌍을 형성하는 추가의 제 3 시변각 장치 및 제 4 시변각 장치를 추가로 포함하며, 상기 제 3 시변각 장치가 제 3 불투명 시변각 안료를 포함하고, 상기 제 4 시변각 장치가 제 4 불투명 시변각 안료를 포함하며, 제 3 불투명 시변각 안료 및 제 4 불투명 시변각 안료가 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료에 대한 색일치 각도와 상이한 추가의 색일치 각도에 대한 특정한 투사각에서 색일치되며 색일치 각도 및 추가의 색일치 각도 이외의 그 밖의 모든 다른 투사각에서는 색일치되지 않는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재에 보유된 불변 안료를 추가로 포함하며, 상기 불변 안료가 상기제 1 시변각 안료 및 제 2 시변각 안료의 일치색과 동일한 색상을 가지는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시변각 안료 및 제 2 시변각 안료의 동일한 투사각이 0° 내지 10°의 투사각인,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시변각 안료 및 제 2 시변각 안료의 다른 투사각이 30°이상의 투사각인,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료가 2856°K 온도의 광원에 있어서 동일한 일치색을 가지는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료가 6770°K 온도의 광원에 있어서 동일한 일치색을 가지는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 불투명 시변각 안료 및 제 2 불투명 시변각 안료가 4200°K 온도의 광원에 있어서 동일한 일치색을 가지는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시변각 안료 및 제 2 시변각 안료를 함유하는 상기 제 1 시변각 장치 및 제 2 시변각 장치의 예정된 배열에 의해 형성되는 심벌을 추가로 포함하는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 시변각 안료 및 제 2 시변각 장치 중의 하나는 심벌의 형태로 존재하고, 상기 제 1 및 제 2 시변각 장치 중의 다른 하나는 바탕의 형태로 존재하며, 상기 심벌의 색상이 주어진 각도에서 상기 바탕의 색상과 일치하는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  17. 제 1 표면을 갖는 기재, 사람의 눈에 의해 동시에 조망되도록 상기 기재의 제 1 표면상에서 겹쳐있지 않은 이격된 위치에서 상기 기재의 제 1 표면에 보유된 제 1 시변각 장치 및 제 2 시변각 장치, 상기 제 1 시변각 장치내에 배치된 제 1 시변각 반사 불투명 호일 및 제 2 시변각 장치내에 배치된 제 2 시변각 반사 불투명 호일을 포함하고, 상기 시변각 반사 불투명 호일들이 색일치 각도에 대한 특정한 투사각에서 동일한 색상을 가지며 그 밖의 모든 투사각에서는 색일치되지 않는,
    사람 눈으로 조망하기에 적합한 쌍을 이룬 시변각 장치.
  18. 제 1 표면을 갖는 기재, 사람의 눈으로 동시에 조망되도록 상기 기재의 제 1 표면상에서 겹쳐있지 않은 이격된 위치에서 상기 기재의 제 1 표면에 보유되는 제 1 시각 장치 및 제 2 시각 장치를 포함하며, 상기 제 1 시각 장치가 시변각 장치이고 제 1 불투명 시변각 안료를 포함하며, 상기 제 2 시각 장치가 불변 안료를 포함하고, 상기 제 1 시변각 안료 및 상기 불변 안료가 색일치 각도에 대한 특정한 투사각에서 상기 불변 안료의 색상과 동일한 색상을 가지고 그 밖의 모든 투사각에서는 색일치되지 않는,
    쌍을 이룬 시변각 장치.
  19. 사람의 눈으로 동시에 조망하기 위해 기재의 제 1 표면상에서 겹쳐있지 않은 이격된 위치에 있는 한 쌍의 시변각 장치로서 또 다른 시변각 장치와 함께 사용하기에 적합한 시변각 장치로서,
    상기 또 다른 시변각 장치가 특정 투사각에서는 하나의 색을 나타내며 그 밖의 모든 투사각에서는 상이한 색상을 나타내는 단일 시변각 다층 박막 간섭 스택에 의해서 형성되고, 상기 시변각 장치는 단일 시변각 불투명 다층 박막 간섭 스택을 포함하며, 상기 단일 시변각 불투명 다층 박막 간섭 스택은 다른 시변각 장치의 단일 시변각 박막 간섭 스택과는 상이하며 색일치 각도에 대한 동일한 투사각에서는 상기 다른 시변각 장치와 동일한 색상이지만 그 밖의 모든 다른 투사각에서는 상이한 색상인 색상을 나타내는,
    시변각 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 단일 시변각 다층 박막 간섭 스택에 의해서 나타난 색상이 반사 또는 투사 형태로 존재할 수 있는,
    시변각 장치.
  21. 유색 안료를 갖는 쌍을 이룬 제 1 시각 장치 및 제 2 시각 장치를 구비한 표면을 가진 기재로부터 사람의 눈으로 동시에 조망하기 위해 쌍을 이룬 유색 반사율을 생성하는 방법으로서,
    제 1 시각 장치는 시변각 안료를 가지며,
    동일한 투사각에서 상기 제 2 시각 장치내 안료의 색상과 동일한 색상을 갖는 특정한 투사각에서 하나의 색상을 갖도록 시변각 안료를 형성하는 단계,
    상기 쌍을 이룬 시각 장치가 상기 특정 투사각에서 동일한 색상을 반사하고 그 밖의 모든 투사각에서는 상이한 색상을 반사하도록 광원으로부터 상기 쌍을 이룬 시각 장치를 조명시키는 단계를 포함하는,
    기재로부터 사람의 눈으로 동시에 조망하기 위해 쌍을 이룬 유색 반사율을 생성하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    먼저 지정된 쌍을 이룬 시변각 장치와 동시에 사람의 눈으로 조망될 수 있는, 기재의 표면상에 추가의 쌍을 이룬 제 1 시각 장치 및 제 2 시각 장치를 함께 사용하며,
    동일한 광원으로부터 조명되는 경우 추가의 쌍을 이룬 제 1 시각 장치 및 제 2 시각 장치가 상기 특정 각도에서는 그 각도에서의 먼저 지정된 쌍을 이룬 제 1 시각 장치 및 제 2 시각 장치에 대한 색상과 동일한 색상을 반사시키고, 그 밖의 각도에서는 먼저 지정된 쌍을 이룬 제 1 시각 장치 및 제 2 시각 장치의 상이한 색상과는 다른 색상인 상이한 색상을 반사시키는 단계를 추가로 포함하는,
    기재로부터 사람의 눈으로 동시에 조망하기 위한 쌍을 이룬 유색 반사율을 생성하는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 시각 장치가 불변 안료를 가지며, 동일한 광원으로부터 조명되는경우 제 1 시각 장치에 의해 반사되는 색상과 동일한 색상인 불변 안료를 제공하는 단계를 추가로 포함하는,
    기재로부터 사람의 눈으로 동시에 조망하기 위한 쌍을 이룬 유색 반사율을 생성하는 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    특정 투사각에서는 보이지 않고 그 밖의 투사각에서는 보이는 심벌을 제공하도록 상기 제 1 시각 장치 및 제 2 시각 장치를 배열하는 단계를 추가로 포함하는,
    기재로부터 사람의 눈으로 동시에 조망하기 위한 쌍을 이룬 유색 반사율을 생성하는 방법.
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