KR100537825B1 - 광택성 금속 플레이크 - Google Patents

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KR100537825B1
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Abstract

부서지기 쉽고 강성인 광택성 금속 플레이크가 양면이 유전체층으로 보강된 반사재료층으로 형성된다. 한 구체예에서 금속층은 100nm 두께의 알루미늄이고 유전체층은 각각 100nm 의 두께를 가지는 이산화 실리콘 또는 불화마그네슘층이다. 그 결과 약 300nm 두께의 얇은 3층 금속 플레이크가 형성되며, 이의 단축압축강도는 단축 인장강도의 약 8 배이다. 이러한 금속 플레이크는 제조 및 적용 공정동안 부서지기 쉬운 성질에 의한 파쇄성과 강성을 가지므로 가시광선 파장범위에서 양호한 반사 특성과 평면성을 보인다.

Description

광택성 금속 플레이크{BRIGHT METAL FLAKE}
본 발명은 금속 플레이크에 관계한다. 특히 본 발명은 안료로서 유용한 얇은 금속 플레이크에 관계한다.
광택성 또는 반사성을 개선하기 위해서 금속 플레이크 또는 소판(이후에 플레이크라 칭함)을 활용하는 공지기술은 무수히 많다. 적용분야는 코팅조성물, 잉크, 압출물, 페인트, 정전기 코팅, 적외선 간섭 안료, 유리, 세라믹 및 화장품이다. 일반적으로 가시광선 파장(300-800nm)에 대해서 가장 큰 분광학적 반사를 위해서 금속 플레이크는 가능한 평탄하게 개별적으로 놓여야 한다. 수많은 플레이크의 집합으로서 가장 큰 반사 및 광택은 금속 플레이크의 가장 큰 표면적이 입사광선에 노출되고 가능한 많은 빛을 반사하도록 플레이크가 평면 배향 될 경우에 이루어진다.
그러나 반사 특성에 영향을 주는 주인자는 플레이크의 크기 또는 칫수이다. 예컨대 플레이크가 두꺼우면 함께 모인 복수의 두꺼운 플레이크는 인접한 플레이크가 두께로 인하여 쉽게 포개질 수 없으므로 단일 수평면에 놓일 수 없다. 따라서 많은 플레이크는 수직으로 배향되며 복수의 플레이크가 방사상 비-평면층이 된다. 비-평면층상에 입사된 광선은 산란 및 회절된다. 그러므로 두꺼운 플레이크에 의해 반사성이 감소된다. 또한 두꺼운 플레이크는 도장동안 자동-분무 페인트총을 막는 것과 같은 문제를 유발한다.
그러나 플레이크의 두께가 감소하면 플레이크가 너무 얇아서(비-강성이고, 연약한) 주름지기 시작하는 순간이 온다. 이것은 평면성을 감소시키고 플레이크 상에 입사한 광선을 산란 및 회절시키므로 반사성을 감소시킨다. 추가로 표면상에 적용된 플레이크가 너무 얇으면 플레이크는 표면 윤곽에 미시적 결함을 가져온다. 예컨대 윤곽이 거칠면 플레이크 역시 거칠거나 비평면형이 된다. 또한 평면성을 감소시키고 표면상에 입사한 광선을 산란 및 회절시키므로 반사성을 감소시킨다.
공지수단에 의해 더 작은 플레이크 크기의 입자로 "파쇄된" 금속으로 된 판 또는 막으로부터 플레이크를 형성하는 공정이 있다. 두가지 형태의 파쇄는 "연성이거나" "부서지기 쉬운" 플레이크를 형성한다. 연성 파쇄는 파쇄 발생 전 파쇄점 근처에서 금속이 상당한 소성변형을 겪게 한다. 이러한 변형은 좋지 않은 평면특성을 갖는 여러 개의 영역이 나타나게 한다. 주름진 금속이 있는 영역과 같은 결함있는 영역은 입사 광선을 산란 및 회절시키는 경향이 있다. 반면에 부서지기 쉬운 파쇄는 파쇄 전 금속의 소성변형을 거의 없게 하므로 생성 된 금속 플레이크가 가능한 많이 더 큰 금속판의 원래 평면성을 유지할 수 있게 한다. 결과적으로 부서지기 쉬운 파쇄가 바람직한 파쇄 수단이다.
그러나 부서지기 쉬운 파쇄는 고반사성을 갖는 대개의 금속에서 일어나지 않는다. 사실상 부서지기 쉬운 파쇄는 인장강도에 비해서 큰 압축강도를 갖는 금속에서만 일어난다. 이것은 재료 전체에 분포된 내부결합이 인장성분과 압축성분으로 구성되기 때문이다. 인장강도는 재료 평면 밖으로의 힘을 보상하고 압축강도는 평면으로의 힘에 관련된다. 따라서 유사한 압축강도와 인장강도는 평면 안팎으로의 상대적 세기가 동일하므로 연성 변형을 허용한다. 이에 반하여 부서지기 쉬운 변형은 압축강도가 인장강도보다 크고 재료의 강도가 평면 밖이 아니라 평면 안으로 향할 때 일어난다. 결과적으로 인장강도에 비해서 높은 압축강도는 힘이 가해질 때 결합파괴 및 재료균열을 일으킨다. 따라서 13-24 lb/in2의 인장강도와 13-24 lb/in2의 압축강도를 갖는 알루미늄은 단축(uniaxial) 응력하에서 연성 파쇄를 겪을 가능성이 높아서 알루미늄은 불량한 반사특성을 보일 것이다. 게다가 알루미늄이 굽혀지거나 변형되면(연성 파쇄시 나타나는) 알루미늄은 변형된 상태를 유지하며 불량한 반사특성이 지속된다. 그러므로 알루미늄과 같은 금속 플레이크를 반사성을 희생시키지 않고 제조하기가 곤란하다.
파쇄 메카니즘은 금속 플레이크 제조공정동안 뿐만 아니라 사용중에도 중요하다. 예컨대 페인트 또는 잉크 용매 건조와 같은 공정은 플레이크에 응력을 유도한다. 표면장력에 의해 야기된 이러한 응력은 플레이크를 파쇄시키거나 잘못 형성되게 한다. 적용 공정동안 플레이크의 부서지기 쉬운 파쇄는 주름지거나 변형된 플레이크 대신에 더 큰 플레이크의 원래 평면성을 대부분 유지하는 더 작은 플레이크를 생성하는 경향이 있으므로 플레이크의 평면성 및 반사성이 향상된다. 따라서 플레이크의 부서지기 쉬운 성질은 제조공정과 적용공정 동안 선호되는 특성이다. 공지 기술은 제조를 촉진하고 반사성을 향상시키기 위해서 얇고, 강성이고 부서지기 쉬운 플레이크를 제조하려는 시도를 행해왔다.
그러나 모든 공지방법은 타협안이다. 예컨대 미국특허 5,198,042("코팅재료용 알루미늄 합금분말과 이를 함유한 재료")는 얇은 플레이크의 주름과 전성을 감소시키기 위해서 금속 플레이크를 다른 물질 및 금속과 합금시킬 것을 제안한다. 그러나 합금은 플레이크의 반사성을 감소시킨다.
미국특허 4,213,886("코팅 조성물의 외관을 개선하기 위한 알루미늄 플레이크 처리법")에서 표면은 플레이크를 평탄하게 당기는 화학층을 코팅수지에 결합시킨다. 그러나 이 방법은 화학물과의 화학적 상용성을 달성하기 위해서 플레이크 및 수지의 화학적 설계를 요구한다. 이러한 상용성은 곤란하고 실용적이지 못하다.
미국특허 4,629,512("개선된 품질의 알루미늄 안료")에서 플레이크는 수지 코팅상에 부유한다. 이 방법은 플레이크가 보호받지 못하므로 플레이크의 내구성을 저하시킨다. 내구성 저하원인은 플레이크를 부식시킬 뿐만 아니라 얼룩지고 탈색된 외양을 가져오는 부식이다. 또한 이 방법이 투명 오버코트 페인트와 같은 다른 수지 적용방법과 함께 사용될 경우에 용매 침투로 인하여 오버코트 자체가 플레이크의 평면 배향성을 파괴시킨다. 또한 반사성이 감소된다.
미국특허 5,593,773("금속 분말 안료")에서 불량 플레이크 형성을 할 수 없게 만드는 작은 가로세로비를 갖는 예비-균열된 플레이크가 발표된다. 그러나 작은 가로세로비는 플레이크의 고유한 반사능력도 감소시킨다. 이것은 가로세로비가 작을수록 적용동안 비-평면 플레이크 배향이 이러한 적은 표면적의 플레이크를 입사광선에 노출시키므로 반사가 최소가 된다. 금속 코팅에 금속 플레이크를 캡슐화하는 방법 역시 플레이크의 가로세로비를 감소시켜 플레이크의 반사성을 감소시킨다.
미국특허 3,622,473("알루미늄 표면에 코팅 제공방법")에서 플레이크로 된 반사기를 산화시켜 강성 외부 산화물층을 형성시킴으로써 플레이크 강직성이 증가된다. 그러나 산화물이 사용될 때 플레이크의 고유 반사성은 감소된다. 또한 산화물은 플레이크상의 결함지점에서 대체로 형성되므로 플레이크 표면에 균일한 적용을 방해한다. 이러한 비-균일성은 반사성을 감소시키고 얼룩진 외관을 가져온다.
미국특허 3,988,494 및 4,978,394에서 표면 주위에 단층 또는 다층 코팅을 적용함으로써 플레이크 강성을 향상시킬려는 시도가 행해졌다. 코팅은 빛의 산란자이므로 단일층 코팅도 너무 두꺼워서 반사성에 크게 손상시킨다. 다른 코팅은 빛을 더욱 산란시키며 다양한 창의 경계에서 빛을 확산시킨다. 추가로 지금까지의 모든 코팅은 유기물이었으며 이들 유기물 코팅의 결정성 구조내에 코팅이 얇게 적용될 수 있는 방법과 연약한 얇은 금속 플레이크에 구조적 강성을 제공하는 방법에 한계가 있다. 이러한 두께 한정은 너무 커서 다른 적용공정이 이러한 두께에 의해 부담을 받는다. 이러한 공정은 자동분무 페인트총을 사용하여 플레이크를 분무하는 과정을 포함한다. 게다가 유기물 코팅은 용매에서 사용될 때 용해 효과로 인해 구조적 강직성이 손실된다.
강직하고 부서지기 쉬운 파쇄를 촉진하는 일부 반사 코팅이 존재할지라도 코팅은 금속 플레이크를 사용하지 않으므로 다른 공지기술과 다르다. 미국특허 4,309,075("최대 반사율을 갖는 다층 거울")에서 금속 플레이크를 모방하고 그 반사성을 모방하는 다층 코팅이 제시된다. 교대하는 고-저 굴절지수층을 따라 "고-저"코팅이라 불리는 코팅이 사용되어서 금속 플레이크의 반사성을 모방하는 반사기를 생성한다. 또 다른 미국특허 3,123,490(Balomey)에서 ZnS층의 상부 및 하부가 MgF2로 코팅된다. 강직하고 부서지기 쉬운 파쇄를 할지라도 이 구조는 대체로 매우 두꺼워서 얇은 플레이크를 필요로 하는 분야에서 사용될 수 없다. 게다가 금속 플레이크를 모방하기 위해서 수많은 교대하는 고-저 코팅층이 필요하다. 그러나 두께와 층수가 증가하면 복잡성 및 경제적 부담이 증가한다.
따라서 다양한 적용분야에서 양호한 반사특성을 제공하도록 얇고, 강직하고 부서지기 쉬운 금속 플레이크를 값싸게 제조하는 방법을 찾는 것이 필요하다.
발명의 요약
본 발명에 따라서 유전체 코팅이 표면상에 배치된 얇은 금속층을 포함한 쉬이트를 제조함으로써 상기 목적이 달성된다. 이러한 구조는 부서지기 쉽고 강직성이어서 플레이크를 주름지게 하지 않으면서 제조공정동안 작은 광택성 금속 플레이크로 쉽게 파쇄된다. 이렇게 형성된 플레이크는 사용동안 많은 양의 입사광선을 반사시킬 수 있는 큰 가로세로비를 갖는다.
한 구체예에서 금속층은 약 100nm 의 두께를 갖는 알루미늄이다. 알루미늄의 각 면은 이산화 실리콘 또는 불화 마그네슘과 같은 무기 유전물질로 코팅되고 각각은 100nm 의 두께를 가진다. 결과는 약 300nm 두께의 매우 얇은 3층 금속 플레이크로서 단축 압축강도가 단축 인장강도의 약 8배이다. 따라서 금속 플레이크는 제조 및 응용 공정동안 부서지기 쉬운 파쇄와 강직성을 가져서 플레이크에 평면성 및 반사성을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따라 광택성 금속 플레이크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 광택성 금속 플레이크를 써서 제조된 알루미늄 안료의 총 반사율을 보여주는 그래프이다.
* 부호설명
20 플레이크 22 내부 반사층
24,26 외부 유전체층 40 반사율 곡선
42 순수 알루미늄 플레이크 반사율 곡선
44 불화 마그네슘 코팅된 플레이크의 반사율 곡선
46 이산화 실리콘 코팅된 플레이크의 반사율 곡선
본 발명은 다양한 분야에서 안료로서 사용하기 적합하며 300 내지 800nm 의 파장 범위에서 개선된 분광학적 반사특성을 가지는 얇은 플레이크에 관계한다. 얇은 금속 반사기층을 두 대향 평면상에 배치된 유전체 코팅으로 보조하는 것이 본 발명의 특징이다. 유전체층은 금속층에 강직한 지지와 부서지기 쉬운 파쇄를 제공한다. 사용분야는 코팅 조성물, 잉크, 압출물, 페인트, 정전기 코팅, 적외선 간섭 안료, 유리, 세라믹 및 화장품이다.
본 발명의 플레이크가 도 1에 개략적으로 도시된다. 플레이크(20)는 내부 반사층(22)과 두 개의 외부유전체층(24,26)을 갖는 3층 구조이다. 도 1 구조의 기능성이 유지되는 한 다른 층이 포함될 수 있다.
반사층(22)의 물질은 플레이크의 의도된 용도에 적합한 반사 특성을 가져야 한다. 선호되는 반사물질은 알루미늄인데, 그 이유는 알루미늄이 얇은 층으로 쉽고 값싸게 형성될 수 있으면서 양호한 반사특성을 갖기 때문이다. 다른 반사물질이 알루미늄 대신에 사용될 수 있다. 예컨대 은, 금, 백금 및 팔라듐, 또는 이들의 합금 또는 기타 금속이 알루미늄 대신에 사용될 수 있다. 다른 유용한 물질은 금속 탄화물, 산화물, 질화물 및 황화물 또는 금속과 이들 물질의 혼합물을 포함한다. 단순성을 위해 본 발명의 플레이크를 "광택성 금속 플레이크"라 칭하지만 순수금속 이외의 물질로 형성된 반사층을 배제하는 것을 의미하지 않는다.
무기 유전체 물질은 부서지기 쉬운 성질과 강성이 양호하므로 선호되는 유전체는 무기물이다. 반사층(22)의 대향면상에 두 개의 유전체층(24,26)이 위치된다. 가장 선호되는 유전체는 이산화 실리콘(SiO2)또는 불화마그네슘(MgF2)인데, 그 이유는 이들 물질을 쉽게 구매할 수 있고 쉽게 적용할 수 있기 때문이다. 그러나 위에서 기술된 기능성을 제공한다면 다른 유전체가 대신 사용될 수 있다. 이러한 대체물은 Al2O3, TiO2, ZnS 또는 1.65 미만의 굴절지수를 갖는 유전체이다. 이들 물질은 사용 중 용매에 대해 보호역할을 한다.
알루미늄 반사층의 두께는 40 내지 150nm 이지만 다른 두께도 가능하다. 하한값인 40nm 는 알루미늄 층이 투명층이 안되도록 선택된다. 다른 반사물질은 투명하지 않는 두께를 얻기 위해서 더 높거나 낮은 최소 두께를 가질 수 있다. 상한값인 150 nm 는 최종 플레이크에서 높은 가로세로비를 얻기 위해서 선택된다. 더 큰 두께도 가능하다.
더욱 선호되는 알루미늄 반사층의 두께 범위는 80 내지 150nm, 특히 100nm 이다. 하한값인 80nm 는 반사성 촉진을 목적으로 불투명한 알루미늄 두께를 획득하기 위해서 선택된다. 다른 반사물질은 불투명 두께 수득을 위해서 더 높거나 낮은 최소 두께를 가질 수 있다. 상한값 150nm 는 최종 플레이크에서 높은 가로세로비를 유지하도록 선택된다. 그러나 층의 주름 및 전성과 같은 좋지 않은 성질을 갖는 층은 지탱되지 않으면 연약한 것이다.
각 유전체층의 두께는 50-200nm, 특히 100nm 이다. 금속층의 두께와 유사하게 코팅 두께는 금속층과 선택된 유전체 코팅에 따라 다양하다. 알루미늄 층과 이산화실리콘 또는 불화마그네슘 코팅 사용 시 코팅 강도에 기초하여 약 50nm 의 층두께 하한값이 선택되는데, 더 작을 경우 신축성 알루미늄층에 의해 부과되는 응력 및 응력 변형하에서 구조적 완전성, 플레이크 강성을 유지할 정도로 강하지 않게 될 것이다. 유전체층간의 색상간섭이 200nm 이상의 두께에서 개시되므로 약 200nm 의 상한값이 선택된다. 색상 간섭이 유용한 상황에서는 더 두꺼운 유전체층이 사용될 수 있다.
본 발명의 선호되는 플레이크는 약 300nm 의 두께를 가진다: 두 유전체층 각각의 두께는 100nm 이고 반사층의 두께는 100nm 이다. 이러한 얇은 플레이크 두께에도 불구하고 3층 구조의 플레이크는 유전체층의 고유한 단축 강도 때문에 고 반사성 안료로서 사용하기에 충분한 강성을 가진다. 예컨대 약 160,000(1b/in2)의 단축압축강도와 7000(1b/in2)의 단축 인장강도를 갖는 이산화 실리콘 유전체 코팅은 반사층이 구부러지거나 변형되는 것을 방지한다.
알루미늄은 압축강도와 거의 동일한 인장강도를 가진다. 그러나 본 발명의 알루미늄층에 유전체층이 적용되면 플레이크의 단축 압축강도(1b/in2)는 단축인장강도(1b/in2)보다 8배 더 크다. 이러한 놀라운 결과는 Griffith 이론으로 알려진 부서지기 쉬운 파쇄이론 하에서 실험적으로 검증된다.(Griffith 이론, William D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering, John Wily & Sons, Inc., 2판, 1991). 강도에서 이러한 큰 차이는 연성에 의해 파쇄되는 경향이 있는 알루미늄층을 부서지기 쉬운 성질에 의해 파쇄되는 층으로 변환시킨다. 부서지기 쉬운 파쇄 특성은 제조공정동안 큰 금속 필름으로부터 복수의 금속 플레이크의 분리를 촉진하고 사용동안 응력이 부과될 때 각 금속 플레이크의 파쇄를 촉진한다.
부서지기 쉬운 범위에서 금속층은 유전체 코팅에 의해 보강되어서 금속 플레이크의 단축압축강도는 단축인장강도보다 약 6배 더 높다. 금속 플레이크가 6배미만으로 보강될 수 있지만 이 경우 금속 플레이크는 연성 파쇄와 유사한 파쇄특성을 보이므로 좋지 않다. 두면 코팅으로 강성 및 부서지기 쉬운 성질이 달성되지만 반사층의 한면에만 코팅이 되어도 제조 및 사용동안 양호한 성질을 보일 수 있다. 그러나 단일층 코팅은 플레이크가 주름지는 것을 방지하는 수단에 의해 응력이 균형을 잡아야 한다. 그러나 두(2)면 코팅은 플레이크 강성을 향상시키고 부식과 같은 금속상의 공격을 보호하므로 선호된다. 금속 플레이크의 노출영역 또는 전체 3층 구조에 제공되어 실질적으로 부식을 방지하는 캡슐화 물질은 당해분야에서 공지이다.
본 발명의 플레이크는 균일한 형상이 아니다. 그럼에도 불구하고 간략성을 위해 플레이크가 "직경"을 갖는다고 기술할 것이다. 플레이크의 직경은 1-50 마이크론, 특히 5-25 마이크론이다. 따라서 본 발명 플레이크의 가로세로비는 6.5-625, 특히 50-250이다. 가로세로비가 클수록 플레이크는 더 평평하게 배치되어서 반사성이 증가된다. 수많은 공지 플레이크는 약 15의 최적 가로세로비를 가지므로 본 발명의 가로세로비가 향상된 반사성을 산출한다는 것은 명백하다.
금속 플레이크 제조공정은 외부 유전체중 하나가 배치된 신축성 웹을 제공하고 반사층과 다른 유전층이 배치되는 과정을 포함한다.
유전층 배치는 증착수단에 의해 수행되므로 유전체가 증기상에서 고체상으로 상전이할 때 부과된 응력에 의해 유전체 층에 균열이 생김이 관찰된다. 다음에 균열이 생긴 유전체층에 반사층이 배치되고 마지막으로 나머지 외부 유전체층이 금속 필름상에 배치된다. 이러한 방식으로 두 개의 유전체층은 매우 연약하고 얇은 금속 필름을 연성 방식이 아니라 부서지기 쉬운 성질에 따라서 유전체층의 균열을 따라 금속을 파쇄시키는 특성을 갖는 강성 금속 필름으로 된다. 이후에 신축성 웹이 당해 분야에서 공지된 이형제를 수단으로 또는 사전 선택된 액체에 용해시켜 제거될 때 복수의 금속 플레이크가 유전체층의 균열에 따라 파쇄된다. 이러한 형태의 제조기술은 미국특허 5,135,812(1992, 8월 4일, Phillips)의 "광학적으로 가변적인 박막 플레이크 및 이의 집합"에 발표된 것과 유사하다.
그러나 제조된 후 각 금속 플레이크는 예외적인 평면 특성을 가지므로 각 플레이크는 파쇄점 근처에서조차 평탄하다. 복수의 유사한 금속 플레이크와 함께 사용시 플레이크는 포개져서 평면 배향으로 배치되며 각 금속 플레이크는 부서지기 쉬운 성질에 의해 플레이크로 파쇄되는 성질을 가진다. 따라서 플레이크가 사용되는 적용공정이 플레이크에 추가 응력을 부과할 때(예컨대 페인트 건조) 플레이크는 연성 파쇄 특성에 의해 구부려지기보다는 부서지기 쉬운 파쇄 특성에 의해 파쇄된다. 금속 플레이크의 이러한 강성 및 파쇄 특성은 예전에 알려지지 않은 것이다.
본 발명에 따른 복수의 광택성 금속 플레이크를 함유한 안료 샘플이 제조된다. 금속층은 100nm 두께의 알루미늄이고 직경은 1 내지 50 마이크론이다. 금속층의 두 대량면상에 100 내지 200nm 두께의 무기 유전체 코팅이 적용된다. 무기 유전체 코팅은 이산화 실리콘 또는 불화 마그네슘이다. 도 2에서 파장의 함수로서 반사율이 반사율 곡선(40)으로 도시된다. 반사율 곡선은 잉크, 페인트 현미경 사진과 같은 다양한 측정장치로 수득된 결과에 의해 보완된다.
순수 알루미늄 플레이크 실제 반사율 곡선(42)과 불화마그네슘 또는 이산화 실리콘이 코팅된 알루미늄 플레이크의 예측된 반사율 곡선(44 또는 46)이 도 2의 반사율-파장 그래프상에서 반사율 곡선과 포개진다. 예측된 곡선은 복수의 플레이크 대신에 단일 알루미늄 플레이크에 대해서 다양한 파장의 함수로서 알루미늄의 반사율에 기초하여 모델링된다. 실제 반사율 곡선(42)이 680nm 미만의 파장에서 예측된 반사율값 미만이지만 680nm 이상에서 실제 반사율은 이산화 실리콘에 대한 예측된 반사율 이상이다. 이론적 또는 예측된 반응이 잘못 모델링되었을 지라도 본 발명의 광택성 금속 플레이크에 대한 결과보다 2배 더 양호한 반사율이 관찰되었다. 본 발명의 광택성 금속 플레이크는 너무 강성이어서 각각 평면 특성을 보이며 매우 얇아서 플레이크가 서로 중첩될 수 있으므로 단일 평면에 배치된다. 이러한 평면 배향은 입사광선에 더 큰 표면적이 노출되게 하여서 반사율을 더욱 증가시킨다. 복수의 금속 플레이크가 각 플레이크의 평면 구조를 변화시키지 않으면서 중첩될 수 있다는 것은 놀라운 일이다.
공지 알루니늄 기초 안료의 반사율 측정값은 75% 미만이다. 따라서 본 발명의 광택성 금속 플레이크는 총 반사율에서 최소 5% 개선되며 공지 기술에 비해서 분광학적 반사율에서 10% 개선된다.

Claims (30)

  1. 상부면, 하부면 및 하나 이상의 측면을 가지며 40 내지 150nm 의 두께를 가지는 반사층과 반사층의 하나 이상의 측면이 아니라 상부면과 하부면에 50 내지 200nm 의 두께로 코팅된 유전체층을 포함하며 유전체들의 두께는 반사층의 색상에 영향을 주지 않도록 선택되며 안료로서 사용되는 동안 고 반사율을 제공하도록 강성을 가지는 플레이크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유전체층이 무기 물질로 형성되고 반사층이 금속을 포함함을 특징으로 하는 플레이크.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 반사층이 6.5 이상의 가로세로비를 가짐을 특징으로 하는 플레이크.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 반사층이 알루미늄, 은, 금, 백금, 팔라듐 또는 그 혼합물로 형성됨을 특징으로 하는 플레이크.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 유전체층이 1.65 미만의 굴절지수를 가지는 유전체로 형성됨을 특징으로 하는 플레이크.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 유전체층이 불화마그네슘, 이산화 실리콘, 알루미나 또는 이산화티타늄으로 형성됨을 특징으로 하는 플레이크.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 반사층의 두께가 100nm 임을 특징으로 하는 플레이크.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 각 유전체층의 두께가 100nm 임을 특징으로 하는 플레이크.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 반사층의 노출영역상에 형성된 캡슐화제를 더욱 포함하는 플레이크.
  10. 제 1항에 있어서, 플레이크의 단축 압축강도가 플레이크의 단축인장강도의 6배 이상인 플레이크.
  11. 상부면, 하부면 및 하나 이상의 측면을 가지는 100nm 두께의 알루미늄층과 각각 100nm 의 두께로 상기 알루미늄층의 하나 이상의 측면이 아니라 상부면과 하부면에 배치된 무기물 유전체층을 포함하며 부서지기 쉬운 성질에 의한 파쇄를 촉진시키기 위해서 압축강도가 인장강도의 8배 이상인 얇은 금속 플레이크.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 플레이크의 가로세로비가 6.25 내지 625임을 특징으로 하는 플레이크.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 플레이크의 가로세로비가 50 내지 250임을 특징으로 하는 플레이크.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 두 개의 무기 유전체층이 1.65 미만의 굴절지수를 갖는 유전체에서 선택됨을 특징으로 하는 플레이크.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 두 개의 무기 유전체층이 불화마그네슘, 이산화실리콘, 알루미나 또는 이산화티타늄에서 선택됨을 특징으로 하는 플레이크.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 알루미늄층의 부식을 방지하기 위해 상기 알루미늄층의 노출영역에 캡슐화제를 더욱 포함하는 플레이크.
  17. 다음을 포함하며 복수의 얇은 금속 플레이크를 제조하기 위해 단축압축강도 및 단축인장강도를 가지는 얇은 필름:
    상부면, 하부면 및 하나 이상의 측면을 가지며 40 내지 150nm 의 두께를 갖는 반사층; 그리고
    상기 단축압축강도가 상기 단축인장강도의 6 배 이상이 되도록 상기 반사층의 하나 이상의 측면이 아니라 상부면과 하부면에 배치되며 유전체층의 두께는 반사층의 색상에 영향을 주지 않으며 50 내지 200nm 두께를 갖는 유전체층
  18. 제 17항에 있어서, 상기 반사층이 알루미늄, 은, 구리, 금, 백금 또는 팔라듐으로 형성됨을 특징으로 하는 필름.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 반사층이 금속 탄화물, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 황화물로 형성됨을 특징으로 하는 필름.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 유전체층이 1.65 미만의 굴절지수를 갖는 유전체임을 특징으로 하는 필름.
  21. 제 17항에 있어서, 상기 유전체층이 불화마그네슘, 이산화 실리콘, 알루미나 또는 이산화 티타늄임을 특징으로 하는 필름.
  22. 제 17항에 있어서, 상기 반사층의 두께가 100nm 임을 특징으로 하는 필름.
  23. 제 17항에 있어서, 상기 각 유전체층의 두께가 100nm 임을 특징으로 하는 필름.
  24. 제 17항에 있어서, 상기 단축압축강도가 상기 단축인장강도의 8배임을 특징으로 하는 필름.
  25. 다음을 포함하는 반사성 플레이크:
    상부면, 하부면 및 하나 이상의 측면을 가지며, 40nm 내지 150nm의 두께를 가지는 반사층; 및
    하나 이상의 측면이 아니라 각각의 상부 및 하부면 위에 있으며, 각각은 1.65 미만의 굴절 지수를 가지며, 반사층의 색상에 영향을 미치지 않도록 충분히 얇은 물질로 구성된 유전체 층.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 반사층은 알루미늄, 은, 금 백금, 파라듐 및 이들의 혼합물 또는 합금으로 구성되는 그룹에서 선택된 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사성 플레이크.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 유전체층은 불화마그네슘, 이산화실리콘 및 알루미나로 구성되는 그룹에서 선택된 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사성 플레이크
  28. 제 25항에 있어서, 상기 유전체층은 50nm 이상의 두께를 가지며, 최고 두께 이상에서 색상 간섭 효과가 관찰가능한 최고 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 반사성 플레이크.
  29. 다음을 포함하며, 안료로서 사용되는 동안 고반사율을 제공하도록 하는 강성을 가지는 플레이크:
    두 개의 대향 주요면을 가지며, 40nm 내지 150nm의 두께를 가지는 반사층;
    상기 반사층의 각각의 대향 주요면 위에 있으며, 각각 50nm 내지 200nm의 두께를 가지는 유전체층; 및
    상기 반사층의 노출 구역위에 형성된 캡슐화제.
  30. 다음을 포함하며, 개선된 평면성 및 반사율을 가지는 얇은 금속 플레이크:
    두 개의 대향 주요면을 가지며, 100nm 두께를 가지는 알루미늄층;
    각각이 상기 알루미늄층의 대향 주요면 중 하나 위에 배치되며, 100nm의 두께를 가지는 두 개의 무기 유전체층; 및
    부식으로부터 상기 알루미늄층의 보호를 촉진하기 위한 상기 알루미늄층의 노출영역에 대한 캡슐화제;
    여기서 플레이크의 부서지기 쉬운 성질에 의한 파쇄를 촉진시키기 위하여 상기 플레이크의 압축 강도는 이들의 인장 강도보다 8배 더 큼.
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