KR20010006705A - 색을 나타내기 위한 발색 구조체 - Google Patents

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기냐 구마자와
히로시 다바따
마사히꼬 야마나까
도시히꼬 사다
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하나와 요시카즈
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
다나까 세이이찌로
다나까 기낀조꾸 고교 가부시끼가이샤
야스이 쇼사꾸
데이진 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 발색 구조체는 광 투명성 베이스(base) 상에 배치되고, 투명 브릴리언트(brilliant) 부재들을 포함하는 표면층을 포함하고, 각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체들의 교대 적층체를 포함하고, 또한 이는 상기 교대 적층체에 의해 발생된 반사와 간섭에 의한 간섭광과 이 간섭광 이외의 교대 적층체를 통해 통과한 투과광을 조절한다. 브릴리언트 부재들은 베이스 내에 분산되어 함유될 수도 있다.

Description

색을 나타내기 위한 발색 구조체 {Coloring Structure for Producing Color}
본 발명은 판 형태, 시트 형태 및 막 형태 등의 임의의 평평한 형상으로 성형가능하고, 예를 들면, 자동차, 건축물 및 일용품에 적용가능한 광 투과재에 관한 것이다. 더 특히, 본 발명은 각도에 따라 변하는 색상, 짙기(depth) 및 깊이(profundity)를 갖는 우수한 시각적 품질 뿐만 아니라, 입사광원 면에서 구조물을 볼때와 그의 반대면에서 구조물을 볼때의 상당한 색상 차이로 인한 높은 의장 품질을 갖는, 색을 나타내기 위한 발색 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 최종 코팅은 일체색(solid-color), 금속색 또는 진주색 코팅 형태이다. 일체색 코팅은 유색 안료에 의해 소정의 색조를 나타낸다. 금속색 코팅은 유색 안료와 미세한 알루미늄편을 포함하여, 유색 안료의 색을 나타낼 뿐만 아니라 알루미늄편에 의해 발생된 빛의 불규칙한 반사로 인한 반짝임을 갖는 의장 품질을 제공한다. 진주색 코팅은 칼라-베이스 코팅과 마이카(mica)편이 그 위에 도포되어 포함된 투명 마이카-베이스 도료를 포함하여, 마이카-베이스 코팅에 의해 반사된 빛과 칼라-베이스 필름에 의해 반사된 빛의 작용 하에 생성된 금속색 코팅에서와 같은 반짝임 뿐만 아니라, 마이카편에 의한 간섭으로 인해 금속색 코팅보다 더 부드러운 반사광을 제공한다. 최근, 특수한 마이카를 사용하여 각도에 따라 변하는 색상을 갖는 훈색(暈色; iridescence)을 갖는 의장 품질을 생산할 수 있게 되었다.
또한, 컨테이너, 사무자동화 기기 및 가전제품 판(panel)의 영역에서, 착색된 베이스층, 진주-마이카층 및 투명 외장층이 이 순서로 배치되어 프레스- 취입(blow), 취입-사출 및 바블-취입 성형품용 표면 장식을 얻을 수 있는 3층 구조체가 제공된다.
상기한 바와 같이, 최근 각종 공업 제품의 의장 품질은 매우 다양하다. 이러한 상황 하에, 금속색 및 진주색 코팅과는 상이한 새로운 의장 품질을 갖는 표면 구조체를 얻을 수 있는 새로운 재료의 개발이 요망된다.
따라서, 본 발명의 목적은 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 깊이를 갖는 시각적 품질 뿐만 아니라, 입사광원 면에서 구조물을 볼때와 그의 반대면에서 구조물을 볼때의 상당한 색상 차이로 인해 높은 의장 품질을 갖는, 색을 나타내기 위한 발색 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일면은
광 투명성 베이스;
상기 베이스의 적어도 일부에 배치된 층; 및
상기 층에 포함된 투명 브릴리언트 부재들 (각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체들의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 상기 교대 적층체를 통해 통과한 투과광을 조절한다)를 포함하며,
적어도 상기 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들을 통해 투과하여 발생된 제1 투과색, 및 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들에 부딪치지 않고 상기 베이스와 상기 층을 통해 투과하여 발생된 제2 투과색을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 발색 구조체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또다른 일면은
광 투명성 베이스; 및
상기 베이스에 분산되어 포함된 투명 브릴리언트 부재들 (각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체들의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 상기 교대 적층체를 통해 통과한 투과광을 조절한다)를 포함하며,
적어도 상기 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들을 통해 투과하여 발생된 제1 투과색, 및 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들에 부딪치지 않고 상기 베이스를 통해 투과하여 발생된 제2 투과색을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 발색 구조체를 제공하는 것에 있다.
도 1a는 본 발명의 실시태양인 색을 나타내기 위한 발색 구조체의 제1 기본형을 도시하는 단면도.
도 1b는 발색 구조체의 제2 기본형을 도시하는, 도 1a의 유사도.
도 1c는 발색 구조체의 발색 메카니즘을 도시하는 개략도.
도 2는 도 1c에 도시된 투명 브릴리언트(brilliant) 부재를 도시하는 확대 단면도.
도 3a 및 도 3b는 브릴리언트 부재의 외부 구조의 예들을 도시하는 사시도.
도 4a 내지 도 4j는 발색 구조체의 구조예들을 도시하는, 도 2의 유사도.
도 5는 브릴리언트 부재 내에 착색제층을 포함하는 발색 구조체의 발색 메카니즘을 도시하는, 도 1c의 유사도.
도 6a 내지 도 6h는 발색 구조체의 다른 구조예들을 도시하는, 도 4a 내지 도 4j의 유사도.
도 7a 내지 도 7c는 발색 구조체의 추가의 구조예들을 도시하는, 도 6a 내지 도 6h의 유사도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1: 발색 구조체 30, 40: 베이스(base)
10: 투명 브릴리언트 부재 20: 표면층
L1: 입사 광원(source) 스펙트럼 L2: 간섭광
L3, Lo: 투과광 Ci: 간섭색
Cp: 관통(through) 투과색 Co: 직접 투과색
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 색을 나타내기 위한 본 발명의 발색 구조체 (1)은 기본적으로 2가지 상이한 형태로 제작된다. 광 투명성 베이스 (30) 및 그 위에 배치되고 소정 농도의 투명 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)을 포함하는 한 형태는 도 1a에 도시된 바와 같다. 각각의 브릴리언트 부재 (10)은 후술하는 바와 같이 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체들의 교대 또는 규칙적으로 반복된 적층체를 포함한다. 이는 또한 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 투과광을 제어한다. 광 투명성 베이스 (40) 및 여기에 적절하게 분산된 투명 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 다른 형태는 도 1b에 도시된 바와 같다.
도 1a에 도시한 바와 같은, 베이스 (30) 및 표면층 (20)을 포함하는 발색 구조체 (1)의 제1 형태에서, 베이스 (30)은 유리 또는 수지, 예를 들면, 폴리에틸렌, 아크릴, 폴리카르보네이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트일 수 있다. 베이스 (30)은 가시광 영역 (파장 380 내지 780 ㎚)에서 광 투명성이 있는 조건의 다른 재료들로 형성할 수도 있다. 재료들은 반드시 무채색이고 투명할 필요는 없으며, 반투명하거나 착색될 수도 있다. 또한, 재료들은 종이 또는 천일 수도 있다. 베이스 (30)은 오목/볼록 및 만곡 표면을 포함하는 막 및 판 형태와 같은 다양한 형태로 형성할 수 있다.
베이스 (30) 상에 배치되고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)은 도료, 잉크 또는 접착제일 수 있다. 잉크형 표면층 (20)은 인쇄(printing)에 의해 얻어지고, 접착제형 표면층 (20)은 동일한 유형 또는 상이한 유형의 베이스들 (30) 사이에 개재되는 것임을 주목한다. 또한, 표면층 (20)은 베이스 (30) 상에 놓인 수지막을 포함할 수 있다.
브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 도료의 코팅은 바람직하게는 효율이 뛰어난 스프레이를 사용함으로써 수행한다. 별법으로, 침적, 브러쉬, 롤러, 플로우 및 스핀 코팅과 같은 다른 공지된 코팅법을 채택할 수도 있다.
도 1b에 도시된 바와 같은, 베이스 (40) 및 여기에 분산된 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 발색 구조체 (1)의 제2 형태는 브릴리언트 부재들 (10)의 재료 또는 중합체가 내열성 및 열수축성과 같은 소정의 특성을 제공하는 경우 이용가능하다. 이 경우, 브릴리언트 부재들 (10)은 베이스 (40)의 수지내로 직접 사출되어 혼합된다. 제2 형태의 발색 구조체 (1)는 패널, 시트 또는 막 형태이다. 이는 또한 광 투과성이 있는 다양한 수지 성형체를 형성할 때 브릴리언트 부재들 (10)을 혼합하기 위해 사출 성형, 압출 성형 및 취입 성형과 같은 공지된 수지 성형법을 이용하여 원하는 형태로 성형할 수 있다. 베이스 (40)은 수지에 제한되지 않으며, 섬유 내에 혼합된 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 부직포 또는 종이일 수 있다.
도 1c를 참조하면, 표면층 (20) 또는 베이스 (40)에 포함된 브릴리언트 부재들 (10)의 존재는 그들 상에 입사한 광, 즉, 입사 광원 스펙트럼 L1이 표면층 (20) 또는 베이스 (40)으로부터 실질적으로 2가지 광로를 통해 방출되도록 한다. 한 광로는 2부분으로 나뉘며, 이중 한 부분은 표면층 (20) 또는 베이스 (40)에 분산되어 함유되어 있는 브릴리언트 부재 (10)에 의해 반사되어 광 L1의 입사면으로 방출되는 광 L1의 한 부분인 반사/간섭광 L2에 관련되며, 다른 한 부분은 브릴리언트 부재 (10)을 통과하여 입사면의 반대면으로 방출되는 광 L1의 다른 부분인 투과광 L3에 관련된다. 또다른 광로는 브릴리언트 부재 (10)에 부딪치지 않고 입사면의 반대면에서 직접 방출되는 투과광 Lo에 관련된다. 반사/간섭광 L2는 브릴리언트 부재 (10)의 적층체의 재료 및 크기와 같은 구조적 특징에 의해 결정되는 파장의 간섭색 Ci를 갖는다. 투과광 L3은 위상 조절되고 반사/간섭광 L2가 제거된 광 L1의 잔류광이며, 이는 반사/간섭광 L2와 동일한 방식으로 매우 높은 순도의 색상을 나타낸다.
따라서, 광원 스펙트럼 L1의 입사면으로부터 발색 구조체 (1)을 볼때, 주로 간섭색 Ci가 인지된다. 반면, 입사면의 반대면으로부터 발색 구조체 (1)을 볼때, 브릴리언트 부재 (10)을 통해 방출한 투과광 L3으로부터 발생된 관통 투과색 Cp와 브릴리언트 부재 (10)에 부딪치지 않고 직접 방출되는 투과광 Lo로부터 발생된 직접 투과색 Co의 혼합색이 인지된다. 이에 의해 광원 스펙트럼 L1의 입사면으로부터 발색 구조체 (1)을 볼때와 그의 반대면으로부터 볼때 상당한 색상 차이를 일으킨다.
발색 구조체 (1)의 브릴리언트 부재 (10)의 특이성을 명백히 설명하기 위해, 공지의 진주-마이카 안료를 간단히 설명할 것이다. 진주-마이카의 경우, 은폐력을 최대화하기 위해, 베이스로서 반투명 또는 불투명 마이카를 이산화티탄 등으로 코팅하고, 이를 종종 금속층으로 덮는다. 반투명 진주-마이카 안료의 경우, 입사광은 안료에 의해 부분적으로 흡수되거나 반사되고, 대부분은 그로부터 세기 및 순도가 모두 낮은 투과광으로서 방출된다. 반면, 불투명 진주-마이카 안료의 경우, 입사광은 대부분 안료에 의해 흡수되거나 반사되고, 그로부터 거의 방출되지 않아서 은폐력이 보다 크게 된다. 그러나, 베이스의 적층수가 적으면 반사 세기가 충분히 높지 않아서, 충분히 강한 간섭색을 나타내지 못한다. 진주-마이카 안료를 통과하는 광의 양이 많을 수록, 그의 은폐력이 더 작다는 것을 주목한다.
브릴리언트 부재 (10)은 반투명 또는 불투명 베이스를 이산화티탄 등으로 코팅시켜 은폐력을 증가시키는 것을 목표로 하지 않고, 이를 최소화하는 것을 목표로 한다. 브릴리언트 부재 (10)은 2종 이상의 투명 중합체들의 교대 적층체를 포함하며, 광의 반사와 간섭으로 인한 발색 (간섭색) 및 그의 반사와 간섭 이외의 광의 투과로 인한 발색 (투과색)을 모두 완전히 이용하게 하여 의장 및 장식 품질을 개선시킨다.
도 1c를 참조하면, 브릴리언트 부재 (10) 상에 입사된 광 L1은 일반적으로 상기한 바와 같은 2가지 광로로 움직인다. 광 L1의 일부는 브릴리언트 부재 (10)의 교대 적층체에 도입되어 광의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색 Ci를 나타낸다. 광 L1의 다른 일부는 브릴리언트 부재 (10)이 투명체이므로 브릴리언트 부재 (10)을 통해 통과하여, 고순도의 투과광 L3을 형성한다. 광 L1의 2부분의 작용은 고광택도, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 투명도를 갖는 시각적 품질을 갖는 신규 발색 구조체 (1)을 제공하는데 중요한 역할을 한다.
광 투명성이 있고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 베이스 (30) 상에 놓인 표면층 (20) 또는 광 투명성이 있고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 베이스 (40)을 광원 스펙트럼 L1의 입사면으로부터 보면, 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 형성된 반사와 간섭에 의한 반사/간섭광 L2로부터 발생하는 강한 간섭색 Ci가 인지된다. 반면, 이들을 입사면의 반대면으로부터 보면, 브릴리언트 부재 (10)을 통해 통과한 투과광 L3으로부터 발생한 관통 투과색 Cp와 브릴리언트 부재 (10)에 부딪치지 않고 베이스 (30) 또는 (40)으로부터 직접 방출되는 투과광 Lo로부터 발생한 직접 투과색 Co의 혼합색이 인지되며, 이는 간섭색 Ci의 색상과 상이한 색상을 나타낸다. 실제로, 이들 광 L2, L3 및 Lo으로 인한 발색 이외에, 몇몇 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 생성된 반사와 간섭이 반복하여 만들어진 복잡한 경로를 통해 방출하는 광으로 인한 발색이 존재하며, 이는 복잡한 색상 변화를 일으킨다. 모든 반사, 간섭 및 투과가 약화됨에 따라, 이러한 방출광은 색상 변화에 대한 역할이 비교적 적으며, 간섭색 Ci 및 투과색들 Cp, Co는 그에 대해 지배적인 역할을 한다.
브릴리언트 부재 (10)은 간섭광과 투과광을 형성할 뿐만 아니라, 이들을 조절하기도 한다. 이러한 조절은 간섭광과 투과광의 세기 (즉, 간섭광의 반사 세기 및 투과광의 투과 세기) 및 반사 및 투과 스펙트럼의 피크 파장에 있어서 임의의 변화를 포함하며, 광의 세기와 파장의 일종의 전환에 관련된다. 광의 세기와 파장의 전환가능한 범위는 예를 들어, 브릴리언트 부재 (10)의 교대 적층체가 무채색 및 유채색 착색제 중 하나를 함유한 층을 포함하는 청구항 4에 서술된 수단에 의해 넓어질 수 있다.
더욱이, 상기한 바와 같이 브릴리언트 부재 (10)에 착색제 층이 포함되어 있지 않는 경우, 광원 스펙트럼 L1의 입사면에서 이를 보면, 브릴리언트 부재 (10)에 의해 생성된 반사와 간섭에 의한 반사/간섭광 L2로부터 발생된 간섭색 Ci에 특유한 매우 투명한 색조가 인지된다. 반면, 입사면의 반대면에서 브릴리언트 부재 (10)을 보면, 간섭색이 없는 투과광 L3과 브릴리언트 부재 (10)에 부딪치지 않고 입사면의 반대면에 직접 방출되는 투과광 Lo의 혼합으로 인한 간섭색과는 상이한 색상을 갖는 투명한 색조가 인지된다.
도 2를 참조하면, 브릴리언트 부재 (10)은 예를 들면, 2가지 중합체들 (11,12)의 교대 적층체를 내부에 포함하는, 도 2에 도시한 바와 같은 단면을 갖는다. 중합체들 (11,12)의 굴절율을 na 및 nb로 가정하고, 두 중합체들의 두께를 da 및 db로 가정한다. 원하는 발색 또는 파장 λ1의 간섭색을 얻기 위해, 다음 조건이 충족되어야 한다: na1.3이고, 1.01nb/na1.40인 경우, 1차 반사 피크 파장 λ1은 λ1=2 (nada + nbdb)로 주어진다.
이러한 조건을 충족시키도록 1차 반사 피크 파장 λ1을 정하면, 자색-녹색-적색의 모든 색 범위의 포괄하는 색상을 생성시킬 수 있을 뿐만 아니라, 매우 강한 간섭색 Ci를 얻을 수 있게 된다. 상기 조건들 중, na1.3의 조건은 중합체들 (11,12)의 재료 특성으로부터 결정된다. 1.01nb/na의 조건은 2가지 중합체들의 교대 적층체의 형성에 관한 실제 제조 조건과 가시광 영역 내의 실제 시각적으로 인지가능한 수준의 색조로부터 결정된다. nb/na1.40의 조건도 또한 2가지 중합체들의 교대 적층체의 형성에 관한 제조 조건으로부터 결정된다. 특히, 2가지 중합체층들의 광학 두께 (= 굴절률×두께)가 동일한 경우, 즉, nada = nbdb인 경우, 최대 반사율 R이 얻어진다.
브릴리언트 부재 (10)의 중합체들 (11,12)는 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리비닐 알콜, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드, 폴리페닐렌 술피드 등을 포함하는 수지, 또는 이들의 공중합체 수지 또는 혼합한 수지일 수 있으며, 이중 본 발명에서는 굴절율이 상이한 2가지 이상의 수지를 선택한다.
브릴리언트 부재 (10)의 교대 중합체층들의 수는 특정 수에 한정되지는 않지만, 광학 기능 (반사와 간섭, 및 투명성)과 제조의 면에서 바람직하게는 5 이상, 특히 10 내지 150이다. 3종 이상의 중합체들을 사용하는 경우, 예정된 순서의 순서를 변화시키지 않은 예정된 순서의 중합체들의 반복 적층체가 필요하다는 것을 주목한다.
이러한 교대 적층체를 포함하는 브릴리언트 부재들 (10)은 공지된 다층 형성법에 따라 교대 적층 작업편을 형성한 다음, 이를 얇은 조각으로 벗겨내거나 (flaking off) 또는 얇게 썰어(slicing) 얻을 수 있다. 제조 방법은 진공 또는 전자 침착, 이온 도금 및 분자 비임 에피택시(epitaxy)와 같은 물리적 침적, 캐스팅, 스핀 코트, 플라스마 중합 및 랑뮈르-블로젯(Langmuir-Blodgett) 기법과 같은 처리 방법, 및 용융 방사, 습식 방사 및 건식 방사와 같은 방사(spinning)법 중에서 선택할 수 있다. 이들 중, 생산성이 뛰어나고 제조 비용이 적게 드는 용융 방사법이 브릴리언트 부재들 (10)의 제조에 특히 적합하다. 용융 방사법에서, 교대 적층체를 형성하기 위한 특수 방사구(spinneret)를 갖는 용융 복합재 방사 장치를 사용하여 연속 또는 얀(yarn)형 교대 적층 작업편을 얻을 수 있다. 작업편들을 압신 처리(drawing treatment)하여 원하는 단면을 얻은 다음, 다양한 용도를 위해 소정 길이로 절단한다.
발색 구조체 (1)에서, 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20) 및 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 베이스 (40) 재료를 위한 결합제 또는 이들을 위한 분산 매질은 광 투명성 재료, 및 바람직하게는 뛰어난 코팅 성능과 필름 형성능을 갖는 수지로부터 비독점적으로 선택된다. 이러한 수지는 아크릴, 알키드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 아미노 수지들과 이소시아네이트 화합물일 수 있다. 수지 및 경화제를 용해시키거나 분산시키기 위한 용매는 일반적으로 사용되는 도료 용매 중 하나일 수 있고, 이는 톨루에넨, 크실렌, 부틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 부틸 알콜, 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소일 수 있다. 더욱, 물이 무용매 도료에 사용될 수 있다. 용매에 대한 특별한 제한은 없다.
발색 구조체 (1)에서, 브릴리언트 부재 (10)은 진주-마이카 또는 유기 또는 무기 안료와 같은 공지된 안료 뿐만 아니라 동시에, 이전에 적용된 첨가제, 예를 들어 분산제, 가소화제 또는 표면 조절제를 함유할 수 있다. 그러나, 진주-마이카 또는 유기 또는 무기 안료의 첨가는 색상이 탁해지거나 흐려질 가능성이 있으므로 피하는 것이 바람직하다.
반사와 간섭 효과, 투명성 및 코팅 성능을 고려하여, 발색 구조체 (1) 중 브릴리언트 부재들 (10)의 함량은 예를 들어, 청구항 2에 상기한 바와 같이 표면층 (20) 또는 베이스 (40)이 0.1 내지 30.0 중량%의 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하도록 결정된다. 구체적으로, 브릴리언트 부재들 (10)의 함량이 0.1% 미만이면, 발색 성분이 발색 구조체 (1) 중에 거의 존재하지 않아, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 깊이를 성취하기 어렵다. 반면, 함량이 30%보다 많으면, 안료 농도가 종래의 도막 및 수지 생성물에 대해 설정된 값을 초과하여, 표면층 (20)을 코팅에 의해 얻는 경우, 확산 성능과 같은 도막의 특성과 베이스 (40)을 직접 주입에 얻고 여기에 브릴리언트 부재들 (10)을 혼합하는 경우, 성형품의 성형가능성, 내마모성 및 충격 특성에 나쁜 영향을 끼치는 경향을 갖게 된다.
도 3a를 참조하면, 브릴리언트 부재 (10)의 외부 구조는 특정 구조에 한정되지 않지만, 바람직하게는 교대 적층체의 박리 방지와 내마모성과 같은 기계적 강도를 개선하고 광택과 반사 강도의 안정성을 개선하기 위해 2가지 중합체들 (11,12)의 교대 적층체 주위에 배열되고 또한 중합체들 (11,12) 중 하나 또는 그와 상이한 제3의 중합체를 포함하는 클래드(clad) (13)을 포함한다. 별법으로, 도 3b를 참조하면, 중합체들 (11,12)의 조합, 즉, 제1 중합체 (11)과 그 주위에 배열된 제2 중합체 (12)를 포함하는 이중 클래드 (14)가 배열될 수 있다.
브릴리언트 부재 (10)의 형태는 바람직하게는 예를 들면, 청구항 6에 서술된 바와 같이, 브릴리언트 부재 (10)가 도 3a에 도시한 바와 같이 실질적으로 직사각형 단면을 갖고, 교대 적층체의 표면에 수직인 단면의 측면 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 단면의 측면 길이 B가 0.8 내지 25.0이고, 브릴리언트 부재의 길이 L이 0.8 내지 4,000이 되도록 결정된다. 이에 의해, 표면층 (20)을 코팅에 의해 얻을 경우 브릴리언트 부재들 (10)의 생산성을 저하시키지 않고 베이스 (40)을 직접 주입에 의해 얻고 여기에 브릴리언트 부재들 (10)을 혼합하는 경우 그의 성형가능성을 저하시키지 않으면서, 광의 반사와 간섭에 의한 발색과 광의 투과에 의한 발색을 모두 완전하게 얻을 수 있다.
구체적으로, 길이 A에 대한 길이 B의 비와 길이 A에 대한 길이 L의 비가 모두 0.8 미만이면, 베이스 (30) 상에 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20) 또는 다른 표면층을 형성할 때, 발색 표면이 입사광의 방향을 향하게 할 가능성이 낮아서, 광의 반사와 간섭에 의한 발색 효과가 불충분하게 된다. 길이 A에 대한 길이 B의 비가 25보다 크면, 브릴리언트 부재들 (10)의 제조시 (예를 들면, 용융 복합재 방사) 문제를 일으켜, 원하는 파장의 광의 반사 또는 투과를 확실히 하기 위한 브릴리언트 부재들 (10)의 안정한 획득이 불가능하게 될 것이다. 길이 A에 대한 길이 L의 비가 4,000보다 큰 경우, 코팅 중에 분무기(spray gun)가 브릴리언트 부재들 (10)로 막힐 수 있어서, 정상적인 코팅의 실행이 불가능하게 된다.
상기한 바와 같이, 발색 구조체 (1)는 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같은 2가지 기본 형태를 갖고, 이중 한 형태는 베이스 (30)과 그 위에 배치되고 브릴리언트 부재들 (10)을 함유하는 표면층 (20)을 포함하고, 다른 한 형태는 베이스 (40)와 여기에 분산되어 함유된 브릴리언트 부재들 (10)을 포함한다. 별법으로, 발색 구조체 (1)은 광의 반사와 간섭으로 인한 보다 현저하고 특이한 발색과 광의 투과로 인한 발색을 나타내도록 다른 형태로 실현될 수 있다.
예로서, 도 4a를 참조하면, 베이스 (30)와 그 위에 배치된 표면층 (20)을 포함하는 발색 구조체 (1)에 있어서, 표면층 (20)을 베이스 (30)의 전체 표면 또는 도 4a에 도시한 바와 같이 일부 표면에 배열할 수 있다. 또한, 표면층 (20)을 베이스 (30) 상에 배열하여 문자 또는 패턴을 형성할 수도 있다. 더욱이, 도 4b를 참조하면, 표면층 (20)을 2개의 베이스들 (30) 사이에 개재시킬 수 있다.
도 4c 및 도 4d를 참조하면, 베이스 (40)와 여기에 분산되어 함유된 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 발색 구조체 (1)에 있어서, 브릴리언트 부재들 (10)을 전체 베이스 (40)에 동일하게 또는 도 4c 및 도 4d에 도시한 바와 같이 베이스 (40)의 표면, 하면 또는 예정 지점에 집중적으로 분산시킬 수 있다.
도 4e 및 도 4f를 참조하면, 도 4e에 도시한 바와 같이 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)을 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 베이스 (40) 상에 배열할 수 있거나, 또는 도 4f에 도시한 바와 같이 2개 이상의 베이스들 (40)를 하나 상에 다른 것을 겹칠 수 있다. 이러한 형태들은 발색 구조체 (1)의 보다 짙고 보다 복잡한 발색을 성취하는 점에서 바람직하다.
도 4g 및 도 4h를 참조하면, 다수의 표면층들 (20a, 20b, 20c)를 베이스 (30) 또는 (40) 상에 배열하여, 두꺼운 표면층을 1회의 코팅 공정으로 성형시키기 어려운 경우 두꺼운 표면층을 성취할 뿐만 아니라, 보다 우수한 깊이를 성취할 수 있게 된다. 표면층 (20)으로부터 볼때 발색 구조체 (1)의 짙기는 제1 표면층 (20a) 상에 배치된 제2 표면층 (20b)에 포함된 브릴리언트 부재 (10)를 제1 표면층 (20a)에 포함된 브릴리언트 부재 (10)보다 더 길게 만듦으로써 증가된다.
다수의 표면층들 (20)을 포함하는 발색 구조체 (1)에서, 예를 들면, 청구항 8에 서술된 바와 같이 표면층들 (20a, 20b, 20c)에 포함된 브릴리언트 부재들 (10)을 상이한 간섭색들을 나타내도록 설계한다. 이에 의해, 진주-마이카 또는 유기 또는 무기 안료를 포함하는 공지의 발색 구조체의 색상과 상이하고, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기, 깊이 및 투명성 뿐만 아니라 입사 광원면으로부터 색을 볼때와 그의 반대면으로부터 볼때 사이의 상당한 색상 차이를 갖는 혼합색을 나타내게 된다.
구체적으로, 도 4g를 참조하면, 발색 구조체 (1)은 베이스 (30), 이 베이스 (30) 상에 배치되고 녹색 간섭색을 나타내도록 설계된 브릴리언트 부재들 (10G)를 포함하는 제1 표면층 (20a), 및 제1 표면층 (20a) 상에 배치되고 청색 간섭색을 나타내도록 설계된 브릴리언트 부재들 (10B)를 포함하는 제2 표면층 (20b)를 포함한다. 백색 광원 스펙트럼 L1이 제2 표면층 (20b)에 입사되어 여기에 포함된 브릴리언트 부재들 (10B)에 부딪치는 경우, 청색 간섭광은 입사면 상으로 방출되고, 청색 간섭광 이외의 투과광은 제1 표면층 (20a)를 통해 베이스 (30b) 면 상으로 방출된다. 백색 광원 스펙트럼 L1으로부터 청색 간섭광이 제거되기 때문에, 상기 투과광은 황귤색을 나타내며, 즉, 빛의 3원색의 첨가 혼합색을 기준으로 보색 또는 반대색이 나타난다. 투과광이 제1 표면층 (20a)에 포함된 브릴리언트 부재 (10G)를 통해 통과하는 경우, 광으로부터 녹색이 제거되고, 귤색광이 베이스 (30)의 외부로 방출한다. 또한, 제2 표면층 (20b)를 통하여 통과한 광원 스펙트럼 L1 제1 표면층 (20a)에 입사되어 여기에 포함된 브릴리언트 부재들 (10G)에 부딪치는 경우, 녹색 간섭광은 입사면 상으로 방출되고, 녹색 간섭광 이외의 투과광은 베이스 (30) 면 상으로 방출된다. 이 투과광은 적색을 나타낸다.
따라서, 광원 스펙트럼 L1의 입사면으로부터 발색 구조체 (1)을 볼때, 청색과 녹색의 혼합색, 즉, 청록색 또는 하늘색이 인지된다. 반면, 입사면의 반대면 또는 베이스 (30) 면으로부터 구조체를 볼때, 황귤색, 귤색 및 적색의 혼합색이 인지된다. 이는 두 면들 사이에 상당한 색상 차이를 형성시킨다. 표면층들 (20a, 20b)에 포함된 브릴리언트 부재들 (10G, 10B)로부터의 광의 세기가 실질적으로 동일한 경우에도 발생하는 것을 알아야 한다. 광의 세기를 조정하면 색상, 명도 및 채도를 임의로 조절할 수 있다.
도 4g에 도시한 바와 같이, 발색 구조체 (1)은 2개의 표면층들 (20a, 20b)를 포함하며, 별법으로 3개 이상의 표면층들을 포함할 수도 있다.
또한, 상이한 간섭색을 나타내는 몇 종류의 브릴리언트 부재들 (10)이 하나의 표면층 (20) 또는 하나의 베이스 (40)에 분산되어 포함될 수 있다. 각각의 표면층 (20)이 청색, 녹색 및 적색 간섭색을 나타내는 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 경우, 즉, 빛의 3원색의 발색층을 이루는 경우, 셋으로부터 생성된 빛의 세기들이 비례적으로 균등화되어 백색광을 나타내는 것을 알아야 한다.
도 4i 및 도 4j를 참조하면, 발색 구조체 (1)은 도 4i에 도시한 바와 같이 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20) 상에 배치되거나 도 4j에 도시한 바와 같이 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 베이스 (40) 상에 배치되고, 진주-마이카 또는 유기 또는 무기 안료를 함유하는 발색층 (50)을 포함할 수 있다.
이 경우, 광원 스펙트럼 L1이 발색층 (50) 면 상에 있고, 발색층 (50) 면으로부터 발색 구조체 (1)을 볼때, 발색층 (50)으로부터 생성된 색상이 주로 인지된다. 베이스 (30) 또는 (40) 면으로부터 발색 구조체 (1)을 보는 경우, 비록 명도가 발색층 (50)으로부터 보는 것보다 약간 낮지만, 발색층 (50)으로부터 생성된 색상과 브릴리언트 부재들 (10)으로부터 생성된 간섭색의 혼합으로 인해 부드러운 색상이 인지된다.
반면, 광원 스펙트럼 L1이 베이스 (30) 또는 (40) 면 상에 존재하고, 베이스 (30) 또는 (40) 면으로부터 발색 구조체 (1)을 볼때, 발색층 (50) 자체로부터 생성된 색상, 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 형성된 반사와 간섭에 의한 간섭색, 브릴리언트 부재들 (10)을 통해 통과한 광에 의해 발색층 (50)으로부터 생성된 색상, 광원 스펙트럼 L1에 의해 직접 발색층 (50)으로부터 생성된 물체색 등의 투명하고 밝고 짙은 혼합색이 인지된다.
예를 들면, 청구항 4에 서술된 바와 같은 발색 구조체 (1)에 있어서, 브릴리언트 부재 (10)의 교대 적층체는 무채색 및 유채색 착색제 중 하나를 함유하는 층을 포함할 수 있다. 이에 의해 브릴리언트 부재 (10)을 통해 통과한 광의 투과 세기 또는 투과율 및 투과 스펙트럼에서 피크 파장을 조절할 수 있다. 무채색은 백색, 회색 및 흑색을 포함하는, 색의 3속성 (색상, 명도 및 채도) 중 색상이 없이 명도만 있는 색상임을 알아야 한다. 반면, 유채색은 무채색 이외의, 색의 3속성을 갖는 색이다.
도 5는 교대 적층체에 배열되고 입사광의 50%를 흡수하기 위한 무채색 또는 흑색 착색제를 함유하는 미광(stray-light) 흡수층 (16)을 각각 갖는 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)을 포함하는 발색 구조체 (1)의 발색 메카니즘을 도시한다. 입사광 L1은 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 일부 반사되고, 이는 반사/간섭광 L2를 형성하여 간섭색 Ci를 나타낸다. 반사/간섭광 L2 이외의 광은 미광 흡수층 (16)에 의해 약 50% 흡수되고, 그 나머지는 표면층 (20)으로부터 투과광 L3으로 방출된다. 이 경우, 반사/간섭광 L2 이외의 광, 즉, 투과광 L3은 미광 흡수층 (16)으로 인해 대체로 보존된 파장을 갖고, 투과 세기는 약해진다.
특히, 투과율이 미광 흡수층 (16)에 의해 조절되므로, 브릴리언트 부재 (10)을 통해 통과한 경우, 광은 베이스 (30)의 외부로 방출된다. 따라서, 투과율은 무채색 착색제의 종류, 그레인 크기, 농도 또는 함량 등을 변화시킴으로써 다양하게 조절할 수 있고, 조절가능한 명도 및 채도를 얻을 수 있다.
교대 적층체에 배열되고 유채색 착색제를 포함하는 층을 각각 갖는 브릴리언트 부재들 (10)을 사용하는 발색 구조체 (1)의 발색 메카니즘은 투과광 L3의 파장이 변하는 것을 제외하고는 무채색 착색제층을 포함하는 발색 구조체 (1)의 메카니즘과 기본적으로 동일하다. 구체적으로, 입사광 L1은 유채색 착색제층을 포함하는 브릴리언트 부재 (10)에 의해 일부 반사되고, 이는 반사/간섭광 L2를 형성하여 간섭색 Ci를 나타낸다. 반사/간섭광 L2 이외의 광은 유채색 착색제층에 의해 소정 파장을 갖는 광에 대해 흡수되고, 그 나머지는 투과광 L3으로서 방출된다. 따라서, 반사/간섭광 이외의 광의 파장은 유채색 착색제층으로부터 방출하는 광의 파장과 상이하며, 즉, 파장 전환이 이루어진다.
도 6a 내지 도 7b와 도 4g 내지 도 4j를 참조하면, 발색 구조체 (1)은 최외표면, 즉, 도 6a 내지 도 7b에 도시한 바와 같이 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 베이스 (30) 또는 베이스 (40) 상에 배치된 표면층 (20), 도 4g 및 도 4h에 도시한 바와 같이 제2 또는 제3 표면층 (20b) 또는 (20c), 또는 도 4i 및 도 4j에 도시한 바와 같은 발색층 (50) 상에 배치된 광 투명성 층 (52)를 포함할 수 있다. 이는 발색 구조체 (1)의 광택 및 내구성을 증가시킨다.
광 투명성 층 (52)는 예를 들면, 클리어 도료를 도포함으로써 얻을 수 있다. 또한, 층 (52)는 투명 또는 반투명 필름 또는 시트를 배치하거나 프페싱하는 공지된 방법에 의해 얻을 수 있다. 또한, 열 융합 및 접착제의 도포도 이용할 수 있다. 또한, 층 (52)를 도 6f에 도시한 바와 같이 베이스 (30)와 표면층 (20) 주위에, 또는 도 7b에 도시한 바와 같이 베이스 (40) 주위에 성형할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 베이스 (30) 상에 배치되고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는, 1개 이상의 표면층들 (20a, 20b, 20c)을 포함하는 발색 구조체 (1)을 취입 성형에 의해 소정 형태로 성형할 수 있다.
발색 구조체 (1)을 실시예 1 내지 5와 관련하여 상세히 기술할 것이다.
＜실시예 1＞
실시예 1은 도 1a에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)에 관련된 것이다. 제1 중합체 (11)로서 굴절률 1.63의 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN) 및 제2 중합체 (12)로서 굴절률 1.53의 나일론 6 (Ny-6)을 사용하여, 30층의 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체를 각각 형성하고, 이를 PEN의 클래드 (13)으로 둘러쌌다. 따라서, 도 3a에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재 (10)를 얻었고, 이는 간섭색으로서 청색을 나타내며, 제1 중합체 (11)의 두께 da는 0.072 ㎛이고, 제2 중합체 (12)의 두께 db는 0.077 ㎛였다. 브릴리언트 부재 (10)의 치수비는 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정할 때, 표면에 평행한 측면의 길이 B는 4 내지 5이고, 길이 L은 15 내지 20이 되도록 결정하였다.
브릴리언트 부재들 (10)을 전체 도막에 대해 10 중량%로 니폰 비 케미칼 (NIPPON BEE CHEMICAL, CO., LTD.)의 상표명 "R-241 Base"로 공지된 2액상 아크릴-우레탄 베이스 도료 중에 혼합하여 도료를 제조하였다. 이러한 방식으로 제조된 도료를 포드 컵(Ford cup) #4에 대해 약 11-12초의 점도를 갖도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "T-801 Thinner"로 공지된 아크릴-우레탄 희석제로 희석하였다. 희석시킨 도료를 이소프로필 알콜로 세척한 두께 200 ㎛이고 가시광 영역에서 평균 투과율이 87%인 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET) 상에 두께 15 내지 20 ㎛로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜, 베이스 (30)으로서 사용한 PET 필름 상에 배치된, 광 투명성이 있고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)을 형성하여, 도 1a에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)을 수득하였다.
＜실시예 2＞
실시예 2는 또한 도 1a에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)에 관련된 것이다. 제1 중합체 (11)로서 굴절률 1.63의 PEN 및 제2 중합체 (12)로서 굴절률 1.53인 Ny-6을 사용하여, 30층의 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체를 각각 형성하고, 이를 PEN의 클래드 (13)으로 둘러쌌다. 따라서, 도 3a에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재 (10)을 얻었고, 이는 간섭색으로서 청색을 나타내고, 제1 중합체 (11)의 두께 da는 0.072 ㎛이고, 제2 중합체 (12)의 두께 db는 0.077 ㎛였다. 브릴리언트 부재 (10)의 치수비는 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정할 때, 표면에 평행한 측면의 길이 B는 4 내지 5이고, 길이 L은 3,000 내지 4,000이 되도록 결정하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 브릴리언트 부재들 (10)을 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "R-241 Base"로 공지된 2액상 아크릴-우레탄 베이스 도료에 혼합하여 도료를 제조하였다. 이러한 방식으로 제조된 도료를 포드 컵 #4에 대해 약 11 내지 12초 점도를 갖도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "T-801 Thinner"로 공지된 아크릴-우레탄 희석제로 희석하였다. 희석시킨 도료를 이소프로필 알콜로 세척한 두께 200 ㎛이고 가시광 영역에서 평균 투과율이 87%인 PET 필름 상에 두께 15 내지 20 ㎛로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜, 베이스 (30)으로서 사용한 PET 필름 상에 배치된 광 투명성이 있고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)을 형성하여, 도 1a에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)을 수득하였다.
＜실시예 3＞
실시예 3도 또한 도 1a에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)에 관련된 것이다. 제1 중합체 (11)로서 굴절률 1.58의 PET 및 제2 중합체 (12)로서 굴절률 1.53의 Ny-6을 사용하여, 30층의 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체를 각각 형성하고, 이를 PET의 클래드 (13)으로 둘러쌌다. 따라서, 도 3a에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재 (10)을 얻었고, 이는 간섭색으로서 청색을 나타내며, 제1 중합체 (11)의 두께 da는 0.074 ㎛이고, 제2 중합체 (12)의 두께 db는 0.077 ㎛였다. 브릴리언트 부재 (10)의 치수비는 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정할 때, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 15 내지 20이 되도록 결정하였다.
실시예 1과 동일한 방식으로, 브릴리언트 부재들 (10)을 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "R-241 Base"로 공지된 2액상 아크릴-우레탄 베이스 도료에 혼합하여 도료를 제조하였다. 이러한 방식으로 제조된 도료를 포드 컵 #4에 대해 약 11 내지 12초 점도를 갖도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "T-801 Thinner"로 공지된 아크릴-우레탄 희석제로 희석하였다. 희석시킨 도료를 이소프로필 알콜로 세척한 두께 200 ㎛이고 가시광 영역에서 평균 투과율이 87%인 PET 필름 상에 두께 15 내지 20 ㎛로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜, 베이스 (30)으로서 사용한 PET 필름 상에 배치된 광 투명성이 있고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)을 형성하여, 도 1a에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)을 수득하였다.
＜실시예 4＞
실시예 4는 광 투명성 베이스 (30) 상에 배치된 녹색 간섭광을 나타내는 제1 표면층 (20a)과 청색 간섭광을 나타내는 표면층 (20b)를 포함하는, 도 4g에 도시한 바와 같은 다층 발색 구조체 (1)에 관련된 것이다. 제1 중합체 (11)로서 굴절률 1.58의 PET 및 제2 중합체 (12)로서 굴절률 1.53의 Ny-6을 사용하여, 30층의 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체를 형성하고, 이를 PET의 클래드 (13)으로 둘러쌌다. 따라서, 도 3a에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재들 (10G, 10B)을 수득하였다. 제1 표면층 (20a)에 포함되고 간섭색으로서 청색을 나타내는 브릴리언트 부재 (10G)는 제1 중합체 (11)의 두께 da가 0.087 ㎛이고, 제2 중합체 (12)의 두께 db가 0.090 ㎛이다. 제2 표면층 (20b)에 포함되고 간섭색으로서 녹색을 나타내는 브릴리언트 부재 (10B)는 제1 중합체 (11)의 두께 da가 0.077 ㎛이고, 제2 중합체 (12)의 두께 db가 0.074 ㎛이다. 각 브릴리언트 부재 (10G, 10B)의 치수비는 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정할 때, 표면에 평행한 측면의 길이 B는 4 내지 5이고, 길이 L은 15 내지 20이 되도록 결정하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 브릴리언트 부재들 (10G, 10B)를 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "R-241 Base"로 공지된 2액상 아크릴-우레탄 베이스 도료에 혼합하여 2가지 도료를 제조하였다. 이러한 방법으로 제조된 각각의 도료를 포드 컵 #4에 대해 약 11 내지 12초 점도를 갖도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "T-801 Thinner"로 공지된 아크릴-우레탄 희석제로 희석하였다. 브릴리언트 부재들 (10G)를 포함하는, 희석시킨 제1 도료를 이소프로필 알콜로 세척한 두께 200 ㎛이고 가시광 영역에서 평균 투과율이 87%인 PET 필름 상에 두께 15 내지 20 ㎛로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜, 베이스 (30)으로서 사용한 PET 필름 상에 배치된 광 투명성이 있고 브릴리언트 부재들 (10G)를 포함하는 제1 표면층 (20a)를 형성하였다. 유사하게, 브릴리언트 부재들 (10B)를 포함하는, 희석시킨 제2 도료를 제1 표면층 (20a) 상에 도포하여 제1 표면층 (20a) 상에 배치되고 브릴리언트 부재들 (10B)를 포함하는 제2 표면층 (20b)를 형성하여, 도 4g에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)을 수득하였다.
＜실시예 5＞
실시예 5는 도 1b에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)에 관련된 것이다. 제1 중합체 (11)로서 굴절률 1.63의 PEN 및 제2 중합체 (12)로서 굴절률 1.53의 Ny-6을 사용하여, 30층의 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체를 형성하고, 이를 PEN과 Ny-6의 이중 클래드 (14)로 둘러쌌다. 따라서, 도 3b에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재 (10)을 얻었고, 이는 간섭색으로서 청색을 나타내고, 제1 중합체 (11)의 두께 da는 0.072 ㎛이고, 제2 중합체 (12)의 두께 db는 0.077 ㎛였다. 브릴리언트 부재 (10)의 치수비는 중합체들 (11, 12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정할 때, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 15 내지 20이 되도록 결정하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 브릴리언트 부재들 (10)을 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "R-241 Base"로 공지된 2액상 아크릴-우레탄 베이스 도료에 혼합하여 도료를 제조하였다. 이러한 방법으로 제조된 도료를 포드 컵 #4에 대해 약 11 내지 12초 점도를 갖도록 니폰 비 케미칼의 상표명 "T-801 Thinner"로 공지된 아크릴-우레탄 희석제로 희석하였다. 희석시킨 도료를 이소프로필 알콜로 세척한 두께 200 ㎛이고 가시광 영역에서 평균 투과율이 87%인 PET 필름 상에 두께 15 내지 20 ㎛로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜, 베이스 (30)으로서 사용한 PET 필름 상에 배치된 광 투명성이 있고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 표면층 (20)을 형성하여, 도 1a에 도시한 바와 같은 발색 구조체 (1)을 수득하였다.
20 중량%의 브릴리언트 부재들 (10)과 폴리에틸렌 펠렛들을 사출 성형기로 사출시켜, 도 1b에 도시한 바와 같은 두께 1 ㎜의 폴리에틸렌 시트를 수득하였고, 이는 청색 간섭색을 나타낸다.
＜평가＞
실시예 1 내지 5의 발색 구조체들 (1)을 다음 항목에 대해 평가하였다. 평가 결과를 표 1에 나타냈다.
1) 외관
외관은 시각적으로 평가하였다.
2) 색조
색조는 3차원 비색계 및 색도 좌표에 의한 반사 스펙트럼 측정치를 기준으로 평가하였다.
3) 짙기
짙기는 문헌["Depth Perception and Accommodation of The Human Eye", 교또에서 1989년 10월 25-27일에 개최된 5th Symposium on Human Interface에서 간행]에 소개된 방법에 따라 평가하였다. 표 1에서 × 표시된 칸은 짙기가 유효하지 않은 것을 나타내고, ○ 표시된 칸은 짙기가 유효한 것을 나타내며, ◎ 표시된 칸은 짙기가 매우 유효한 것을 나타내는 것임에 주목한다.
4) 부착성
부착성은 시각적으로 평가하였다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
외관 균일 균일 균일 균일 균일
색조 입사면으로부터 볼때 청색 황색 연황색 청록색 연황색
다른 면으로부터 볼때 귤색 귤색 연한 귤색 황귤색 연한 귤색
짙기 ○ ○ ○ ◎ ◎
부착성 박리 없음 박리 없음 박리 없음 박리 없음 박리 없음
표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 5의 모든 발색 구조체들 (1)이 균일한 외관, 짙기 및 입사 광원면으로부터 발색 구조체 (1)을 볼때와 그의 반대면으로부터 볼때 색상 차이를 나타냈다는 것이 확인된다. 또한, 2개의 표면층들 (20a, 20b)를 포함하는 실시예 4의 발색 구조체 (1)와 두께 (1 ㎜)가 비교적 두껍고 브릴리언트 부재들 (10)이 분산되어 포함된 베이스 (40)을 포함하는 실시예 5의 발색 구조체 (1)에서 현저한 짙기가 얻어진 것으로 확인된다.
일본 특허원 제P11-050491호 (1999년 2월 26일)와 동 제P10-350985호 (1998년 12월 10일) 및 문헌["Depth Perception and Accommodation of The Human Eye", 교또에서 1989년 10월 25-27일에 개최된 5th Symposium on Human Interface에서 간행]의 전체 내용을 본 명세서에 참고로 인용한다.
본 발명을 바람직한 실시태양 또는 실시예들과 관련하여 기술하였지만, 본 발명은 여기에 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변형 및 변화시킬 수 있다.
본 발명은 판 형태, 시트 형태, 막 형태 등 임의의 평평한 형상으로 성형가능하고, 예를 들면, 자동차, 건축물 및 일용품에 적용가능한 광 투과재를 제공하고, 더 특히, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 깊이를 갖는 우수한 시각적 품질 뿐만 아니라, 입사광원 면에서 구조물을 볼때와 그의 반대면에서 구조물을 볼때의 상당한 색상 차이로 인한 높은 의장 품질을 갖는 발색 구조체를 제공한다.

Claims (18)

  1. 광 투명성 베이스(base);
    상기 베이스의 적어도 일부에 배치된 층; 및
    상기 층에 포함된 투명 브릴리언트(brilliant) 부재들 (각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체들의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 상기 교대 적층체를 통해 통과한 투과광을 조절한다)를 포함하며 (comprising),
    적어도 상기 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원(source) 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들을 통해 투과하여 발생된 제1 투과색, 및 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들에 부딪치지 않고 상기 베이스와 상기 층을 통해 투과하여 발생된 제2 투과색을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 발색 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 층이 0.1 내지 30.0 중량%의 브릴리언트 부재들을 포함하는 발색 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 브릴리언트 부재들은 상기 입사 광원 스펙트럼이 발색 구조체를 통해 직접 투과되도록 이격되어 있는 발색 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각각의 브릴리언트 부재의 교대 적층체가 무채색 및 유채색 착색제 중 하나를 함유하는 층을 포함하는 발색 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재가 상기 교대 적층체 주위에 배열된 클래드(clad)를 포함하고, 이 클래드는 상기 2가지 중합체 중 하나, 상기 2가지 중합체 이외의 다른 중합체 및 이들 중합체들의 혼합물로 형성되는 발색 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재가 실질적으로 직사각형 단면을 갖고, 이 단면의 상기 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이를 1로 가정하면, 상기 단면의 상기 교대 적층체의 표면에 평행한 측면의 길이는 0.8 내지 25.0이고, 각각의 브릴리언트 부재의 길이는 0.8 내지 4,000인 발색 구조체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 층 상에 배치된 다른 층들을 추가로 포함하고, 이들은 각각 상기 브릴리언트 부재들을 함유하는 발색 구조체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 층과 다른 층들에 포함된 상기 브릴리언트 부재들이 상이한 간섭색을 나타내는 발색 구조체.
  9. 제7항에 있어서, 광 투명성 최외층을 추가로 포함하는 발색 구조체.
  10. 광 투명성 베이스; 및
    상기 베이스에 포함된 투명 브릴리언트 부재들 (각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체들의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 상기 교대 적층체를 통해 통과한 투과광을 조절한다)를 포함하며,
    적어도 상기 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들을 통해 투과하여 발생된 제1 투과색, 및 상기 입사 광원 스펙트럼이 상기 브릴리언트 부재들에 부딪치지 않고 상기 베이스를 통해 투과하여 발생된 제2 투과색을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 발색 구조체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 베이스가 0.1 내지 30.0 중량%의 브릴리언트 부재들을 포함하는 발색 구조체.
  12. 제10항에 있어서, 상기 브릴리언트 부재들은 상기 입사 광원 스펙트럼이 발색 구조체를 통해 직접 투과되도록 이격되어 있는 발색 구조체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 각각의 브릴리언트 부재의 교대 적층체가 무채색 및 유채색 착색제 중 하나를 함유하는 층을 포함하는 발색 구조체.
  14. 제13항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재가 상기 교대 적층체 주위에 배열된 클래드를 포함하고, 이 클래드는 상기 2가지 중합체 중 하나, 상기 2가지 중합체 이외의 다른 중합체 및 이들 중합체들의 혼합물로 형성되는 발색 구조체.
  15. 제14항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재가 실질적으로 직사각형 단면을 갖고, 이 단면의 상기 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이를 1로 가정하면, 상기 단면의 상기 교대 적층체의 표면에 평행한 측면의 길이는 0.8 내지 25.0이고, 각각의 브릴리언트 부재의 길이는 0.8 내지 4,000인 발색 구조체.
  16. 제10항에 있어서, 상기 베이스 상에 배치된 층들을 추가로 포함하고, 이들은 각각 상기 브릴리언트 부재들을 함유하는 발색 구조체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 층들에 포함된 상기 브릴리언트 부재들이 상이한 간섭색을 나타내는 발색 구조체.
  18. 제17항에 있어서, 광 투명성 최외층을 추가로 포함하는 발색 구조체.
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