KR20010066736A - 코팅 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 코팅 구조물은 칼라 베이스(color base), 칼라 베이스 상에 배치된 제1 코팅층, 및 이 제1 코팅층에 포함된 투명 브릴리언트(brilliant) 부재들을 포함하고, 이들 각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체의 교대 적층체를 포함하고, 또한 이 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭에 의한 간섭광과 간섭광 이외의 투과광을 조절한다. 이 코팅 구조물은 적어도 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원(source) 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 스펙트럼과 칼라 베이스와의 직접 작용에 의해 발생된 제1 물체색, 및 브릴리언트 부재들을 통해 투과한 스펙트럼과 칼라 베이스와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖추고 있다. 이들 3가지 색의 혼합은 각도에 따라 변하는 색상을 제공한다.

Description

코팅 구조물 {Coating Structure}

본 발명은 자동차, 선박 및 비행기와 같은 운송 수단, 가구, 가전 제품 및 스포츠 용품 등의 표면에 도포되는 코팅 구조물에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 광택도(brilliancy), 각도에 따라 변하는 색상, 짙기(depth) 및 깊이(profundity)를 갖는 가시적 품질을 갖고, 그들사이의 발색 상호작용으로 인해, 도막의 하부층을 형성하는 칼라 베이스와는 상이한 색조를 나타내는 코팅 구조물에 관한 것이다.

예로서, 자동차용 최종 코팅은 일반적으로 일체색(solid-color), 금속색 또는 진주색 필름 형태이다.

일체색 필름은 유색 안료에 의해 소정의 색조를 나타낸다. 금속색 필름은 유색 안료와 미세한 알루미늄편을 포함하여, 유색 안료의 색을 제공할 뿐만 아니라 알루미늄편에 의해 발생된 빛의 불규칙한 반사로 인한 반짝임이 있는 의장 품질을 제공한다. 진주색 필름은 칼라 베이스 필름 및 마이카(mica)편이 그 위에 도포되어 포함된 투명 마이카 기재 도료를 포함하여, 마이카 기재 필름에 의해 반사된 빛과 칼라 베이스 필름에 의해 반사된 빛의 작용하에 발생된 금속색 필름과 같은 반짝임을 제공할 뿐만 아니라 마이카편에 의한 간섭으로 인해 금속색 필름보다 더 약한 반사광을 제공한다. 최근, 특수한 마이카를 사용하여 각도에 따라 변하는 색상을 갖는 훈색(暈色; iridescence)을 갖는 의장 품질을 생산할 수 있게 되었다.

상기한 바와 같이, 최근에 자동차용 코팅의 의장 품질은 매우 다양하다. 이러한 상황하에, 금속색 및 진주색 필름과는 상이한 새로운 의장 품질을 갖는 코팅 구조물을 얻을 수 있는 새로운 도료와 코팅 기술의 개발이 요망된다.

따라서, 본 발명의 목적은 고광택도, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 깊이를 갖는 가시적 품질 뿐만 아니라 종래의 기술과는 상이한 새로운 의장 및 장식 품질을 갖는 코팅 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 일면은

칼라 베이스;

상기 칼라 베이스 상에 배치된 제1 코팅층; 및

상기 제1 코팅층에 포함된 투명 브릴리언트 부재들 (각각의 투명 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 투과광을 조절한다)를 포함하며, 적어도 상기 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 직접 작용에 의해 발생된 제1 물체색, 및 상기 브릴리언트 부재들을 통해 투과한 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색 (이들 색의 혼합은 각도에 따라 변하는 색상을 제공한다)을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 코팅 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 측면은

칼라 베이스;

상기 칼라 베이스 상의 제1층 및 제2층 (제1층이 상기 칼라 베이스에 인접하게 위치한다); 및

상기 제1층 및 제2층에 포함된 제1 및 제2 투명 브릴리언트 부재들 (각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 투과광을 조절하며, 제2 브릴리언트 부재는 제1 브릴리언트 부재보다 길이가 더 길다)를 포함하며, 적어도 상기 제1 및 제2 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 직접 작용에 의해 발생된 제1 물체색, 및 상기 제1 및 제2 브릴리언트 부재들을 통해 투과한 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색 (이들 색의 혼합은 각도에 따라 변하는 색상을 제공한다)을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 코팅 구조물을 제공하는 것이다.

도 1a는 투명 브릴리언트(brilliant) 부재와 그의 발색 메카니즘을 포함하는 본 발명의 코팅 구조물을 도시하는 개략도.

도 1b는 브릴리언트 부재를 도시하는 확대 단면도.

도 2는 브릴리언트 부재가 흑색 안료를 함유하는 층을 포함할 때의 발색 메카니즘을 도시하는, 도 1a의 유사도.

도 3은 브릴리언트 부재가 유채색 안료를 함유하는 층을 포함할 때의 발색 메카니즘을 도시하는, 도 2의 유사도.

도 4a 및 도 4b는 각각 브릴리언트 부재의 형태와 구조를 도시하는 사시도.

도 5a 내지 도 5o는 코팅 구조물의 예를 도시하는 단면도 또는 사시도.

도 6a 및 도 6b는 투명성을 갖는 칼라 베이스(color base)와 투명성을 갖지 않은 칼라 베이스를 사용할 때의 광로를 도시하는, 도 3의 유사도.

도 7은 안료를 함유하는 미광(迷光; stray-light) 흡수층을 포함하는 브릴리언트 부재의 형태와 구조를 도시하는, 도 4b의 유사도.

도 8은 코팅 구조물들의 평가 결과를 도시하는 표.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 브릴리언트 부재 20: 코팅층

B: 칼라 베이스 Ci: 간섭색

Cb1: 제1 물체색 Cb2: 제2 물체색

L1: 입사 광원(source) 스펙트럼 L2: 투과광

도 1a를 참고하면, 본 발명의 코팅 구조물은 칼라 베이스 B, 및 그 위에 배치되고 소정 농도의 투명 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 코팅층 (20)을 포함한다. 각각의 브릴리언트 부재 (10)은 후술하는 바와 같이 굴절률이 상이한 2종이상의 중합체의 교대 또는 규칙적으로 반복된 적층체를 포함하며, 또한 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광 및 이 간섭광 이외의 투과광을 조절한다. 코팅 구조물은 적어도 그 안에 분산된 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 형성된 광 또는 입사 광원 스펙트럼 L1의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색 Ci, 스펙트럼 L1과 칼라 베이스 B와의 직접 작용에 의해 발생된 제1 물체색 Cb1, 및 브릴리언트 부재들 (10)을 통해 투과한 광 또는 광원 스펙트럼 L2와 칼라 베이스 B와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색 Cb2를 나타낸다. 3가지 색 Ci, Cb1, Cb2의 혼합은 각도에 따라 변하는 색상을 일으킨다.

공지된 진주-마이카 안료의 경우, 은폐력을 최대화하기 위해, 기재로서 반투명 또는 불투명 마이카를 이산화티탄 등으로 코팅하고, 이를 종종 금속층으로 덮는다. 반투명 진주-마이카 안료는 입사광의 일부를 흡수하거나 반사시키고, 나머지를 투과광으로서 방출하며, 이는 세기 및 순도가 모두 낮다. 반면, 불투명 진주-마이카 안료는 입사광의 대부분을 흡수하거나 반사시키고, 투과광을 거의 방출시키지 않아서, 은폐력은 더 높지만 간섭색의 수준은 더 낮다. 진주-마이카 안료의 은폐력이 작을수록, 그를 통해 투과하는 광의 양은 더 많아진다는 것을 알아야 한다.

본 발명의 투명 브릴리언트 부재 (10)은 반투명 또는 불투명 기재를 이산화티탄으로 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)과 그의 반사와 간섭 이외의 광의 투과로 인한 발색 (투과색)을 모두 완전히 이용하여 의장 및 장식 품질을 개선시킨다.

브릴리언트 부재 (10) 상에 입사된 광 L1은 일반적으로 2가지 별개의 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 투명체라는 사실 때문에 브릴리언트 부재 (10)을 통해 투과하여, 고순도의 투과광 L2를 형성한다. 광 L1의 2부분의 작용은 고광택도, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 투명성을 갖는 가시적 품질을 갖는 신규 코팅 구조물을 제공하는데 중요한 역할을 한다.

칼라 베이스 B 상에 위치되고 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 코팅층 (20)을 광원 스펙트럼 L1의 입사측으로부터 보면, 후술하는 바와 같은 투과광을 완전히 흡수시키 위한 미광 흡수층이 각각의 브릴리언트 부재 (10)에 배열되지 않은 경우, 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 형성된 스펙트럼 L1의 반사와 간섭으로부터 발생된 강한 간섭색 Ci, 스펙트럼 L1과 칼라 베이스 B와의 직접 작용에 의해 발생된 제1 물체색 Cb1, 및 브릴리언트 부재 (10)을 통해 투과한 스펙트럼 L2와 칼라 베이스 B와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색 Cb2를 인식할 수 있다. 색 Ci, Cb1, Cb2의 혼합은 예를 들면, 투명한 색상, 고광택도 및 깊이를 갖는 지금까지 알려지지 않은 독특한 가시적 품질을 제공한다. 또한, 브릴리언트 부재 (10)의 교대 적층체로부터 형성된 광의 간섭은 각도에 따라 변하는 색상을 일으킨다. 실제로, 광원 스펙트럼 L1, L2로 인한 발색 이외에, 수개의 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 형성된 반사와 간섭 및 칼라 베이스 B에 의해 형성된 반사가 반복되어 만들어진 복잡한 광로를 통해 나오는 광으로 인한 발색이 존재하여, 복잡한 색상 변화를 일으킨다. 간섭색 Ci와 제1 및 제2 물체색 Cb1, Cb2는 색상 변화에 대해 지배적인 역할을 하는 반면, 모든 반사, 간섭 및 투과가 약해짐에 따라, 방출되는 빛은 그에 대해 비교적 적은 역할을 한다.

칼라 베이스 B는 백색, 회색 또는 흑색을 비롯한 원하는 색의 표면을 포함하는, 코팅층 (20)의 베이스를 구성한다. 일반적으로, 칼라 베이스 B는 코팅할 작업 표면 상에 예정된 색의 하도(undercoat)를 도포함으로써 얻어진다. 그러나, 칼라 베이스 B는 도막에 제한되지 않으며, 하도를 도포하지 않으면서 자체의 색을 이용할 수 있는 경우 작업 표면 자체일 수 있으며, 이는 예를 들면, 수지 및 금속 재료인 경우이다.

브릴리언트 부재 (10)은 간섭광과 투과광을 형성할 뿐만 아니라, 간섭색 이외의 투과색에 대해 그들을 조절한다. 브릴리언트 부재 (10)의 교대 적층체는 강한 투과색을 또한 갖는 강한 간섭색을 형성할 수 있음을 알아야 한다. 이러한 조절은 간섭광과 투과광의 세기 또는 투과율 및 피크 파장의 임의의 변화를 포함하며, 광의 세기와 파장의 일종의 전환에 관련된다. 이는 예를 들면, 브릴리언트 부재 (10)의 교대 적층체가 무채색 또는 유채색 착색제를 포함하는 층을 포함하는 청구항 4에 서술한 방안에서 더욱 두드러진다.

또한, 브릴리언트 부재 (10)이 착색제를 함유하지 않는 경우, 광원 스펙트럼 L1은 브릴리언트 부재 (10)에 의해 반사되고 간섭되어 간섭색 특유의 매우 투명한 색조를 나타내고, 간섭광 이외의 투과광 L2는 또한 간섭색 Ci의 보색에 해당하는투명 색조를 나타내어, 후술하는 바와 같이 칼라 베이스 B와의 상호작용으로 인해 특유의 합성색을 나타낸다.

도 1b를 살펴 보면, 브릴리언트 부재 (10)은 예를 들면, 2가지 중합체들 (11,12)의 교대 적층체를 포함하는, 도 1b에 도시한 바와 같은 단면을 갖는다. 중합체들 (11,12)의 굴절률을 na 및 nb로 가정하고, 2가지 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 색상의 발생이 가능할 뿐만 아니라, 매우 강한 간섭색 Ci를 얻을 수 있게 된다.

상기 조건들 중, na1.3의 조건은 중합체들 (11,12)의 재료의 특성으로부터 결정된다. 1.01nb/na의 조건은 2가지 중합체들의 교대 적층체의 형성에 관한 실제 제조 조건과 가시광 영역 내의 실제 가시적으로 인식가능한 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 알코올, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리파라페닐렌 테레프탈 아미드, 폴리페닐렌 술피드 등을 비롯한 수지 또는 그의 공중합체 수지일 수 있으며, 이중에서 굴절률이 상이한 2가지 수지들을 선택하여 사용한다. 브릴리언트 부재 (10)의 교대 중합체 층들의 수는 특정 수에 제한되지는 않지만, 바람직하게는 5 이상, 특히 10 내지 150이다. 3가지 이상의 중합체들을 사용하는 경우, 예정된 순서의 순서를 변화시키지 않은 중합체들의 반복 적층체가 필요하다.

이러한 교대 적층체를 포함하는 브릴리언트 부재들 (10)의 제조 방법은 진공 또는 전자 침착, 이온 도금 및 분자 비임 에피택시(epitaxy)와 같은 물리적 침착, 캐스팅, 스핀 코트, 플라즈마 중합 및 랑뮈르-블로젯(Langmuir-Blodgett) 기법과 같은 처리 방법, 및 용융, 습식 및 건식 방사와 같은 방사 방법 중에서 선택할 수 있다. 또한, 교대 적층체를 형성하기 위한 특수 방사구(spinneret)를 갖는 용융 복합 방사 장치에 의해 제조된 연속 발색 구조물을 사용할 수 있다. 연속 발색 구조물은 필요한 경우 원하는 단면을 갖도록 압신 처리(drawing treatment)된 다음, 사용을 위해 예정된 길이로 절단한다.

본 발명의 코팅 구조물에서, 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 코팅층 (20)을 위한 결합제 및 상도(topcoat) 클리어 도료는 바람직하게는 소위 도막 형성 중합체를 포함하는, 투명성이 있는 수지이다. 구체적으로, 도막 형성 중합체는 아크릴계, 알키드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 아미노 수지일 수 있다. 경화제는 알콕시메틸올멜라민 수지, 이소시아네이트 또는 블록 이소시아네이트 화합물, 다가산 무수물 및 폴리에폭시 수지일 수 있다. 중합체 및 경화제를 용해시키거나 분산시키기 위한 용매는 또한 도료로서 역할을 하며, 이는 톨루에넨, 크실렌, 부틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 부틸 알코올, 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소일 수 있다. 또한, 물이 무용매 도료로서 역할을 할 수 있다. 도료에 대해 특별한 제한은 없다.

본 발명의 코팅 구조물에서, 브릴리언트 부재 (10)은 진주-마이카 또는 유기 또는 무기 안료와 같은 공지된 안료 뿐만 아니라 동시에, 분산제, 가소화제 또는 표면 조절제와 같은 미리 도포된 첨가제를 포함할 수 있다. 그러나, 유기 또는 무기 안료의 첨가는 색상을 탁하거나 흐리게 할 가능성이 있으므로 피하는 것이 바람직하다.

본 발명의 코팅 구조물이 투명한 색상, 고광택도 및 깊이를 나타내는 이유는 현재 완전히 입증되지는 않았지만, 다음과 같이 예측할 수 있다:

도 1a를 참고하면, 코팅층 (20)에 포함된 브릴리언트 부재 (10) 상에 입사된 광 또는 광원 스펙트럼 L1은 반사와 간섭으로 인한 발색 또는 간섭색 Ci을 나타낸다. 간섭광 이외의 광은 브릴리언트 부재 (10)을 통해 투과되어 투과광 또는 광원 스펙트럼 L2를 형성하고, 이는 칼라 베이스 B에 부딪친다. 투과광 L2는 간섭색 Ci가 제거된 스펙트럼 L1의 나머지 광이며, 간섭광과 같이 위상 조절되고 매우 높은 순도를 갖는다. 투과광 L2는 칼라 베이스 B에 의해 일부 흡수되지만, 대부분은 반사되어 코팅층 (20)으로부터 방출되어, 제2 물체색 Cb2를 나타낸다. 유사하게, 브릴리언트 부재 (10)을 통해 투과하지 않고 칼라 베이스 B 상에 직접 입사된 광 또는 스펙트럼 L1은 칼라 베이스 B에 의해 일부 흡수되지만, 대부분은 반사되어 코팅층 (20)으로부터 방출되어, 제1 물체색 Cb1을 나타낸다.

이러한 방식으로, 본 발명의 코팅 구조물은 실질적으로 3개의 경로를 통해 방출되는 빛, 즉, 간섭색 Ci, 제1 물체색 Cb1 및 제2 물체색 Cb2를 나타낸다. 색상에 관한 시각적 인식은 상기 3가지 광들의 합성에 의해 또는 광들 중 하나, 예를 들면, 간섭광 Ci의 여기값이 매우 큰 경우 트리거광(trigger light)에 의해 이루어진다. 광학적으로 형성된 간섭색은 물체색보다 반사율이 훨씬 더 높고 여기값이 더 커서, 반짝임의 발생을 더 쉽게 한다.

예를 들면, 청구항 4에 서술된 바와 같은 본 발명의 코팅 구조물에서, 브릴리언트 부재 (10)의 교대 적층체는 무채색 또는 유채색 착색제를 포함하는 층을 포함할 수 있어서, 브릴리언트 부재 (10)을 통해 투과한 광의 세기 또는 투과율 및 파장을 더욱 조절할 수 있다. 무채색은 백색, 회색 및 흑색을 포함하는, 색의 3속성 (색상, 명도 및 채도) 중 색상이 없이 명도만을 갖는 색이라는 것을 알아야 한다. 반면, 유채색은 무채색 이외의 색의 3속성을 갖는 색들이다.

도 2는 코팅 구조물과 그의 발색 메카니즘을 도시하며, 이 코팅 구조물은 100% 투과광을 흡수하기 위한 무채색 안료 또는 흑색 안료를 함유하는 미광 흡수층 (31)을 각각 갖는 투명 브릴리언트 부재들 (30)을 포함하는 코팅층 (20)을 포함한다. 입사광 L1은 브릴리언트 부재 (30)에 의해 부분적으로 반사되어 (이는 간섭광을 형성한다), 간섭색 Ci를 나타낸다. 간섭광 이외의 광은 미광 흡수층(31)에 의해 모두 흡수된다. 칼라 베이스 B 상에 직접 입사된 광 L1은 칼라 베이스 B의 무채색 안료에 의해 예정 파장의 광에 대해 일부 흡수되지만, 대부분 반사되어 물체색 Cb1을 나타낸다. 일반적으로, 2가지 색들의 첨가 혼합색이 인지되며, 이는 브릴리언트 부재들 (30)에 의해 생성된 간섭광들의 합성에 의해 다소 영향을 받는다.

구체적으로, 브릴리언트 부재들 (30)의 교대 적층체 내에 배열된 미광 흡수층 (31)은 브릴리언트 부재 (30)을 통해 투과할 광 L2의 대부분을 차단하는 역할을 하여, 간섭색 Ci를 강화시킨다. 이에 의해 미광 흡수층 (31)을 갖지 않는 브릴리언트 부재 (30)보다 더 신비한 색조와 가시적 품질을 얻게 된다.

도 3은 코팅 구조물과 그의 발색 메카니즘을 도시하며, 코팅 구조물은 유채색 안료를 함유하는 미광 흡수층 (41)을 각각 갖는 투명 브릴리언트 부재들 (40)을 포함하는 코팅층 (20)을 포함한다. 입사광 L1은 브릴리언트 부재 (40)에 의해 부분적으로 반사되어 (이는 간섭광을 형성한다), 간섭색 Ci를 나타낸다. 간섭광 이외의 광은 유채색 안료를 함유하는 미광 흡수층(41)에 의해 예정 파장의 광에 대해 흡수되며, 나머지는 투과광 L3을 형성한다. 투과광 L3은 칼라 베이스 B의 유채색 안료에 의해 예정 파장의 광에 대해 일부 흡수되지만, 대부분은 반사되어 물체색 Cb3을 나타낸다. 칼라 베이스 B 상에 직접 입사된 광 L1은 칼라 베이스 B의 유채색 안료에 의해 일정 파장의 빛에 대해 일부 흡수되지만, 대부분은 반사되어 물체색 Cb1을 나타낸다. 일반적으로, 브릴리언트 부재들 (40)에 의해 생성된 간섭광들의 합성에 의해 다소 영향을 받는 색상을 갖는 3가지 색들의 첨가 혼합색이 인지된다.

유채색 안료 대신 무채색 또는 회색 안료를 사용하면, 투과광의 파장을 변화시키지 않으면서 그의 세기만을 조정할 수 있다.

도 4a를 참고하면, 브릴리언트 부재의 외부 구조는 특정 구조에 제한되지 않지만, 바람직하게는, 교대 적층체의 박리를 방지하고 내마모성 및 기계적 강도를 개선하기 위해 2가지 중합체들 (11,12)의 교대 적층체 주위에 배열되고 또한 중합체들 (11,12) 중 하나 또는 다른 제3 중합체를 포함하는 클래드(clad) (13)을 포함한다. 또한, 도 4b를 참고하면, 중합체들 (11,12)의 배합, 즉, 제1 중합체 (11)와 그 주위에 배열된 제2 중합체 (12)를 포함하는 이중 클래드 (14)가 배열될 수 있다.

브릴리언트 부재의 형태는 바람직하게는 예를 들면, 청구항 6에 서술된 바와 같이, 브릴리언트 부재가 도 4a에 도시한 바와 같이 실질적으로 직사각형 단면을 갖고, 교대 적층체의 표면에 수직인 상기 단면의 측면 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 상기 단면의 측면 길이 B가 0.8 내지 25.0이고, 브릴리언트 부재의 길이 L이 0.8 내지 250.0이 되도록 결정된다. 이에 의해 브릴리언트 부재의 생산성과 도료의 코팅 능력을 저하시키지 않으면서, 빛의 반사와 간섭으로 인한 발색 효과를 완전히 얻을 수 있다. 구체적으로, 길이 A에 대한 길이 B의 비와 길이 A에 대한 길이 L의 비가 모두 0.8 미만이면, 브릴리언트 부재는 브릴리언트 부재를 포함하는 도막을 형성할 때 발색 표면이 상방으로 향하지 못하게 할 가능성, 즉, 교대 적층체의 표면이 작업시 코팅될 때 광의 방향으로 향하지 못하게 할 가능성이 높아서, 광의 반사와 간섭으로 인한 발색 효과가 불충분하게 된다. 길이 A에 대한 길이 B의 비가 25보다 크면, 브릴리언트 부재들의 제조 동안 문제를 일으켜, 예정파장의 광을 반사시키기 위한 브릴리언트 부재들의 안정한 획득이 불가능하게 될 것이다. 길이 A에 대한 길이 L의 비가 250보다 큰 경우, 분무기(spray gun)이 코팅 중에 브릴리언트 부재로 막힐 수 있어서, 정상적인 코팅의 실행이 불가능하게된다.

코팅 구조물 중 브릴리언트 부재들의 함량은, 반사와 간섭 효과 및 코팅 성능을 고려하여, 예를 들면, 청구항 7에 서술된 바와 같이 코팅층이 0.1 내지 30.0 중량%의 브릴리언트 부재를 포함하도록 결정된다. 구체적으로, 브릴리언트 부재들의 함량이 0.1% 미만이면, 도막에 착색 성분이 거의 존재하지 않아, 각도에 따라 변화하는 색상, 짙기 및 깊이를 얻기가 어렵다. 반면, 함량이 30%보다 크면, 안료 농도가 통상의 설정 값을 초과하여, 확산 성능과 같은 도막의 특성에 악영향을 끼치는 경향을 갖는다.

본 발명의 코팅 구조물은 바람직하게는 예를 들면, 청구항 2에 서술된 바와 같이, 브릴리언트 부재들을 포함하는 제1 코팅층이 칼라 베이스 상에 배치되고, 제2 또는 클리어 코팅층이 제1 코팅층 상에 배치되도록 형성된다. 이는 코팅 표면의 광택도와 내구성을 개선시킨다. 또한, 본 발명의 코팅 구조물은 청구항 8에 서술된 바와 같이, 길이가 상이한 제1 및 제2 브릴리언트 부재들을 포함하는 2개의 코팅층들이 칼라 베이스 상에 배치되고, 상부 코팅층의 제2 브릴리언트 부재들이 하부 코팅층의 제1 브릴리언트 부재들 보다 길이가 더 길도록 형성된다. 이는 전체 도막의 깊이 및 짙기를 개선시킨다. 또한, 청구항 9에 서술된 바와 같이, 제3 또는 클리어 코팅층을 2개의 코팅층들 상에 배치하며, 이는 코팅 표면의 광택도 및내구성의 개선에 기여한다. 또한, 청구항 10에 서술된 바와 같이, 제4 또는 클리어 코팅층을 상부 및 하부 코팅층들 사이에 개재시키고, 이는 도막의 깊이 및 짙기를 더욱 개선시키는데 기여한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 코팅 구조물은 고광택도, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 깊이를 갖는 가시적 품질을 제공할 뿐만 아니라, 새로운 의장 및 장식 품질을 제공하며, 그들 사이의 발색 상호작용으로 인해 도막의 하부층을 형성하는 칼라 베이스와는 상이한 색조를 나타낸다. 본 발명의 코팅 구조물은 자동차, 선박 및 비행기를 포함한 운송수단의 본체 및(또는) 부품, 가구, 가전 제품, 스포츠 용품, 건축 자재, 게시판 및 실내장식 및 패션 용품 상의 코팅과 같은 다양한 용도를 갖는다.

도 5a 내지 도 5o를 참고하여, 본 발명의 코팅 구조물은 상세히 설명할 것이다.

도 5a를 참고하면, 코팅 구조물은 기본적으로 칼라 베이스 B 상에 배치되고 투명 브릴리언트 부재들을 포함하는 코팅층 (20)을 포함한다. 도 5b, 5d 및 도 5f 내지 5j를 참고하면, 바람직하게는 클리어 코팅층 (22)가 코팅 표면의 광택도와 내구성 증가의 면에서 코팅층 (20) 상에 배치된다.

도 5c를 참고하면, 코팅 구조물은 칼라 베이스 B 상에 배치되고, 길이가 상이한 브릴리언트 부재들을 포함하는 2개 이상의 코팅층들 (20,21)을 포함할 수 있으며, 상부 코팅층 (21)에 포함된 브릴리언트 부재는 하부 코팅층 (20)에 포함된 브릴리언트 부재보다 더 길어서, 전체 도막의 짙기 및 깊이가 개선시킨다.

도 5d를 참고하면, 코팅 구조물은 2개의 코팅층들 (20,21) 상에 클리어 코팅층 (22)를 추가로 포함할 수 있어서, 전체 도막의 짙기 및 깊이 뿐만 아니라 코팅 표면의 광택도를 개선시킬 수 있다. 도 5e를 참고하면, 클리어 코팅층 (22)가 길이가 상이한 브릴리언트 부재들을 포함하는 2개의 코팅층들 (20,21) 사이에 개재되어, 전체 도막의 짙기 및 깊이를 더욱 개선시킬 수 있다.

도 5f를 참고하면, 코팅 구조물은 도 5e에 도시한 바와 같은 구조물 상에 또다른 클리어 코팅층 (22)를 포함할 수 있다.

도 5g-5j는 도 5a-5f에 도시한 바와 같은 코팅 구조물의 변형을 나타낸다. 도 5g를 참고하면, 브릴리언트 부재들을 포함하는 코팅층은 상이하게 발색하거나 브릴리언트 부재들의 함량이 상이한 다수의 부분들 (20,20',20",20"')을 포함할 수 있다. 도 5h를 참고하면, 칼라 베이스는 상이한 색상, 광도 또는 채도를 갖는 수개의 색조를 나타내는 다수의 부분들 (B,B',B",B"')를 포함할 수 있다. 도 5i를 참고하면, 복수의 클리어 코팅층들 (22,22')이 겹쳐 배치되어, 광택도를 더 개선시킬 수 있다. 도 5j를 참고하면, 두꺼워질 때 투명 코팅층의 부착성이 저하되는 면에서, 우수한 부착성을 갖는 투명 베이스 (23)을 2개의 클리어 코팅층들 (22,22') 사이에 배열시킬 수 있다.

도 5k 및 도 5l을 참고하면, 코팅 구조물은 투명성을 갖는 무채색 또는 유채색 비평면 기재 (50), 이 기재 (50) 주위에 배열된 칼라 베이스 B, Bo, 및 브릴리언트 부재들을 포함하며 칼라 베이스 B를 덮는 코팅층 (20)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 코팅 구조물은 도 5k-5l에 도시한 바와 같은 선형 구조물 형태이다. 도 5k에 도시한 바와 같은 코팅 구조물의 칼라 베이스 B는 투명성을 갖는 반면, 도 5l에 도시한 바와 같은 코팅 구조물의 칼라 베이스 Bo는 투명성을 갖지 않아 대부분의 입사광이 흡수된다.

도 6a를 참고하며, 광로를 도 5k에 도시한 바와 같은 코팅 구조물에 관하여 설명할 것이다. 몇몇 광로가 브릴리언트 부재 (10)과 관련하여 형성된다. 코팅층 (20)에 분산된 브릴리언트 부재 (10)에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼 L1의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색 Ci1, 브릴리언트 부재 (10)을 통해 투과한 광원 스펙트럼 L2와 제1 칼라 베이스 B와의 작용에 의해 발생된 제1 물체색 Cb1, 및 제1 칼라 베이스 B를 통해 투과한 광원 스펙트럼 L3과 제2 칼라 베이스 B와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색 Cb2가 나타난다. 다른 광 또는 스펙트럼은 제2 칼라 베이스 B 및 코팅층 (20)을 통해 더욱 투과하여, 투과광 Ct1로서 코팅 구조물에서 방출된다.

반면, 몇몇 광로가 브릴리언트 부재 (10)과 무관하게 형성된다. 스펙트럼 L1과 제1 칼라 베이스 B와의 작용에 의해 발생된 제3 물체색 Cb3, 및 제1 칼라 베이스 B를 통해 투과한 광원 스펙트럼 L4와 제2 칼라 베이스 B와의 작용에 의해 발생된 제4 물체색 Cb4가 나타난다. 다른 광 또는 스펙트럼은 제2 칼라 베이스 B 및 코팅층 (20)을 통해 더욱 투과하고, 투과광 Ct2로서 코팅 구조물에서 방출된다.

이러한 방식으로 다양한 광로가 존재하여, 독특한 색상 변화가 일어나게 된다. 또한, 투과광 Ct1, Ct2로 인해, 코팅 구조물을 스펙트럼 L1 측에서 보는지 아닌지에 따라 색상이 변화한다.

투명성을 갖는 기재가 발색되거나 투명한 발색층을 포함하는 경우, 발색층이 입사광을 흡수하여, 시각적인 광학 면에서 더 짙어진 색 및 깊이를 갖는 가시적 품질을 더 우수하게 성취하게 된다.

도 6b를 참고하면, 도 5l에 도시한 코팅 구조물의 광로는 도 1a에 도시한 코팅 구조물의 광로에 상응한다.

도 5m은 도 5k 및 5l에 도시한 코팅 구조물의 변형을 나타내며, 투명성을 갖는 기재는 칼라 베이스 B를 포함한다.

도 5n 및 도 5o를 참고하면, 코팅 구조물은 투명성을 갖는 무채색 또는 유채색 기재 (50), 기재 (50)의 한면 상에 배치된 칼라 베이스 B, Bo, 및 기재 (50)의 다른면 상에 배치된 코팅층 (20)을 포함할 수 있다. 도 5n에 도시한바와 같은 코팅 구조물의 칼라 베이스 B는 투명성을 갖는 반면, 도 5o에 도시한 바와 같은 코팅 구조물의 칼라 베이스 Bo는 투명성을 갖지 않아 대부분의 입사광이 흡수된다. 도 5n 및 도 5o에 도시한 바와 같은 코팅 구조물은 도 5k 및 도 5l에 도시한 바와 동일한 방식으로 복잡한 광로를 형성한다.

광로를 도 5m에 도시한 바와 같은 코팅 구조물에 관련하여 설명할 것이다. 몇몇 광로가 브릴리언트 부재 (10)과 관련되어 형성된다. 코팅층 (20)에 분산된 브릴리언트 부재 (10)에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼 L1의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색 Ci1, 및 브릴리언트 부재 (10)을 통해 투과한 스펙트럼 L1과 제1 칼라 베이스 B와의 작용에 의해 발생된 제1 물체색 Cb1이 나타난다. 다른 광 또는 스펙트럼은 투과광 Ct1로서 코팅 구조물에서 방출된다.

반면, 몇몇 광로가 브릴리언트 부재 (10)과 무관하게 형성된다. 스펙트럼 L1과 칼라 베이스 B와의 직접 작용에 의해 발생된 제2 물체색 Cb2가 나타난다. 다른 광 또는 스펙트럼은 투과광 Ct2로서 코팅 구조물에서 방출된다. 투과광 Ct1, Ct2의 기여로 인해, 코팅 구조물을 스펙트럼 L1 측에서 보는지 아닌지에 따라 색상이 변화한다.

도 5n에 도시한 코팅 구조물의 광로는 도 1a에 도시한 코팅 구조물의 광로에 상응한다.

본 발명의 코팅 구조물을 실시예 1 내지 13과 비교예 1 내지 3을 참조하여 구체적으로 설명할 것이다.

<실시예 1>

도 4a 및 5a를 참고하여, 제1 중합체 (11)로서 굴절률 1.63의 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN) 및 제2 중합체 (12)로서 굴절률 1.53의 나일론 6을 사용하여, 각각 30층의 중합체들 (11,12)의 교대 적층체를 형성하고, 그 주위를 PEN의 클래드 (13)으로 둘러쌌다. 따라서, 제1 중합체 (11)의 두께 da가 0.072 ㎛이고, 제2 중합체 (12)의 두께 db가 0.077 ㎛인, 도 4a에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재 (10)를 얻었다. 브릴리언트 부재 (10)의 치수 비는 중합체들 (11,12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 15 내지 20이 되도록 정했다.

브릴리언트 부재 (10)을 니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.(Nippon Bee Chemical, Co., Ltd.)의 "R-241 Base"라는 상품명으로 알려진 2액체 아크릴-우레탄베이스 도료 중에 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 혼합하여, 도료를 제조하였다. 이렇게 제조한 도료를 니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.의 "T-801 Thinner"라는 상품명으로 알려진 아크릴-우레탄 시너로 포드(Ford) 컵 #4를 기준으로 약 11-12 sec.의 점도를 갖도록 희석하였다. 희석시킨 도료를 이소프로필 알코올로 세정한 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS) 수지의 플레이트 상에 15-20 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 코팅층 (20)을 형성하여, 도 5a에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 2>

도 5b를 참고하여, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 제조된 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 ABS 수지 플레이트 상에 도포하여 코팅층 (20)을 얻었다. 니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.의 "R-246 Clear"라는 상품명으로 알려진 아크릴-우레탄 클리어 도료를 아크릴-우레탄 시너로 포드 컵 #4를 기준으로 약 12-13 sec.의 점도를 갖도록 희석하였다. 희석시킨 클리어 도료를 코팅층 (20) 상에 웨트-온-웨트 (wet-on-wet) 방식으로 30-35 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 코팅층 (20) 상에 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5b에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 3>

도 5c를 참고하여, 실시예 1에서와 동일한 방식으로, 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 제1 코팅층 (20)을 칼라 베이스 B로서 사용된 ABS 수지 플레이트 상에 형성하였다. 이어서, 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 하기 위해, 브릴리언트 부재들 (10')을 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중에 혼합하였다. 브릴리언트 부재 (10')는 제1 코팅층 (20)에 포함된 브릴리언트 부재 (10)와 동일한 방식으로, 단, 브릴리언트 부재 (10)보다 길이 L이 더 크도록, 즉, 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 25 내지 35가 되도록 형성하였다. 도료를 아크릴-우레탄 시너로 포드 컵 #4를 기준으로 약 11-12 sec.의 점도를 갖도록 희석하고, 제1 코팅층 (20) 상에 15-20 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 제2 코팅층을 형성하여, 도 5c에 도시한 바와 같은 길이가 상이한 브릴리언트 부재들 (10,10')을 포함하는 2개의 코팅층들 (20,21)을 포함하는 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 4>

도 5d를 참고하여, 실시예 3에서와 동일한 방식으로, 제2 코팅층 (21)을 제1 코팅층 (20) 상에 형성하였다. 이어서, 실시예 2의 아크릴-우레탄 클리어 도료를 제2 코팅층 (21) 상에 웨트-온-웨트 방식으로 30-35 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 코팅층들 (20,21) 상에 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5d에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 5>

도 5e를 참고하여, 실시예 2에서와 동일한 방식으로, 짧은 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 제1 코팅층 (20) 및 클리어 코팅층 (22)를 칼라 베이스 B로서 사용된 ABS 수지 플레이트 상에 형성하였다. 이어서, 실시예 3의 긴 브릴리언트 부재들 (10')을 포함하는 도료를 클리어 코팅층 (22) 상에 15-20 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 도 5e에 도시한 바와 같이 코팅층들 (20,21) 사이에 개재된 클리어 코팅층 (22)를 포함하는 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 6>

도 5f를 참고하여, 실시예 5에서와 동일한 방식으로, 짧은 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 제1 코팅층 (20) 및 클리어 코팅층 (22)를 칼라 베이스 B로서 사용된 ABS 수지 플레이트 상에 형성하였다. 긴 브릴리언트 부재들 (10')을 포함하는 제2 코팅층 (21)을 클리어 코팅층 (22) 상에 형성하였다. 그리고, 실시예 2의 아크릴-우레탄 클리어 도료를 제2 코팅층 (21) 상에 웨트-온-웨트 방식으로 30-35 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 제2 코팅층 (21) 상에 또다른 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5f에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 7>

실시예 1에서와 동일한 방식으로, 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 2 내지 3이고, 길이 L이 15 내지 20인 브릴리언트 부재 (10)을 사용하였다. 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중 브릴리언트 부재 (10) 및 아크릴-우레탄 시너를 혼합하여, 도료를 제조하였다. 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS-수지 플레이트 상에 도포하고, 이를 동일하게 베이킹시켜 코팅층 (20)을 형성하여, 도 5a에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 8>

실시예 1에서와 동일한 방식으로, 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 1 내지 3인 브릴리언트 부재 (10)을 사용하였다. 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중 브릴리언트 부재 (10) 및 아크릴-우레탄 시너를 혼합하여, 도료를 제조하였다. 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS-수지 플레이트 상에 도포하고, 이를 동일하게 베이킹시켜 코팅층 (20)을 형성하여, 도 5a에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 9>

실시예 1에서와 동일한 방식으로, 브릴리언트 부재 (10)을 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중에 전체 도막에 대해 1 중량%가 되도록 혼합하여, 도료를 제조하였다. 도료를 아크릴-우레탄 시너로 동일한 점도를 갖도록 희석하고, 이를 칼라 베이스 B로서 사용된 ABS-수지 상에 동일한 두께로 도포하였다. 그리고, 동일한 클리어 도료를 실시예 2에서와 동일한 방법으로 그 위에 도포하고, 이를 동일하게 베이킹시켜 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5b에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 10>

실시예 1에서와 동일한 방식으로, 브릴리언트 부재 (10)을 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중에 전체 도막에 대해 28 중량%가 되도록 혼합하여, 도료를 제조하였다. 도료를 아크릴-우레탄 시너로 동일한 점도를 갖도록 희석하고, 이를 칼라 베이스 B로서 사용된 ABS-수지 상에 동일한 두께로 도포하였다. 그리고, 동일한 클리어 도료를 실시예 2에서와 동일한 방법으로 그 위에 도포하고, 이를 동일하게 베이킹시켜 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5b에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 11>

도 4b를 참고하여, 제1 및 제2 중합체들 (11,12)로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 나일론을 사용하여, 도 4b에 도시한 바와 같은 직사각형 단면을 갖는 브릴리언트 부재 (10)을 형성하였다. 브릴리언트 부재 (10)은 반사 피크 파장 λ가 0.47 ㎛ (청색)이고, 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 10 내지 15가 되도록 정해진 치수 비를 갖는다.

브릴리언트 부재들 (10)을 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중에 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 혼합하여, 도료를 제조하였다. 도료를 아크릴-우레탄 시너로 포드 컵 #4를 기준으로 약 11-12 sec.의 점도를 갖도록 희석하였다. 희석시킨 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS 수지 플레이트 상에 15-20 ㎛ 두께로 도포하였다.

또한, 아크릴-우레탄 클리어 도료를 아크릴-우레탄 시너로 포드 컵 #4를 기준으로 약 12-13 sec.의 점도를 갖도록 희석하였다. 희석시킨 도료를 또한 상기 ABS 수지 플레이트 상에 웨트-온-웨트 방식으로 30-35 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 코팅층 (20) 상에 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5b에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 12>

도 4b를 참고하여, 제1 및 제2 중합체들 (11,12)로서 PET 및 나일론을 사용하여, 도 4b에 도시한 바와 같은 직사각형 단면을 갖는 브릴리언트 부재 (10)을 형성하였다. 브릴리언트 부재 (10)은 반사 피크 파장 λ가 0.52 ㎛ (녹색)이고, 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 10 내지 15가 되도록 정해진 치수 비를 갖는다.

실시예 11에서와 동일한 방식으로 코팅을 수행하여, 도 5b에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<실시예 13>

도 4b를 참고하여, 제1 및 제2 중합체들 (11,12)로서 PET 및 나일론을 사용하여, 각각 도 4b에 도시한 바와 같은 직사각형 단면을 갖는 브릴리언트 부재들 (10,10')을 형성하였다. 브릴리언트 부재들 (10,10')은 각각 반사 피크 파장 λ가 0.52 ㎛ (녹색)이고, 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5가 되도록 정해진 치수 비를 갖는다. 그러나, 브릴리언트 부재들 (10,10')은 길이 L에 대해 상이한 치수 비를 가지며, 즉, 두 부재들의 길이 L은 각각 10 내지 15, 및 25 내지 30이다.

실시예 11에서와 동일한 방식으로, 짧은 브릴리언트 부재들 (10)을 포함하는 제1 코팅층 (20)을 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS 수지 플레이트 상에 형성하고, 그 위에 클리어 코팅층 (22)를 형성하였다. 또한, 긴 브릴리언트 부재들 (10')을 포함하는 제2 코팅층 (21)을 클리어 코팅층 (22) 상에 형성하였다.

이어서, 아크릴-우레탄 클리어 도료를 제2 코팅층 (21) 상에 웨트-온-웨트 방식으로 30-35 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 제2 코팅층 (21) 상에 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5f에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

<비교예 1>

니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.의 "R-241MB BAR2 Base"라는 상품명으로 알려진 일체의 적색 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료를 아크릴-우레탄으로 포드 컵 #4를 기준으로 약 11-12 sec.의 점도를 갖도록 희석하였다. 희석시킨 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS 수지 플레이트 상에 15-20 ㎛ 두께로 도포하여, 브릴리언트 부재를 포함하지 않는 보통의 일체색 도막을 형성하였다. 그리고, 실시예 2에 사용된 것과 동일한 클리어 도료를 웨트-온-웨트 방식으로 그 위에 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5b에 도시한 바와 유사한 코팅 구조물을 얻었다.

<비교예 2>

니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.의 "R-241 BKL0 Base"라는 상품명으로 알려진 금속 은 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료를 아크릴-우레탄으로 동일한 점도를 갖도록 희석하였다. 비교예 1에서와 동일한 방식으로, 희석시킨 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS 수지 플레이트 상에 도포하여, 브릴리언트 부재를 포함되지 않는 보통의 금속색 도막을 형성하였다. 그리고, 동일한 클리어 도료를 그 위에 도포하고, 이를 동일하게 베이킹시켜 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5b에 도시한 바와 유사한 코팅 구조물을 얻었다.

<비교예 3>

니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.의 "R-248 BQR2 Base"라는 상품명으로 알려진 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 및 니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.의 "R-241MB BQR2 Mica Base"라는 상품명으로 알려진 진주백색 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료를 아크릴-우레탄 시너로 동일한 점도를 갖도록 희석하였다. 비교예 1에서와 동일한 방식으로, 희석시킨 혼합물을 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS 수지 플레이트 상에 도포하여, 브릴리언트 부재를 포함하지 않는 보통의 진주색 도막을 형성하였다. 그리고, 동일한 클리어 도료를 그 위에 도포하고, 이를 동일하게 베이킹시켜 클리어 코팅층 (22)를 형성하여, 도 5b에 도시한 바와 유사한 코팅 구조물을 얻었다.

도 8을 참고하면, 실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 3의 코팅 구조물들을 다음 항목에 대해 평가하였다. 평가 결과는 도 8의 표에 나타냈다.

1) 색 변화

무라카미 칼라 리써치 래보래토리(MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY)의 GCMS-4 타입의 변각 비색계를 사용하여, 빛이 샘플의 표면에 대해 0°각도 또는 수직으로 그 위에 입사하도록 고정시켰다. +15° 및 +60°각도로 작용하는 빛의 스펙트럼 반사를 390-730 ㎚ 파장 범위에서 10 ㎚ 피치로 측정하였다. 색을 XYZ 값을 기준으로 평가하였다.

2) 도막의 부착성

도막을 형성한 후 50℃ 온도와 95% 상대 습도의 환경에서 240시간 동안 부하하고, 이를 주위 온도에서 24시간 동안 방치하였다. 도막을 일본 공업 표준 규격 (JIS) K5400에 규정된 크로스컷(cross-cut) 부착 시험에 의해 평가하였다. 평가 결과는 부착 시험 후 100개의 크로스컷 조각 중 남아있는 조각의 수로 제시하였다.

3) 짙기

짙기는 동일 평면 상에 위치한 지점들을 직시할 때 두눈의 초점의 적응량에 관하여 유도된 느낌에 관련된 것이다. 본 발명에서, 짙기는 문헌[제목 "Depth Perception and Accommodation of The Human Eye", 교또에서 1989년 10월 25-27일에 개최된 5th Symposium on Human Interface에서 간행]에 소개된 방법에 의해 평가한다.

구체적으로, -10 내지 10 디옵터의 측정 범위, 0.05 디옵터의 측정 정확도, 수평 방향으로 40°및 수직 또는 상부 방향으로 25°의 전면 가시계 및 880 ㎚의 적외선 파장을 갖는 개방 전면 적외선 시력계(open front-face infrared optometer)를 사용하여, 짙기를 정상 시력을 갖는 20-30세의 5명의 남성 개인의 생리학적 반응에 기초하여 평가하였다. 개인의 시계를 가능한 일정하게 하기 위해, 관찰은 오른쪽 눈으로 100-200 룩스 배경광 하에 실시하였다. 두 지점, 즉, 도막의 표면 및 그 위에 보이는 브릴리언트 지점으로 개인들의 주위를 끌어, 각 지점을 볼 때의 안구의 적응량을 측정하였다. 두 지점에 대한 안구의 적응량을 매 측정시 연속 10-15초 동안 2 또는 3회 측정하여, 1초 동안의 적응 데이타의 평균을 얻었다. 이러한 방식으로, 각 지점에 대해 15회 측정을 수행하였다. 두 지점을 볼 때안구의 적응량 사이의 차이가 유의한지 아닌지를 "t" 또는 웰치(Welch's) 통계 시험을 기준으로 검토하였다. 그 차이가 유의하면, 짙기가 유효하거나 존재하는지를 평가하였다. 도 8의 표에서, X 표시된 칸은 짙기가 유효하지 않다는 것을 나타내고, ○ 표시된 칸은 짙기가 유효하다는 것을 나타내며, ◎ 표시된 칸은 짙기가 매우 유효하다는 것을 나타내는 것임을 주지한다.

4) 깊이

깊이는 색상 및 명도에 대해 유도되고, 특히 낮은 명도와 낮은 채도 인자에 의해 영향을 받는 느낌에 관련된 것이다. 본 발명에서, 깊이는 색의 3속성을 이루는 색상, 명도 및 채도를 변화시키면서 평가하였다. 구체적으로, 짙기의 평가와 동일한 방식으로 동일한 장치를 사용하여, 깊이를 5명의 남성 개인들에 의해 시각적으로 평가하였다. 도 8의 표에서, X 표시된 칸은 깊이가 유효하지 않다는 것을 나타내고, △ 표시된 칸은 깊이가 약간 유효하다는 것을 나타내며, ○ 표시된 칸은 깊이가 유효하다는 것을 나타내고, ◎ 표시된 칸은 깊이가 매우 유효하다는 것을 나타내는 것임을 주지한다.

5) 광택도

동일한 방식으로, 광택도를 5명의 남성 개인들에 의해 시각적으로 평가하였다. 도 8의 표에서, ○ 표시된 칸은 광택도가 유효하다는 것을 나타내고, ◎ 표시된 칸은 광택도가 매우 유효하다는 것을 나타내는 것임을 주지한다.

도 8의 표에 나타낸 결과로부터 명백한 바와 같이, 굴절률이 상이한 중합체들의 교대 적층체를 포함하고, 소정의 치수 비를 갖는 브릴리언트 부재들 (10)을포함하는 코팅층 (20)을 포함하는 코팅 구조물, 제1 코팅층 (20)과 브릴리언트 부재들 (10)보다 더 긴 브릴리언트 부재들 (10')을 포함하는 제2 코팅층 (21)을 포함하는 코팅 구조물, 및 제1 및 제2 코팅층들 (20,21)과 클리어 코팅층 (22)를 포함하는 코팅 구조물에 관한 실시예 1 내지 6에서, 각각의 코팅 구조물은 각도에 따라 청색에서 자색으로 변하는 색상, 짙기 및 깊이를 갖는 새로운 가시적 품질을 제공할 뿐만 아니라 우수한 부착성을 제공한다. 특히, 최외면에 클리어 코팅층 (22)가 형성된 실시예 2, 4, 6 및 9의 코팅 구조물들은 우수한 광택도를 가지며, 길이가 상이한 브릴리언트 부재들 (10,10')을 포함하는 2개의 코팅층들 (20,21)을 갖는 실시예 3-6 및 13의 코팅 구조물들은 매우 우수한 짙기를 갖는다는 것이 확인되었다. 교대 적층체의 표면에 평행한 측면 길이 B 및 길이 L에 대한 치수 비가 다소 작은 실시예 7-8의 코팅 구조물과 브릴리언트 부재들 (10)의 함량이 비교적 적은 실시예 9의 코팅 구조물을 살펴 보면, 이들 코팅 구조물은 목표 수준의 색상 변화, 짙기 및 깊이를 갖지만, 브릴리언트 부재들 (10)에 의해 발생된 불충분한 반사와 간섭으로 인해 다른 실시예들에 비해 다소 불량하다는 것이 확인되었다. 브릴리언트 부재들 (10)의 함량이 비교적 많은 실시예 10의 코팅 구조물을 살펴 보면, 이는 색상 변화, 짙기 및 깊이가 우수하지만, 다른 실시예들에 비해 코팅 성능과 부착성이 약간 열등하다는 것이 확인되었다.

통상적인 일체색, 금속색 및 진주색 도막을 갖는 비교예 1 내지 3의 코팅 구조물을 살펴보면, 비교예 3의 코팅 구조물은 약간의 깊이를 제공하지만, 짙기 또는 색상 변화는 제공하지 않는 것이 확인되었다.

이하, 미광 흡수층을 포함하는 본 발명의 코팅 구조물을 실시예 14 및 15를 참조하여 설명할 것이다.

<실시예 14>

도 7을 참고하여, 제1 중합체 (11)로서 굴절률 1.63의 PEN과 제2 중합체 (12)로서 굴절률 1.53의 나일론 6을 사용하여, 각각 15층의 중합체들 (11,12)의 2개의 교대 적층체들을 형성하였다. 흑색 안료 또는 카본 블랙을 포함하는 두께 2 ㎛의 나일론 6의 미광 흡수층 (31)을 2개의 교대 적층체들 사이에 개재시켰다. 전체를 PEN의 클래드 (13)으로 둘러싸서, 도 7에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재 (30)을 얻었다. 0°입사각 및 0°작용각에서 0.47 ㎛ (청색)의 목표 피크 파장을 얻기 위해, 제1 및 제2 중합체들 (11,12)의 두께를 0.072 ㎛ 및 0.077 ㎛로 정하고, 클래드 (13)의 두께를 2 ㎛로 정하였다. 또한, 브릴리언트 부재들 (30)의 치수 비는 중합체들 (11,12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이 L이 15 내지 20이 되도록 정하였다.

브릴리언트 부재들 (30)을 니폰 비이 케미칼, 코., 엘티디.의 "R-241MB Base"라는 상품명으로 알려진 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중에 전체 도막에 대해 10 중량%가 되도록 혼합하여, 도료를 제조하였다. 도료를 아크릴-우레탄 시너로 포드 컵 #4를 기준으로 약 11-12 sec.의 점도를 갖도록 희석하였다. 희석시킨 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS 수지 플레이트 상에 형성된 적색 안료 또는 적색 산화물 층 상에 15-20 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 코팅층 (20)을 형성하여, 도 5a에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

도 2를 참고하여 코팅 구조물에서, 백색 입사광 L1은 브릴리언트 부재 (30)의 상부 교대 적층체로 인해 청색 간섭색 Ci를 나타낸다. 상부 교대 적층체를 통해 투과된 빛은 미광 흡수층(31)에 의해 모두 흡수된다. 브릴리언트 부재 (30)에 부딪치지 않고 칼라 베이스 B 상에 직접 입사된 백색광 L1은 칼라 베이스 B에 포함된 적색 산화물로 인해 적색 또는 물체색 Cb1을 나타낸다. 따라서, 적색 물체색 Cb1 중 점 형태의 청색 간섭색 Ci가 인지된다.

미광 흡수층 (31)로 카본 블랙의 첨가량을 감소시키면 황색 투과광을 나타내고, 이는 칼라 베이스 B에 부딪쳐서 적색 산화물의 적색을 더욱 선명하게 한다.

<실시예 15>

도 7을 참고하여, 실시예 14에서와 동일한 수지들을 사용하여, 각각 15층의 중합체들 (11,12)의 2개의 교대 적층체를 형성하였다. 녹색 안료 또는 산화크롬을 함유하는 2 ㎛ 두께의 나일론 6의 미광 흡수층 (41)을 2개의 교대 적층체들 사이에 개재시켰다. 전체를 PEN의 클래드 (13)으로 둘러싸서, 도 7에 도시한 바와 같은 브릴리언트 부재 (40)을 얻었다. 0°입사각 및 0°작용각에서 0.47 ㎛ (청색)의 동일한 목표 피크 파장을 얻기 위해, 제1 및 제2 중합체들 (11,12)의 두께를 0.072 ㎛ 및 0.077 ㎛로 정하고, 클래드 (13)의 두께를 2 ㎛로 정하였다. 또한, 브릴리언트 부재 (40)의 치수 비는 중합체들 (11,12)의 교대 적층체의 표면에 수직인 측면의 길이 A를 1로 가정하면, 표면에 평행한 측면의 길이 B가 4 내지 5이고, 길이L이 15 내지 20이 되도록 정하였다.

실시예 14와 동일한 방식으로, 브릴리언트 부재들 (40)을 2액체 아크릴-우레탄 베이스 도료 중에 혼합하여 도료를 제조하고, 이를 아크릴-우레탄 시너로 희석하였다. 희석시킨 도료를 칼라 베이스 B로서 사용된 흑색 ABS 수지 플레이트 상에 형성된 녹색 안료 또는 산화크롬층 상에 15-20 ㎛ 두께로 도포하고, 이를 80℃에서 20분간 베이킹시켜 코팅층 (20)을 형성하여, 도 5a에 도시한 바와 같은 코팅 구조물을 얻었다.

도 3을 참고하여 코팅 구조물에서, 백색 입사광 L1은 브릴리언트 부재 (40)의 교대 적층체로 인해 청색 간섭색 Ci를 나타낸다. 브릴리언트 부재 (40)의 미광 흡수층 (41)을 통해 투과된 빛 L3은 황색을 나타내고, 이는 칼라 베이스 B에 부딪쳐서 산화크롬의 색을 녹색에서 황록색 (물체색 Cb3)으로 변화시킨다. 브릴리언트 부재 (40)에 부딪치지 않고 칼라 베이스 B 상에 직접 입사된 백색광 L1은 칼라 베이스 B에 함유된 산화크롬으로 인해 녹색 또는 물체색 Cb1을 나타낸다. 따라서, 녹색 물체색 Cb1 중 점 형태의 청색 간섭색 Ci와 황록색 물체색 Cb3이 인지된다.

1998년 12월 10일에 출원된 일본 특허 출원 P10-350985호와 문헌[제목 "Depth Perception and Accommodation of The Human Eye", 교또에서 1989년 10월 25-27일에 개최된 5th Symposium on Human Interface에서 간행]의 전체 내용은 본원에 참고로 인용한다.

본 발명이 특정 실시태양을 참고로 상기 설명되었지만, 본 발명은 상기한 실시태양에 제한되지 않는다. 당업계의 숙련인은 상기 교시내용에 비추어 상기한 실시태양을 변형하고 변화시킬 것이다.

본 발명의 코팅 구조물은 고광택도, 각도에 따라 변하는 색상, 짙기 및 깊이를 갖는 가시적 품질 뿐만 아니라, 종래의 기술과는 상이한 새로운 의장 및 장식 품질을 제공할 수 있다.

Claims (15)

1. 칼라 베이스(color base);

   상기 칼라 베이스 상에 배치된 제1 코팅층; 및

   상기 제1 코팅층에 포함된 투명 브릴리언트(brilliant) 부재 (각각의 브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 투과광을 조절한다)를 포함하여, 적어도 상기 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원(source) 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 직접 작용에 의해 발생된 제1 물체색, 및 상기 브릴리언트 부재들을 통해 투과한 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색 (이들 색의 혼합은 각도에 따라 변하는 색상을 제공한다)을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 코팅 구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 코팅층 상에 배치된, 투명층인 제2 코팅층을 추가로 포함하는 코팅 구조물.
3. 제2항에 있어서, 상기 브릴리언트 부재들은 상기 제1 코팅층에 분산되고, 또한 상기 스펙트럼을 상기 칼라 베이스로 직접 입사시켜서 상기 칼라 베이스에 의해 반사된 상기 스펙트럼을 직접 방출시킬 수 있도록 이격되어 있는 코팅 구조물.
4. 제3항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재의 상기 교대 적층체는 무채색 및 유채색 착색제 중 하나를 포함하는 층을 포함하는 코팅 구조물.
5. 제4항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재는 그 주위에 배열된 클래드 (clad)를 포함하고, 이 클래드는 상기 2가지 중합체 중 하나, 상기 2가지 중합체 이외의 다른 중합체 및 상기 중합체들의 혼합물로 형성되는 코팅 구조물.
6. 제5항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재는 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 250.0인 코팅 구조물.
7. 제6항에 있어서, 각각의 코팅층이 0.1 내지 30.0 중량%의 브릴리언트 부재를 포함하는 코팅 구조물.
8. 칼라 베이스;

   상기 칼라 베이스 상에 배치된 제1층 및 제2층 (이 때, 제1층은 상기 칼라 베이스에 인접하게 위치한다); 및

   상기 제1층 및 제2층에 포함된 제1 및 제2 투명 브릴리언트 부재들 (각각의브릴리언트 부재는 굴절률이 상이한 2종 이상의 중합체의 교대 적층체를 포함하고, 또한 상기 교대 적층체에 의해 형성된 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭광과 이 간섭광 이외의 투과광을 조절하며, 상기 제2 브릴리언트 부재는 제1 브릴리언트 부재보다 길이가 더 길다)를 포함하며, 적어도 상기 제1 및 제2 브릴리언트 부재들에 의해 형성된 입사 광원 스펙트럼의 반사와 간섭으로부터 발생된 간섭색, 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 직접 작용에 의해 발생된 제1 물체색, 및 상기 제1 및 제2 브릴리언트 부재들을 통해 투과한 상기 스펙트럼과 상기 칼라 베이스와의 작용에 의해 발생된 제2 물체색 (이들 색의 혼합은 각도에 따라 변하는 색상을 제공한다)을 발생시키기 위한 발색 메카니즘을 갖춘 코팅 구조물.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2층 상에 배치된, 투명층인 제3층을 추가로 포함하는 코팅 구조물.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1층과 제2층 사이에 개재된, 투명층인 제4층을 추가로 포함하는 코팅 구조물.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 브릴리언트 부재는 상기 제1층과 제2층에 분산되고, 또한 상기 스펙트럼을 상기 칼라 베이스로 직접 입사시켜서 상기 칼라 베이스에 의해 반사된 상기 스펙트럼을 직접 방출시킬 수 있도록 이격되어 있는 코팅 구조물.
12. 제11항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재의 상기 교대 적층체는 무채색 및 유채색 착색제 중 하나를 포함하는 층을 포함하는 코팅 구조물.
13. 제12항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재는 그 주위에 배열된 클래드를 포함하고, 이 클래드는 상기 2가지 중합체 중 하나, 상기 2가지 중합체 이외의 다른 중합체 및 상기 중합체들의 혼합물로 형성되는 코팅 구조물.
14. 제13항에 있어서, 각각의 브릴리언트 부재는 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 250.0인 코팅 구조물.
15. 제14항에 있어서, 각각의 코팅층이 0.1 내지 30.0 중량%의 브릴리언트 부재를 포함하는 코팅 구조물.