KR20010074843A - 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학가변성 안료, 이것을 포함하는 코팅 조성물, 이것의 제조방법 및 코팅 조성물로 코팅된 기판 - Google Patents

2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학가변성 안료, 이것을 포함하는 코팅 조성물, 이것의 제조방법 및 코팅 조성물로 코팅된 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임의 공지된 디자인의 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 하는 광학 가변성 안료(10)에 관한 것이다. 상기 안료에는 물리적 증기 증착법에 의해 알루미늄 합금(11)으로 제조된 완전 반사층을 도입하였다. 이 안료는 임의 종류의 코팅 조성물 또는 인쇄 잉크에서, 그리고 특히 물이 존재하는 경우에 우수한 색도 및 내부식성을 나타낸다.

Description

2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학 가변성 안료, 이것을 포함하는 코팅 조성물, 이것의 제조 방법 및 코팅 조성물로 코팅된 기판{OPTICALLY VARIABLE PIGMENTS PROVIDING A COLOUR SHIFT BETWEEN TWO DISTINCT COLOURS, COATING COMPOSITION COMPRISING THE SAME, METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND SUBSTRATE COATED WITH THE COATING COMPOSITION}
색상 전이는 관찰 각도에 따라 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 하는 광학 가변성 안료들은 공지되어 있다. 본 명세서에서 사용된 "광학 가변성"이란 표현은 이러한 형태의 광학적 특성을 나타내는 것이다. 이들 안료의 제조, 용도 및 특징은 여러 문헌 및 특허[예컨대, L. Schmidt, N. Mronga, W. Radtke, O. Seeger, "Lustre pigments with optically variable properties",European Coatings Journal,7∼8/1997, 미국 특허 제4,434,010, 미국 특허 제5,059,245호, 미국 특허 제5,084,351호, 미국 특허 제5,135,812호, 미국 특허 제5,171,363호, 미국 특허 제5,571,624호, 유럽 특허 제0341002호, 유럽 특허 제0736073호, 유럽 특허 제668329호 및 유럽 특허 제0741170호]에 기술되어 있다.
본 발명은 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학 가변성 안료, 이 안료의 제조 방법, 이와 같은 안료를 포함하는 광학 가변성 코팅 조성물 및 청구 범위의 독립항들의 안료를 포함하는 증인(證印)의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 제1 제조 방법에 따라 제조된, 관찰 각도에 따라 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 하는 내부식성 광학 가변성 안료의 단면도이다.
도 2는 제2 제조 방법에 따라 제조된 내부식성 광학 가변성 안료의 대안적 구조물의 단면도를 도시한다.
도 1의 광학 가변성 안료(10)는 층들의 평면(P)에 수직인 불규칙하게 깨진 가장자리(11)를 갖는다. 이것은 대칭성 다층 박필름 적층물로 이루어져 있는데, 2개의 외부 층(12)은 크롬으로 제조되고 두께가 20 nm인 반투명성 부분 반사층이다. 그 다음 층(13)은 두께가 300 nm인 유전 재료 MgF2이다. 중심의 불투명층(11)은 알루미늄 합금으로 형성되고 완전 반사한다. 이 층은 두께가 60 nm이다. 상기 합금은 규소 약 11.7 중량% 및 알루미늄 88.3 중량%를 함유하는 알루미늄-규소 공융 혼합물이다. 다층 적층물의 모든 층들은 물리적 증기 증착법에 의해 증착된다. 상기 안료는 추가의 보호성 투명층으로 코팅될 수 있다.
도 2는 광학 가변성 안료(14)의 대안적 구조물을 보여준다. 물리적 증기 증착 후, 분쇄 공정에 의해 AlMg3(Mg 3.5%, Mn 0.5%, Al 96%)로 제조된 알루미늄 합금 소판(15)은 두께가 400 nm인 MgF2의 유전층(17)으로 전면 코팅된다. 반투명성 부분 반사층(16)을 유전층(17)의 상층부에 증착시킴으로써, 이 층은 유전층(17) 전부에서 밀착 박필름을 형성한다. 유전층(17) 및 반투명성 부분 반사층(16)은 화학적 증기 증착에 의해 증착된다.
관찰 각도에 따라 색상 전이를 하는 광학 가변성 안료는 다른 광학적 특성을 갖는 중첩된 박필름 층들의 적층물에 의거한다. 특히, 이와 같은 박필름 구조의 색조, 색상 전이량 및 색도는 상기 층들을 구성하는 재료, 층의 서열과 층의 수, 층 두께 및 제조 방법에 따라 좌우된다.
일반적으로, 광학 가변성 안료는 불투명성 완전 반사층, 상기 불투명성 완전 반사층 위에 배치되는 저굴절율 재료(예컨대, 굴절율이 1.65 이하)의 유전층 및 상기 유전층 위에 적용되는 반투명성 부분 반사층을 포함한다.
유전층과 반투명성 부분 반사층의 조합물은 반복적으로 적용될 수 있는 서열로서 간주될 수 있다.
본 명세서에서, "불투명성 완전 반사성", "불투명성 부분 반사성", "반투명성" 및 "투명성"이란 용어들은 전자기 스펙트럼의 가시 영역, 즉 약 400 nm 내지 700 nm의 전자기 복사선에 관한 것이다.
반투명성 부분 반사층은 금속(알루미늄, 크롬) 또는 고굴절율 재료(예컨대, 특정 금속-산화물 또는 금속-황화물(MoS2, Fe2O3등))로 제조될 수 있다. 유전층으로 바람직한 물질은 SiO2및 MgF2이다. 주로, 반투명성 부분 반사층의 두께는 5 nm 내지 25 nm이지만, 유전층의 두께는 목적하는 색상에 따라 좌우된다. 전형적으로, 유전층의 두께는 200 nm 내지 500 nm 범위내에 있다. 불투명성 완전 반사층은 알루미늄이 바람직하다. 금, 구리, 은 및 코발트-니켈 합금은 불투명성 완전 반사층의 대체 재료로서 제안되어 왔다. 일반적으로, 불투명도는 층 두께의 함수이다. 알루미늄은 약 35∼40 nm 두께에서 불투명하다. 그러므로, 완전 반사 알루미늄 층의 전형적인 두께 범위는 50∼150 nm이다.
다른 많은 방법들로 광학 가변성 안료를 제조할 수 있는데, 이 중 두 방법이 매우 중요하다. 이들 중 제1 방법에서는 광학 가변성 박필름 구조의 연속 시트를 제조하여 안료로 분쇄하며, 제2 방법에서는 광학 가변성 박필름 구조물로 적당한 전구체 입자(예, 알루미늄 박편)를 코팅한다.
제1 형태의 제조 방법에서, 다양한 층들이 물리적 증기 증착 방법에 의해 서로의 상층부에 연속적으로 배치되어서, 가요성 담체에 다층 박필름 적층물의 연속 시트를 형성한다. 상기 담체로는 PET 판 또는 유사한 중합체 호일이 바람직하다.
그렇게 얻은 다층 박필름 구조는 제1 면과 제2 면을 갖는 불투명성 완전 반사층, 상기 불투명성 완전 반사층 위에 배치된 유전층 및 상기 유전층 위에 적용되는 반투명성 부분 반사층을 포함한다. 유전층/부분 반사층의 서열은 불투명성 완전 반사층의 한면 또는 이것의 양면에 존재할 수 있다. 양면에 존재하는 경우, 양면의 광학 성질이 동일한 것으로 가정하면 대칭성 다층 적층물, 예컨대 대칭 구조물인 광학 가변성 안료가 될 수 있다. 최종 안료를 얻기 위해, 그렇게 얻은 다층 박필름 시트를 탈착시켜서, 공지된 분쇄 방법에 의해 목적하는 안료 크기로 분쇄한다.
박필름 제조에 사용되는 임의의 적당한 물리적 증기 증착(PVD) 기술을 이러한 형태의 광학 가변성 안료 제조에 적용할 수 있다. 이러한 기술은 문헌 [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5판, Verlag Chemie, Weinheim, 독일, Volume A VI, 67ff 페이지, 및 Milton Ohring, "The Materials Science of Thin Films", Academic Press Inc., 1992]에 기술되어 있으며, 이들은 본래 고진공 조건하에서 발생된다.
물리적 증기 증착에 의해 중첩된 층들을 제조한 경우, 평행 반사 전자기 복사선을 조사시킨 결과, 안료의 고색도를 가능하게 하는 매끄럽고, 실질적으로 편평한 평행층들이 된다.
또한, 상기 제조 공정 동안 산소 부재로 인해, 상기 금속 표면에 산화물 층이 형성되지 않는다. 이것은 산소 존재시 많은 금속 표면이 공격을 받아서 노출면에 얇은 산화물 층이 자연히 형성되기 때문에 중요하다. 그러나, 이미 형성된 얇은 산화물 층은 불투명성 완전 반사층을 구성하는 금속 층들의 반사성을 교란할 수 있다.
다층 박필름 시트를 소정 크기의 안료 입자로 분쇄하면 불규칙하게 깨진 가장자리를 갖는 실질적으로 납작한 안료(예, 박편)가 된다. 적층물을 형성하는 층들의 수평면에 수직인 이들 가장자리에서, 불투명성 완전 반사 중심 층은 중첩된 유전층에 의해 더 이상 보호되지 않는다. 또한, 분쇄 과정 동안 안료에 가해지는 기계적 응력은 상기 유전층에 가늘고 짧은 금을 만들 수 있다. 그 결과, 적당한 화학 시약과 접촉하자 마자 다층 적층물의 내부 층들의 부식은 여러 부분에서 발생할 수 있다. 이와 같은 시약은 예를 들면, 인쇄 잉크 제형 (수지, 용매 등)에서와같이 어디에든 존재하거나, 또는 인쇄된 잉크에 작용하는 주위 환경(땀, 세탁물 등)에서 단순히 생겨난다.
본 발명의 문맥상, 용어 "부식"이란 금속 재료에 가측성 변화를 주거나 또는 상기 전체계의 금속 표면 또는 금속 층의 기능을 저하시키는 주위 환경과 금속 재료의 반응을 나타내는 것이다. 이러한 정의는 DIN 50900 Tl.1(1982년 4월), Tl.2(1984년 1월) 및 Tl.3(1985년 9월)에 따른 것이다.
광학 가변성 안료에 대해서, 상기 층들 중 몇 개의 층을 구성하는 금속의 부식은 그 안료의 광학 성질에 가측성 변화를 준다. 그러한 변화는 색도 약화에서 상기 안료의 색상 성질 완전 저하(탈색)로 진행될 수 있다. 부식에 의한 부작용은 실질적으로 관측되는 광학적 변화의 원인이 될 수 있다.
중요한 스펙트럼 전영역에 걸쳐서 약 99%의 반사성을 갖는 알루미늄을 선택하는 것은 광학적 견지에서 매우 이상적이다.
그러나, 알루미늄의 부식은 일반적으로 물, 산 또는 염기, 및 강한 착물 형성제와 함께, 또는 단순히 산소 존재하에서 발생한다. 이것은 수소에 대해 -1.70 V의 표준 전위를 갖는 알루미늄의 강한 전기 양성적 특성에 기인한다. 따라서, 물 또는 산소와 접촉시, 알루미늄은 자연히 또 다른 공격에서 하부 금속을 철저히 보호하는 매우 얇은 알루미늄 산화물 층을 형성한다. 따라서, 공기 또는 물에서 깨끗한 알루미늄 표면의 부식은 즉시 자체 중단된다. 그러나, 알루미늄 산화물의 이러한 보호층을 용해시킬 수 있는 임의의 화학 시약은 보호층이 제거되기만 하면 하부 금속을 계속해서 부식시킬 것이다. 이것은 산(용해성 Al3+염 형성),수산화물([Al(OH)4]-음이온 형성), 및 (용해성 착물 형태로) Al3+이온을 고정하는 유기 착물 형성제(EDTA, NTA 등)와 반응하는 경우이다. 또한, 수은 염은 알루미늄의 보호층을 파괴하는 성질을 가지므로 재빨리 부식을 유도한다.
그러므로, 상기 광학 가변성 안료의 다층 구조내 반사층은 전술한 화학 시약의 존재하에서 재빨리 파괴될 것이 분명하다. 또한, 알루미늄의 부식은 수소 개스를 생성하게 되는데, 이것은 상기 안료를 부풀려서 결국 안료를 파열시킨다.
알루미늄의 대체품으로 덜 부식성인 다른 금속을 제안하였지만, 예를 들면 반사성에서 상당한 트레이드오프(trade-off)와 같이 다른 심각한 결점을 보여준다. 은은 여전히 비교적 우수한 반사성(400 nm 내지 700 nm 사이의 입사광의 약 99%)을 가지고 물에 의해 부식되지 않는다. 그러나, 모든 종류의 황 화합물과 반응하여 흑색의 Ag2S를 형성하는 성향으로 유명하고, 황 화합물은 주위 환경에 편재한다. 따라서, 은을 기제로 한 광학 가변성 안료는 시간에 따라 성능이 저하되는 경향이 있다.
다소 비부식성 금속인 금(O2/Cl-또는 O2/CN-의 존재 조건은 제외)은 가시 영역에 감소된 스펙트럼 범위(500 nm 내지 700 nm)를 가지며, 또한 너무 비싸다.
니켈 및 코발트-니켈 합금은 실질적으로 내부식성이지만, 비교적 작은 반사성, 즉 가시 스펙트럼 영역에 단지 약 50%를 갖는데, 이것으로 인해 광학 가변성 안료의 색도가 감소된다.
화학 반응성 때문에, 제1 방법에 의해 제조되는, 알루미늄을 불투명성 완전 반사층으로서 포함하는 광학 가변성 안료는 코팅 조성물 또는 인쇄 잉크에서 불안정하다. 주위 매질에 존재하는 금속과 부식성 성분들 사이의 반응은 깨진 가장자리에 또는 커버층의 결함 부분에 비보호된 금속 표면에서 시작한다. 가늘고 짧은 금으로 들어가는 공격 성분에 의해 상기 금속 층 도처에서 부식이 진행된다.
제2 형태의 제조 방법에서는 다른 디자인의 광학 가변성 안료가 얻어진다. 상기 방법은 1개 이상의 유전층 및 1개 이상의 반투명성 부분 반사층으로 골고루 코팅된 시판중인 조립된 완전 반사 소판(小版)을 제공함으로써 실행된다. 예를 들면, 슈미트(Schmidt) 참고 문헌에 기술된 바와 같이, 이들 층은 화학적 증기 증착 방법 또는 습윤 화학 형태의 코팅 방법에 의해 증착되는 것이 바람직하다. 또한 이 방법에서, 유전층 및 부분 반사층의 서열은 반복적으로 사용될 수 있다. 이러한 형태의 안료는, 예를 들면 유럽 특허 제668329호 및 유럽 특허 제0741170호에 기술되어 있다.
제2 방법에 전구체로서 사용되는 불투명성 완전 반사 소판은 분쇄, 해머링, 롤링 등과 같은 다소 거친 기계 조작의 결과물인 적당한 임의 형태의 조각이다. 이와 같이 이들 소판은 광학적으로 편평한 표면을 나타내지 않는다.
이러한 처리 결과 때문에 확산 반사성은 상당량 존재하는데, 즉 입사 방사선은 전방향으로 반사된다. 따라서, 상기 안료의 색도는 낮다. 알루미늄으로 제조된 바람직한 전구체 재료 소판이 개시되어 있으며, 강철, 구리, 구리 합금 및 알루미늄 합금이 또한 적합하다.
이 제2 방법에서 유전층 및 반투명성 부분 반사층의 추후 증착은 화학적 증기 증착 또는 습윤 화학 형태의 반응에 의해 이루어지기 때문에, 상기 소판들은 부식 및 특히, 물과의 반응에 대해 표면 안정화되어야 한다. 이미 기술한 바와 같이, 추가의 보호 코팅물 및/또는 표면 안정화 층은 반사성을 약화시키므로 색도에 나쁜 영향을 미친다.
그러나, 화학적 증기 증착 또는 습윤 화학 형태의 반응에 의해 제조된 광학 가변성 안료의 장점은 중심의 불투명성 완전 반사 소판이 추후의 유전층 및 또 다른 층들에 의해 완전히 둘러싸여서 보호된다는 것이다. 따라서, 공격성 매질에서의 부식은 제1 방법에 의해 제조된 시트형 광학 가변성 안료의 경우처럼 덜 일어날 것 같다. 그러나, 이러한 형태의 안료의 부식은 덜 발생할 것 같지만, 그럼에도 불구하고 이러한 코팅물이 깨지거나 또는 갈라질 조건이 있는데, 특히 열을 사용하는 경우이다. 알루미늄 금속은 그 주위에 사용되는 코팅 재료들 보다 훨씬 더 높은 열팽창 계수를 갖는데, 이것을 가열하면 코팅물에 가늘고 짧은 금이 만들어질 것이다. 결국, 고온성 공업 세탁은 완전하게 코팅된 알루미늄 입자조차 공격할 수 있을 것이다. 부식이 자유롭게 계속 진행하는 경우, 수소 개스가 방출되어서 결국에는 입자들이 조각으로 깨질 것이다.
물리적 증기 증착 방법 및 화학적 증기 증착 방법 양자의 긍정적인 특성들을 갖는 광학 가변성 안료를 제조하는 경제적으로 실용적인 두 방법의 조합법을 과거에는 이끌어내지 못했다. 물리적 증기 증착에 의해 제조되는 알루미늄 시트는 임의의 이동 또는 분쇄 조작 과정 동안, 또는 화학적 증기 증착법 또는 습윤 화학 반응의 방법에 의한 증착 과정 동안 부식된다.
그러므로 본 발명의 목적은 우수한 색도를 유지하면서 광학 가변성 안료의 내부식성을 강화시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단독 증착 기법으로서 물리적 증기 증착에 의해 제조되는 광학 가변성 안료의 내부식성을 강화시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반사성을 저하시키지 않고 불투명성 완전 반사 금속층의 내부식성을 강화시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 순수 알루미늄 금속으로 제조된 완전 반사층을 갖는 안료에 필적할 만한 색도를 갖는 내부식성 광학 가변성 안료를 제조하는 것이다.
본 발명의 목적은 광학 가변성 안료를 제조하는 데 물리적 증기 증착 기술 및 화학적 증기 증착 기술 및/또는 습윤 화학 형태의 반응을 조합하는 것이다.
다른 목적은 수성 코팅 조성물, 특히 인쇄 잉크에 도입될 수 있는 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 갖는 광학 가변성 안료를 제조하는 것이다.
각 청구항의 특징에 따라 상기 목적들을 달성한다. 특히, 물리적 증기 증착법에 의해 내부식성 알루미늄 합금으로 제조된 1개 이상의 불투명성 완전 반사층을 사용함으로써 상기 목적이 달성된다.
알루미늄 합금으로 제조되는, 물리적 증기 증착법에 의해 제조되는 내부식성 층들은 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 갖는 모든 디자인의 광학 가변성 안료에 적용될 수 있다.
알루미늄 합금은 문헌[G. Wassermann,Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4판, Verlag Chemie, Weinheim, 독일, Volume 7, 281∼292]에 기술되어 있다.
순수한 알루미늄과 비교해서, 더 높은 강도, 더 우수한 가동성, 더 낮은 용융점을 가지고, 산, 염기 및 해수 등에 대한 내부식성이 더 우수한 알루미늄 합금들이 많다.
주성분인 알루미늄 외에, 실리콘, 마그네슘, 망간, 구리, 아연, 니켈, 바나듐, 납, 안티몬, 주석, 카드뮴, 비스무트, 타타늄, 크롬, 철, 베릴륨과 같은 다른 성분들이 합금내에 존재할 수 있다. 이들 추가 성분은 단독으로 또는 각 성분의 혼합물 형태로 존재한다. 소량의 전술한 성분들로 순수한 알루미늄 금속 특성에 이미 변화를 주었다. 대부분의 경우, 추가 성분의 총 함량은 합금의 총 중량에 대해 20 중량%, 주로 10 중량%, 대부분의 경우 5 중량%를 초과하지 않는다. 극단의 내부식성을 얻기 위해, 종종 규소를 상기 합금의 총 중량에 대해 13 중량% 이하의 분량으로 알루미늄에 첨가하여 극단적인 내부식성을 얻는다. 이것은 추가 원소들이 상기 합금의 총 중량에 대해 약 20%를 초과하지 않는 한, 추가 원소들의 존재로 인해 알루미늄의 고반사성이 감소되지 않기 때문에 가능하다. 표 1에 물리적 증기 증착에 의해 광학 가변성 안료를 제조하기 위한 알루미늄 합금들의 종류가 기재되어 있다.
내부식성 광학 가변성 안료의 제조에 적합한 Al-합금의 종류
내역 합금내 주성분들의 조성, 중량% 허용 가능한 혼합물, 중량%
AlMn Mn 0,1 ∼ 1,4
Mg 0,0 ∼ 0,3
Al 나머지		 Si 0,5
Fe 0,6
Cu 0,1
Cr 0,05
Zn 0,2
Ti 0,1
기타 개별 원소 0,05
합계 0,15
AlMg3 Mg 2,6 ∼ 3,4
Mn 0,5 ∼ 1,1
Cr 0 ∼ 0,3
Al 나머지		 Si 0,4
Fe 0,4
Cu 0,05
Zn 0,2
Ti 0,1
기타 개별 원소 0,05
합계 0,15
AlMgMn Mg 1,6 ∼ 2,5
Mn 0,5 ∼ 1,1
Cr 0 ∼ 0,3
Al 나머지		 Si 0,4
Fe 0,5
Cu 0,10
Zn 0,2
Ti 0,1
기타 개별 원소 0,05
합계 0,15
E-AlMgSi 0,5 Mg 0,4 ∼ 0,8
Si 0,35∼ 0,7
Fe 0,1 ∼ 0,3
Al 나머지		 Cu 0,05
Mn 0,1
Cr 0,05
Zn 0,2
Ti 0,1
기타 개별 원소 0,05
합계
AlMgSi 0,5 Mg 0,4 ∼ 0,8
Si 0,35∼ 0,7
Al 나머지		 Fe 0,3
Cu 0,05
Mn 0,1
Cr 0,05
Zn 0,2
AlMg5
 Mg 4.5 ∼ 5.5
Mn 0.0 ∼ 0.4
Al 나머지
AlMg9Si Mg 7.0 ∼ 10.0
Si 0.0 ∼ 2.5
Mn 0.2 ∼ 0.5
Al 나머지
AlSi12 Si 11.0 ∼ 13.5
Mn 0.0 ∼ 0.4
Al 나머지
AlMgSi 1 Mg 0,6 ∼ 1,2
Si 0,75 ∼ 1,3
Mn 0,4 ∼ 1,0
Cr 0 ∼ 0,3
Al 나머지		 Fe 0,5
Cu 0,10
Zn 0,2
Ti 0,1
기타 개별 원소 0,05
합계 0,15
얻어질 박필름이 필수 조성비인 경우, 알루미늄 합금의 불투명성 완전 반사층(들)은 공지된 모든 물리적 증기 증착 기술들로 제조될 수 있다. 그러한 방법들에 대한 참고 문헌을 이미 전술하였다. 전자빔을 제공하는 에너지의 조력하에 상기 증착은 합금으로 제조된 박필름 제조에 특히 잘 적용된다. 이 경우, 합금의 용융물 또는 반용융물로부터 상기 재료를 증발시킨다. 또한, 마그네트론 스퍼터 방법이 적당하다.
2가지 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 갖는 광학 가변성 안료의 제조 방법은 물리적 증기 증착에 의해 반투명성 부분 반사층을 가요성 지지 재료에 증착시키는 후속 단계들을 포함한다. 이것은 특정 액체에서 분리 가능한 폴리에틸렌테레프탈레이트 판일 수 있다. 물리적 증기 증착에 의해 적절한 두께의 유전층을 반투명성 부분 반사층의 상층부에도 증착시킨다. 부분 반사층 및 유전층의 서열은 임의로 반복될 수 있다. 그 다음 층은 물리적 증기 증착에 의해 적용된 알루미늄 합금의 불투명성 완전 반사층이다. 광학 가변성 안료의 대칭 구조 또는 비대칭 구조물은 완전 반사층의 양면에 서열을 추가로 더 증착시킴으로써 완성될 수 있다.
증착 공정이 완료되면, 지지 재료에서 다층 박필름 구조를 탈착시켜서, 주로 불규칙한 조각으로 자연스럽게 부순다. 이들 조각은 목적하는 안료 조각을 얻기 위해 더 가공할 필요가 있다.
제2 제조 방법에서, 알루미늄 합금의 물리적 증기 증착으로 지지 재료상에 불투명성 완전 반사 시트를 제조한다. 지지 재료에서 완전 반사 시트를 탈착시킨 후, 상기 시트를 소정 크기의 안료로 분쇄한다. 평행한 제1 면과 제2 면을 갖는 매끄럽고 편평한 완전 반사 알루미늄 합금 소판을 반응 용기로 이동시켜서 화학적 증기 증착으로 후속의 유전층 및 반투명성 부분 반사층을 증착시킨다. 그렇게 얻은 광학 가변성 안료는 제1 방법으로 제조한 안료에 필적할 만한 색도를 갖는다. 그러나, 제조 비용은 훨씬 더 낮다. 상기 제2 방법에 따라 제조한 광학 가변성 안료는 순수한 알루미늄 전구체로 제조한 동일한 형태의 안료보다 더 격렬한 조건을 견디는 장점이 있다.
본 발명의 광학 가변성 안료는 임의 종류의 코팅 조성물, 인쇄 잉크 또는 임의의 다른 필름 형성 조성물로 도입될 수 있다. 그러한 조성물내의 안료 크기는 5 ㎛ 내지 100 ㎛이다. 이들 조성물은 주로 필름 형성 수지, 상기 수지를 용해, 분산 또는 희석시키는 희석제 및 첨가제(예, 증량제, 소포제, 습윤제, 가교제 등)를 포함한다.
본 발명의 광학 가변성 안료를 포함하는 코팅 조성물 또는 인쇄 잉크는 장식 목적으로 임의 종류의 기판에 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 인쇄 잉크는 위조 방지용 보안 문서에적용된다. 이러한 안료의 색상 전이는 사진 복사기에 의해 재생 불가능하기 때문에, 광학 가변성 안료로 인쇄된 증인은 문서에 보안성이 강한 성분을 제공한다. 이것은 지폐, 수표 등의 진품 여부를 확인하는 데 특히 유용하다. 특히 지폐상의 이러한 보안 모양은 열대성 습도, 증산 작용 및 경우에 따라서는 심지어 세탁의 격렬한 조건조차 견딜 수 있다는 것이 중요하다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 내부식성 광학 가변성 안료는 수성 인쇄 잉크 또는 코팅 조성물에 적용 가능하다.
코팅 조성물 또는 인쇄 잉크를 습윤층으로서 적용한 후, 상기 층은 액체의 증발 및/또는 침투, 및/또는 필름 형성 바인더(들)의 가교에 의해 건조된다.
본 발명의 광학 가변성 안료는 임의의 다른 종류의 간섭 안료 또는 비간섭 안료와 혼합되어 색상을 변화시키거나, 또는 그렇게 얻은 안료 또는 코팅물의 명도를 제어할 수 있다. 이와 같은 비간섭 안료로는 알루미늄 안료, 카본 블랙, 이산화티타늄, 투명 염료 및 비투명 염료, 투명 안료 등을 들 수 있다. 또한, 모든 종류의 광안료 및 특정 간섭 안료는 본 발명의 안료와 혼합되어 특별한 색상 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 광학 가변성 안료를 도입한 인쇄 잉크는 임의의 공지된 인쇄 기술로, 바람직하게는 실크 스크린, 오프셋, 플렉소, 활판 인쇄, 그라비어, 특히 음각 인쇄 기술로 기판에 적용될 수 있다.
다음 도면들로 본 발명을 더 기술한다:

Claims (15)

  1. 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 하는 광학 가변성 안료에, 물리적 증기 증착법에 의해 내부식성 알루미늄 합금으로 제조된 1개 이상의 불투명성 완전 반사층을 사용하는 방법.
  2. 2가지 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 하는 광학 가변성 안료로서, 상기 광학 가변성 안료는 실질적으로 평행한 제1 및 제2 평면을 갖는 다층 박필름 간섭 적층물을 포함하며, 상기 다층 적층물은 이 다층 적층물의 평행한 제1 및 제2의 평면에 실질적으로 평행이 되는 제1 및 제2의 실질적인 평면들을 갖는 불투명성 완전 반사층과, 상기 불투명성 완전 반사층의 제1 면 및 제2 면 중 한면에 증착되는 1개 이상의 서열을 포함하고, 각 서열은 굴절율이 1.65 이하인 유전층과 반투명성 부분 반사층으로 이루어지며, 상기 서열의 유전층은, 물리적 증기 증착법에 의해 내부식성 알루미늄 합금으로 제조되는 것이 특징인 상기 완전 반사층에 먼저 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 가변성 안료.
  3. 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 하는 광학 가변성 안료로서, 상기 광학 가변성 안료는 물리적 증기 증착법에 의해 내부식성 알루미늄 합금으로 제조된 불투명성 완전 반사층을 포함하는 다층 박필름 간섭 적층물을 포함하며, 상기 불투명성 완전 반사층은 굴절율이 1.65 이하인 유전층과 반투명성 부분 반사층으로 이루어진 1개 이상의 반복 구조물 전면에 배치되며, 상기 유전층이 상기 완전 반사층에 먼저 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 가변성 안료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄 외에 규소, 마그네슘, 망간, 구리, 아연, 니켈, 바나듐, 납, 안티몬, 주석, 카드뮴, 비스무트, 티타늄, 크롬, 철, 베릴륨으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 추가 성분으로서 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 가변성 안료.
  5. 제4항에 있어서, 상기 추가 성분의 총 함량은 상기 합금의 총 중량에 대해 20 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 더 바람직하게는 5 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 광학 가변성 안료.
  6. 2개의 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학 가변성 코팅 조성물로서, 상기 코팅 조성물은 1종 이상의 필름 형성 바인더와, 상기 바인더를 분산, 에멀젼화 또는 용해시키는 액체 또는 액체 혼합물과, 2가지 다른 색상들 사이의 색상 전이를 하며 물리적 증기 증착법에 의해 내부식성 알루미늄 합금으로 제조된 완전 반사층을 포함하는 다층 박필름 간섭 적층물을 포함하는 광학 가변성 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 가변성 코팅 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄 외에 규소, 마그네슘, 망간, 구리, 아연, 니켈, 바나듐, 납, 안티몬, 주석, 카드뮴, 비스무트, 티타늄, 크롬, 철, 베릴륨으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 추가 성분으로서 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 가변성 코팅 조성물.
  8. 제5항에 있어서, 상기 추가 성분의 총 함량은 상기 합금의 총 중량에 대해 20 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 더 바람직하게는 5 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 광학 가변성 코팅 조성물.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 액체들 중 적어도 하나는 물인 것을 특징으로 하는 광학 가변성 코팅 조성물.
  10. 제1 면 및 제2 면을 갖는 보안 문서로서, 상기 면들 중 1개 이상의 일부 이상이 제6항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 조성물 및/또는 인쇄 잉크에 의해 적용되는 증인을 갖는 것을 특징으로 하는 보안 문서.
  11. 하기 (a) 내지 (d)단계들을 포함하여 2가지 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학 가변성 안료의 제조 방법:
    (a) 담체 재료를 제공하는 단계,
    (b) 상기 담체에 후속 층들을 증착시켜서 실질적으로 평행한 제1 및 제2 평면들을 갖는 다층 박필름 간섭 적층물을 형성시키는 단계로서, 상기 간섭 적층물은 다층 적층물의 제1 및 제2의 평행 평면들에 평행한 제1 및 제2의 실질적인 평면들을 갖는 불투명성 완전 반사층과, 상기 완전 반사층의 상기 제1 면 및 제2 면 중 한면에 배치되는 1개 이상의 서열을 포함하고, 각 서열은 굴절율이 1.65 이하인 유전층과 반투명성 부분 반사층으로 이루어지며, 상기 서열의 유전층이 상기 불투명성 완전 반사층에 먼저 증착되고, 물리적 증기 증착에 의해 상기 불투명성 완전 반사층이 내부식성 알루미늄 합금으로부터 형성되는 것인 단계,
    (c) 상기 담체 재료에서 상기 다층 적층물을 분리하는 단계, 및
    (d) 상기 다층 적층물을 소정의 안료 크기로 분쇄하는 단계.
  12. 하기 (a) 내지 (c)단계들을 포함하여 2가지 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학 가변성 안료의 제조 방법:
    (a) 물리적 증기 증착법에 의해 내부식성 알루미늄 합금으로 제조된 불투명성 완전 반사층을 제공하는 단계,
    (b) 상기 불투명성 완전 반사층을 목적하는 안료 크기의 소판으로 분쇄하는 단계, 및
    (c) 화학적 증기 증착법에 의해 상기 불투명성 완전 반사 소판 전면에 1개 이상의 층 서열을 증착시키는 단계로서, 상기 서열은 굴절율이 1.65 이하인 유전층과 반투명성 부분 반사층으로 이루어지며, 상기 유전층이 상기 완전 반사층에 먼저 증착되는 것인 단계.
  13. 제11항 또는 제12항에 의한 방법으로 제조되는 광학 가변성 안료를, 1개 이상의 필름 형성 바인더 및 상기 바인더를 용해, 에멀션화 또는 분산시키기 위한 액체 또는 액체 혼합물을 포함하는 코팅 조성물내에 도입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 2개의 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학 가변성 코팅 조성물의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 인쇄 잉크인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 하기 (a) 내지 (d) 단계들을 포함하여 2가지 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 제공하는 광학 가변성 증인의 제조 방법:
    (a) 물리적 증기 증착법에 의해 내부식성 알루미늄 합금으로 제조된 완전 반사층을 포함하는 2가지 다른 소정의 색상들 사이의 색상 전이를 하는 광학 가변성 안료를 제공하는 단계,
    (b) 단계 (a)에서 얻은 안료를, 바람직하게는 필름 형성 바인더와, 상기 바인더를 용해, 분산 또는 에멀션화하는 액체 또는 액체 혼합물을 포함하는 인쇄 잉크 운송체내에 도입시키는 단계,
    (c) 단계 (b)에서 얻은 상기 인쇄 잉크를 적당한 기판, 바람직하게는 보안 문서에 적용하여 증인을 형성시키는 단계, 및
    (d) 용매의 증발 및/또는 지지체로의 침투, 및/또는 바인더를 가교 및/또는 유착시킴으로써 단계 (c)에서 얻은 상기 이미지를 경화시키는 단계.
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