KR20150127090A - Ｕｖ 반사 안료, 및 그의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

Ｕｖ 반사 안료, 및 그의 제조 및 사용 방법

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KR20150127090A
KR20150127090A KR1020157024760A KR20157024760A KR20150127090A KR 20150127090 A KR20150127090 A KR 20150127090A KR 1020157024760 A KR1020157024760 A KR 1020157024760A KR 20157024760 A KR20157024760 A KR 20157024760A KR 20150127090 A KR20150127090 A KR 20150127090A
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스티븐 존스
마르쿠스 뤽켈
토마스 세르바이
슈테판 다멘
조프리 존슨
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바스프 에스이
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Abstract

고굴절률 또는 저굴절률 물질의 교호 층의 홀수개 층으로 코팅된 판상 기판 또는 균일 판상 기판을 포함하며, 여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고; 안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율을 갖는 것인 안료가 개시된다. 또한, 안료의 제조 및 사용 방법이 개시된다. 이들 안료는 도료, 플라스틱, 화장품, 유리, 인쇄 잉크, 및 글레이즈에서의 용도를 가질 수 있다.

Description

ＵＶ 반사 안료, 및 그의 제조 및 사용 방법 {UV REFLECTING PIGMENTS, AND METHOD OF MAKING AND USING THE SAME}
본 출원은, 각각 2013년 3월 15일 및 2013년 11월 12일에 출원된 미국 가출원 번호 61/793,518 및 61/902,992의 이익을 취하며, 이들 가출원 둘 다 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
개시내용의 분야
본 개시내용은 UV광을 선택적으로 반사시키는 안료, 및 그의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
간섭 안료는 전형적으로, 다층의 금속 산화물로 코팅된 플레이크형 기판이다. 간섭 안료는 상이한 굴절률을 갖는 층의 계면에서 빛의 반사에 기초하여 각도 간섭 색을 나타낼 수 있다. 간섭 안료의 인간 눈에 의해 관찰되는 (즉, 가시 스펙트럼 내의) 색은, 상이한 굴절률을 갖는 층, 상이한 굴절률을 갖는 각각의 층의 두께, 및 안료에 조사되는 빛의 각도 및 파장의 조합에 기초한다. 간섭 안료는 도료, 코팅, 플라스틱, 인쇄 잉크, 및 화장품 제제에 사용된다.
가시광이 제품을 통과할 수 있게 하면서 UV를 흡수하거나 산란시키기 위해, 예를 들어, 유기 분자 또는 무기 나노입자를 사용하는 선탠 로션 등의 개발 제품들이 존재한다. 그러나, 유기 분자는 장기간 보호를 요하는 용도에서는 적합하지 않다. 무기 나노입자는 코팅에 바람직하지 않은 탁함(haziness)을 생성할 수 있다. 따라서, 도료 보호 또는 외부 목재 코팅과 같은 응용을 위해 길게 지속되는 투명 코팅이 요망되는 경우 UV광을 선택적으로 반사시키거나 흡수하는 또 다른 방식에 대한 필요성이 존재한다.
본 개시내용은, UV광을 선택적으로 반사시킬 수 있는 안료를 제공함으로써 이러한 필요성을 해결한다. 본 개시내용의 안료는, 예를 들어 장기간 코팅에 적합하다.
간단한 요약
하기 실시양태는 광범위한 개요는 아니다. 하기 실시양태는 다양한 실시양태의 중요한 요소를 규명하도록 의도되지 않으며, 또한 이들의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 추가의 변형이 관련 기술분야의 숙련자에게 명백할 것이다.
하나의 실시양태에서는, 판상 기판을 포함하며, 여기서 판상 기판은 투명하고, 저굴절률을 갖고, 고굴절률 또는 저굴절률 물질의 3 내지 23개의 교호 층의 홀수개 층으로 코팅되고, 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고; 각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 각각의 층은 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 층이 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화하고; 각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고; 안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 안료가 개시된다. 안료의 하나의 실시양태에서, 판상 기판은 유리, 산화알루미늄, 천연 운모, 합성 운모, 활석, 비스무트 옥시클로라이드, 실리카, 천연 진주, 질화붕소, 이산화규소, 산화아연, 천연 실리케이트, 합성 실리케이트, 규산알루미늄, 또는 이들의 조합을 포함한다. 안료의 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질은 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 또는 산화아연 중 적어도 하나를 포함하고; 저굴절률 물질은 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함한다. 안료의 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질은 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 층은 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질은 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 층은 20 내지 60 nm의 두께를 갖고, 안료는 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 안료는 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 안료는 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 또는 23개 층을 갖는다.
하나의 실시양태에서는, 균일 판상 기판을 포함하며, 여기서 균일 판상 기판은 저굴절률을 갖고, 고굴절률 및 저굴절률 물질의 1 내지 11개의 교호 층의 홀수개의 광학 층으로 코팅되고; 각각의 광학 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고; 각각의 층은 균일 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 층이 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화하고; 균일 판상 기판의 두께는, 균일 판상 기판이 안료의 중심 광학 층으로서 기능하도록 약 30 내지 90 nm의 평균을 갖고; 안료는 총 2n+1개의 광학 층을 갖고; n은 균일 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 광학 층의 총 수이고; 각각의 고굴절률 물질의 광학 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 각각의 저굴절률 물질의 광학 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고; 안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 안료가 개시된다. 안료의 하나의 실시양태에서, 균일 판상 기판은 실리케이트이다. 안료의 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질은 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 또는 산화아연 중 적어도 하나를 포함하고; 저굴절률 물질은 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함한다. 안료의 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질은 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 층은 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질은 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 층은 20 내지 60 nm의 두께를 갖고, 안료는 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 안료는 균일 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 안료는 균일 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 1, 3, 5, 7, 9, 또는 11개 층을 갖고; 균일 판상 기판의 두께는 약 50 내지 약 70 nm의 평균을 갖는다.
하나의 실시양태에서는,
투명하고, 저굴절률을 갖는 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 코팅된 기판을 형성하는 제1 침착 단계;
고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 안료를 형성하는 제2 침착 단계
를 포함하며, 여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고; 각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고; 안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인, 안료의 제조 방법이 개시된다. 방법의 하나의 실시양태에서, 제1 또는 제2 침착 단계 중 적어도 하나는 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 또는 습윤-화학 공정을 포함하고; 고굴절률 물질은 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 저굴절률 물질은 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖는다. 방법의 하나의 실시양태에서, 각각의 침착 단계는 습윤-화학 침착이고, 판상 기판을 각각의 고굴절률 층의 침착 전에 SnCl4로 처리한다. 방법의 하나의 실시양태에서, 안료는 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖고, 고굴절률 물질은 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층은 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질은 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 60 nm의 두께를 갖는다.
하나의 실시양태에서는,
저굴절률을 갖는 균일 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 제1 안료를 형성하는 제1 침착 단계; 및 임의로,
고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 제2 안료를 형성하는 제2 침착 단계
를 포함하며; 여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고; 균일 판상 기판의 두께는, 균일 판상 기판이 광학 시스템의 중심 광학 층으로서 기능하도록 약 30 내지 90 nm의 평균을 갖고; 광학 시스템은 총 2n+1개의 광학 층을 갖고; n은 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 수이고; 각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고; 안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인, 안료의 제조 방법이 개시된다. 방법의 하나의 실시양태에서, 제1 및 제2 침착 단계 중 적어도 하나는 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 또는 습윤-화학 공정을 포함하고; 고굴절률 물질은 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 저굴절률 물질은 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖는다. 방법의 하나의 실시양태에서, 각각의 침착 단계는 습윤-화학 침착이고, 균일 판상 기판을 각각의 고굴절률 층의 침착 전에 SnCl4로 처리한다. 방법의 하나의 실시양태에서, 안료는 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖고, 고굴절률 물질은 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층은 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질은 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 60 nm의 두께를 갖는다. 하나의 실시양태에서는, 상기에서 논의된 바와 같은 안료를 포함하는 생성물이 개시된다.
따라서, 본 출원은 적어도 하기 청구항들을 구현한다:
1. 판상 기판을 포함하며, 여기서 판상 기판은 투명하고, 저굴절률을 갖고, 고굴절률 또는 저굴절률 물질의 3 내지 23개의 교호 층의 홀수개 층으로 코팅되고, 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
각각의 층은 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 층이 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화하고;
각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 안료.
2. 제1항에 있어서, 판상 기판이 유리, 산화알루미늄, 천연 운모, 합성 운모, 활석, 비스무트 옥시클로라이드, 실리카, 천연 진주, 질화붕소, 이산화규소, 산화아연, 천연 실리케이트, 합성 실리케이트, 규산알루미늄, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 안료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 또는 산화아연 중 적어도 하나를 포함하고;
저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하는 것인 안료.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖고, 안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖는 것인 안료.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는 안료.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 또는 23개 층을 갖는 안료.
7. 균일 판상 기판을 포함하며, 여기서 균일 판상 기판은 저굴절률을 갖고, 고굴절률 및 저굴절률 물질의 1 내지 11개의 교호 층의 홀수개의 광학 층으로 코팅되고;
각각의 광학 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
각각의 층은 균일 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 층이 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화하고;
균일 판상 기판의 두께는, 균일 판상 기판이 안료의 중심 광학 층으로서 기능하도록 약 30 내지 90 nm의 평균을 갖고;
안료는 총 2n+1개의 광학 층을 갖고;
n은 균일 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 광학 층의 총 수이고;
각각의 고굴절률 물질의 광학 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
각각의 저굴절률 물질의 광학 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 안료.
8. 제7항에 있어서, 균일 판상 기판이 실리케이트인 안료.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 또는 산화아연 중 적어도 하나를 포함하고;
저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하는 것인 안료.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖고, 안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖는 것인 안료.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는 안료.
12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 안료가 균일 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 1, 3, 5, 7, 9, 또는 11개 층을 갖고; 균일 판상 기판의 두께가 약 50 내지 약 70 nm의 평균을 갖는 것인 안료.
13. 투명하고, 저굴절률을 갖는 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 코팅된 기판을 형성하는 제1 침착 단계; 고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 안료를 형성하는 제2 침착 단계
를 포함하며, 여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인, 안료의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 제1 또는 제2 침착 단계 중 적어도 하나가 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 또는 습윤-화학 공정을 포함하고;
고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 80 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 각각의 침착 단계가 습윤-화학적 침착이고, 판상 기판을 각각의 고굴절률 층의 침착 전에 SnCl4로 처리하는 것인 방법.
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖고,
고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
17. 저굴절률을 갖는 균일 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 제1 안료를 형성하는 제1 침착 단계; 및 임의로, 고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 제2 안료를 형성하는 제2 침착 단계
를 포함하며; 여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
균일 판상 기판의 두께는, 균일 판상 기판이 광학 시스템의 중심 광학 층으로서 기능하도록 약 30 내지 90 nm의 평균을 갖고;
광학 시스템은 총 2n+1개의 광학 층을 갖고;
n은 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 수이고;
각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인, 안료의 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 제1 및 제2 침착 단계 중 적어도 하나가 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 또는 습윤-화학 공정을 포함하고;
고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 10 내지 40 nm의 두께를 갖고; 저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 80 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 각각의 침착 단계가 습윤-화학적 침착이고, 균일 판상 기판을 각각의 고굴절률 층의 침착 전에 SnCl4로 처리하는 것인 방법.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖고,
고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고, 저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
21. 제1항 또는 제7항의 안료를 포함하는 생성물.
22. 제21항에 있어서, 도료, 플라스틱, 화장품, 유리, 인쇄 잉크, 및 글레이즈로 이루어진 군으로부터 선택되는 생성물.
상기 일반적 설명 및 하기 상세한 설명은 예시적이며 설명적인 것이며, 개시된 화합물, 조성물, 및 방법의 추가의 설명을 제공하도록 의도되는 것임을 이해하여야 한다.
본원에 개시된 실시양태의 예시를 위해, 안료의 특정 실시양태의 도면 또는 안료의 하나의 실시양태의 컴퓨터 생성 스펙트럼을 도시하였다. 그러나, 생성물 및 관련 방법은 도면에 도시된 실시양태의 정확한 배열 및 수단으로 제한되지 않는다.
도 1은 본 개시내용의 안료의 하나의 실시양태의 표면의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 안료의 하나의 실시양태의 단면의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 대표적 안료의 스펙트럼의 컴퓨터 생성 모델이다.
도 4는 본 개시내용의 대표적 안료의 스펙트럼의 컴퓨터 생성 모델이다.
도 5는 본 개시내용의 대표적 안료의 스펙트럼의 컴퓨터 생성 모델이다.
도 6은 본 개시내용의 대표적 안료의 스펙트럼의 컴퓨터 생성 모델이다.
도 7은 실시예 5로부터의 안료의 스펙트럼이다.
도 8은 실시예 6으로부터의 안료의 스펙트럼이다.
도 9는 실시예 7로부터의 안료의 스펙트럼이다.
도 10은 실시예 8로부터의 안료의 스펙트럼이다.
도 11는 실시예 9로부터의 안료의 스펙트럼이다.
도 12는 실시예 10으로부터의 안료의 스펙트럼이다.
도 13은 실시예 11로부터의 안료의 스펙트럼이다.
도 14는 실시예 12로부터의 안료의 스펙트럼이다.
발명의 상세한 설명
본원에서 논의된 바와 같은 실시양태는 안료, 그의 제조, 및 그의 용도에 관한 것이다. 본 개시내용의 안료는 가시광을 투과시키면서 UV광을 선택적으로 반사시킨다. 안료는 도료, 플라스틱, 화장품, 유리, 인쇄 잉크, 및 글레이즈 등의 생성물에 사용될 수 있다. 또한, 안료가 목재 코팅에 사용되어, 코팅을 통해 가시광이 통과될 수 있게 하면서, UV광을 반사시키는 코팅을 제공할 수 있다. 이러한 사용은 정상적 외관을 유지하면서 UV광의 유해 효과를 막는 데 있어 유리하다. 예를 들어, 본 개시내용의 안료를 포함하는 목재 코팅은 가시광을 투과시키면서 UV광의 유해 효과를 차단할 수 있고, 이로써 태양광으로부터의 UV 손상을 허용하지 않으면서 하부에 존재하는 목재의 미관이 나타날 수 있게 한다. 따라서, 이들 안료는 코팅 분야에서의, 예를 들어 옥외 가구에 대한 코팅으로서의 용도를 가질 수 있다.
정의
본원에서 사용되는 바와 같이, 하기 용어들 각각은, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 이 섹션에서의 그와 관련된 의미를 갖는다.
영문에서 관사 "a" 및 "an" ("하나의")은 본원에서 항목의 하나 또는 하나 초과의 대상을 지칭한다. 일례로서, "부재"는 하나 또는 하나 초과의 부재를 의미한다.
용어 "약"은 그것이 사용되는 문맥에 따르는 것으로 관련 기술분야의 숙련자에게 이해될 것이다. 숫자와 관련하여 사용되는 경우, 용어 "약"은 그 숫자의 ±5% 변동을 포함하도록 의도된다. 범위와 관련하여 사용되는 경우, 용어 "약"은 하한의 -5% 내지 상한의 +5%의 변동을 포함한다.
용어 "투명한"은 가시광의 85 내지 100%를 투과시킬 수 있는 물질 또는 물체를 지칭한다.
용어 "저굴절률"은, 달리 언급되지 않는 한, 1.8 미만의 굴절률을 갖는 물질을 지칭한다.
용어 "고굴절률"은, 달리 언급되지 않는 한, 2.0 내지 4.0, 예컨대 2.0 내지 3.0의 굴절률을 갖는 물질을 지칭한다.
용어 "UV광"은 자외선 광을 의미하고, 달리 언급되지 않는 한, 280 내지 400 nm의 전자기 방사선의 파장을 의미한다.
"가시광"은, 달리 언급되지 않는 한, 약 450 내지 780 nm의 전자기 방사선의 임의의 파장을 지칭한다.
온도, 압력, 및 두께와 같은 용이하게 조정가능한 측정치에 대해, 본원에 기재된 임의의 범위 셋트 사이의 임의의 및 모든, 완전 또는 부분 정수가 포함되는 것으로 이해된다.
개시된 물질의 조성물 및 방법에 대하여 본 발명에서 고려되는 바와 같이, 하나의 측면에서, 본 발명의 실시양태는 그에 개시된 성분들 및/또는 단계들을 포함한다. 또 다른 측면에서, 본 발명의 실시양태는 본질적으로 그에 개시된 성분들 및/또는 단계들로 이루어진다. 또한 또 다른 측면에서, 본 발명의 실시양태는 그에 개시된 성분들 및/또는 단계들로 이루어진다.
안료의 제1 실시양태
안료의 하나의 실시양태에서, 안료는 판상 기판을 포함하고, 여기서 판상 기판은 저굴절률을 갖고, 고굴절률 또는 저굴절률 물질의 3 내지 23개의 교호 층의 홀수개 층으로 코팅되고, 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 안료는 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖는다.
"판상 기판"은, 입자가 가시광을 반사시키기에 충분히 일반적으로 평탄하고 편평하고, 서로 평행할 수 있는 (그러나 반드시 서로 평행한 것은 아님) 2개의 표면을 갖도록, 플레이크 또는 칩의 형태를 갖는 입자를 지칭한다. 달리 언급되지 않는 한, 판상 기판은 투명하다. 판상 기판의 치수는 일반적으로 제한되지 않는다. 판상 기판의 "두께"는 기판 입자의 최소 치수를 지칭한다. 판상 기판의 "길이"는 입자의 최장 치수를 지칭하고, 이는 또한 입자의 "직경"으로서 언급될 수 있다. 입자의 "폭"은, 입자의 두께 및 길이에 대한 각도와 관계 없이, 입자의 제2 최장 치수를 지칭한다. 2개의 실질적으로 평행한 표면은 입자의 길이 및 폭에 의해 한정된다. 기판의 플레이크-형태로 인해, 판상 기판의 두께는 판상 기판의 길이 및 폭에 대하여 수직일 수 있다. 또한, 기판의 플레이크-형태로 인해, 두께는 판상 기판의 길이 및 폭 미만이다.
판상 기판의 길이 및 폭은 일반적으로 제한되지 않는다. 안료의 일부 실시양태에서, 판상 기판의 길이는 평균 약 5 내지 약 500 ㎛, 약 60 내지 약 200 ㎛, 또는 약 80 내지 150 ㎛의 범위일 수 있다. 판상 기판의 길이가 약 500 ㎛ 초과로 확장되는 경우, 코팅에서의 안료의 유효 피복이 감소될 수 있다. 판상 기판의 길이가 약 5 ㎛ 미만으로 확장되면, 안료의 광학 효과가 약화될 수 있다.
판상 기판의 평균 두께는 약 50 nm 내지 약 5 ㎛, 약 50 nm 내지 500 nm, 또는 약 50 nm 내지 약 200 nm의 범위일 수 있다. 판상 기판의 평균 두께가 약 5 ㎛ 초과로 확장되는 경우, 코팅에서의 안료의 유효성이 감소할 수 있다. 이러한 성질의 판상 기판은 일반적으로, 판상 기판의 광학적 기여가 "평균화(averaged out)"되고 단지 판상 기판 상에 코팅된 광학 층이 UV 반사를 제공하도록 폭넓은 분포의 소판(platelet) 대 소판 두께를 가질 것이다.
기판의 물질은, 그 물질이 약 60% 내지 100%의 투명도를 갖고 금속 산화물 층에 대한 안정한 지지체로서 기능하기에 충분히 견고한 한, 특별히 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 판상 기판에 적합한 물질은 유리, 산화알루미늄, 천연 운모, 합성 운모, 활석, 비스무트 옥시클로라이드, 실리카, 천연 진주, 질화붕소, 이산화규소, 산화아연, 천연 실리케이트, 합성 실리케이트, 규산알루미늄, 또는 이들의 조합을 포함한다. 판상 기판으로서 운모의 이점은, 운모가 자연적으로 플레이크형이고, 저렴하고, 편평하고 평탄한 표면을 갖는다는 것일 수 있다. 판상 기판 물질로서 유리의 이점은, 유리가 투명하고, 저렴하고, 코팅에 대해 평탄한 표면을 형성한다는 것일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 판상 기판은 금속 산화물 층, 예컨대 TiO2로 직접 코팅될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 판상 기판은 루틸 유도제, 예컨대 SnCl4로 전처리될 수 있고, 이는 기판의 표면 상에 침착되어 TiO2가 아나타제 대신에 루틸로서 형성되도록 한다. 본 개시내용의 목적상, 루틸 유도제 또는 그의 생성물은 루틸 유도 화합물로 전처리된 판상 기판과 침착되는 층 사이의 직접적 접촉을 막는 것으로 간주되지 않는다. 예를 들어, TiO2가 기판 상에 침착되기 전에 판상 기판을 SnCl4로 처리할 수 있다. 이 경우, 루틸 유도 화합물, 또는 그의 생성물은 판상 기판과 TiO2 층 사이에 완전한 연속적 층을 형성하는 것으로 간주되지 않기 때문에, TiO2 층은 판상 기판과 "직접 접촉"되는 것으로 정의된다. 또한, 전처리 공정에 의해 침착된 주석 화합물은 그 자체의 광학 효과를 갖지 않는 것으로 간주된다.
하나의 실시양태에서, 판상 기판은 고굴절률 및 저굴절률 물질의 3 내지 23개의 교호 층의 홀수개 층으로 코팅되고, 여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 각각의 층은 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 층이 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화한다.
하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질의 층은 2.0 내지 4.0, 2.0 내지 3.0, 2.2 내지 2.50 범위의 굴절률을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질의 층은 각각 10 내지 40 nm, 또는 15 내지 30 nm의 두께를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질에 적합한 물질은 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 및 산화아연을 포함한다. 고굴절률 물질로서 TiO2를 사용하는 것의 이점은, TiO2가 매우 높은 굴절률 (아나타제 형태에 대하여 약 2.49), 높은 투명도를 갖고, 안정한 층으로 용이하게 가공된다는 것일 수 있다. 루틸 TiO2를 사용하는 것의 이점은 아나타제 TiO2에 비해 높은 굴절률 (약 2.55)일 수 있다. 달리 지시되지 않는 한, 모든 경우에 "TiO2"는 TiO2의 루틸 또는 아나타제 형태를 지칭한다.
하나의 실시양태에서, 저굴절률 물질의 층은, 저굴절률 물질이 인접해 있는 고굴절률 물질보다 0.2 이상 더 저굴절률을 갖는다. 예를 들어, 저굴절률 물질은 1.3 내지 1.8, 또는 1.3 내지 1.6의 굴절률을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 저굴절률 물질의 층은 각각 20 내지 80 nm, 또는 20 내지 60 nm의 두께를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 저굴절률 물질에 적합한 물질은 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2를 포함한다. 저굴절률 물질로서 SiO2를 사용하는 것의 이점은, SiO2가 저굴절률 (약 1.4 내지 1.5), 높은 투명도를 갖고, 안정한 층으로 용이하게 가공된다는 것일 수 있다.
고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 두께는 안료의 광학 특성에 기여한다. 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 두께가 상기에서 논의된 상한보다 크거나 상기에서 논의된 하한보다 작은 경우, 안료의 간섭 효과가 UV광을 선택적으로 필터링하지 않을 수 있고/거나 가시광의 투과를 차단할 수 있다. 각각의 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층은 UV광을 선택적으로 반사시키고 가시광을 투과시킬 수 있는 광학 시스템에서의 광학 층으로서 기능하는 것으로 이해된다. 하나의 실시양태에서, 판상 기판은 광학 중심 또는 광학 층으로서 기능하지 않고; 대신에 이는 광학 층인 고굴절률 및 저굴절률 물질의 층에 대한 지지체로서 작용한다.
하나의 실시양태에서, 안료는 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는다. 판상 기판과 접촉된 및/또는 최외층으로서의 저굴절률 층을 갖는 안료를 형성하는 것 또한 가능하지만, 판상 기판과 접촉되고 최외층으로서의 고굴절률 층 물질을 사용하는 것이, 외부 층이 저굴절률 물질인 경우에 비해 더 높은 반사도를 가능하게 하기 때문에 유리할 수 있다.
도 1을 참조로 하면, 하나의 실시양태에서, 안료 (100)은 판상 기판 (102)을 포함할 수 있다. 제1 고굴절률 물질 층 (104)이 판상 기판 (102)의 양면 상에 그와 직접 접촉하여 코팅될 수 있다. 저굴절률 물질 층 (106)이 제1 고굴절률 물질 층 (104)의 양면 상에 그와 직접 접촉하여 코팅될 수 있다. 제2 고굴절률 물질 층 (108)이 저굴절률 물질 (106)의 양면 상에 그와 직접 접촉하여 코팅될 수 있다. 저굴절률 물질 층 (106)은 제1 고굴절률 물질 층 (104) 및 제2 고굴절률 물질 층 (108)에 대한 굴절률보다 0.2 이상 더 저굴절률을 갖는다. 본 실시양태에서, 제1 고굴절률 물질 층 (104)은 판상 기판 (102)과 직접 접촉하고, 제2 고굴절률 물질 층 (108)은 고굴절률 물질 (104, 108) 및 저굴절률 물질 (106)의 교호 층의 최외층이다.
안료의 제2 실시양태
또 다른 실시양태에서, 안료는 균일 판상 기판을 포함할 수 있고, 여기서 균일 판상 기판은 저굴절률을 갖고, 고굴절률 및 저굴절률 물질의 1 내지 11개의 교호 층의 홀수개의 광학 층으로 코팅되고, 여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "균일 판상 기판"은, 균일한 두께 분포를 갖는, 본원 다른 부분에서 정의된 바와 같은 판상 기판을 지칭한다. 균일 판상 기판의 실질적으로 평행한 평면형 표면은 일반적으로 가시광을 투과시키기에 충분히 평탄하고 편평하다. 달리 언급되지 않는 한, 균일 판상 기판은 투명하다.
하나의 실시양태에서, 균일 판상 기판의 두께는, 균일 판상 기판이 중심 광학 층으로서 안료에서 기능하도록 약 30 내지 90 nm, 또는 약 50 내지 약 70 nm이다. 본 실시양태에 따르면, 안료는 총 2n+1개의 광학 층을 갖고, 여기서 "n"은 고굴절률 및 저굴절률 물질의 광학 층의 총 수이다. 이러한 방식으로, 균일 판상 기판은 추가의 층의 코팅에 대한 지지체, 및 안료 (광학 시스템)의 광학적 중심으로서 기능하는 저굴절률의 층 둘 다로서 기능한다.
하나의 실시양태에서, 판상 기판의 평균 두께는 약 50 nm 내지 약 5 ㎛, 약 50 nm 내지 500 nm, 또는 약 50 nm 내지 약 200 nm의 범위일 수 있다.
판상 기판의 치수에 대한 본원 다른 부분에서의 논의가 균일 판상 기판에도 적용가능하다. 따라서, 균일 판상 기판의 치수는, 두께를 제외하고는 일반적으로 제한되지 않는다. 균일 판상 기판의 "두께"는 기판 입자의 최소 치수를 지칭한다. 균일 판상 기판의 "길이"는 입자의 최장 치수를 지칭하고, 이는 또한 입자의 "직경"으로서 언급될 수 있다. 입자의 "폭"은, 입자의 두께 및 길이에 대한 각도와 관계 없이, 입자의 제2 최장 치수를 지칭한다. 균일 판상 기판의 플레이크-형태로 인해, 두께는 전형적으로 균일 판상 기판의 길이 및 폭에 대하여 수직이다.
균일 판상 기판의 길이 및 폭은 일반적으로 제한되지 않는다. 안료의 일부 실시양태에서, 균일 판상 기판의 길이는 평균 약 5 내지 약 500 ㎛, 약 60 내지 약 200 ㎛, 또는 80 내지 150 ㎛의 범위일 수 있다. 균일 판상 기판의 길이가 약 500 ㎛ 초과로 확장되는 경우, 코팅의 투명도가 감소할 수 있다. 균일 판상 기판의 길이가 약 5 ㎛ 미만으로 확장되는 경우, 안료의 광학 효과가 약화될 수 있다.
광학 코어의 경우 균일 판상 기판의 두께는 약 30 nm 내지 약 90 nm, 또는 약 50 nm 내지 약 70 nm의 평균을 갖는다. 균일한 분포를 고려하면, 투명한 판상 기판의 두께는, 예를 들어 ± 5 nm 초과만큼 상이할 수 없다. 균일 판상 기판의 두께가 약 90 nm 초과로 확장되는 경우, 안료의 투명도가 감소할 수 있다. 균일 판상 기판의 두께가 약 30 nm 미만으로 확장되는 경우, 안료는 감소된 광학 효과를 가질 수 있다. 분포의 균일성이 평균의 ± 5 nm를 초과하는 경우, 균일 판상 기판은 안료 (광학 시스템)에 대한 광학적 중심으로서 기능할 수 없다.
균일 판상 기판의 물질은, 그 물질이 약 60% 내지 100%의 투명도를 갖고 금속 산화물 층에 대한 안정한 지지체로서 기능하기에 충분히 견고한 한, 특별히 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 균일 판상 기판에 적합한 물질은 실리케이트, 예컨대 실리카, 유리, 층상 실리케이트(phyllosilicate) 등을 포함한다. 실리카의 이점은, 이것이 투명하고, 저렴하고, 코팅에 대해 평탄한 표면을 형성한다는 것일 수 있고, 이는 필요한 경우 굴절률 증가 또는 감소를 위해 도핑될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 균일 판상 기판은 금속 산화물 층, 예컨대 TiO2 또는 SiO2로 직접 코팅될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 균일 판상 기판은 루틸 유도제, 예컨대 SnCl4로 전처리될 수 있고, 이는 기판의 표면 상에 침착되어 TiO2가 아나타제 대신에 루틸 상으로서 형성되도록 한다. 본 개시내용의 목적상, 루틸 유도 화합물 또는 그의 생성물은 루틸 유도 화합물로 전처리된 균일 판상 기판과 침착되는 층 사이의 직접적 접촉을 막는 것으로 간주되지 않는다. 예를 들어, TiO2가 기판 상에 침착되기 전에 균일 판상 기판을 SnCl4로 처리할 수 있다. 이 경우, 루틸 유도 화합물은 균일 판상 기판과 TiO2 층 사이에 완전한 연속적 층을 형성하는 것으로 간주되지 않기 때문에, TiO2 층은 균일 판상 기판과 "직접 접촉"되는 것으로 정의된다. 또한, 전처리 공정에 의해 침착된 주석 화합물은 광학 효과를 갖지 않는 것으로 간주된다.
하나의 실시양태에서, 균일 판상 기판은 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 1 내지 11개 층으로 코팅되고, 각각의 광학 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 각각의 층은 균일 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 광학 층이 균일 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화하고, 균일 판상 기판은 안료 (광학 시스템)의 광학적 중심으로서 기능한다.
하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질의 층은 2.0 내지 4.0, 2.0 내지 3.0, 또는 2.2 내지 2.5 범위의 굴절률을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질의 층은 각각 10 내지 40 nm, 또는 15 내지 30 nm의 두께를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 고굴절률 물질에 적합한 물질은 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 및 산화아연을 포함한다. 고굴절률 물질로서 TiO2를 사용하는 것의 이점은, TiO2가 매우 높은 굴절률 (아나타제에 대하여 약 2.49), 높은 투명도를 갖고, 안정한 층으로 용이하게 가공된다는 것일 수 있다. 루틸 TiO2를 사용하는 것의 이점은 아나타제 TiO2에 비해 높은 굴절률 (약 2.55)일 수 있다. 달리 지시되지 않는 한, 모든 경우에 "TiO2"는 TiO2의 루틸 또는 아나타제 형태를 지칭한다.
하나의 실시양태에서, 저굴절률 물질의 층은, 저굴절률 물질이 인접해 있는 고굴절률 물질보다 0.2 이상 더 저굴절률을 갖는다. 예를 들어, 저굴절률 물질은 1.3 내지 1.8, 또는 1.3 내지 1.6의 굴절률을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 저굴절률 물질의 층은 각각 20 내지 80 nm, 또는 20 내지 60 nm의 두께를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 저굴절률 물질에 적합한 물질은 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2를 포함한다. 저굴절률 물질로서 SiO2를 사용하는 것의 이점은, SiO2가 저굴절률 (약 1.4 내지 1.5), 높은 투명도를 갖고, 안정한 층으로 용이하게 가공된다는 것이다.
고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 두께는 안료의 광학 특성에 기여한다. 고굴절률 및/또는 저굴절률 물질의 교호 층의 두께가 상기에서 논의된 상한보다 크거나 상기에서 논의된 하한보다 작은 경우, 안료의 간섭 효과가 UV광을 선택적으로 필터링하지 않을 수 있고/거나 가시광의 투과를 차단할 수 있다. 각각의 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층은 UV광을 선택적으로 반사시키고 가시광을 투과시킬 수 있는 광학 시스템에서의 광학 층으로서 기능하는 것으로 이해된다.
하나의 실시양태에서, 안료는 투명한 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는다. 균일 판상 기판과 접촉된 및 최외층으로서의 저굴절률 층을 갖는 안료를 형성하는 것 또한 가능하지만, 고굴절률 층 물질을 사용하는 것이, 외부 층이 저굴절률 물질인 경우에 비해 더 높은 반사도를 가능하게 하기 때문에 유리할 수 있다.
도 2를 참조로 하면, 하나의 실시양태에서, 안료 (200)는 중심 광학 층으로서 기능하는 균일 판상 기판 (202)을 포함할 수 있다. 고굴절률 물질 층 (204)이 균일 판상 기판 (202)의 양면 상에 직접 코팅되어 안료를 형성할 수 있다. 다른 실시양태에서는, 저굴절률 및 고굴절률 물질 층의 교호 층이 고굴절률 물질 층 (204) 상에 직접 코팅되어 총 2n+1개의 광학 층에 대하여 2 내지 11의 n을 갖는 실시양태를 형성할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 안료는 안료의 내후 안정성 및 광 안정성을 향상시키 위해 표면 처리에 적용될 수 있다. 유용한 표면 처리는, 예를 들어, DE-A-2215191, DE-A-3151354, DE-A-3235017, DE-A-3334598, DE-A-4030727, EP-A-649886, WO97/29059, WO99/57204, 및 미국 특허 번호 5,759,255에 기재되어 있다.
안료 제조
하나의 실시양태에서, 본 개시내용의 안료 제조 방법은, 투명하고, 저굴절률을 갖는 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 코팅된 기판을 형성하는 제1 침착 단계; 고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 안료를 형성하는 제2 침착 단계를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 관련 기술분야에 공지된 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 및/또는 습윤-화학 공정을 이용하여 고굴절률 물질의 제1층, 저굴절률 물질의 층, 및/또는 고굴절률 물질의 제2층을 침착시킬 수 있다. 물리적 또는 화학적 증착 단계를 사용하는 것의 이점은 침착된 층의 두께 및 순도에 대한 정밀 제어이다. 습윤-화학 공정의 이점은 보다 낮은 비용 및 보다 높은 생산 부피이다.
하나의 실시양태에서는, 판상 기판을 TiO2의 첨가 전에 루틸 유도제, 예컨대 SnCl4로 전처리하는데, 이는 이것이 TiO2가 아나타제 TiO2 대신에 루틸 TiO2를 형성하도록 하기 때문이다. 본원 다른 부분에서 논의된 바와 같이, 루틸 유도제를 사용하는 것의 한가지 이점은, 루틸 TiO2가 아나타제 TiO2에 비해 높은 굴절률을 갖는 것일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 안료의 제조 방법은, 저굴절률을 갖는 균일 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 안료를 형성하는 제1 침착 단계; 및 임의로, 고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 제2 안료를 형성하는 제2 침착 단계를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 관련 기술분야에 공지된 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 및/또는 습윤-화학 공정을 이용하여 고굴절률 물질의 제1층, 저굴절률 물질의 층, 및/또는 고굴절률 물질의 제2층을 침착시킬 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 물리적 또는 화학적 증착 단계를 사용하는 것의 이점은 침착된 층의 두께 및 순도에 대한 높은 제어이다. 습윤-화학 공정의 이점은 보다 낮은 비용 및 보다 높은 생산 부피이다.
하나의 실시양태에서는, 균일 판상 기판을 TiO2의 첨가 전에 루틸 유도제, 예컨대 SnCl4로 전처리하는데, 이는 이것이 TiO2가 아나타제 TiO2 대신에 루틸 TiO2를 형성하도록 하기 때문이다. 루틸 유도제를 사용하는 것의 한가지 이점은, 루틸 TiO2가 아나타제 TiO2에 비해 높은 굴절률을 갖는 것일 수 있다.
실험
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 기재되는 것이지만, 본 발명을 제한하도록 의도되지는 않는다. 본 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐, 달리 지시되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이며, 모든 온도 및 도는 섭씨이다.
실시예 1
박막 광학 모델링 프로그램을 이용하여 UV 반사 간섭 효과 물질을 디자인한다. 기판을 폭넓은 분포의 물리적 두께를 갖는 광학 활성 운모형 기판이 되도록 디자인한다. 기판을 캡슐화하고 기판으로부터 외부 층까지 TiO2 - SiO2 - TiO2가 교호되도록 3개의 광학 코팅을 디자인한다. 광학 층의 물리적 두께를 UV 영역에서는 반사가 최대화되고 가시 영역에서는 반사가 최소화되도록 디자인한다. 최종 광학 층은 기판으로부터 외부 층까지 16.55 nm TiO2, 59.34 nm SiO2, 및 22.55 nm TiO2이다. 생성된 반사 스펙트럼의 분포를 평균내어 최종 모델링된 UV 반사 스펙트럼을 얻는다. 상응하는 모델링된 스펙트럼을 도 3에 나타내었다.
실시예 2
5개 광학 층인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 5개 층의 UV 반사체를 디자인한다. 최종 광학 층은 15.88 nm TiO2, 55.56 nm SiO2, 36.26 nm TiO2, 59.56 nm SiO2, 및 16.88 nm TiO2이다. 상응하는 모델링된 스펙트럼을 도 4에 나타내었다.
실시예 3
7개 광학 층인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 7개 층의 UV 반사체를 디자인한다. 최종 광학 층은 12.61 nm TiO2, 63.69 nm SiO2, 40.52 nm TiO2, 29.59 nm SiO2, 40.52 nm TiO2, 71.62 nm SiO2, 및 16.88 nm TiO2이다. 상응하는 모델링된 스펙트럼을 도 5에 나타내었다.
실시예 4 (광학 기판)
전형적인 비-균일 판상 기판 없이 3개 층의 UV 반사체 효과 물질을 디자인한다. 따라서 SiO2 기판은, SiO2 기판을 캡슐화하는 TiO2 층에 대한 스캐폴드, 및 안료 중심의 광학 층 (예를 들어, 광학적 중심) 둘 다로서 작용한다. 이 UV 반사체를 통과하는 빛은 TiO2 및 SiO2 (광학적 중심) 및 TiO2의 교호 광학 층을 직면한다. 본 실시예에서, 최종 광학 층은 20 nm TiO2, 60 nm SiO2, 및 20 nm TiO2이다. 상응하는 모델링된 스펙트럼을 도 6에 나타내었다.
실시예 5
증류 H2O 2000 mL 중 운모 130 g (평균 입자 크기 20 마이크로미터)의 슬러리를 82℃로 가열하고, pH를 HCl에 의해 1.5로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.50으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 15 g을 1.0 g/min의 속도로 첨가하였다. 1 hr 교반 후, pH를 NaOH에 의해 1.50으로 유지하면서 40% TiCl4 60 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 첨가 완료 후, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, 이어서 pH를 HCl에 의해 7.80으로 유지하면서 20% Na2SiO3·5H2O 550 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, HCl 첨가에 의해 pH를 1.50으로 낮추고, pH를 NaOH에 의해 1.50으로 제어하면서 20% SnCl4 28 g을 1.5 g/min의 속도로 첨가하였다. 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.50으로 유지하면서 40% TiCl4 90 g을 2.0 g/min의 속도로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 372 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 5에 대한 스펙트럼을 도 7에 나타내었다.
실시예 6
증류 H2O 2000 mL 중 합성 운모 (평균 입자 크기 20 마이크로미터) 130 g의 슬러리의 pH를 HCl에 의해 1.4로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 7.3 g을 1.0 g/min의 속도로 첨가하였다. 30 min 교반 후, 슬러리를 74℃로 가열하고, pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 40% TiCl4 67 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 완료시, 슬러리를 82℃로 가열하고, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하였다. 이어서, pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 605 g을 2.0 g/min의 속도로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl 첨가에 의해 1.50으로 낮춘 후, pH를 NaOH에 의해 1.50으로 제어하면서 20% SnCl4 28 g을 1.5 g/min의 속도로 첨가하였다. 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.50으로 유지하면서 40% TiCl4 90 g을 2.0 g/min의 속도로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 332 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 6에 대한 스펙트럼을 도 8에 나타내었다.
실시예 7
증류 H2O 2000 mL 중 운모 130 g (평균 입자 크기 45 마이크로미터)의 슬러리를 82℃로 가열하고, pH를 HCl에 의해 1.5로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 30 g을 0.6 g/min의 속도로 첨가하였다. 1 hr 교반 후, pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 40% TiCl4 27 g을 1.9 g/min으로 첨가하였다. 첨가 완료 후, 온도를 73℃로 낮추고, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, 이어서 pH를 HCl에 의해 7.80으로 유지하면서 20% Na2SiO3·5H2O 248 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, 슬러리를 82℃로 가열하고, pH를 HCl에 의해 1.80으로 낮춘 후, pH 제어 없이 20% SnCl4 10 g을 급속히 첨가하였다. 이어서, 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 40% TiCl4 75 g을 0.7 g/min으로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 350 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 7에 대한 스펙트럼을 도 9에 나타내었다.
실시예 8
증류 H2O 2000 mL 중 합성 운모 130 g (평균 입자 크기 30 마이크로미터)의 슬러리를 40℃로 가열하고, pH를 HCl에 의해 1.4로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 5.6 g을 0.5 g/min으로 첨가하였다. 1 hr 교반 후, 슬러리를 70℃로 가열하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 40% TiCl4 42 g을 1.0 g/min으로 첨가하였다. 완료시, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, 이어서 pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 405 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl에 의해 1.50으로 낮춘 후, pH를 NaOH에 의해 1.50으로 제어하면서 20% SnCl4 28 g을 1.5 g/min으로 첨가하였다. 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.50으로 유지하면서 40% TiCl4 수용액 67 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 332 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 8에 대한 스펙트럼을 도 10에 나타내었다.
실시예 9
증류 H2O 2000 mL 중 운모 130 g (평균 입자 크기 5 마이크로미터)의 슬러리를 74℃로 가열하고, pH를 HCl에 의해 1.6으로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 18.2 g을 0.9 g/min의 속도로 첨가하였다. 30 min 동안 교반 후, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 40% TiCl4 94 g을 1.1 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 1081 g을 1.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl에 의해 1.60으로 낮추고, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 제어하면서 20% SnCl4 20 g을 0.9 g/min의 속도로 첨가하였다. 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 40% TiCl4 수용액 80 g을 1.1 g/min의 속도로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 336 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 9에 대한 스펙트럼을 도 11에 나타내었다.
실시예 10
증류 H2O 2000 mL 중 합성 운모 130 g (평균 입자 크기 12 마이크로미터)의 슬러리의 pH를 HCl에 의해 1.6으로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 26.4 g을 1.1 g/min으로 첨가하였다. 1 hr 동안 교반 후, 슬러리를 74℃로 가열하고, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 40% TiCl4 91.2 g을 1.35 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 824 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl에 의해 1.60으로 낮추고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.60으로 제어하면서 20% SnCl4 52 g을 0.5 g/min으로 첨가하였다. 슬러리를 45분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 40% TiCl4 수용액 90 g을 1.35 g/min의 속도로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 330 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 10에 대한 스펙트럼을 도 12에 나타내었다.
실시예 11
증류 H2O 2000 mL 중 합성 운모 (평균 입자 크기 20 마이크로미터) 130 g의 슬러리의 pH를 HCl에 의해 1.4로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 7.3 g을 1.0 g/min의 속도로 첨가하였다. 30 min 동안 교반 후, 슬러리를 74℃로 가열하고, pH를 NaOH에 의해 1.40으로 유지하면서 40% TiCl4 64 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 완료시, 슬러리를 82℃로 가열하고, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, 이어서 pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 588 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl에 의해 1.50으로 낮춘 후, pH를 NaOH에 의해 1.50으로 제어하면서 20% SnCl4 28 g을 1.5 g/min으로 첨가하였다. 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.50으로 제어하면서 40% TiCl4 수용액 130 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 605 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl 첨가에 의해 1.50으로 낮춘 후, pH를 NaOH에 의해 1.50으로 제어하면서 20% SnCl4 28 g을 1.5 g/min으로 첨가하였다. 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.50으로 제어하면서 40% TiCl4 수용액 40 g을 2.0 g/min으로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 350 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 11에 대한 스펙트럼을 도 13에 나타내었다.
실시예 12
증류 H2O 2000 mL 중 운모 (평균 입자 크기 5 마이크로미터) 130 g의 슬러리를 74℃로 가열하고, pH를 HCl에 의해 1.6으로 조정하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 20% SnCl4·5H2O 18.2 g을 0.9 g/min의 속도로 첨가하였다. 30 min 동안 교반 후, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 40% TiCl4 94 g을 1.1 g/min의 속도로 첨가하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 861.5 g을 1.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl에 의해 1.60으로 낮추고, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 제어하면서 20% SnCl4 20 g을 0.9 g/min의 속도로 첨가하였다. 30분 동안 교반한 후, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 유지하면서 40% TiCl4 수용액 190 g을 1.1 g/min의 속도로 첨가하였다. 이어서, pH를 NaOH에 의해 7.80으로 조정하고, pH를 HCl에 의해 7.80으로 제어하면서 20% Na2SiO3·5H2O 886.4 g을 1.0 g/min으로 첨가하였다. 이어서, pH를 HCl에 의해 1.60으로 낮춘 후, pH를 NaOH에 의해 1.60으로 제어하면서 20% SnCl4 20 g을 0.9 g/min으로 첨가하였다. 슬러리를 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 NaOH에 의해 1.60으로 제어하면서 40% TiCl4 수용액 40 g을 1.1 g/min으로 첨가하였다. 슬러리의 50 mL 샘플을 여과하고, 세척하고, 850℃에서 20 min 동안 소성시켰다.
생성된 안료는 362 nm에서 반사의 λmax를 가졌다. 실시예 12에 대한 스펙트럼을 도 14에 나타내었다.
본원에서 인용된 각각의 및 모든 특허, 특허 출원, 및 공개 문헌의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
관련 기술분야의 숙련자는, 본 발명이, 목적을 수행하고, 본래 가진 것들 뿐만 아니라 언급된 결론 및 이점을 얻기 위해 잘 적합화된다는 것을 용이하게 인지할 것이다. 본 발명은 구체적 실시양태를 참조로 하여 개시되었지만, 본 발명의 실행에서 이용되는 진정한 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 본 발명의 다른 실시양태 및 변형이 관련 기술분야의 숙련자에 의해 고안될 수 있음이 명백하다. 첨부된 청구범위는 이러한 모든 실시양태 및 등가의 변형을 포함하는 것으로 이해되도록 의도된다.

Claims (22)

  1. 판상 기판을 포함하는 안료이며, 여기서 판상 기판은 투명하고, 저굴절률을 갖고, 고굴절률 또는 저굴절률 물질의 3 내지 23개의 교호 층의 홀수개 층으로 코팅되고, 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
    각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
    각각의 층은 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 층이 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화하고;
    각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
    안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 안료.
  2. 제1항에 있어서, 판상 기판이 유리, 산화알루미늄, 천연 운모, 합성 운모, 활석, 비스무트 옥시클로라이드, 실리카, 천연 진주, 질화붕소, 이산화규소, 산화아연, 천연 실리케이트, 합성 실리케이트, 규산알루미늄, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 안료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 또는 산화아연 중 적어도 하나를 포함하고;
    저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하는 것인 안료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고,
    저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖고,
    안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖는 것인 안료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는 안료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 또는 23개 층을 갖는 안료.
  7. 균일 판상 기판을 포함하는 안료이며, 여기서 균일 판상 기판은 저굴절률을 갖고, 고굴절률 및 저굴절률 물질의 1 내지 11개의 교호 층의 홀수개의 광학 층으로 코팅되고;
    각각의 광학 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
    각각의 층은 균일 판상 기판 및 모든 이전 층들을, 각각의 층이 판상 기판의 양면에 동등하게 형성되도록 연속하여 캡슐화하고;
    균일 판상 기판의 두께는, 균일 판상 기판이 안료의 중심 광학 층으로서 기능하도록 약 30 내지 90 nm의 평균을 갖고;
    안료는 총 2n+1개의 광학 층을 갖고;
    n은 균일 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 광학 층의 총 수이고;
    각각의 고굴절률 물질의 광학 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
    각각의 저굴절률 물질의 광학 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
    안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 안료.
  8. 제7항에 있어서, 균일 판상 기판이 실리케이트인 안료.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2, 티타늄산스트론튬, 입방 지르코니아, 또는 산화아연 중 적어도 하나를 포함하고;
    저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하는 것인 안료.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고,
    저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖고,
    안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖는 것인 안료.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 균일 판상 기판과 직접 접촉되는 고굴절률 층, 및 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 최외층으로서의 고굴절률 층을 갖는 안료.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 안료가 균일 판상 기판 상에 코팅된 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 1, 3, 5, 7, 9, 또는 11개 층을 갖고;
    균일 판상 기판의 두께가 약 50 내지 약 70 nm의 평균을 갖는 것인 안료.
  13. 투명하고, 저굴절률을 갖는 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 코팅된 기판을 형성하는 제1 침착 단계;
    고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 안료를 형성하는 제2 침착 단계
    를 포함하는 안료의 제조 방법이며,
    여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
    각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
    각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
    안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 제1 또는 제2 침착 단계 중 적어도 하나가 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 또는 습윤-화학 공정을 포함하고;
    고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
    저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 80 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 각각의 침착 단계가 습윤-화학적 침착이고, 판상 기판을 각각의 고굴절률 층의 침착 전에 SnCl4로 처리하는 것인 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖고,
    고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고,
    저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
  17. 저굴절률을 갖는 균일 판상 기판 상에 고굴절률 물질의 제1층을 침착시켜 제1 안료를 형성하는 제1 침착 단계; 및 임의로,
    고굴절률 물질의 제1층 상에 저굴절률 물질의 층을 침착시키고, 이어서 저굴절률 물질의 층 상에 고굴절률 물질의 제2층을 침착시켜 제2 안료를 형성하는 제2 침착 단계
    를 포함하는 안료의 제조 방법이며;
    여기서 각각의 층은 0.2 이상만큼 인접 층과 상이한 굴절률을 갖고;
    균일 판상 기판의 두께는, 균일 판상 기판이 광학 시스템의 중심 광학 층으로서 기능하도록 약 30 내지 90 nm의 평균을 갖고;
    광학 시스템은 총 2n+1개의 광학 층을 갖고;
    n은 고굴절률 및 저굴절률 물질의 교호 층의 수이고;
    각각의 고굴절률 물질의 층은 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
    각각의 저굴절률 물질의 층은 20 내지 80 nm의 두께를 갖고;
    안료는 280 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 40 내지 약 100% 반사율, 및 450 내지 900 nm의 빛에 대하여 약 0 내지 20% 반사율을 갖는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 제1 및 제2 침착 단계 중 적어도 하나가 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD), 또는 습윤-화학 공정을 포함하고;
    고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 10 내지 40 nm의 두께를 갖고;
    저굴절률 물질이 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 80 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 각각의 침착 단계가 습윤-화학적 침착이고, 균일 판상 기판을 각각의 고굴절률 층의 침착 전에 SnCl4로 처리하는 것인 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 안료가 280 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 약 70 내지 약 100% 반사율을 갖고,
    고굴절률 물질이 TiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 물질의 층이 15 내지 30 nm의 두께를 갖고,
    저굴절률 물질이 SiO2를 포함하고, 각각의 저굴절률 물질의 층이 20 내지 60 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
  21. 제1항 또는 제7항의 안료를 포함하는 생성물.
  22. 제21항에 있어서, 도료, 플라스틱, 화장품, 유리, 인쇄 잉크, 및 글레이즈로 이루어진 군으로부터 선택되는 생성물.
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