[发明专利]在两种不同颜色之间有色位移的光可变颜料、含有该颜料的涂料组合物、生产该颜料的方法以及用该涂料组合物涂布的基片

说明书

本发明涉及在两种不同颜色之间有色位移的光可变颜料，涉及生产该颜料的方法，涉及含有这样的颜料的光可变涂料组合物，并涉及用于生产含有如独立权利要求书前序部分所述的这样一种颜料的标记的方法。

众所周知，在两种不同颜色之间有色位移的光可变颜料，其色位移取决于视角。在这篇说明书中，术语“光可变”代表这样一种光学特征。这些颜料的生产、使用及其特征在各种出版物和专利中描述过，例如L.Schmidt、N.Mronga、W.Radtke、O.Seeger等人所著的“具有光可变性质的光亮颜料”(Lustre pigments with opticallyvariable properties)，欧洲涂料杂志(European Coating Journal)7-8/1997，专利US 4,434,010、US 5,059,245、US 5,084,351、US5,135,812、US 5,171,363、US 5,571,624、EP 0341002、EP 0736073、EP 668 329和EP 0 741 170。

具有取决于视角的色位移的光可变颜料是以一堆叠物重叠的具有不同光学性质的薄膜层为基础的。除其他因素之外，这种薄膜结构的色调、色位移量和色度还取决于构成薄膜层的材料、层的排列顺序和数量、层的厚度以及生产方法。

通常，光可变颜料含有不透明的完全反射层、沉积在不透明的完全反射层之上的低折射率材料介电层，即折射率为1.65或更小，以及涂在介电层之上的半透明的部分反射层。

介电层和半透明的部分反射层的组合可看作是可重复应用的顺序列。

在本说明书中，术语不透明、完全和部分反射、半透明和透明涉及在电磁波频谱的可见范围内的电磁辐射，即约400-700纳米。

半透明的部分反射层可用金属(铝、铬)或高折射材料，例如某些金属氧化物或金属硫化物(MoS₂、Fe₂O₃等)制成。优选的介电层材料是SiO₂和MgF₂。通常，半透明的部分反射层厚度是5-25纳米，而介电层的厚度取决于所要求的颜色。典型地，其厚度是200-500纳米。不透明的完全反射层优选地是铝。金、铜、银和钴-镍合金作为不透明的完全反射层材料也已提出。通常，不透明的程度与层的厚度有关。铝在约35-40纳米厚度时变得不透明。因此，完全反射的铝层典型厚度范围是50-150纳米。

可采用许多方法生产光可变颜料；其中两种生产方法是最重要的。在其中第一种方法中，生产连续的光可变薄膜结构的薄片，然后研磨成颜料，在第二种方法中，用光可变薄膜结构涂布适当的前体颗粒，例如铝絮片。

在第一类生产过程中，采用物理蒸汽沉积方法将各种层相继地沉积在其他层的上面，以在柔性的载体上形成多层薄膜堆叠物积的连续薄片。载体优选地是PET薄片或类似的聚合物箔。

得到的多层薄膜结构包含有第一表面和第二表面的不透明的完全反射层、沉积在不透明的完全反射层上的介电层、涂布在介电层上的半透明的部分反射层。介电层/部分反射层的序列可在不透明的完全反射层的一侧，也可在它的两侧。后一种情况可达到对称的多层堆叠物，即假设选择两侧的光学特性是相同的，可得到对称结构的光可变颜料。为了得到成品颜料，采用已知的研磨方法将得到的多层薄膜片粉碎并研磨成所要求的颜料粒度。

为了生产这种光可变颜料，任何适当的用于生产薄膜的物理蒸汽沉积(PVD)技术都可以应用。在《Ullmann工业化学大全》(Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry)第5版，VerlagChemie,Weinheim，德国，卷AⅥ，第67页及其后中，和Milton Ohring所著的《薄膜的材料科学》(The Materials Science of Thin Films),Academic Press Inc.，1992中都描述了这样的技术；它们基本上可以在高真空条件下进行。

通过物理蒸汽沉积生产叠层可得到光滑、基本平的平行层，这使得由于平行反射电磁辐射而成高色度颜料成为可能。

此外，由于在生产过程中没有氧，所以可以防止在金属表面上可能形成氧化物层。这是很重要的，因为在有氧的情况下，许多金属的表面都被侵蚀，并且在暴露表面上自然地形成薄的氧化物层。但是，薄的氧化物层已能干扰了那些构成不透明的完全反射层的金属层的反射性。